低强度激光镇痛效应及其机理探讨_陈静静
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Key words： low level laser； laser acupuncture； laser analgesia； biological effects； acupoints
1960 年美国人 Maiman 制造了第一台红宝石激光器， 号，通过人体经络和神经系统传输到患病部位，使患病部位
激光具有高亮度、方向性、单色性和相干性好等特点， 决定了它在医学上的研究与应用具有广阔的前景。它与机 体相互作用类型比较复杂，激光与组织的相互作用往往不 是一种类型的作用结果。在激光的应用能量范围内，激光 照射对生物产生的效应主要包括热效应、压强效应、光化学 作用、电磁场 作 用、刺 激 效 应 等［17］。其 中 激 光 的 温 热 效 应 起着重要的作 用，激 光 进 行 穴 位 或 表 面 皮 肤 照 射 时，其 中 40% 的能量被表皮吸收，因此它被认为兼具有针和灸的双 重作用［18 － 19］。目前研究证实，光生物调节作用是相关激光 疗法的共同机制，且只有单色光或激光的功率密度低于某 个阈值时，才不会引起不可逆的细胞凋亡或损伤，这时光的 作用才是真正意义上的光生物调节作用［20］。一般来说，低 能量激光照射对生物组织的这种刺激作用具有一定的规律 性： ①激光能量小时起刺激作用，能量大时则起抑制作用； ②刺激作用有累积效应，多次小剂量照射的总和与一次大 剂量照射时所引起的生物学效应相类似； ③刺激作用呈现 出抛物线特征，随着刺激次数的增加反应强度出现一峰值， 之后在增加刺激，反应强度则明显下降［21］。鉴于激光的上 述作用特点，在临床应用时宜从小剂量开始，初次照射时间 宜短，当证实没有反作用和其他副作用之后，才可递增每次 照射时间，并要合理地安排好疗程及疗程的休息时间，以尽 量避免出现抛物线效应和其他不良反应。 2 低强度激光镇痛的机理
Study on analgesic effect of low level laser and its mechanism
CHEN Jing-jing，YANG Hua-yuan，MA Yi-nan，ZHAO Yu-ping
（ Acupuncture and Tuina Academy Affiliated to Shanghai University of TCM，Shanghai 201203，China）
第 29 卷 第 10 期 2011 年10 月
中华中医药学刊
CHINESE ARCHIVES OF TRADITIONAL CHINESE MEDICINE
Vol． 29 No． 10 Oct． 2 0 1 1
针
低强度激光镇痛效应及其机理探讨
灸
陈静静，杨华元，马忆南，赵宇平
（ 上海中医药大学针推学院，上海 201203）
激光对生物体组织具有多种生物效应，随着研究水平
医 药
原子吸收激光 能 量 后，状 态 发 生 了 改 变，穴 位 处 产 生 的 信
地不断提高，探究激光对生物体的作用机制也越来越重要。
根据激光作用后所引起组织反应的强弱可分为高强度激光
收稿日期：2011 － 05 － 21
与低强度激光。在低强度激光照射时，既不会使生物组织
中医诊疗技术研究。
究学者提出一些设想或假说，目前存在的假说有生物电设
2368
第 29 卷 第 10 期 2011 年10 月
中华中医药学刊
CHINESE ARCHIVES OF TRADITIONAL CHINESE MEDICINE
Vol． 29 No． 10 Oct． 2 0 1 1
想、偏振刺激设 想、细 胞 膜 Fra Baidu bibliotek 体 设 想、色 素 调 节 设 想、孤 子 态—混沌态假说、生物信息模型与生物信息转换模型、引入 电子辐射现象的线粒体能量传递理论模型、自由基机制假 说［11 － 15］等，但到至今还没有形成能为学术界所普遍接受的 理论，掌握低强度激光生物效应的机制将为其临床应用奠 定理论基础［16］。
聚
摘 要：通过对相关文献整理分析，发现低强度激光照射在临床已有广泛应用，其对缓解各种急慢性疼痛均
有很好疗效，而激光针灸作为传统经络理论和现代光生物学理论相结合的产物，与传统针灸相比更具优点，决定
英
了它在医学上的研究与应用更有广阔前景。但激光与机体相互作用类型复杂，能对生物组织发挥多种生物效应，
且激光针灸在临床应用虽多，但并不是所有实验都支持其具有镇痛效应。由于阐明激光镇痛机制研究是解决临
同时也会产生生物压电效应，使穴位的电可兴奋细胞兴奋， 导致细胞膜电位的变化，从而使电位门构象变化，打破了正 常的平衡状态，使门通道开放，离子或代谢产物顺着浓度梯 度自由扩散通过细胞膜，使得这些细胞膜上的电荷由原来 的内负外正变为内正外负，吸附层的负电荷受到排斥力作 用失去约束而成为自由电荷，同时产生一动作电位。该动 作电位电信号经络传输到人体的相应器官，使内分泌加强， 加速机体平衡，加快机体新陈代谢，增强机体免疫功能，从 而达到祛病治病之目的。同时，经激光穴位照射的生物组 织吸收了一定的光子后，将光能转化为热能，使受照射组织 发热，局部温度升高，血管扩张，血流速度加快，有助于增强 局部组织血液灌注量，改善血液循环，恢复血液动力平衡， 有利于体内刺激物质的吸收和排泄。同时光刺激促使相关 系统的生命活动加强，如蛋白质合成活化、酶活性提高、局 部细胞增殖、白细胞分化、细胞免疫功能增强等等。另外， 激光作为一种电磁波，当其作用于穴位时，可提高致痛物质 分解酶的活性，加速致痛物质的分解、激活内源性吗啡样物 质和白细胞的分化，从而可起到消炎镇痛作用［25］。因此激 光穴位照射引发多种光生物效应，激发了穴位处神经末梢 或其他感受器，继而启动神经—体液调节机制和经络调节 作用，从而达到 调 整 了 体 内“血 气 ”运 行，起 到 了 镇 痛 的 作 用。 2． 2 动物实验与激光镇痛
前，激光针灸在临床的应用越来越多，并且激光针灸的镇痛 作用已在 2002 年被美国食品与药物管理局所认可，激光针
热，到 20 世纪 80 年代末出现了很多有关激光生物刺激作 用的文章［2 － 5］，迄今为止激光在医学上的应用已经过了近
灸正在成为一种有效地临床治疗方法。虽然自 20 世纪 70 年代有许多研究者相继为解释低强度激光的生物刺激作用
激光针灸是以低强度激光束直接或聚焦或扩散照射于 度出发，探讨激光镇痛的可能机理，以期为激光针灸镇痛的
穴位，对穴位进行有效地刺激，它是传统经络理论和现代光 临床应用提供理论依据。
中 华 中
生物学理论相结合的产物。有学者提出激光针灸的实质 1 低强度激光的生物效应
是［7］： 在激光与人体的相互作用下，穴位处的细胞、分子、
床争端的关键所在，所以本文就穴位的特殊组织结构以及目前所做相关动物实验研究入手，分析低强度激光镇痛
的可能机理，为激光针灸的临床实际应用提供理论基础，以期更好服务于临床。
关键词：低强度激光； 激光针灸； 激光镇痛； 生物效应； 穴位
中图分类号：R245
文献标识码：A 文章编号：1673 － 7717（ 2011） 10 － 2368 － 05
从此拉开了激光医学的序幕。1962 年利用红宝石激光器 机能获得改善，从而达到治病的目的。也有人提出类似观
治疗第一例视网膜脱落的病例，开创了激光在医学上应用 点认为激光穴位照射本质是一种能量传递的过程［8］。目
的先河。1966 年匈牙利 Mester 首次提出了低强度激光具 有生物刺激 作 用［1］，引 起 了 一 场 世 界 性 的 激 光 生 物 医 学
速作出防御反应，因此，痛觉是机体不可或缺的一种保护机 体内的细胞色素间电子传递的活性，尤其是近红外光科激
制。疼痛现象虽然很早就为人们所了解，但其机制研究却 活细胞色素 c 氧化酶。它是线粒体内膜呼吸链上的一种终
在近 50 年中才有较快发展，解说疼痛的理论很多，但其中 得到广泛重视的是 1965 年知名疼痛科学家 Melzac 和 Wall
学 作者简介：陈静静（ 1985 － ） ，女，硕士，研究方向： 中医诊疗技术研 受到损伤，又能产生一定的生物效应，生物组织对这种刺激
刊
究。
的应答性反应既可能是兴奋，也可能是抑制。为了探讨低
通讯作者：杨华元（ 1952 － ） ，男，教授，博士研究生导师，研究方向：
强度激光的生物效应，自 20 世纪 70 年代开始，就不断有研
Abstract： Low level laser irradiation has been widely used in clinical practice，which is reported by a large number of relevant articles． It has a good effect on both acute and chronic pain relief according to numerous research reports． Laser acupuncture as a combination product of traditional meridian theory and modern photobiology theory，which takes more advantages in medical research and application，compared with traditional acupuncture． As laser plays a variety of biological effects on body tissues，and the types of interaction are complex． Although clinical applications of laser acupuncture are quite a lot，not all experiments support its analgesic effect． As the clarification of the mechanism on laser analgesia is the key point to settle clinical disputes，thus this article focuses on the special organizational structure of acupoints and related animal experiments，and analyze reliable mechanisms of low level laser treatment for pain，which will provide a theoretical basis for practical application of laser acupuncture，and thus can better serve the clinical application．
近年来，对低能量激光治疗机理的动物实验研究很多， 从不同角度探讨低能量激光进行医学治疗的机理，其主要 分为两类： 一类是低能量激光作为外部刺激，刺激机体产生 某些化学物质或者加快某些生物过程，从而达到治疗效果； 另一类是低能量激光通过改善机体自身功能从而达到治疗 效果。针对激光镇痛机制实验研究同样层出不穷，但尚未
疼痛作为一个生理学概念，是指由体外或体内的伤害 性刺激所引起的痛觉感知和痛反应。疼痛的生物学意义在
形成统一的理论。研究发现低强度激光疗法能刺激细胞活 化过程，改变细胞水平的生理活性［26］。低强度激光刺激可
于它作为一个报警信号，使机体感觉自身处境危险，以便迅 以促进细胞内和细胞外信号的传递。激光照射可刺激线粒
五十年的发展。中国自 1973 年就开始把激光穴位照射应 和激光针灸作用提出了种种假说，但事实上激光针灸仍处
用于临床，近年来应用激光照射穴位来替代传统针灸达到 镇痛和治疗的研究已得到生物学界的广泛重视［6］。
于理论研究和临床摸索阶段［8 － 9］，因此对激光针灸的机制 研究是解决临床疗效的关键所在［10］。本文从光生物学角
端酶，可刺激复杂的呼吸链反应中电子的加速转移，同时促 进了氧化磷酸化，从而产生了大量的 ATP 分子［27 － 29］。激
1960 年美国人 Maiman 制造了第一台红宝石激光器， 号，通过人体经络和神经系统传输到患病部位，使患病部位
激光具有高亮度、方向性、单色性和相干性好等特点， 决定了它在医学上的研究与应用具有广阔的前景。它与机 体相互作用类型比较复杂，激光与组织的相互作用往往不 是一种类型的作用结果。在激光的应用能量范围内，激光 照射对生物产生的效应主要包括热效应、压强效应、光化学 作用、电磁场 作 用、刺 激 效 应 等［17］。其 中 激 光 的 温 热 效 应 起着重要的作 用，激 光 进 行 穴 位 或 表 面 皮 肤 照 射 时，其 中 40% 的能量被表皮吸收，因此它被认为兼具有针和灸的双 重作用［18 － 19］。目前研究证实，光生物调节作用是相关激光 疗法的共同机制，且只有单色光或激光的功率密度低于某 个阈值时，才不会引起不可逆的细胞凋亡或损伤，这时光的 作用才是真正意义上的光生物调节作用［20］。一般来说，低 能量激光照射对生物组织的这种刺激作用具有一定的规律 性： ①激光能量小时起刺激作用，能量大时则起抑制作用； ②刺激作用有累积效应，多次小剂量照射的总和与一次大 剂量照射时所引起的生物学效应相类似； ③刺激作用呈现 出抛物线特征，随着刺激次数的增加反应强度出现一峰值， 之后在增加刺激，反应强度则明显下降［21］。鉴于激光的上 述作用特点，在临床应用时宜从小剂量开始，初次照射时间 宜短，当证实没有反作用和其他副作用之后，才可递增每次 照射时间，并要合理地安排好疗程及疗程的休息时间，以尽 量避免出现抛物线效应和其他不良反应。 2 低强度激光镇痛的机理
Study on analgesic effect of low level laser and its mechanism
CHEN Jing-jing，YANG Hua-yuan，MA Yi-nan，ZHAO Yu-ping
（ Acupuncture and Tuina Academy Affiliated to Shanghai University of TCM，Shanghai 201203，China）
第 29 卷 第 10 期 2011 年10 月
中华中医药学刊
CHINESE ARCHIVES OF TRADITIONAL CHINESE MEDICINE
Vol． 29 No． 10 Oct． 2 0 1 1
针
低强度激光镇痛效应及其机理探讨
灸
陈静静，杨华元，马忆南，赵宇平
（ 上海中医药大学针推学院，上海 201203）
激光对生物体组织具有多种生物效应，随着研究水平
医 药
原子吸收激光 能 量 后，状 态 发 生 了 改 变，穴 位 处 产 生 的 信
地不断提高，探究激光对生物体的作用机制也越来越重要。
根据激光作用后所引起组织反应的强弱可分为高强度激光
收稿日期：2011 － 05 － 21
与低强度激光。在低强度激光照射时，既不会使生物组织
中医诊疗技术研究。
究学者提出一些设想或假说，目前存在的假说有生物电设
2368
第 29 卷 第 10 期 2011 年10 月
中华中医药学刊
CHINESE ARCHIVES OF TRADITIONAL CHINESE MEDICINE
Vol． 29 No． 10 Oct． 2 0 1 1
想、偏振刺激设 想、细 胞 膜 Fra Baidu bibliotek 体 设 想、色 素 调 节 设 想、孤 子 态—混沌态假说、生物信息模型与生物信息转换模型、引入 电子辐射现象的线粒体能量传递理论模型、自由基机制假 说［11 － 15］等，但到至今还没有形成能为学术界所普遍接受的 理论，掌握低强度激光生物效应的机制将为其临床应用奠 定理论基础［16］。
聚
摘 要：通过对相关文献整理分析，发现低强度激光照射在临床已有广泛应用，其对缓解各种急慢性疼痛均
有很好疗效，而激光针灸作为传统经络理论和现代光生物学理论相结合的产物，与传统针灸相比更具优点，决定
英
了它在医学上的研究与应用更有广阔前景。但激光与机体相互作用类型复杂，能对生物组织发挥多种生物效应，
且激光针灸在临床应用虽多，但并不是所有实验都支持其具有镇痛效应。由于阐明激光镇痛机制研究是解决临
同时也会产生生物压电效应，使穴位的电可兴奋细胞兴奋， 导致细胞膜电位的变化，从而使电位门构象变化，打破了正 常的平衡状态，使门通道开放，离子或代谢产物顺着浓度梯 度自由扩散通过细胞膜，使得这些细胞膜上的电荷由原来 的内负外正变为内正外负，吸附层的负电荷受到排斥力作 用失去约束而成为自由电荷，同时产生一动作电位。该动 作电位电信号经络传输到人体的相应器官，使内分泌加强， 加速机体平衡，加快机体新陈代谢，增强机体免疫功能，从 而达到祛病治病之目的。同时，经激光穴位照射的生物组 织吸收了一定的光子后，将光能转化为热能，使受照射组织 发热，局部温度升高，血管扩张，血流速度加快，有助于增强 局部组织血液灌注量，改善血液循环，恢复血液动力平衡， 有利于体内刺激物质的吸收和排泄。同时光刺激促使相关 系统的生命活动加强，如蛋白质合成活化、酶活性提高、局 部细胞增殖、白细胞分化、细胞免疫功能增强等等。另外， 激光作为一种电磁波，当其作用于穴位时，可提高致痛物质 分解酶的活性，加速致痛物质的分解、激活内源性吗啡样物 质和白细胞的分化，从而可起到消炎镇痛作用［25］。因此激 光穴位照射引发多种光生物效应，激发了穴位处神经末梢 或其他感受器，继而启动神经—体液调节机制和经络调节 作用，从而达到 调 整 了 体 内“血 气 ”运 行，起 到 了 镇 痛 的 作 用。 2． 2 动物实验与激光镇痛
前，激光针灸在临床的应用越来越多，并且激光针灸的镇痛 作用已在 2002 年被美国食品与药物管理局所认可，激光针
热，到 20 世纪 80 年代末出现了很多有关激光生物刺激作 用的文章［2 － 5］，迄今为止激光在医学上的应用已经过了近
灸正在成为一种有效地临床治疗方法。虽然自 20 世纪 70 年代有许多研究者相继为解释低强度激光的生物刺激作用
激光针灸是以低强度激光束直接或聚焦或扩散照射于 度出发，探讨激光镇痛的可能机理，以期为激光针灸镇痛的
穴位，对穴位进行有效地刺激，它是传统经络理论和现代光 临床应用提供理论依据。
中 华 中
生物学理论相结合的产物。有学者提出激光针灸的实质 1 低强度激光的生物效应
是［7］： 在激光与人体的相互作用下，穴位处的细胞、分子、
床争端的关键所在，所以本文就穴位的特殊组织结构以及目前所做相关动物实验研究入手，分析低强度激光镇痛
的可能机理，为激光针灸的临床实际应用提供理论基础，以期更好服务于临床。
关键词：低强度激光； 激光针灸； 激光镇痛； 生物效应； 穴位
中图分类号：R245
文献标识码：A 文章编号：1673 － 7717（ 2011） 10 － 2368 － 05
从此拉开了激光医学的序幕。1962 年利用红宝石激光器 机能获得改善，从而达到治病的目的。也有人提出类似观
治疗第一例视网膜脱落的病例，开创了激光在医学上应用 点认为激光穴位照射本质是一种能量传递的过程［8］。目
的先河。1966 年匈牙利 Mester 首次提出了低强度激光具 有生物刺激 作 用［1］，引 起 了 一 场 世 界 性 的 激 光 生 物 医 学
速作出防御反应，因此，痛觉是机体不可或缺的一种保护机 体内的细胞色素间电子传递的活性，尤其是近红外光科激
制。疼痛现象虽然很早就为人们所了解，但其机制研究却 活细胞色素 c 氧化酶。它是线粒体内膜呼吸链上的一种终
在近 50 年中才有较快发展，解说疼痛的理论很多，但其中 得到广泛重视的是 1965 年知名疼痛科学家 Melzac 和 Wall
学 作者简介：陈静静（ 1985 － ） ，女，硕士，研究方向： 中医诊疗技术研 受到损伤，又能产生一定的生物效应，生物组织对这种刺激
刊
究。
的应答性反应既可能是兴奋，也可能是抑制。为了探讨低
通讯作者：杨华元（ 1952 － ） ，男，教授，博士研究生导师，研究方向：
强度激光的生物效应，自 20 世纪 70 年代开始，就不断有研
Abstract： Low level laser irradiation has been widely used in clinical practice，which is reported by a large number of relevant articles． It has a good effect on both acute and chronic pain relief according to numerous research reports． Laser acupuncture as a combination product of traditional meridian theory and modern photobiology theory，which takes more advantages in medical research and application，compared with traditional acupuncture． As laser plays a variety of biological effects on body tissues，and the types of interaction are complex． Although clinical applications of laser acupuncture are quite a lot，not all experiments support its analgesic effect． As the clarification of the mechanism on laser analgesia is the key point to settle clinical disputes，thus this article focuses on the special organizational structure of acupoints and related animal experiments，and analyze reliable mechanisms of low level laser treatment for pain，which will provide a theoretical basis for practical application of laser acupuncture，and thus can better serve the clinical application．
近年来，对低能量激光治疗机理的动物实验研究很多， 从不同角度探讨低能量激光进行医学治疗的机理，其主要 分为两类： 一类是低能量激光作为外部刺激，刺激机体产生 某些化学物质或者加快某些生物过程，从而达到治疗效果； 另一类是低能量激光通过改善机体自身功能从而达到治疗 效果。针对激光镇痛机制实验研究同样层出不穷，但尚未
疼痛作为一个生理学概念，是指由体外或体内的伤害 性刺激所引起的痛觉感知和痛反应。疼痛的生物学意义在
形成统一的理论。研究发现低强度激光疗法能刺激细胞活 化过程，改变细胞水平的生理活性［26］。低强度激光刺激可
于它作为一个报警信号，使机体感觉自身处境危险，以便迅 以促进细胞内和细胞外信号的传递。激光照射可刺激线粒
五十年的发展。中国自 1973 年就开始把激光穴位照射应 和激光针灸作用提出了种种假说，但事实上激光针灸仍处
用于临床，近年来应用激光照射穴位来替代传统针灸达到 镇痛和治疗的研究已得到生物学界的广泛重视［6］。
于理论研究和临床摸索阶段［8 － 9］，因此对激光针灸的机制 研究是解决临床疗效的关键所在［10］。本文从光生物学角
端酶，可刺激复杂的呼吸链反应中电子的加速转移，同时促 进了氧化磷酸化，从而产生了大量的 ATP 分子［27 － 29］。激