1.1.2 动物实验

从进化和生物学角度来看,人和其他动物的差别很小。针刺镇痛是人类特有的现象,还是动物界共有的现象?如果针刺在动物身上也能发挥镇痛作用,机制研究就可以在实验动物身上进行,这将为针刺原理研究提供极大的方便。我们着手在常用的实验动物身上进行探索。这里牵涉到一系列方法学问题,包括选用什么动物做实验,使用什么方法来测痛,以及如何施加手针或电针刺激等技术问题。

1)家兔实验

我们首先选用常用实验动物家兔进行实验。用眼罩蒙住家兔的双眼,使之安静。用强光(辐射热)聚焦在家兔的鼻部,约5s后,家兔会甩动头部以躲避热辐射产生的伤害性刺激。记录下从开始强光照射到家兔发生甩头反应之间的时程(精确到0.1s),该值称为“闪避阈值”(相当于“痛阈”)。给家兔静脉注射吗啡(4mg/kg),闪避阈值会逐渐升高,最高达到150%以上,保持约40~50min后逐渐消失。针刺家兔后肢膝部以下(相当于足三里穴)的部位,轻轻提插捻转10min;或用2Hz和15Hz交替(每种频率持续3s)的电针刺激10min,刺激强度为1mA。结果显示:①家兔痛阈(闪避阈值)升高到150%或以上,鼻部和尾部痛阈升高幅度相同,表示是全身性作用;②停止刺激后,痛阈逐渐降低,半衰期为11min。上海第一医学院针麻组用兔耳部钾离子透入法测痛,也发现2 Hz电针家兔合谷穴和内关穴30min可使其皮肤痛阈显著提高,40min后恢复正常水平。由此得出结论,在家兔身上也可以观察到针刺镇痛现象[6];与人体相比,它的作用起效较快,持续时间较短。

2)大鼠实验

在大鼠实验中,我们用辐射热甩尾阈值作为伤害感受的指标,调节室温和强光照射的强度,使其基础甩尾阈值保持在5s左右。为防止鼠尾皮肤被强烈辐射热灼伤,设定痛阈上升至150%作为上限;如果痛阈值超过150%,即停止强光照射。电针刺激采用2Hz和15Hz交替的疏密波;电刺激强度由1mA开始,先递增至2mA,最后到3mA,每种强度保持10min,总共30min。八十四只大鼠的实验结果表明,总体上甩尾阈的平均值有显著升高,但每只动物的升高幅度大相径庭,有的镇痛效果好(痛阈升高到50%以上,称为针刺镇痛强效者),而有的效果差(痛阈升高不到50%,称为针刺镇痛弱效者)。相隔1h再做一次实验,总体上说效果可以重复(强效者保持强效,反之亦然),但相隔1~2周再次测定,针刺镇痛的离散度就有增大趋势(图1.4)[7]。如果改换测痛方法,使用电刺激尾部记录大鼠发生嘶叫反应来测痛,或用电刺激牙髓引起张颌反射作为伤害感受指标,均可观察到针刺镇痛反应。

3)其他动物实验

不同实验室曾用不同种类动物,包括小鼠、猫、猴等实验动物,甚至马、牛等大动物进行针刺镇痛试验,都观察到针刺有提高痛阈的作用。关于针刺镇痛原理研究中是否能用动物实验加以模拟,学术界仍持有不同看法。①有人认为电针试验中,往往要把动物加以固定或部分限制其行动,这会引起一定程度的应激(stress),而应激本身就会引起镇痛效果。因此,如能在自由活动条件下进行针刺实验,应该具有更强的说服力。②关于电针刺激的强度,一般家兔实验只要1mA的电流即可引起镇痛,而大鼠实验中要用2~3mA电流才能引起明确的镇痛效果。已知3mA的电流会激活一部分Aδ神经纤维或少量C纤维兴奋,产生疼痛感觉,并进入一定程度的“应激状态”,这时产生的镇痛效应有可能属于“应激镇痛”或“以痛制痛”范畴。临床上针刺只引起酸、麻、胀、重等“得气”感,而不会产生明确的痛感。由此认为动物实验中不应该使用太强的电流来制备针刺镇痛模型,否则说服力不强。③一般认为,针刺所刺激的神经纤维属于肌肉肌腱附近的比较细的有髓鞘(Aβ和Aδ)纤维,至于专门传递伤害信息的无髓鞘的C纤维,即使稍有涉及,也不是主流,因为针刺毕竟不是通过强烈的“以痛制痛”途径来治病的。④动物是否有经络,这是一个难以解决的根本问题,目前还缺乏令人信服的解剖学或组织学证据,暂时只能用比较解剖学的方法来模拟“穴位”的位置,描述为“相当于”人体的某一穴位。⑤为什么实验动物中有约10%~20%的个体没有针刺镇痛作用(针刺镇痛弱效或无效)?实际上对于人体来说,针刺也并非对每人都有效。这个问题将在后文详细讨论。

图1.4 八十四只大鼠针刺镇痛效果的可重复性试验。(a)同一天进行第二次实验;(b)不同天进行第二次实验。两次实验相隔时间:(a)相隔1h;(b)相隔7~12d。实验(a)的针刺镇痛重复性高于实验(b)的[7]