中医康复疗法干预膝骨关节炎的脑网络机制研究进展

摘要：膝骨关节炎(KOA)是老年群体常见的骨关节性疾病，以膝关节疼痛、僵硬、功能受限为主要临床表现，严重影响患者的生活质量。中医康复疗法以其独特的理论体系和实践经验，在KOA的治疗中展现出优势，已有研究证实了艾灸、推拿等多种中医康复疗法干预KOA有很好的效果，但对其具体的作用机制尚无深入研究。随着神经科学、影像学技术和临床医学的不断发展，KOA与大脑结构和功能网络之间的复杂关系被掲示出来，探讨中医康复疗法对KOA患者脑网络的影响，有助于进一步揭示其作用机制。本次研究基于MRI技术，从KOA的病理生理学特征、脑网络相关性出发，综述中医康复疗法干预KOA的脑网络机制，通过回顾和分析现有文献，发现中医康复疗法如针刺、艾灸、推拿等，对调节KOA患者的脑网络结构和功能异常改变，改善大脑对疼痛及运动功能的调控作用进行深入、系统和全面的分析与总结，旨在为中医康复疗法在KOA治疗中的应用提供理论支持与科学依据。

关键词：中医康复疗法；膝骨关节炎；脑网络机制；脑区功能链接

KOA是一种退行性关节疾病，其病理过程主要涉及关节软骨磨损、滑膜炎症反复以及骨赘形成，这些变化共同导致膝关节疼痛、僵硬和功能受限，严重影响患者的生活质量[1]。医学界普遍认为，治疗KOA的关键在于缓解症状、改善功能，并尽可能延缓病情进展，而药物治疗、手术治疗等现代医学手段，虽能在短期内缓解疼痛和改善关节功能，但往往难以从根源上逆转KOA的病理改变，因此亟需寻找一种可以长期发挥作用的方式[2]。这样的背景下，中医康复疗法受到广泛关注。基于MRI技术，研究者们发现KOA与大脑结构和功能网络之间的复杂关系，为了从科学层面证明中医康复疗法干预KOA的有效性，下文从KOA的病理生理学及脑结构、脑网络改变入手分析，综述运动训练、针刺、艾灸、推拿等中医康复疗法干预KOA脑网络机制。

一、膝骨关节炎的病理生理机制、脑网络改变

1、KOA病理生理机制

近年来，关于KOA的病理生理机制研究取得了显著进展，为疾病的治疗和预防提供了新的思路。KOA的病理生理机制复杂多样，涉及关节软骨、软骨下骨、滑膜、韧带及关节囊等多个组织的病变。关节软骨的退变是KOA发病的核心环节。关节软骨作为无血管、无神经的透明软骨组织，其正常的生理功能依赖于细胞外基质的合成与降解平衡，而KOA发生后这种平衡被打破，软骨基质降解加速，软骨细胞凋亡增加，最终引发软骨退变[3]。除了软骨退变外，软骨下骨的病变也是KOA病理生理机制的重要组成部分。在KOA中，软骨下骨发生重塑，骨小梁断裂，骨髓水肿和骨赘生成等病理改变明显，不仅增加了关节的应力分布不均，还通过释放促炎细胞因子和神经生长因子，刺激滑膜和关节囊等组织的炎症反应和神经生长，进一步加剧KOA的疼痛和功能障碍[4]。此外，滑膜炎症在KOA的发病中也扮演着重要角色。滑膜是关节内的一层薄膜，能够分泌滑液以润滑关节并减少磨损。然而，在KOA中，滑膜发生炎症反应，表现为滑膜内膜增生、血管化增加、巨噬细胞和淋巴细胞浸润等病理改变。这些炎症细胞能够释放大量的促炎细胞因子和神经肽，刺激关节内的痛觉感受器，导致疼痛的产生和加剧[5]。

2、KOA脑网络改变

慢性疼痛是KOA的显著特征。研究发现[6]，KOA患者的疼痛不仅局限于膝关节局部，还会通过神经传导系统影响大脑结构。MRI技术揭示了KOA疼痛与脑皮质变薄之间的密切联系，KOA疼痛会导致患者的大脑皮质，特别是与疼痛处理相关的区域，出现显著的皮质变薄现象，这也反映了长期疼痛刺激下，大脑神经元的退化和重塑过程。邹燕等[7]的研究中也指出，与正常人群相比，存在慢性疼痛的患者脑皮质明显变薄。相关研究基于MRI也证实了KOA的慢性疼痛显示出涉及疼痛感觉和调控的广泛大脑区域的功能活性降低[8]。

KOA患者的特定脑区会出现异常激活，不同脑区之间的功能连接也会发生异常改变，这一发现为理解KOA疼痛的中枢处理机制提供了新的视角。研究表明[9]，KOA患者的疼痛处理相关脑区，如前额叶、丘脑、扣带回等，在疼痛状态下会出现异常激活，这可能与疼痛感知的增强和情绪调节的失衡有关。而王欣[10]通过功能连接分析显示，KOA患者的疼痛相关脑区与认知、情感等脑区之间的连接减弱，这可能影响了疼痛信息的整合和处理，进而加剧了疼痛感知和情绪反应。总的来说，基于MRI技术，我们可以发现KOA在脑网络方面的改变，但这种改变并不是单一的，属于结构重塑和功能网络的综合变化。

二、中医对膝骨关节炎的认识

中医将其归为“痹证”范畴，认为KOA的发病与肝、肾、脾等脏腑功能失调密切相关，是筋骨失养、风寒湿邪痹阻经络所致。在中医理论中，KOA被视为本虚标实之证，肝肾亏虚为发病之本，筋骨失养导致关节不利；而风寒湿邪等外邪侵袭则为发病之标，痹阻经络，气血运行不畅，产生疼痛、肿胀等症状。基于这一认识，中医治疗KOA常采用补益肝肾、强筋壮骨、活血祛瘀、祛风通络等法则，旨在调理脏腑功能，恢复筋骨的濡养，同时驱邪外出，通畅经络。近年来，中医对KOA的研究取得了显著进展，除中医药内服外治之外，运动训练、针刺、艾灸、推拿等中医康复疗法干预KOA也取得了令人满意的效果。但由于当前中医康复疗法治疗KOA有效性的证据比较缺乏，我们已知KOA会导致大脑发生异常改变，而这些中医康复手段能调节KOA网络，因此，深入探究中医康复手段在治疗KOA过程中对患者脑网络机制的影响显得尤为重要。这不仅有助于我们理解中医康复疗法的科学依据，还能为优化治疗方案、提高临床疗效提供新的思路。通过综述研究进展，我们可以系统地评估中医康复手段对KOA患者脑区激活模式、功能连接及网络动态平衡的调整作用，为中医康复在KOA治疗中的应用奠定坚实的理论基础。

三、中医康复疗法干预膝骨关节炎脑网络机制研究

1、中医传统运动训练

目前，已经报道有显著疗效的中医传统运动训练主要有太极拳、八段锦、五禽戏等，这些运动训练与现代医学提倡的运动疗法目标是一致的。周术锋[11]的研究指出，经过12周太极拳运动，KOA患者炎性因子水平显著下降，患者微循环功能提高，膝关节疼痛明显减轻，膝关节功能显著提高。梅剑[12]基于多模态磁共振对习练太极拳的老年人脑网络进行研究，发现太极拳组与步行组静息态功能磁共振的默认网络、感觉运动网络、视觉网络存在显著的差异；证实习练太极拳可促进了大脑内部神经网络的优化，使得不同脑区之间的功能连接更加紧密和协调；还能够激活大脑中的关键区域，提高这些区域的功能效率。江岩[13]等研究者指出，习练12周八段锦的KOA患者，其下肢肌肉含量明显增加，脂肪含量降低，且KOA症状严重程度显著下降。夏锐[14]基于功能性磁共振扫描对KOA患者脑区功能连接强度变化进行研究，发现习练八段锦患者感觉运动网络功能连接强度增加、有助于优化KOA患者脑区之间的功能连接。另[15]研究显示，12周五禽戏锻炼可以有效改善KOA患者下肢机理、改善本体感觉，提高患者生活质量。该研究未深入五禽戏对KOA患者脑网络影响机制进行分析，而在张凤林[16]的研究中发现，练习五禽戏后患者脑部运动区域的血流增加，神经元被激活，眶内侧前额叶皮质的灰质体积显著增加，还能调节背外侧前额叶皮层辅助运动区通路。因此认为，中医传统运动干预可以调节脑网络，以此缓解KOA临床症状。

2、针刺

多项研究证明，针刺可有效减轻KOA疼痛症状，缓解僵硬，改善关节功能，提升关节活动度。而从对脑网络的影响来看，针刺的机制主要有三个方面。研究表明[17]，KOA患者常伴有脑区功能连接的异常，如默认网络、感觉运动网络等的功能连接减弱,针刺能够特异性地增强这些脑区的功能连接，从而改善KOA患者的疼痛感知和情绪调节能力。马萧童[18]指出，针刺通过激活疼痛调节网络中的关键脑区，如扣带回、海马旁回等，可以让疼痛调节网络得到重塑，可以促进KOA患者大脑神经元的可塑性变化，包括神经元之间的突触连接增强、神经递质释放增加等，从而有助于改善大脑对疼痛信号的处理能力。另外，王东岩等[19]认为，针刺可能通过影响感觉、运动、认知和情感等多个方面的脑网络，实现对KOA患者整体症状的改善，这种效果不仅局限于单一脑区或网络，而是涉及多个脑网络和模态的整合。因此认为，针刺能够改善脑功能链接、重塑疼痛调节网络，属于多模态整合的干预方式。

3、艾灸

艾灸通过温热刺激作用于特定穴位，能够影响疼痛感知和调节的脑网络。研究表明[20]，艾灸能够激活与疼痛处理相关的脑区，如丘脑、岛叶等，这些脑区在疼痛信号的传递和整合中起着关键作用；艾灸还可能通过调节这些脑区的功能活动，降低疼痛感知的敏感性，从而达到缓解疼痛的效果。并且，艾灸可通过激活前额叶等与情绪和认知功能相关的脑区，调节神经递质的释放和神经网络的连接，从而改善患者的情绪状态和认知功能，这有助于缓解疼痛。何润东[21]的研究则认为，灸法治疗KOA还能促进神经可塑性，即神经系统在结构和功能上的适应性改变，包括神经元之间的连接增强、突触传递效率提高等，从而有助于恢复受损的神经功能。在KOA患者中，艾灸可通过促进神经可塑性，来改善关节周围神经的传导和调节功能，进而促进关节的康复。虽然当前对于艾灸影响KOA患者脑网络机制的研究较为缺乏，但可以认为其存在巨大的发展空间。

4、推拿

推拿治疗KOA涉及到神经系统的广泛调节和重塑。牛晓敏[22]的研究中指出，推拿可以影响慢性疼痛相关脑区的活动，调节疼痛信号的传递和整合，从而降低疼痛感知的敏感性。患者经多个推拿疗程后，大脑扣带回、中央前回、额内侧回的信号明显增强，故推测推拿可调整KOA疼痛相关脑功能网络的变化。杨玉婵[23]的研究指出，推拿可通过促进神经元之间的连接增强、突触传递效率提高等机制，改善关节周围神经的传导和调节功能，进而促进关节的康复，还可降低疼痛对于脑网络的干扰。因此认为，推拿治疗KOA的脑网络机制并非独立存在，而是与多个生理系统密切相关。

综上所述，从上述相关研究发现，中医康复疗法对KOA患者脑网络机制多方面有干预作用，证明中医康复疗法具有科学性。

参考文献：

[1]章晓云,曾浩,孟林.膝骨关节炎疼痛机制及治疗研究进展[J].中国疼痛医学杂志,2023,29(1):9.

[2]宝巴根,高海鹏,柳忠兴,等.膝关节骨性关节炎的治疗进展[J].临床医学进展,2024,14(4):7.

[3]林伟健,李俊言,陈瑱贤,靳忠民.正常和早期膝骨关节炎的软骨生物力学研究[J].力学学报,2021,53(11):3147-3156

[4]魏义保,马振源,廖太阳,等.滑膜纤维化与膝骨关节炎关系的研究进展[J].医学综述,2024,30(2):129-134.

[5]魏国.β-catenin和MMP-3在膝骨关节炎滑膜中的表达及意义[D].三峡大学,2016.

[6]马萧童,张聪,郑运松,等.膝骨性关节炎患者脑结构和功能变化的多模态MRI[J].分子影像学杂志,2023,46(1):21-27.

[7]邹燕,王松伟,李霁,等.脑默认模式网络显示临床慢性疼痛程度变化的研究[J].中国医学计算机成像杂志,2017,23(6):4.

[8]刘涛.膝关节骨性关节炎慢性疼痛的脑静息态功能磁共振成像研究[D].延安大学,2020.

[9]肖阳,刘娇,胡坤,等.膝骨性关节炎患者伏隔核功能连接特征的fMRI研究[J].康复学报,2020,30(1):6.

[10]王欣,王坤,鲍正远,等.骨性膝关节炎病人脑功能MRI改变与手术前后疼痛的相关性研究[J].国际医学放射学杂志,2019,42(3):6.

[11]周术锋,王芳,彭永,等.12周太极拳联合渐进抗阻运动对膝关节骨性关节炎患者微循环功能及炎性因子的影响[J].中国体育科技,2023,59(3):44-49.

[12]梅剑.基于多模态磁共振的习练太极拳者脑网络研究[D].江苏:苏州大学,2019.

[13]江岩,来章琦,范恺怡,等.12周健身气功八段锦对膝骨关节炎患者下肢体成分及肌肉厚度影响[J].辽宁中医药大学学报,2020,22(8):90-93.

[14]夏锐.基于三重脑网络模型探讨八段锦改善认知衰弱症老年人认知功能及身体机能的机制[D].福建中医药大学,2020.

[15]王丹.12周五禽戏锻炼对膝骨性关节炎患者的康复效果及其影响因素的研究[D].天津体育学院,2019.

[16]张凤林,舒红燕,任蕾蕾,等.改良五禽戏治疗老年脑卒中患者步态及平衡功能障碍的疗效及基于功能磁共振的脑机制研究[J].实用医学杂志,2023,39(9):1174-1178.

[17]李文博,马萧童,张聪,等.基于连边分析针刺治疗膝骨性关节炎患者的静息态脑功能连接[J].分子影像学杂志,2023,46(6):983-988.

[18]马萧童,张聪,郑运松,等.膝骨性关节炎患者脑结构和功能变化的多模态MRI[J].分子影像学杂志,2023,46(1):21-27.

[19]王东岩,佟丹,刘洋.针刺对脑默认网络调节的研究进展[J].上海针灸杂志,2023,42(2):190-195.

[20]谢洪武.热敏灸治疗膝骨性关节炎的临床疗效及静息态功能磁共振研究[D].重庆医科大学,2012.

[21]何润东,华萍,王超.针灸对脑网络调节作用的研究进展[J].吉林中医药,2018,38(6):6.

[22]牛晓敏.基于默认网络探讨易筋经缓解膝骨关节炎患者慢性疼痛的脑机制研究[D].福建中医药大学,2021.

[23]杨玉婵,谭文莉,王炜,等.慢性腰痛推拿治疗前后默认脑网络功能连接变化研究[J].中国医学计算机成像杂志,2020,26(2):8.