作者：原林 钟世镇
中国人民解放军第一军医大学,中国人民解放军第一军医大学 广州510515 ,广州510515
摘要：数字人研究显示中医针灸治疗的解剖学基础 ,与分布于全身的筋膜结缔组织有关 ,其中富含感觉神经末梢和毛细淋巴的部位为治疗有效作用点。从生物种系发生和个体发育的角度讨论筋膜的进化和发生 ,认为生物从多细胞生物逐渐进化到高等动物的过程中 ,生物的机体内部始终存在一个监测机体内环境改变和通过调节维持机体内环境稳定的功能系统———自体监控系统。在胚胎发育过程中 ,这一系统的形成表现为从间充质到中胚层再到筋膜的演变。结合前人对针灸机制的研究结果 ,提出了机械刺激通过神经反射调节、神经内分泌调节和自身免疫调节治疗各类疾病的理论基础。
关键词：数字解剖学;筋膜;自体监控系统;针灸机制;
收稿日期：2004-06-02
基金：国家高技术发展规划863项目 (2001AA231031 ,2002AA231021);广东省重点公关项目资助 (2002B30611);
一、经络的研究现状
针灸疗法是中国传统医学的重要组成部分,以疗效肯定、安全、无副作用、费用低而见长,在世界性崇尚自然疗法的今天,深受广大患者和医务人员的欢迎。
传统医学为人类古代文明的一部分,欧洲传统医学早在19世纪随着以现代生物医学模式的建立而湮没,在世界传统医学范围内惟有中国传统医学依然以独立的理论和临床医学体系在现时医疗和保健事业中起到重要的作用。目前包括欧美等发达国家也逐渐接受中医传统疗法。尤其是针灸疗法在很多国家已被纳入主流医疗保健体系。
由于传统医学起自远古时代,其自身理论和技术水平有一定的局限性。传统医学的研究也必须与时俱进,要从天人合一的哲学形式向生物-心理-社会医学模式转变。对针灸而言,从支持针灸理论的基础经络入手,寻找相应解剖结构是实现这种向生物医学转变所共同追求的突破口。各国的科学家作了大量的工作。
回顾对经络本质的研究经历,可以看到最初的解剖学(曾有人将淋巴血管系统误认为经络)、组织学(包括对不同穴位点的组织细胞学观察)、神经生理学(从神经通路追踪和电信号的传导)、分子生物学(包括P物质)及细胞信号转导(Ca2+载体的研究)。纵观整个有关经络本质的研究的轨迹,表现为从粗到细、从宏观到微观的发展趋势;研究的另一个特点,是所提出的每一种学说,都能解释经络的一部分现象,而未能触及经络的本质。迄今为止,人类对经络的认识还远远落后于临床实践。笔者从人体解剖学的研究角度,指出经络存在的部位,对针灸经穴治疗疾病的机制的阐明,对经络本质的认识,对新发现穴位的解释,进一步推动经络针灸的发展和提高。
二、经络的数字解剖学研究
数字解剖学研究为研究经络的本质提供了一种新的手段,与以往的研究手段相比,数字解剖学有以下优势。1)以高精度切削数码相机进行图像获取的方法,获得了整个人体的图像形态信息,以笔者完成的中国数字人男、女数据集为例,男性VCH-M数据集,0.2 mm等间距600万数码相机照相和计算机自动存储获取数据集,断面9 232片,数据集容量TIF格式约161.56 GB;女性VCH-F数据集,断面间距为0.2 mm,总共有8 556个断面,整个数据集的数据量TIF格式约149.7 GB。2)通过计算机分割技术可任意提取不同像素的组成部分。3)通过计算机三维重建可构建再现标定预定组织的三维空间结构。笔者在数字人研究的基础上构建了人体全身的筋膜支架,对人体肢体和躯干的肌间隙结缔组织进行了标记和三维重建,再现了与古代经络相一致的串珠状影像结构,为确定经络的解剖学定位提供了证据,打开了认识经络本质的大门,为进一步确定经络的解剖学本质指明了方向。在此基础上用全身图像分割浏览的方法对国标361个穴位进行了解剖学定位,结果显示全部穴位均分布在人体不同深度的筋膜结缔组织。根据解剖学分布特点,将全身的筋膜结缔组织从浅入深,分为5层:真皮致密结缔组织、皮下疏松结缔组织、肌间隔和肌间隙结缔组织、神经血管束周围结缔组织和器官被膜及器官门结缔组织。在三维重建中发现只有位于四肢和躯干的筋膜结缔组织,可以通过三维重建显示与经络记载相一致的串珠样结构。这一发现不但确定了已知经络穴位的解剖部位,也进一步确定未明确标定范围的诸如“刮痧疗法”、“梅花针疗法”、“皮下针疗法”、“膏药外敷”等多种中医传统物理、药物刺激疗法的解剖学作用部位。这些疗法的作用部位分别是:作用于真皮致密结缔组织层的疗法有“刮痧疗法”、“梅花针疗法”、“膏药外敷”、“冷冻疗法”;作用于皮下疏松结缔组织的有“皮下针疗法”、“浮针疗法”;作用于器官被膜和器官门的有“挑刺疗法”(如挑刺睾丸门筋膜治疗男性不育等)。通过数字解剖学研究认识到:遍布人体各部的筋膜结缔组织支架是经络穴位的解剖学基础。
三、筋膜的发育生物学和自体监控系统
通过数字解剖学研究,第一次直观的确定了针灸穴位和经络的解剖学基础是遍布人体全身的筋膜支架,找到了经络穴位的解剖学基础。但要真正认识经络穴位的本质还必须与这些结构的功能相联系,才能进一步通过功能认识针灸治病的机制,才能沿着正确的研究方向推动针灸疗法的发展,推动相关科学领域的科技进步。对相关结构功能的研究,长期以来解剖学工作者常用的方法是从发育生物学角度追踪解剖结构在生物进化不同阶段的演变过程。如现代人体结构中的阑尾,它在进化过程中是源自草食类动物的盲肠,这一结构在现代食草类动物极为发达,其作用是将植物源食物中的纤维素贮存在盲肠内,通过细菌作用将不能被机体利用的β-D葡萄糖转化为可以被人体利用的α-D葡萄糖。人类随着进化过程中摄取食物种类由植物纤维素的叶茎等为主逐渐转变为植物种子和果实为主,进而加入了动物源食物的摄入。这些食物不需细菌转化即可被人体直接吸收利用,故而盲肠的功能逐渐减小,形态也逐渐发生了改变,一直到现代人只遗留下短短的一段阑尾。追踪人体筋膜支架的起源,现代生物学研究已有明确结论:在原生多细胞动物中为充填内部的细胞外液;在三胚层动物中为充填内、外胚层之间各种功能细胞团之间的间充质;在高等动物中(包括人)为遍布人体的筋膜结缔组织支架。生物进化不同阶段的同源结构为细胞外液→间充质※筋膜结缔组织。要了解人体筋膜支架的功能,首先需要认识简单多细胞生物的细胞外液,细胞外液充填多细胞生物的内部,它可以维持生物内环境的稳定,实现这一功能的方式主要是通过分子扩散及离子信号传导。三胚层动物是在多细胞动物的基础上部分表面细胞向生物内部脱落,形成中胚层细胞团,间充质是位于内、外胚层之间的定形细胞和细胞间质。在高等动物中胚层细胞团进一步分化,演变为依旧以维持生物形态和内环境稳定为主要功能的诸多器官系统,如运动系统、循环系统、泌尿系统、生殖系统等,充填于内、外胚层之间的间充质最终演化为筋膜,筋膜包绕这些器官并深入到器官内部构成这些器官细胞生长的基质或“床”。
筋膜的功能:
1.对组织器官的分隔、固定和支撑作用。筋膜形成的被膜、韧带、隔膜及深入器官内部的间膜起到保持器官在机体的位置、维持器官的形态等机械固定支撑作用。
2.筋膜中所含的丰富的毛细血管为各种器官细胞的代谢提供了所必需的营养成分,并提供了保持器官的细胞活动的内环境。
3.监测机体内环境的变化,通过遍布筋膜中的感觉神经(包括意识性、非意识性、内脏神经和躯体神经)感受各种物理和化学刺激;
4.监测机体功能细胞的生命状态的变化,通过存在于筋膜结缔组织中的各种炎症细胞和免疫识别细胞监测机体细胞生命状态的改变(如细胞的变异、突变、损伤、衰老);
5.组织细胞的修复和再生,由于组织中存在大量未分化间充质细胞,在局部细胞再生因子和神经递质(如交感神经末稍分泌的乙酰胆碱类递质)内分泌激素的共同作用下向功能细胞分化,修复损伤的组织细胞,骨折愈合的过程就是这一功能典型例子;
6.清除损伤老化的组织细胞,由于筋膜结缔组织中存在大量的毛细淋巴管和巨噬细胞,它们能清除功能细胞中的损伤或衰老的细胞,其机制是巨噬细胞的直接清除及损伤细胞的大分子碎片通过毛细淋巴管进入中枢免疫系统,通过激活体液免疫和细胞免疫清除损伤部位的组织细胞;
7.调节组织细胞的代谢,由于筋膜结缔组织含有的交感和副交感神经末稍,通过作用于功能细胞所附着的毛细胞血管可改变局部的血液供应,为功能细胞的活动提供充足的营养物质。同时交感、副交感的兴奋产生的神经介质可直接作用于功能细胞(如交感神经可促进细胞的分裂和增殖,副交感神经可促进细胞的分泌和蠕动)。
由间充质终结演化而成的筋膜支架在机体内形成了一个能监测和调节机体功能组织细胞的生命活动和功能活动,维持机体内环境稳定的功能系统,笔者将之列为人体第十大系统———自体监测和调控系统(简称筋膜学)。这一系统在中枢神经系统和免疫系统的共同参与下实现维持机体内环境稳定的作用,其体用机制见图1。
图1 自体监测和调控系统
四、针灸穴位和经络的本质
关于经络本质的描述,中医书籍称为“内属脏腑,外络于肢节”,今天用的十四经,361穴,实际分别是元代和清代总结完成的,除此之外还有众多经络穴位如“奇经八脉”、“十五络脉”、“十二经别”等等。实际上已经很清楚的表明,能与这些众多经络穴位相匹配的人体结构就是遍布人体的筋膜结缔组织支架,在以往的研究中很多学者也意识到了筋膜结缔组织与经络穴位的密切关系,关键是没有认识到人体的筋膜支架在神经系统和免疫系统的参与下,组成了一个能监测内环境变化和调节人体机能,维持机体内环境稳定的功能系统。因而,在以往的研究中,组织学家对穴位进行了组织学切片观察,生理学工作者进行了神经传导测试,物理学家用各种声、光、电磁探测手段,这就象一副拼图,每个单元都能有一定的发现,但未能了解整幅图像的全貌,反而越是细微(从大体解剖到组织切片、电镜切片、神经电信号、细胞信号传导、分子水平、离子水平)离目的地越远;也象是用放大镜去看长城,始终未能触及经络的本质、看到经络的全貌。数字人研究第一次具备了从更宏观的角度来观察人体结构的手段,计算机图像分割和重建技术使我们能够任意显示所关注的组织在人体的分布,通过与经络穴位的对比分析,从而得出了经络穴位与筋膜结缔组织支架分布相一致的结论。找到经络的解剖学结构只能说是完成了经络的这副“拼图”,要解释这副拼图同样需要从宏观的角度,从最原始的生物向高等动物人逐步推演筋膜结缔组织在生物进化的各个阶段所扮演的角色。
“穴位”的本质是在刺激时能产生较强生物信息的部位,这种信息通常以神经感觉信息为主,还有转动针体时结缔组织扭动挤压毛细淋巴管促进淋巴液回流等作用,位于躯干和四肢的穴位多处于结缔组织聚集的肌间隔或肌间隙处,在该部位进针能够带动较多的筋膜从而刺激较多的神经产生神经冲动;由于周围神经在躯干呈节段性分布,在四肢沿神经走行分布,这些不同节段末梢的刺激点在人体是沿躯干和四肢的长轴分布,将各个穴位点相连就形成线或“经”,沿一条神经在横向的各个刺激点相连就形成“络”。在研究经络穴位时应该了解,古代经络和穴位的记载更多的是建立在临床实践的基础上,因此在研究时更应该从中枢神经对各部刺激的整合中理解经络的存在,而不是机械的一定要在形态结构上的完全统一。
五、自体监控系统(筋膜学)所涉及的科学问题
1. 筋膜与衰老的关系
人体在监控系统的调节下维持机体内环境的稳定,同时及时修复损伤的功能组织细胞,可以将筋膜看成人体的储备,随着人体的老化储备逐渐枯竭,导致人体各部器官、系统的功能紊乱,平衡失调。可将筋膜看成照亮人体生命活动的蜡烛,人体生命的源泉(新生儿→儿童→成人→老人,筋膜在人体经历了从多→少的过程。)
2. 构成中医研究的现代理论基础
中医包括针灸学和中药学。针灸的自体调控学说在本文中已有详细的论述,中药的各种方剂同样是注重人体自身的调养,如活血化瘀是很多疾病的治疗手段,其基本点就是改善人体的内环境,使疾病通过自身的调节得到痊愈。
3. 发育生物学问题
本文提出周围神经系统的发育是从间充质内神经网发育而成,与现有的从神经脊发育而成的理论有别,有待进一步研究证实。
4. 中枢神经系统的调控
本文提出的筋膜学说涵盖了除中枢神经系统以外的生命活动的调控,中枢神经在发育完成后不能再生的认识从一个侧面证实了筋膜的功能,但中枢神经系统的调控是通过何种机制完成的还有待研究。
六、自体监控系统(筋膜学)所涉及的临床问题
1. 针灸穴位与病变部位
在于病变局部与针灸刺激部位的神经在脊髓处于相同的脊髓节段。尤其是在治疗外伤的镇痛和内脏的痉挛等急性病症。其作用机制主要是通过脊髓反射的神经起作用。
2. 病变性质与针刺强度、疗程
内脏机能障碍等非器质性病变的治疗所涉及的机制较为复杂,既有反射性调节又有神经内分泌调节和自身免疫调节,针灸治疗的要点是远近结合取穴,为加强刺激强度可取多个穴位(循经取穴)。要求刺激的强度和时间要有一定的量———留针和疗程。
3. 新穴位的发现
根据自体监控系统的理论,可根据筋膜的分布和与病变部位的关系,发现和设计新的有效刺激穴位,尤其是在人体的深部器官门和颅底等隐蔽部位更有发现新穴位的潜力。
4. 针灸器具的革新
目前临床所用的针灸器具几千年未有大的改变,在认识到针灸的作用方式是旋转牵拉筋膜产生神经冲动这一基本要素后,可考虑改变针体的粗糙程度,增加刺激效果。
七、结论
通过数字人研究,提出人体筋膜与针灸各种疗法的刺激部位有关;提出的自体监控系统(筋膜学)为针灸调控学说提供形态学定位依据,将为多学科的研究提供新的思路。
文章来源于《天津中医药》期刊
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