British Journal of Anaesthesia：适当运动可以显著减轻膝盖疼痛-杭州脑海科技有限公司

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2019年6月18日，福建中医药大学康复医学院的陶静教授及其团队在期刊British Journal of Anaesthesia（IF: 11.791）上发表了题为“Modulatory effects of different exercise modalities on the functional connectivity of the periaqueductal grey and ventral tegmental area in patients with knee osteoarthritis: a randomised multimodal magnetic resonance imaging study”的文章，该研究使用基于种子点的静息态功能连接的方法辅以关键脑区的灰质体积变化，探究了不同运动方式对中脑导水管周围灰质和腹侧被盖区的调节作用。该研究指出，运动可以同时调节下行阿片能通路和奖赏/动机系统的静息态功能连接以及血液炎症生物标志物。

编者：展琳琳

校审：李杰

膝骨关节炎是老年人中发病率较高的疾病，而运动可能具有缓解膝骨关节炎疼痛症状的潜力。研究指出太极拳和八段锦这两种流行的身心锻炼方式都能显著减轻膝骨关节疼痛。然而，它们的潜在机制和不同锻炼方式之间的差异仍然未知。为解决该问题，研究人员采用结构和功能磁共振以及血清炎症生物标志物结合的方法分析不同运动方式对膝骨关节炎疼痛的影响。

关节炎疼痛水平较高的患者在中脑导水管周围灰质（下行阿片类药物能途径的关键区域）和纹状体（奖励系统的关键区域）中具有更高的阿片受体可用性^[1]。另一个在疼痛调节中起重要作用的系统是多巴胺奖励/激励系统，它从腹侧被盖区投射到伏隔核和眶前额皮层^[2]，多巴胺和阿片类系统在神经解剖学上相关，并在疼痛调节中以复杂的方式相互作用。免疫机制和炎症反应的相关物质，如IFN-γ、 PD-1 则被认为在骨关节炎中起关键作用^[3]。

综上所述，研究人员对被试进行了为期12周太极拳、八段锦、骑固定的自行车和健康教育，以探究其对膝骨关节炎疼痛、阿片类药物（中脑导水管周围灰质）和多巴胺（腹侧被盖区）系统关键区域的静息状态功能连接、静息态功能连接分析得出的关键区域的灰质体积变化以及免疫和炎症血清生物标志物浓度及其相关性的影响。

对于三个运动组，受试者每周 5 天接受指定的干预，持续 12 周，每次持续 1 小时。对照组的受试者接受了基础健康教育，其中包括应对膝骨关节炎的课程以及其他与健康相关的知识，每周一次，持续12周，每节1小时。

图注：实验流程图

研究使用了膝关节损伤和骨关节炎结果评分的疼痛子测试以判断疼痛程度。在干预前1周内，于早晨在基线时从上臂静脉获取静脉血，并进行无菌血清分离，并在项目结束后1周内再次获得静脉血进行相同操作以探究免疫和炎症血清生物标志物。

此外，研究人员以中脑导水管周围灰质和脑腹侧被盖区为种子点进行基于种子点的功能连接，发现：在所有三个运动组中，右侧中脑导水管周围灰质和双侧内侧眶前额皮层之间的静息态功能连接降低，多元回归分析显示，基线PD-1浓度与腹侧被盖区和内侧眶前额皮层的静息态功能连接之间存在显著的负相关。

图注：使用中脑导水管周围灰质和左脑腹侧被盖区作为种子的静息状态功能连接变化

基于 ROI 体素的形态测量分析结果显示，与对照组相比，太极组内侧眶前额皮层灰质体积值显著增加。

图注：不同干预前后灰质体积变化。

研究结果表明，下行疼痛调节和奖励/激励系统都参与运动诱导的膝骨关节炎调节。由此，运动可以缓解膝骨关节炎患者的疼痛症状。研究观察到：与体育锻炼组相比，身心干预组的疼痛缓解程度更高，即：身心锻炼比单独运动产生更强的治疗效果。

身心干预和体育锻炼可以显着减轻膝盖疼痛并调节血液炎症标志物（PD-1和IFN-γ）。此外，不同的运动方式在膝关节骨关节炎患者的疼痛调节方面可能具有共同的脑通路。

研究人员指出，运动干预（特别是身心干预）可以同时调节已知参与阿片类药物能和多巴胺能神经递质系统的大脑区域，并能够缓解膝骨关节炎患者的疼痛症状。

第一作者

刘娇

通讯作者

幸浩洋教授

原文链接

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0007091219305069

原文文献

Liu, J., Chen, L., Chen, X., Hu, K., Tu, Y., Lin, M., Huang, J., Liu, W., Wu, J., Qiu, Z., Zhu, J., Li, M., Park, J., Wilson, G., Lang, C., Xie, G., Tao, J., & Kong, J. (2019). Modulatory effects of different exercise modalities on the functional connectivity of the periaqueductal grey and ventral tegmental area in patients with knee osteoarthritis: a randomised multimodal magnetic resonance imaging study. British journal of anaesthesia, 123(4), 506–518. https://doi.org/10.1016/j.bja.2019.06.017

参考文献

[1] Brown CA, Matthews J, Fairclough M, et al. Striatal opioid receptor availability is related to acute and chronic pain perception in arthritis: does opioid adaptation increase resilience to chronic pain? Pain 2015; 156: 2267e75

[2] Wood PB. Role of central dopamine in pain and analgesia. Expert Rev Neurother 2008; 8: 781e97

[3] Navratilova E, Atcherley CW, Porreca F. Brain circuits encoding reward from pain relief. Trends Neurosci 2015; 38: 741e50

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British Journal of Anaesthesia：适当运动可以显著减轻膝盖疼痛

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