艾灸溫熱效應的生物物理學特性研究進展

劉 密 ，彭 艷 ，常小榮 *，嚴 潔 ，易受鄉 ，林亞平 ，岳增輝

（1.湖南中醫藥大學針灸推拿學院2008級博士研究生班，湖南 長沙 410208；2.湖南中醫藥大學經穴-臟腑相關重點研究室，湖南 長沙 410007；3.湖南中醫藥大學針灸生物信息分析重點實驗室，湖南 長沙 410007）

艾灸是針灸療法的一個重要組成部分，其起源于人類掌握用火之后，在春秋戰國時期已頗為流行，《孟子·離婁上》載：“今之欲王者，猶七年之病，求三年之艾也”。艾灸具有針、藥所不具備的獨特作用，早在《靈樞·官能》篇就有“針所不為，灸之所宜”的記載。《醫學入門》中明確指出：“凡病藥之不及，針之不到，必須灸之。”基于艾灸療法的顯著臨床療效，一度重針輕灸的觀念有所改變，其廣泛應用于臨床各科病癥的治療，無論寒、熱、虛、實證均可使用灸法，故有“灸治百病”之說。現代研究表明[1]，艾灸可以調整臟腑機能，促進新陳代謝，增強免疫功能，尤其在治療慢性病、疑難病及預防保健方面具有顯著優勢，而艾灸治療疾病時產生的溫熱效應是取得療效的關鍵[2]。

在艾灸引起組織溫度變化的過程中，實質是熱量轉移的過程。艾灸激發經絡腧穴的生物物理學特性有兩個特點[3]：①物理學能量循經傳導的普遍性以及腧穴定位的特異性。不同的物理能量在經絡循行線上基本都能呈現優勢傳導，而在腧穴所在的位置則表現出不同于周圍組織的特異性；②經絡及腧穴的生物物理學特性與人體狀態的相關性。許多實驗表明，健康人體和病人的經絡、腧穴對外界物理能量的敏感性存在較為明顯的差異，總體趨勢表現為從平衡轉為不平衡，敏感性由高轉低。而艾灸生物物理性質的研究也涉及生物傳熱學、電學特性、電磁學特性、腧穴熱敏化及紅外共振輻射等，現將其相關研究進展概述如下。

1 生物傳熱學特性

生物傳熱學是一門交叉學科，它研究生物體內的熱質傳輸現象，其目的在于通過把傳熱學的基本原理和研究方法、手段引入生物和醫學工程領域中，探討物質和能量在生物體內的傳輸規律。該學科的產生無疑會對與“熱”密切相關的艾灸療法研究有所啟示，因為艾灸熱傳遞同樣遵循傳導、對流、輻射三個方式，無論是接觸灸或是非接觸灸，艾灸在生物組織內的熱傳遞以及艾灸引起的組織熱損傷，均可歸屬生物傳熱學研究的范疇。從微觀而言，熱對生命系統的影響，本質上均體現在對蛋白質、細胞及組織性質的改變上。例如艾灸對機體熱休克蛋白的影響[4-12]，艾灸通過上調大鼠胃黏膜細胞HSP70表達，繼而作用于凋亡線粒體信號轉導途徑相關靶點，由此抑制胃黏膜細胞凋亡，達到保護胃黏膜損傷的作用。從宏觀上講，能量過程是生命系統中的基本過程,而熱是能量過程的重要表現形式，生命現象的各個層次無不包含熱效應[13]。把艾灸熱作為一種特殊的能量介入方式，從能量的角度著手，利用生物傳熱學理論，可能是一個較理想的方法。提供什么樣的一個溫度場分布狀況(或者說熱過程或能量過程)，可使生物組織恢復或穩定于正常狀態，這是一個極有誘惑力的探索[14]。

2 電學特性

目前，經穴的低電阻特性已被廣泛地證實[15-17]。沈雪勇等[18]也提出人體穴位伏安特性曲線具有非線性、慣性兩大特征,穴位非線性特征反映了人體作為高等生物所具有的生理與行為的復雜性,而慣性特征則與穴位能量代謝有關。艾灸影響經絡腧穴的電學特性與人體的狀態密切相關，汪家柔[19]通過艾灸肺俞、肝俞穴,觀察穴位施灸后鈣離子在相關臟腑之間的分布調配及相關穴位電流變化規律，研究“穴臟相關”的非線性規律,發現艾灸肺俞穴可顯著提高肺俞穴電流,艾灸肝俞穴可顯著提高肝俞穴電流,且分別艾灸肺俞、肝俞穴可影響其他五臟背俞穴的電流。提示艾灸背俞穴后穴位生物電流增加除了存在穴位特異性相關外,還對其他背俞穴的電流存在非線性的不同程度的影響作用，刺激穴位存在“穴臟相關”、“一穴多臟”之非線性作用，而此非線性特性存在一定的規律,部份符合五行理論中的生克關系。

3 電磁特性

電與磁是相伴而生的，電子的自旋產生磁，運動的磁產生電。變化的電場和變化的磁場不是孤立的，是相互聯系、激發，形成統一的電磁場。基于艾灸后穴位生物電流增加的特異性規律，我們推測灸后穴位（或各脈）電磁特性也會產生相應的變化。劉陸四等[20]認為，人體時刻都相對地在磁場做著復雜的運動,這些運動必然產生人體內電荷的位移,經絡即是這些電荷運動的主要通道。經脈與經穴是依附于組織細胞存在的實體，其調整功能有賴于神經體液及循經電磁振蕩和化學振蕩的波動性。不管是電磁振蕩還是化學振蕩，均具有波的特性，這些波的振蕩參數之中包含了調控生長和生理功能的各種信號[21]，經絡的功能活動依托于電磁振蕩與化學振蕩主導的能量信息系統。而基于經絡調整是電磁振蕩→化學振蕩→神經、體液和微循環等調控的動態調衡過程[22]，那么，艾灸對經絡及腧穴的電磁學特性的影響也將逐漸成為研究熱點。

4 紅外熱輻射效應

任何物體的溫度在絕對零度(-273℃)以上都有分子的熱運動，而分子熱運動以紅外熱輻射的形式向外界散發著能量。人體既是一個紅外輻射源，又是一個良好的紅外線吸收體，不斷的輻射和吸收紅外線，進行輻射代謝。艾灸是一種熱輻射反應，其實質是溫熱刺激的結果，即通過刺激皮膚感受器，影響組織細胞的生化代謝以及神經系統功能。研究發現隔物灸產生的紅外輻射與熱量傳遞有關[23]，艾絨燃燒時產生紅外線，其輻射能譜在0.8～5.6 μm之間，這表明燃燒艾絨時的輻射能譜不僅具有熱輻射-遠紅外輻射，而且還具有光輻射-近紅外輻射[24]。艾灸的能譜近紅外輻射占主要成分，且峰譜在1.5 μm附近[25]；直接灸的峰譜在3.5 μm左右，而間接灸的峰譜在10 μm左右[26-28]。一般遠紅外線能直接作用于人體的較淺部位，靠傳導擴散熱量；而近紅外可直接滲透到人體的較深部位，其穿透深度可達10 mm左右，通過毛細血管網傳到更廣泛的部位[29]。艾灸紅外輻射為機體細胞活動提供了必要的能量：當紅外光作用于腧穴組織時，組織吸收光能將其轉化為生物能儲存在ATP分子中，隨著ATP的水解，ATP轉化為ADP，并釋放能量作為生命活動的能源。研究表明人體穴位紅外輻射不僅含有人體熱信息,而且還和人體內能量代謝等因素相關，穴位點的ATP能量代謝比周圍要高[30]。在病理狀態下,人體皮膚和組織輻射的紅外線發生一定的改變。且不同的體質和疾病其輻射及最佳吸收的紅外線有區別，即光子吸收與皮膚光學有密切關系。這可能是生物組織吸收光子和使人體本身傳輸的光有序化有關。

5 腧穴熱敏化及紅外共振輻射

機體在疾病狀態下，體表相關部位會出現病理反應，這種病理反應伴隨疾病的發生而產生，隨病情的改善而減輕或消失，這個體表相關部位在出現病理反應期間，就稱為疾病反應點。腧穴的起源就是疾病反應點，疾病反應點則是動態的、個體化的、敏化態的腧穴。陳日新[31]提出腧穴熱敏化灸療新理論由三條規律組成：（1）人體腧穴存在靜息態與敏化態兩種狀態;敏化態的腧穴對外界相關刺激呈現 “小刺激大反應”（非熱敏點對艾熱僅產生局部和表面的熱感）；（2）腧穴敏化的類型多種多樣，而腧穴熱敏化是一種新類型；腧穴熱敏化的特征是：當受到艾熱刺激時呈現透熱、擴熱、傳熱、局部不（微）熱遠部熱、表面不（微）熱深部熱、非熱覺等奇異現象；（3）熱敏化腧穴是灸療的最佳選穴，艾灸熱敏化腧穴極易激發灸性感傳（約95%的出現率）乃至氣至病所,臨床灸療療效大幅度提高。腧穴熱敏化現象已涉及到許多新的生命現象，新的生命現象必然蘊涵著新的生命規律與機制，對其進行深入研究，有可能發現人體機能調控的新規律，對現代醫學發展提供創新的機遇。研究表明[32]某些病理態腧穴的自發紅外光譜與艾條燃燒時的紅外發射光譜的輻射峰區域基本一致，提示紅外共振可能是艾條的輻射能量高效傳遞給敏化態腧穴，使艾灸發揮治療作用的生物物理基礎。通過研究艾灸的紅外光譜特性及其與效應的關系，證實艾灸和穴位的紅外共振輻射也是艾灸起效的關鍵因素之一。

6 前景與展望

現代醫學認為熱療的臨床作用有：（1）可使局部組織升溫，加強新陳代謝和酶反應和擴張微血管，從而加強自動性充血和吞噬作用，可治局部亞急性和慢性炎癥；（2）使神經末梢興奮性降低，可減輕神經痛、肌痛和關節痛及抗痙攣的作用。能降低某些不抗熱細菌的活力而殺菌；（3）可加強排汗，促進新陳代謝，改善營養，刺激細胞的生長和再生。對艾灸的現代研究表明，這些作用均屬于艾灸溫熱的功效范圍內。總之，艾灸的溫熱效應既能影響灸下生物組織內溫度場的動態分布情況，灸熱引起的宏觀能量（熱能）遷移變化過程，又能激發熱敏態腧穴自發紅外光譜變化產生“共振”，同時艾葉有效成分燃燒生成物也能起到輔助治療作用。

在艾灸溫熱效應的生物物理學特性的基礎上，采用傳統和現代相結合的多學科研究方法，從機體對艾灸的反應性特點及其與艾灸紅外物理特性關系、灸療的熱敏規律及其科學基礎、艾灸溫熱刺激的局部感受機制及信號轉導通路、艾灸的溫補效應規律及其原理、艾灸的溫通效應規律及其原理等方面開展多層次、多學科的協作研究，有望較為系統地闡釋灸法的應用規律與基本作用原理，更好地指導灸法臨床實踐，提高灸法臨床療效，促進灸法的傳承與創新，推動灸法的科學化和國際化進程[33]。

總而言之,突破由單一生物學為主的研究方法，發展多學科交叉的研究來尋求針灸治病的作用機制，是解決生物醫學難題有效的解決方案，利用多學科交叉研究艾灸，可以為中醫艾灸技術建立新的理論基礎。

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