摘 要： 基于中医脾与西医线粒体相关性的临床与基础研究, 探析中医“脾主运化、统血”等脾脏象理论的现代生物学本质, 丰富脏象理论科学内涵。
关键词： 脾; 脏象; 线粒体; 相关性;
Abstract： Based on the clinical and experimental study of the correlation between the spleen and the mitochondria, this paper explored the modern biological essence of viscera theory of the spleen, such as the spleen controlling digestion, the spleen being responsible for keeping blood within the vesselsand enriched the scientific connotation of the viscera theory.
Keyword： spleen; viscera theory; mitochondria; correlation;
中医脾是人体对饮食物进行消化、吸收, 并向五脏六腑输布其精微的主要脏器。人出生以后, 气血津液的化生和生命活动的维持均赖于脾胃运化的水谷精微, 故脾为“后天之本”“气血生化之源”。20世纪80年代, 有学者首次提出了“中医脾—线粒体相关”学说[1], 认为线粒体的生理功能与脾的功能特性有着多方面的共通之处。本文从脾脏象基本理论入手, 探讨线粒体对“运化”“统血”等脾功能发挥的部分作用机制及脾虚与线粒体结构功能损伤的相关性, 以期进一步揭示脾脏象理论的现代科学内涵。
1、 脾主运化
脾主运化指脾能够把人体摄入的饮食水谷转化为水谷精微和津液, 并将其吸收、输送至周身的生理功能, 即《素问·经脉别论》言:“饮入于胃, 游溢精气, 上输于脾, 脾气散精, 上归于肺, 通调水道, 下输膀胱, 水精四布……”。其内涵囊括“运”和“化”两方面, 脾对水谷精微的消化、吸收和转运即为“运”;而“化”测重于脾将消化吸收而来的水谷精微, 化生气、血、精、津液等物质以营养全身, 即物质间转化与物质化生为能量的过程[2], 这与线粒体能量转化功能不谋而合, 线粒体可将氨基酸、脂肪、糖通过三羧酸循环进行物质代谢和相互转化, 通过氧化磷酸化利用三大营养物质生成ATP。ATP是人体内最直接的能量来源, 可根据需要转换成其他形式被利用, 推动细胞实现各种生理功能活动, 与中医“气”的推动作用极其相似。另外, 甘氨酸与线粒体内琥珀酸单酰Co-A在酶的催化下可生成原卟啉Ⅸ, 原卟啉Ⅸ在线粒体中又可与Fe2+合成血红素 (血) 。线粒体为机体提供生存必需的物质能量, 这可能是脾主运化, 为“气血生化之源”的现代细胞生物学基础[3]。
研究发现, SDH (琥珀酸脱氢酶) 与线粒体膜牢固结合, 是三羧酸循环的关键酶, 其活性程度影响三羧酸循环的速度;而酶复合体Ⅳ即细胞色素氧化酶是线粒体氧化磷酸化过程的呼吸链末端酶, 其活性反映线粒体能量代谢程度。已有诸多研究证实, 与正常组比较, 脾虚模型体内两种酶活性降低, 线粒体功能异常。而四君子汤[4,5,6], 脾虚一号方4, 健脾散[7]可以提高酶活性, 恢复线粒体功能。除此之外, 脾虚模型体内还可存在胃组织[8,9,10]、肝脏[11,12]、肠组织[13,14,15]线粒体结构及功能紊乱, 影响机体能量代谢从而出现消化系统病症, 以健脾功效为主的方剂能够改善上述异常。综上所述, 脾主运化的细胞生物学基础可能在线粒体, 体现在其物质能量代谢的基本活动中。
2 、脾主统血
脾主统血即脾具有统摄、控制血液在经脉中流动, 防止其逸出脉外的功能。脾统摄血液实际上是脾气固摄作用的体现, 而脾控制血液在脉中正常流动的机能是通过脾气的温煦和推动作用来实现的。脾统血的物质基础在血, 没有血液则脾无物统摄, 气也无以承载, 故脾通过生气, 行气, 生血来完成统血功能[16]。气、血是由脾运化的水谷精微所化生, 因此脾主运化功能为脾统血提供必需物质条件, 可助脾统血。如前所述, 线粒体可能是脾主运化的细胞生物学基础, 故脾统血与否也与线粒体功能密切相关。
现代研究证实, 血小板能够通过凝血和止血作用修补破损血管, 即防止血液溢出脉外。血小板功能活动所需的ATP主要来源于线粒体内氧化磷酸化过程, 若线粒体功能失常则会制约血小板的凝血功能而致机体出血, 这与脾气固摄血液理论相似2。有学者进行脾不统血证与线粒体功能障碍的相关性研究, 发现与正常对照组相比, 脾不统血模型大鼠肝脏线粒体复合物酶活性, DNA拷贝数等明显升高, 机体处于应激状态, 说明脾不统血模型大鼠肝线粒体受到损伤[17];另有研究证实, 有健脾活血功效的生血合剂可修复再生障碍性贫血模型动物基质细胞和骨髓造血细胞线粒体损害[18]。综上, 脾主统血可能与线粒体功能良好性相关。
3 、脾气主升
脾气主升指脾气的运动特点以上升为主, 表现在升清和升举两个方面。升清即通过脾气升运转输作用将水谷精微和津液上输于心肺等脏, 再通过其他脏器化生为气血而营养全身, 若脾气虚弱不能升清, 则机体不得精气之濡养而见头目眩晕, 神疲倦怠, 眼花耳鸣等症。升举即通过脾气上升作用来维持内脏位置的相对稳定, 若脾气虚衰, 不上升反而下陷, 可导致内脏下垂。脾主升清升举功能是通过脾气的上升运动来实现的, 以脾气健运为保障。脾主运化而生脾气, 脾运正常则脾气化源充足。如上所述, 线粒体结构功能完好可能是脾主运化功能发挥的保障之一, 故脾气主升特性可能依赖于线粒体的正常功能活动。
现代研究证实, 抑郁症发病的重要机制为能量代谢障碍, 而中医认为脾气虚弱, 脾失升清, 不能将气血清阳之气上输于脑, 导致神失所养是抑郁症的病机之一。有学者以抑郁症为切入点, 分析其中西医病机病理得出脾不升清的本质是能量代谢障碍[19]。另有学者以四君子汤为基础, 观察应用益气健脾法, 益气健脾祛痰化瘀法对脑老化小鼠神经元密度及线粒体膜电位的影响, 结果发现益气健脾和益气健脾祛痰化瘀法均能够降低神经元凋亡百分比, 稳定线粒体膜电位, 对神经元有一定的保护作用[20]。这一研究成果证明应用健脾升清之法可一定程度上恢复神经元线粒体功能, 有助于清阳得升, 头目得健。
4、 脾喜燥恶湿
脾喜燥恶湿即脾具有喜燥洁而恶湿浊的生理特性[21], 是与中医胃的喜润恶燥特性相对而言。脾的这一特性与其运化水液功能有关, 如若脾气充健, 水液运化有序, 则水精四布, 五经并行, 自然无水湿痰饮积聚;反之, 脾气虚衰, 内生水湿痰饮反过来困遏脾阳, 则将影响脾正常生理功能发挥。
近年来, 有学者认为湿邪包括体内病理状态下的细胞外液和细胞内液3。线粒体作为细胞器, 维持自身形态与机能的正常必然依赖于其生存环境的稳定。当细胞内外液性质成分等发生异常改变时, 线粒体形态结构也随之改变, 比如细胞内外液pH值和渗透压变化时, 则线粒体内外膜会随之延展变形以求适应。另有研究认为人体免疫功能受损导致的炎症反应即为湿邪, 而炎症可能影响线粒体内膜电子传递链, 阻碍ATP生成, 从而引起线粒体功能障碍[22]。
林海鸣等[23]利用动物实验探讨水湿困脾证与线粒体的关系, 发现尿毒症毒素 (水湿之邪) 损伤了线粒体功能, 使自由基生成过多, 进而引起线粒体膜或线粒体DNA (mtDNA) 氧化损伤, 出现全身多系统、多器官的水湿困脾证表现。应用培土制水法能削减水湿困脾证大鼠心肌及小肠细胞线粒体损伤, 从而起到保护作用。黎壮伟[24]对温病湿热证模型体内线粒体能量代谢及氧化过程进行研究得出, 温病湿热证动物模型体内脂质过氧化物含量升高, 呼吸链复合物活性降低, 存在线粒体氧化损伤及能量代谢障碍, 而对湿热证动物模型进行清热化湿治疗后, 上述病理改变有所改善。程方平[25]探讨清热化湿方对温病湿热证模型大鼠肝线粒体Na+-K+-ATP酶的作用发现, 湿热模型组肝线粒体Na+-K+-ATP酶活性较正常组降低, 应用清热化湿法治疗后酶活性恢复至正常水平。这些研究结果均证实脾恶湿特性微观实质可能在线粒体, 健脾化湿疗法可以改善“湿邪”对线粒体 (脾) 的损伤。
5 、脾主四肢肌肉
脾主肌肉是指人体肌肉需要脾胃所运化的水谷精微的滋养才能坚实有力[26]。若脾失健运, 气血津液等营养物质生成不足, 必将导致肌肉瘦弱, 痿软无用。现代医学根据肌丝滑动学说, 认为骨骼肌的收缩舒张运动是一种消耗ATP的活动[27], 而ATP产生场所主要在线粒体。在电镜下可以看到, 骨骼肌中线粒体数目众多, 且沿肌纤维整齐排列, 这些线粒体为肌肉收缩提供了可靠的能量保证。因此脾主肌肉这一功能与线粒体能量代谢关系密切。
有学者[28]提出, 线粒体功能障碍引发生物能量衰竭是导致神经肌肉病的重要原因之一。如对重症肌无力这一疾病展开研究发现, 模型组存在骨骼肌线粒体病变, 如线粒体DNA缺失[29], 呼吸链复合物I缺陷[30], 线粒体空泡化, 线粒体数目减少等[31]。肌萎缩侧索硬化症[32], 肌营养不良症[33]疾病模型线粒体也存在相似改变。邓铁涛创立的强肌健力方治疗以上三种疾病在临床已取得了良好的疗效[34], 为从脾论治肌病提供了实践依据。
目前已有许多基础和临床研究证实脾虚模型存在骨骼肌线粒体结构失常改变。裴媛[35], 柳和培[36], 李乐红[37]等发现脾气虚证, 脾阳虚证模型大鼠骨骼肌线粒体数量减少, 外形肿胀, 嵴部分或全部消失。刘友章[38]观察到痿证患者骨骼肌细胞线粒体变化与上述动物实验研究结果相近。而经过健脾治疗后, 无论是动物模型还是患者其线粒体数目均较治疗前增多, 结构也基本恢复正常。另有研究显示脾虚模型还存在骨骼肌线粒体能量代谢障碍。金丽琴[39]探讨脾气虚证和脾不统血证模型大鼠脾主肌肉实质发现, 脾气虚证组和脾不统血证组骨骼肌ATP含量, 呼吸链复合物活性, 柠檬酸合酶活性, mtDNA拷贝数较对照组降低。李乐红等[37]研究表明, 脾气虚证模型大鼠骨骼肌存在供能物质贮存减少、能量供应障碍, 以正常组为对照, 模型组ATP含量和能荷值、肌糖原含量显着减少, 应用益气健脾功效代表方四君子汤调养后, 可纠正上述病理改变。此外, 研究已证实琥珀酸脱氢酶, 细胞色素氧化酶, 辅酶I四氮唑还原酶均参与细胞氧化过程, 其活性高低能反映出氧化代谢状况。杨维益[40]应用健脾理气法研究其对骨骼肌能量代谢的影响发现, 脾气虚证动物模型骨骼肌细胞中与有氧氧化过程相关酶活性下降, 导致有氧氧化能力降低, 能量产生不足。由于上述酶均附着在线粒体内膜上, 故其含量降低与内膜结构破坏密切相关。而通过应用健脾益气类药物复健后, 这些失常病变可得到修复。综上所述, 线粒体可能是脾主肌肉功能发挥的细胞学基础。脾虚模型可存在骨骼肌线粒体结构改变, 能量代谢异常, 反之, 线粒体功能障碍也可生肌病, 致使“脾虚肌肉不能主”。健脾益气疗法可能是改善线粒体病变从而治疗神经肌肉类疾病的有效途径之一。
6、 小结
本文将中医脾脏象理论和现代细胞生物学结合, 从生理病理角度对中医脾和线粒体关系进行探究, 旨在剖析中医脾功能特性发挥的生物学基础。目前, 诸多学者对脾脏象理论研究集中在其与线粒体能量代谢之间的关联, 而对脾虚与线粒体基因突变相关性等分子水平上的研究较少, 因此日后研究者可从新的角度出发, 完善脾与线粒体关系研究, 为临床从脾论治疾病提供理论基础。
参考文献
[1] Liu YZ.An exploration of the nature of“spleen” in Traditional Chinese Medicine on a subcellular level:A study on the gastric mucosal ultrastructure of 51 cases[J].Traditional Chinese Medicine Digest, 1987, 11:3-20.
[2] 刘毅, 冯晓桃, 王文健.“脾主运化”理论再认识——“脾主运”与“脾主化”之辨析[J].中医杂志, 2011, 15 (52) :1264-1266.
[3] 郑敏麟, 阮诗玮.中医藏象实质细胞生物学假说之一—“脾”与线粒体[J].中国中医基础医学杂志, 2002, 8 (5) :10-12.
[4] 彭成, 曹小玉, 周智科, 等.四君子颗粒对脾虚动物胃肠细胞保护作用的机理研究[J].成都中医药大学学报, 2001, 24 (1) :32.
[5] 胡齐, 孙莹, 宋雅芳, 等.四君子汤对脾虚大鼠线粒体氧化损伤及能量代谢的影响[J].中华中医药学刊, 2017, 35 (8) :1972-1976.
[6] 刘友章, 王昌俊, 周俊亮, 等.四君子汤修复脾虚大鼠线粒体细胞色素氧化酶的作用及机制[J].中医临床康复, 2006, 10 (35) :118-122.
[7] 王建泽, 张力华, 周毅, 等.健脾散对脾虚证治疗机理的研究[J].成都中医药大学学报, 1996, 19 (4) :33-36.
[8] 吕林, 王凤云, 唐旭东, 等.脾虚一号方对脾虚型功能性消化不良大鼠胃组织线粒体呼吸链复合物IV 亚单位的影响[J].中国实验方剂学杂志, 2017, 23 (7) :102-108.
[9] 刘友章, 宋雅芳, 劳绍贤, 等.胃脘痛患者胃黏膜超微结构研究及中医“脾-线粒体相关”理论探讨[J].中华中医药学刊, 2007, 25 (12) :2439-2442.
[10] 刘友章, 王昌俊, 周俊亮, 等.长期脾虚模型大鼠细胞线粒体的研究[J].中医药学刊, 2006, 24 (3) :391-394.
[11] 吕林, 王凤云, 唐旭东, 等.脾虚一号方对脾虚型FD大鼠肝脏异柠檬酸脱氢酶的影响[J].世界华人消化杂志, 2016, 24 (32) :4362-4369.
[12] 宋雅芳, 王汝俊, 刘友章, 等.健脾益气中药对脾虚大鼠肝组织线粒体功能的影响[J].中药新药与临床药理, 2009, 20 (9) :423-426.
[13] 姜洪华, 周福生, 廖荣鑫, 等.不同病种的脾气虚证患者吸收细胞线粒体超微结构的观察[J].广东医学, 2008, 29 (4) :548-549.
[14] 刘劲, 曲长江.三种脾虚模型小鼠线粒体超微结构改变的比较研究[J].中医药学刊, 2001, 19 (4) :378.
[15] 程学仁, 王建华, 劳绍贤, 等.脾虚证患者十二指肠吸收细胞线粒体的观察[J].安徽中医学院学报, 1999, 18 (5) :33-34.
[16] 马天驰, 王彩霞.脾主统血机理探讨[J].辽宁中医药大学学报, 2015, 17 (10) :65-66.
[17] 游艳婷, 金丽琴.脾不统血证与线粒体功能障碍的相关性研究[C]//之江营养食品与健康论坛资料汇编.杭州:浙江省科学技术学会, 2015:63-66.
[18] 周永明, 黄韬, 薛志忠, 等.生血合剂对免疫介导再生障碍性贫血小鼠作用的实验研究[J].中医药研究, 1998, 10 (5) :43-46.
[19] 丁霞, 靖林林, 文戈, 等.论脾虚及能量代谢障碍是抑郁症发病的关键病机[J].中医杂志, 2016, 57 (11) :924-926.
[20] 詹向红, 王淑玲, 赵君玫, 等.不同治法对脑老化小鼠神经元线粒体膜电位及神经元密度的影响[J].中华中医药杂志, 2005, 20 (4) :254-255.
[21] 石岩, 马铁明, 张宇苏, 等.中医临床能力实训[M].北京:中国中医药出版社, 2015:23.
[22] 刘建仓, 陆松敏, 郭素清, 等.家兔内毒素血症时肝肾心肺线粒体磷脂酶A2及其膜流动性的改变[J].中国病理生理杂志, 1997, 13 (3) :302-306.
[23] 林海鸣, 郑敏麟, 阮涛玮, 等.水湿困脾证与线粒体的关系研究[J].江西中医药大学学报, 2015, 27 (3) :35-38.
[24] 黎壮伟.温病湿热证线粒体氧化损伤、能量代谢及中药干预机制研究[D].广州:广州中医药大学, 2010:3-5.
[25] 程方平, 刘松林, 李云海, 等.清热化湿方对温病湿热证大鼠肝线粒体K+-Na+-ATP 酶作用的实验研究[J].湖北中医杂志, 2007, 29 (5) :3-5.
[26] 曹洪欣.中医基础理论[M].北京:中国中医药出版社, 2011:48.
[27] 文颖娟, 周永学, 王江, 等.基于“线粒体—肌肉—脾”探讨脾胃失调与重症肌无力发病的关系[J].现代中医药, 2013, 33 (5) :25-27.
[28] 王锁彬, 贾建平.危重疾病性神经肌病研究进展[J].中华神经科杂志, 2007, 40 (3) :210-212.
[29] Martignago S, Fanin M, Albertini E, et al.Muscle histopathology in myasthenia gravis with antibodies against MuSK and AChR[J].Neuropathology and Applied Neurobiology, 2009, 35 (1) :103-110
[30] Finsterer J, Obermanl I, Reitner A.Respiratory chain complex-I defect mimicking myasthenia[J].Metab Brain Dis, 2002, 17 (1) :41-46.
[31] 宋雅芳, 胡任飞, 刘友章, 等.健脾祛湿方对重症肌无力模型大鼠骨骼肌线粒体及神经肌肉接头处超微结构的影响[J].中药药理与临床, 2010, 26 (1) :65.
[32] Zhou J, Yi J, Fu R, et al.Hyperactive intracellular calcium signaling associated with localized mitochondrial defects in skeletal muscle of an animal model of amyotrophic lateral sclerosis[J].J Biol Chem, 2010, 285:705
[33] Irina Kramerova, Elena Kudryashova, Benjamin Wu, et al.Mitochondrial abnormalities, energy deficit and oxidative stress are features of calpain 3 deficiency in skeletal muscle[J].Human Molecular Genetics, 2009, 18 (17) :3194-3205.
[34] 邓铁涛.邓铁涛医集[M].北京:人民卫生出版社, 1995:62.
[35] 裴媛, 李德新.脾阳虚大白鼠横纹肌线粒体超微结构及血清肌红蛋白含量的实验[J].辽宁中医杂志, 1991, 18 (5) :43-46.
[36] 柳和培, 侯应鸣, 长晓枫, 等.脾气虚证骨骼肌线粒体超微结构图像分析研究[J].电子显微学报, 1993, 12 (1) :54.
[37] 李乐红, 谢锦玉.“脾气虚”大鼠骨骼肌细胞化学研究[J].中国医药学报, 1990, 5 (5) :16-18.
[38] 刘友章, 刘江凯, 弓淑珍, 等.中医“脾主肌肉”与骨骼肌舒缩运动中能量代谢关系的探讨[J].江苏中医药, 2009, 41 (4) :5-7.
[39] 金丽琴, 屈小虎.脾气虚证和脾不统血证模型大鼠脾主肌肉实质的探讨[C]//中国营养学会第十三届全国营养科学大会暨全球华人营养科学家大会论文汇编.北京:中国营养学会, 2017:495-496.
[40] 王天芳, 杨维益.“脾主肌肉” 的实验研究进展[J].北京中医药大学学报, 1996, 19 (5) :22-24.
