针灸治疗膝骨关节炎的作用机制探讨

孙士全++谭涛

[摘要] 膝骨关节炎发病率逐年升高，严重影响患者的生活质量。针灸治疗膝骨关节炎有显著疗效，但缺乏对其作用机制的探讨和广泛的国际认同。近年来，国内外关于膝骨关节炎的发病机制有细胞因子、免疫反应及蛋白酶、骨内高压、股四头肌肌力下降、性激素内环境紊乱、细胞凋亡、氧自由基等相关学说。针刺、火针、温针、电针、针刀、艾灸等针灸治疗手段，可以相应地在调控细胞因子、调节免疫反应及蛋白酶、降低骨内高压、提高股四头肌肌力，恢复性激素紊乱、控制细胞凋亡等多方面发挥效用，且具有明显的镇痛效果。

[关键词] 膝骨关节炎；针灸；作用机制

[中图分类号] R684 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2017）04（a）-0127-04

[Abstract] The incidence rate of knee osteoarthritis （KOA） increases year by year， which has serious impact on patients' quality of life. Acupuncture has a significant effect on KOA， but fewer researches focuses on its mechanism of action and lack of widespread international recognition so far. In recent years， the pathogenesis of KOA at home and abroad have cytokines， immune response and protease， intraosseous pressure， quadriceps and muscle strength decreased， the hormone environment disorders， apoptosis， oxygen free radicals and other related theories. Acupuncture， fire needle， warm needle， electro-acupuncture， needle knife， moxibustion and other acupuncture treatment， play a role in many aspects of KOA treatment， regulating cytokines， regulating immune response and protease， depress intraosseous pressure， increase quadriceps and muscle strength decreased， restore the hormone environment disorders， apoptosis， control oxygen free radicals and other aspects， and has significant analgesic effect.

[Key words] Knee osteoarthritis； Acupuncture； Action mechanism

膝骨關节炎（KOA）又称为膝增生性关节炎、退行性膝关节炎等。KOA以膝关节的软骨表面损伤、骨骼重塑以及轻度滑膜炎为特点，临床表现为疼痛、骨压痛和捻发音。严重时，有特征性关节间隙变窄及骨赘形成，X线片检查可见软骨下骨变性[1]。

1 膝骨关节炎的病因病理

现代医学对其发病机制有如下假说：细胞因子（CK）、免疫反应及蛋白酶、骨内高压、股四头肌肌力下降、性激素内环境紊乱、细胞凋亡、一氧化氮（NO）含量升高、氧自由基学说等相关学说和观点。

1.1 CK

CK由细胞产生，可调节和介导免疫反应。患者关节滑液中异常存在白细胞介素-1β（IL-1β）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和生长因子（GF）[2]。IL-1β能促进软骨和滑膜组织基质金属蛋白酶（MMP）的表达，抑制软骨细胞Ⅱ型前胶原mRNA的表达、Ⅱ型胶原和蛋白多糖的合成；TNF-α能调节胶原酶的产生，促进前列腺素E2（PGE2）释放硬蛋白酶，诱导软骨细胞产生过氧化反应；GF主要有趋化因子（RANTES）、单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）和转化生长因子-β（TGF-β），具有调节着软骨细胞合成与分解平衡、维持着骨基质内部环境稳定的作用。

1.2 免疫反应及相关蛋白酶

免疫反应在KOA的病理发展过程中起到重要作用。细胞外基质（ECM）具有维护软骨细胞的正常结构和功能以及为软骨细胞代谢提供场所和条件的作用。负责ECM中的胶原和其他蛋白质降解的主要酶组是MMP[3]和其相关抑制剂间的相互作用及表达影响ECM的代谢。线粒体DNA（mtDNA）损伤及修复能力的降低，可引起KOA软骨细胞中的线粒体呼吸阻塞，并通过促进氧化应激和增加基质分解代谢而参与软骨变性的过程[4]。细胞因子介导的MMP-1和MMP-13基因调节在KOA进展中扮演着至关重要的角色，这两种酶的基因由炎性细胞因子转录激活，通过分子机制调节，在其转录调控的模型中，重点是信号中间体和转录因子，这也是未来治疗KOA药物的发展方向[5]。

1.3 骨内高压

1938年Larsen[6]首先提出骨内高压的概念。由于骨内静脉瘀滞，骨内血液压力对骨壁所产生的压力持续异常增高，称为骨内高压。骨内高压可诱发微循环障碍，从而导致血管间血流变小，流速变慢，血氧含量变低，有氧分解变少，无氧酵解升高，以致骨质缺乏营养，有害代谢产物堆积于局部，最终导致骨组织内环境中成分的改变，骨小梁、骨细胞坏死。

1.4 股四头肌肌力下降

KOA伴随着膝关节结构的破坏[7]。关节疼痛刺激神经系统，对股四头肌等局部肌肉组织肌力产生抑制，致使其肌力下降，膝关节因缺乏肌力约束而不稳定。膝关节不稳又使骸股关节面、胫股关节应力分布异常，引起关节力学轴线的改变，负重力线的内移，膝关节内侧因内移而承受超正常应力，导致膝关节不稳逐渐加重。外侧副韧带能防止关节过度活动，其胶原组织中的胶原纤维因过大的载荷和变形而断裂、变细等，力学性质改变，其束缚膝关节等功能受到影响。

1.5 性激素内环境紊乱

睾丸酮和雌激素均能影响KOA发病，前者可促进发病而后者对发病有抑制作用。霍健[8]发现，KOA患者的血清雌激素水平明显降低，睾丸酮水平明显升高。

1.6 细胞凋亡

细胞凋亡影响着KOA的发生和发展。多位学者研究认为，软骨细胞死亡与细胞间隙增大、机械损伤、活性氧物质多种原因有关[9]。虽然系统回顾凋亡和KOA之间存在关系，但凋亡是KOA软骨退化的原因或结果仍有待回答。

1.7 NO含量升高

NO可以引起体外培养的软骨细胞发生凋亡，由Francisco等首次发现[10]。NO是细胞间的一种信使分子，诱导型一氧化氮合酶（iNOS）可催化NO的产生。IL-1β介导iNOS的诱导可以通过直接调节物microRNA-26a-5p-miR-26a-5p发生，这可能是人类软骨稳态的重要调节因子和KOA治疗的新靶标[11]。

1.8 氧自由基

氧自由基对软骨具有强大的破坏作用。一方面直接攻击软骨细胞的DNA及DNA合成所需要的酶，影响分裂；另一方面可造成胶原蛋白的氧化损伤。孙成斌[12]研究认为，氧自由基可能参与KOA的病理过程。但在正常情况下，由于正常生理细胞中富含超氧化物歧化酶（SOD），能特异性灭活并清除超氧自由基，使机体自由基代谢保持相对平衡。

2 针灸治疗KOA效果

KOA在全世界范围内广泛分布，缺乏明确治疗方案。虽然大多数文献资料都表明针灸治疗KOA有显著效果，但缺乏对其作用机制的探讨。美国骨科医师协会颁布的第二版膝关节骨关节炎循证医学指南[13]中，对症状性膝关节骨关节炎患者，既不赞成又不反对他们使用物理疗法（包括电刺激疗法），说明针灸治疗KOA缺乏广泛的国际认同，探寻针灸治疗KOA的作用机制，对于针灸的国际推广，有重要意义。

针灸能缓解症状，恢复关节功能，主要有以下作用：抗炎镇痛、缓解症状；增加肌力，纠正膝关节力学平衡；改善血流变，促进膝关节修复；免疫调节，影响细胞因子。目前，临床治疗KOA采用的针灸方法多样，主要有单纯针刺法、温针灸、电针、火针、电热针、艾灸、刺血、针刀等。

2.1 针刺

文献显示，针刺对KOA的镇痛效果是西方认可并研究较多的方向。早在1975年，Melzack[14]就指出，对穴位进行短暂的、强烈的刺激能产生疼痛的长期缓解。大量的临床与实验表明，针刺具有消炎、镇痛、改善局部血液循环以及调节机体免疫的功能。针灸可能是通过促进局部血液循环、加速炎性物质排出、改善关节内环境、促进软骨修复作用等方面来改善关节功能、加快损伤的良性修复[15]。

目前关于其止痛机制的假说有：①通过局部感受器抑制痛觉向中枢传导的闸门学说；②针刺使大脑分泌镇痛物质，并启动中枢下行性抑制系统学说；③针刺可以通过调节rFPN、ECN和下行疼痛調节通路之间的功能连接[16]。

2.1.1 单纯针刺 针刺具有双向调节作用。针刺可以整体提高机体的免疫能力、各种免疫指标及血清中多种免疫因子[17]。针刺可通过多个环节、路径及层次，双向良性调节生理或病理条件下的微循环[18]。

2.1.2 刺络放血 点刺膝关节周围络脉治疗KOA，疗效确切，且操作方便，费用低廉，有较高临床推广价值。刺络疗法使血管完整性损失，从而导致血管内皮细胞活化，活化的内皮细胞激活白细胞活化，并进一步与血浆结合，表现出抗炎作用[19]。

刺络放血疗法能有效降低骨内压，改善骨内血液循环障碍，同时降低血清中IL-1β、TNF-α含量，减少细胞因子对软骨细胞的损害[20]。

刺血疗法对改善微循环瘀滞、增强局部血供有显著作用，从而改善骨内高压和骨内静脉瘀积，促进膝关节功能恢复[21]。

2.1.3 火针 火针具有针和灸的双重作用，可激活病损组织中多种酶的活性，提高局部新陈代谢，促进灼伤坏死组织的吸收及周围原有健康组织结构的再生[22]。其作用和特点是整体性双向性的良性调节，可以改善膝关节局部的血液循环，从而降低局部组织中损伤因子浓度，同时减少相关细胞因子IL-1、TNF-α、PGE2基因表达，从根源上减少损伤因子产生，即促进了对无菌性炎症吸收，又有助于受损伤的组织修复[23]。

2.1.4 温针 温针可以显著减轻KOA患者的临床症状及关节腔积液和滑膜厚度，且具有见效快的优势[24]。

KOA患者经温针灸2个疗程治疗后，血清中IL-17、IL-18水平较治疗前明显降低[25]。温针能有效控制炎症灶，升高血管通透性，以改善血液浓稠性、聚集性、黏滞性，能降低关节炎症部位细胞因子的含量，提高清除局部病理性废物的能力，使组织对增生刺激的耐受性增强，明显改善患者疼痛。

2.1.5 电针 电针和温针灸在治疗KOA疗效上无明显差异[26]。不同的电针频率，可产生不同的中枢兴奋效果，从而影响感受器及传入纤维[27]。电针可以促进软骨修复，明显改善软骨结构及软骨细胞形态[28]。

电、温针灸通过降低血清中异常升高的IL-1β、TNF-α、PGE2含量，缓解局部炎性细胞因子对组织的损伤作用。通过调整MMP含量的调节减少对软骨基质的破坏，减缓软骨的退变[23]。

电针联合疗法能显著增加KOA兔血清中SOD含量，降低MDA和NO的含量，在降低局部损害的同时，还能降低关节液中水平，减轻关节软骨和滑膜的损害[29]。

2.1.6 针刀 针刀疗法是一种介于手术方法和非手术疗法之间的闭合性松解术。它通过松解陈旧粘连，一方面改变软组织张力性，迅速缓解因软组织张力变化导致的各种疼痛及感觉异常；另一方面，改变膝关节异常受力，恢复膝关节生物力学平衡，改善膝关节活动度。针刀还能够上调基质蛋白表达，对软骨有修复保护作用，调控MMP表达，从而抑制软骨ECM的降解及炎症与细胞凋亡，延缓软骨损伤与关节退变[30]。

患者在接受针刀松解术治疗2周后，其滑膜厚度及毛糙程度明显改善，总有效率达到88.24%；膝关节积液明显减少，总有效率达到97.06%；滑膜厚度与疼痛模拟评分（VAS）、关节积液量与Lequesne指数呈正相关，滑膜厚度和积液的减少直接反映了患者疼痛症状的改善，患者膝关节疼痛、肿胀显著减轻，膝关节活动度甚至生活质量也有明显改善[31]。

2.2 艾灸

不仅国内，灸法实验研究在国外也普遍开展。对艾灸治病的原理，有几种假说：①红外温热刺激说；②蛋白质刺激综合作用说；③非特异性应激反应说。灸疗防治骨关节炎，可通过对炎性因子和自由基等影响等多种机制[32]。

艾绒燃烧时产生挥发性物质，已被證实具有抗自由基的作用，且渗透量与艾绒燃烧温度有关，且45℃灸温可以明显降低炎性因子水平，具有抗炎作用[33]。局部温度的升高，促进小血管扩张，使局部的血供得到明显加强。

艾灸通过抑制KOA关节软骨中TGF-β的表达，从而降低Ⅰ型胶原的合成及骨赘的形成，减轻进一步损伤软骨，能降低关节炎症部位的细胞因子。艾灸循经筋阿是穴对RANTES和MCP-1有显著的下调作用，还能缓解关节疼痛、改善关节功能。

3 小结

综上所述，针灸在治疗KOA中，针对其病因病理，在改善症状的同时能改善KOA患者各项异常的生化指标。但是，对于针灸治疗KOA的长期疗效，缺乏跟踪报道，也缺乏大样本量的临床试验和效果良好的统一治疗方案。国外对KOA的研究，重临床试验而轻作用机制。国内初步调查显示，骨性关节炎的患病率随着年龄群的增长，呈明显递增趋势，在75岁以上年龄群中，患病率达到80%。

在临床中，数以千计的病例提示针灸治疗KOA效果良好，我们不应迷信国外指南。总结提炼有效针刺处方，进行临床随机对照实验去验证，对针刺治疗KOA的国际推广及打破国外对针灸的偏见意义重大。

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（收稿日期：2016-10-31 本文编辑：李亚聪）