鍼鎮痛の機序の科学的説明と臨床での使用

鍼鎮痛の機序についての科学的説明と臨床での使用

 

以下、鍼鎮痛の機序について研究の結果明らかになってきたことを日本の研究者の方たちの文献からご紹介いたします。

研究者の皆様の丁寧な仕事に頭が下がります。鍼灸マッサージ師としましては、このような研究成果をありがたく賜り、臨床現場でより高い効果が出して患者様に喜んでいただけるようにと考えております。

まだまだ明らかにされるべき事柄は多くありますので今後の研究にも期待がかかります。

 

鍼鎮痛のメカニズムは第一に神経性(神経説)と考えられます。


人間で刺鍼部位にプロカインという物質を注射して情報伝達を遮断すると、鍼を刺入しても響き・鍼感が得られず鎮痛効果もあらわれないこと

また、腕の血液循環を圧迫法によって止めた時でも「合谷」「手三里」に刺入した鍼の鎮痛効果は消失しないことなどから鍼麻酔のメカニズムの第1段階は神経性であると考えられています。

更に、人間の「合谷」の位置に分布する皮膚の神経と筋肉の神経をそれぞれプロカインによって伝導遮断した実験では、皮膚の神経ブロックでは鎮痛効果は消失しないが、筋肉の神経ブロックによりその鎮痛効果は全く消失しています

これらのことから鍼刺激は筋肉の神経中の求心性神経を興奮させることによって鎮痛効果を生じると考えられています。

 

鍼鎮痛は皮膚刺激では起こらず筋刺激で生じます。


鍼鎮痛が生じている時に特有の脳波を指標にして調べた研究によると、筋肉に入る部分を絶縁して皮膚だけの刺激した場合では鍼刺激に特有の脳波は現れず、皮膚を刺激しないように皮膚を通る部分を絶縁した鍼を使用して筋刺激した場合に脳波に変化が現れました。

 

次に、この変化をきたす刺激の強さについてですが、筋収縮を引き起こす程度の強さで刺激すると特徴ある脳の変化(脳波・誘発電位)が現れます。

筋が収縮しない強さの刺激では脳は変化(脳波・誘発電位)が現れません。

刺激が強くなりすぎると筋刺激でも脳は変化(脳波・誘発電位)が現れません。

また、皮膚と筋の同時刺激では脳は変化をきたす刺激強度の調整幅が狭くなることが分かっています。

 

通常の鍼治療では皮膚と筋肉の両方に刺激が入るので適刺激の調整幅が効果を生む一つのポイントになると言えます。

 

他にも動物を使用した実験で、積極的に皮膚を剥いで筋肉を刺激しても鍼鎮痛に特有な脳波変化が現れていることから、ツボと言われる部位の皮下の筋肉が収縮する強さの刺激を与えることが必要であることが確かめられています。

 

また、ウサギの耳の根部で3ミリ間隔の刺激で誘発電位の出現を調べると、ある6ミリ間隔の刺激の時にだけ鍼鎮痛時の誘発電位が出ます。その部位の皮膚を剥がすとこの部位は耳介挙筋の存在する場所と一致しておりこの点からも皮下の筋肉が鍼鎮痛を起こすことがわかります。

 

針鎮痛は神経の皮膚枝を遮断しても出現しますが、神経の筋枝を切断すると鎮痛が出現しないことが知られています。

 

電気刺激の頻度(周波数)
ラットを使用した実験で、足三里では前脛骨筋に1HZの刺激を与えると刺激を開始してから20分程で痛みに対する反応が少し抑制されてきます。1時間たつと痛み刺激を与えても何の反応も示さなくなります。この痛覚抑制は刺激を止めた後も続き、刺激終了後1時間ぐらいでようやく元へ戻ります。

 

鍼鎮痛には効く人、効かない人の個体差があります


136匹のラットを使った実験から、有効:無効の個体比は3.6:1という結果が出ています。

有効無効の差が生じる理由は脳内の内因性モルヒネ用物質(MLF)の含有量の違いと考えられます。有効群は無効群の25倍も多い含有量が確認されています。

 

また、別の実験からは60匹のラットを用いて針刺激を行い鎮痛がみられた個体は30で、鎮痛がみられなかった個体は30であったと報告されています。

有効群では刺激開始後約10分で約50%の痛覚閾値の上昇がみられ、その後徐々に上昇し、約45分で最大値に達し、約55%の痛覚閾値の上昇がみられました。刺激終了後も痛覚閾値の上昇はすぐには消失せず、いわゆる後効果がみられました。

無効群では対照群に比べて僅かに痛覚閾の上昇がみられたに過ぎなかったと報告されています。

 

ヒトを対象とした研究でも、兵頭(1985.)は「だいたい、鍼麻酔が見事にかかる症例は、われわれの300例以上の経験でも、全体の20~30%に過ぎず、50~60%は少量の局麻剤などの補助薬剤を必要とし、また10%位は全く麻酔がかからない。…(中略) 鍼 麻酔がよくかかる”responder”と、かかりにくい”non-responder”とがあること…(中略)が鍼麻酔の最大の欠点であり、それゆ えに鍼麻酔は世界に普及しなかったわけである」と述べています。

 

これらのことから鎮痛の効果に個体差が存在することが分かります。

そして、鍼鎮痛の有効性の個体差は脳内モルヒネ様物質の含有量の個体差に帰することができます。

 

鍼鎮痛の有効・無効の個体差が生じる理由


その後の研究で、有効性の個体差はメチオニンケンケファリン(モルヒネ様物質のこと)を分解する酵素の酵素活性の違いで現れるということが分かってきました。

すなわち、酵素活性が強ければ、メチオニンエンケファリンの量が少なくなり無効群となり、酵素活性が弱いとメチオニンエンケファリンの量が多くなり有効群になります。

 

(低頻度通電刺激による)鍼鎮痛とモルヒネが効く仕組みは一緒です。


したがって、鍼が効く人にはモルヒネも効きますし、鍼が効かない人にはモルヒネも効きません。

しかし、高頻度の刺激を与えた場合には、刺激の期間中にのみ鎮痛が現われ、後効果は生じません。そしてこの鎮痛はナロキソンでは拮抗されないことから、モルヒネの効く仕組みとは別の仕組みで生じているものであることが分かります。

 

鍼鎮痛を得るには「経穴」(合谷・足三里)の刺激が必要です。


足三里だけでなく手の合谷という経穴の皮下の背側第一指骨間筋の刺激でもこの部位に誘発電位が出現します。

多くの研究が足三里か、合谷という経穴を用いて鍼鎮痛を誘発しそのメカニズムの研究を行っています。

当院では経穴の概念を用いていませんが部位を示すのにとても便利なのでそのまま使用いたします。

これまでの研究で「筋肉」に対する刺激が必要であることが示されています。経穴は体中にあり筋肉の上にない経穴も多数ありますので経穴であればどこでも良いという訳ではないと思われます。

また、他の実験では腹部の筋肉と前脛骨筋(足三里)への刺鍼を行い前者では鍼鎮痛が生じなかったという事を確認していますが、腹部にも経穴は多数あるので(その実験で腹部の経穴を用いたかは不明)筋肉上にある経穴ならば鍼鎮痛が生じるとも限らない可能性があります。

おそらく足三里(膝から下の筋肉)や合谷(肘から先の筋肉)に当たる部位が特別にそういった反応を生じる神経的連絡があるのかもしれません。今後の研究が待たれるところです。

 

但し、経穴ではない場所に強い刺激を入れることでもストレス鎮痛が生じることが知られています。


この2つの鎮痛は異なるメカニズムによることが明らかにされています。

鍼鎮痛がオピオイドの拮抗剤のナロキソンで拮抗されるのに反し、

ツボでない所を刺激して出現する鎮痛はナロキソンでは全く拮抗されず(=内因性モルヒネによる鎮痛ではない、という事)、デキサメサゾンで完全に拮抗されますので鍼鎮痛とは性質が異なっています。

 

鍼鎮痛の中枢は視床下部にあります。
鍼鎮痛の機序を簡単に表すと、鍼刺激によって生じた求心性刺激によって脳から内因性モルヒネ様物質が遊離され、これが下行性抑制を働かせて痛覚を脊髄のような下位中枢神経レベルで遮断すると考えられます。

 

痛みを伝える系(発痛系:情動系)と鎮痛を起こす系(系)は同じです。


脊髄前側索から中脳中心灰白質背側部、視床下部前部、同外側部、同後部、中隔核外側部、帯状束、海馬後部、手網核一脚間核路、視床正中中心核内側部などの部位を経て脳下垂体に到る経路が鍼鎮痛の求心路です。そして、脳下垂体から遊離される何かある体液性物質が最終的には下行性抑制系を活動させて鎮痛を発現していると考えられます。

痛みの情動系であることが、ポリモーダル受容器説の根拠になります。

 

下行性疼痛抑制の経路


ツボを刺激すると中脳中心灰白質背側部を経て視床下部外側部で二つに分かれて

一つは、弓状核中央部から後部に対しドーパミンシナプス連絡を行い

もう一つの経路で下垂体からβ-エンドルフィンを遊離しその助けを借りてシナプス伝達が行われます。

それにり、最終的には痛みが入ってくる脊髄でセロトニン系とノルアドレナリン系の下行性抑制の活動によって痛みが遮断されます。

簡単に言うと、ツボの刺激が脳に伝わり、脳から下行した命令により脊髄で痛み信号をストップするということです。

 

刺激をやめたあとも鎮痛が比較的長く持続します。
刺激をやめても鎮痛すぐに終わらず効果が持続するのは、鍼の刺激を加えている最中に何か体内で物質(神経体液性の物質)が遊離されこの物質によって鎮痛が続くことが考えられます。

 

鍼刺激により鎮痛作用に関わる物質が血中に分泌されていることを示す実験


鍼刺激によってなんらかの神経体液性物質が出てそれが血中に現れるならば、二匹の動物の頸動脈と頸動脈をつないで交叉灌流を行い、一方の動物に鍼刺激を加えれば、その物質が他の動物の体内に行き渡り、その動物の脳波にも鍼鎮痛時に特有の変化が現れてくるだろうという予想がされます。

このような交叉灌流実験で

鍼刺激を与えている動物の脳波には、θ 成分の減少および δ 成分の増大が現れますが、交叉灌流を受けているほうの動物にも θ成分の減少が出ることが確認されました。

この実験から、鍼鎮痛には神経体液性物質が関係することが分かりました。

 

鍼鎮痛の後効果はシナプスの促通現象によると考えられます。


シナプスは連続刺激をするとシナプスの促通現象が起こります。促通とは簡単に言うと繰り返し刺激により神経の働きが強化されることです。

刺激をやめたあとも鎮痛が残るのは、連続刺激によりの神経終末に促通が生じ血中に増大したβ-エンドルフィンやACTHによってインパルスなしでもドーパミンが遊離されるようになるからであると考えられます。

 

鍼鎮痛で使用される刺激は低頻度(1Hzなど)ですが、実験により、

1HZの刺激でも実際にはシナプス促通現象が起こるのに十分な、かなりな高頻度の放電が出ることが確かめられています。

 

 

鍼鎮痛の効果が出るまでにかかる時間


実際に後効果がどのように現れるかを刺激時間と後効果の現れ方から調べた実験によりますと、

刺激時間が5分か10分の時は、刺激終了後に鎮痛の最大値が現れます。

15分~45分の刺激では、刺激が終わった時点で最大となり、この値がしばらく続きます。

60分~120分の刺激では、刺激中に最大値が現れ、刺激が終わるとゆっくり元へ戻ります。

つまり、5分か10分ぐらいの刺激ですでにシナプス促通現象が現れ、この場合は刺激終了後に鎮痛の最大値が出ることになります。

 

 

臨床現場での応用

以上、これまでの鍼鎮痛に関する研究から明らかにされていることをご紹介いたしましたが、これらを踏まえて臨床現場で役立てていく必要があります。

全ての人に効くわけではない事、

皮膚・皮下組織ではなく、筋肉までの刺入をすべきこと、

胴体ではなく、手足の筋肉への刺入をすべきこと、

鍼通電を行う際は、低周波数を用いること(ただし、高周波数で効果を認めた研究もあります)、

などが言えるでしょう。

特にすべての人に効くわけではないことを知っておくことは、施術者にも患者様にも、無駄な時間とお金を消費することを防ぎ、より良い治療計画を立てる上での助けになると思われます。

 

鍼鎮痛に関する実験例

以下の実験例は、臨床現場で治療を行う際にとても参考になるものです。

 

川喜田ら1997. の実験

鍼鎮痛が生じる時に現れる特有の脳波H波というものを指標に実験を行っています。

 

H波が出る条件等
  • 刺入した鍼に電気刺激を加え、刺入部位附近にかすかな単収縮が観察される、
  • 鍼の刺入部位とは少し離れた部位を軽く叩かれるような感じ、
  • ある方向に刺激が放散してゆく感じが得られた。
  • この感覚は刺激をくり返すと減弱する傾向があった。
  • この感覚は誘発筋電図があらわれない弱い刺激条件では出現しない。
  • またH波が消失してM波のみとなる強い刺激による場合の感覚とは明らかに区別される。

 

使用する電気刺激の頻度と鎮痛の効果持続時間

H波が記録できる刺激の強さで2~5Hzの連続刺激を右「合谷」に加えると、刺激開始15分後には反対側の左前腕部の痛覚閾値が60%上昇した。

その後、頭部、手甲、足背の各測定点のすべてに痛覚閾値の上昇が認められ、30~40分後に測定値は最高に達した。

 

*他の実験からも同様の結果が得られています : 最大効果は、鍼通電開始後30分から40分であらわれ、それ以上通電時間を延長しても効果は下降してくるという報告されています。

 

以上、『 H波を指標とした通電鍼麻酔に関する研究 』, 川喜田健司, 船越正也 : 自律神経雑誌24:155,1977.

 

「鍼の電気刺激」と「通常の(手技による)鍼刺激」の鎮痛効果の違い – Nappi.1982. らの実験


この実験では、鍼に電極を付けた「電気鍼」と「通常の鍼(手で操作)」、「シャム鍼」(刺入は他と同じように行ったが何の操作もしない)を比較しています。

 

β –endorphin:ベータ・エンドルフィン(*)など3つの物質の血漿レベルの変化を調べました。

 

その結果、

  • シャム鍼では有意な変化は起こりませんでした。
  • 電気鍼では、刺激後5-20分に渡り、3つの物質(β-LPH 、β-EP、ACTH)の上昇がみられました。
  • 通常の鍼では、刺激後5分間、β-LPH と β-EPに上昇が見られ、ACTHに変化は見られませんでした。

 

この報告からすると電気鍼の方が鎮痛効果に優れているように思えます。

 

臨床現場で鍼を扱っている身としては、電気鍼はおよその位置があっていれば役を果たすという安定感はありますが、通常の鍼は芯にヒットした時の効き方は特別で電気鍼の効果を軽く超えるという印象があります。(施術者によって意見は大いに割れるところだと思いますが)

通常の鍼で芯にヒットした状態で効果を調べて欲しいと思ってしまいます。

 

(*)脳内で機能する神経伝達物質のひとつです。内在性オピオイドであり、モルヒネ同様の作用を示します。特に、脳内の「報酬系」に多く分布し、内在性鎮痛系にかかわり、また多幸感をもたらすと考えられています。いわゆる脳内麻薬と呼ばれる物質です。

 

『Different releasing effects of traditional manual acupuncture and electro-acupuncture on proopiocortin-related peptides』; Nappi G.,et al., Acupuncture & Electro-therapeutics Research, 01 Jan 1982, 7(2-3):93-103

 

 

その他

 

電気刺激の周波数による効果の違い


鍼に電極を付けて刺激する手法は有名ですが、周波数によって生み出される効果が違うと言われています。

便宜上、高周波(100Hz)、低周波(2Hz)に分類します。

 

高周波刺激は急性、短時間の鎮痛に適しているとされています。この刺激はノルアドレナリン、セロトニン、ダイノルフィンの分泌を促すと説明されます。

長期的鎮痛を得るには低周波が推奨されており、エンケファリン、エンドルフィンの分泌を促すとされています。

 

鍼鎮痛の実験・論文で使用される経穴

実験や研究で使用されている部位(経穴)は、

私が目にした文献ではほとんどが、合谷LI4, あるいは、足三里ST36 の2穴のいずれかが使用されていました。

この部位の刺激が安定して鍼鎮痛効果を生み出しやすいようです。

 

兵頭, 1985. の指摘

兵頭, 1985.は、ヒトを対象とした実験により得た結果から、以下のことを提唱しています。

 

まず、1~9Hzを低周波、10~49Hzを中周波、50Hz以上を高周波とした上で、

低周波通電による疼痛閾値の上昇(鍼鎮痛)は「全身的」であるが「立ち上がりが遅い」。しかし「次第に著しく上昇し、鍼鎮痛の中止後も後効果が長く続く」。( ← エンドルフィンの遊離に関係する鎮痛)

50Hz以上の高頻度低周波では「局所的」に「立ち上がりの早い」疼痛閾値の上昇(鍼鎮痛)が期待できる。しかし、全身的にはあまり著明でなく、「中止後も早く効果が減退」する。刺鍼した局所において素早く効きますが、頭打ちになり、しばらくすると低周波による全身的な鎮痛効果に追い抜かれます。 ( ← 局所麻酔的ブロック効果が強い)

鍼鎮痛の効果と時間経過

(図:兵頭, 1987. Fig.3より: 1Hzと30Hzの鎮痛効果の立ち上がり。30Hzは早く効き始めるが、やがて1Hzの効果に追い抜かれる)

10~49Hzまでの中頻度周波数は高と低頻度の中間的な効果を有する。

これらのことから、鍼鎮痛のためには、初めに「高周波」を「局所的(痛みのある部位)」に通電し、同時に「全身的なツボ(合谷や足三里など)」に「低頻度を通電」する、といった方法が効果的である、と述べています。

 

 

参考文献

 

  • 『鍼麻酔の機序に関する生理学的研究』昭和大学教授 武重千冬 日鍼灸誌 27巻2号 昭53. 10. 155
  • 『針鎮痛の中枢機序』昭和大学 医学部 第一生理学教室 武重千冬 日良自律6号1(109)
  • 『鍼麻酔と鍼鎮痛発現の機序について』昭医会誌第52巻第3号〔241-255頁,1992〕昭和大学医学部第一生理学教室 武重千冬
  • 『針鎮痛の有効性の個体差と脳の内因性モルヒネ様物質の含有量個体差との相関関係』昭和大学医学部第一生理学教室 村居真琴 田中正明 蜂須貢 藤下悌彦 武重千冬
  • 『針麻酔の機序』日鍼灸誌 28巻1号 昭54.2.15 昭和大学医学部第一生理学教室 武重千冬
  • 『鍼灸刺激の受容器(経穴)の有力候補 ポリモーダル受容器について』水村和枝 日東医誌Kampo Med vol.62 No.2 196-205, 2011
  • 『ここまでわかった鍼灸医学:基礎と臨床との交流 -慢性疼痛に対する鍼灸の効果と機序』-樫葉均、全日本鍼灸学会雑誌2006年第56巻2号,108-126
  • 『針鎮痛有効性の個体差とモルヒネ鎮痛及び中脳中心灰白質刺激による鎮痛の個体差の相関』 村居真琴 羅昌平 清水比登実 藤下悌彦 武重千冬
  • 『生体の防御機構と鍼灸医学-生体の警告信号・防御系としてのポリモーダル受容器の働き』-全日本鍼灸学会雑誌42巻3号(220~227) 熊澤孝朗
  • 『ヒトにおける鍼麻酔および鍼鎮痛の客観的評価法 – 疼痛閾値における検討』 兵頭正義, 全日本鍼灸学会雑誌, 34巻3・4号85.3.1 (165~170).
  • 『通電鍼麻酔に関与する神経線維に関する研究』 川喜田健司・船越正也
  • 『H波を指標とした通電鍼麻酔に関する研究』 川喜田健司・ 船越正也
  • 『「鍼」の効果に関する基礎的研究』市岡正道 戸田一雄 口病誌1978,45/2 東京医科歯科大学歯学部口腔生理学教室
  • 『痛みとその抑制』理学療法学 第16巻第3 号 159〜169頁(1989年)熊澤孝朗