生物節律的結構功能分類與生物節律的藏象分屬定性

李靈曉 趙宏杰

生物節律的結構功能分類與生物節律的藏象分屬定性

李靈曉 趙宏杰

生物節律;藏象節律;時間醫學

生物節律是生命現象中的節律性變化。在生命過程中，從分子、細胞到機體、群體各個層次上都有明顯的時間周期現象，其周期從幾秒、幾天直到幾月、幾年。廣泛存在的節律使生物能更好地適應外界環境。自穩態的調定點是有節律性波動的，生物節律是對自穩態的定性與定量化描述，生物節律也就是對人體狀態或者功能態的定性與定量化描述［1］。

此前，生物節律的劃分，基本上集中在生物周期的長短上，而西醫目前對生物節律研究的細化，主要表現在向器官組織水平，細胞水平，分子水平細化。缺乏在整體水平上的橫向細化。我們是對生物節律進行新的分類，基于的原則就是人體的解剖和功能以及中醫藏象理論。

1 基于人體層次的劃分

從整體到系統、器官、細胞、分子……相對應的生物節律也可以這么劃分，即整體節律到系統節律、器官節律、細胞節律、分子節律(或者說有機分子無機分子節律)。成分節律(血糖、血鉀)。

作者單位:132011 吉林市中醫院

2 基于人體有解剖結構和功能的劃分

可以劃分為解剖節律和功能節律。

功能節律，比如體溫或者某器官的溫度，心電圖反應的節律和血壓反應的節律，肺通氣量的節律與膽囊B超反應的節律怎么劃分，組合節律(肺通氣量、血壓)，整體節律(體溫)。

內環境自穩態是從生物體整體水平上對生物功能的研究，生物節律是對生物功能的定性和定量分析。內環境自穩態的生物節律，可以用溫度代替或者指代。中醫的模型也是從生物體整體水平上對生物功能的研究，生命節律是其定性和定量分析［2］。

整體節律(體溫)，恩格斯在《自然辯證法》中說，水的蒸發是微積分過程的現實原型，也可以說，體溫變化是人體陰陽變化過程的現實原型。

3 基于中醫理論的劃分

此前，生物節律的劃分，基本上集中在生物周期的長短上，而對每個生物周期內部的節段劃分比較粗糙。

對于實驗來說，晝夜節律由于其穩定性等優點應該是研究的重點。

另外，對于一晝夜的節律的波動變化，把它分為4個階段或者5個階段，這就是四象或者五行，黃帝內經里面有相應的記載，晝夜節律也是將一日按四時分段，指人體五藏之氣在一天之中隨晝夜節律而依次轉移，則肝主晨，心主日中，肺主日入，腎主夜半(見《素問·藏氣法時論》)。這個稱為藏象節律。

中醫藏象理論把機體內環境劃分為五個子系統，在一個完整的周期內，把機體自穩態依時間次序劃分為五個單元，在這五個單元里，五個功能模塊依次功能旺盛，他們被分別命名為肝、心、脾、肺、腎五藏，共同組成了機體內環境的整體，他們也共同發揮作用，完成生命的整體功能。這就是中醫由功能確定結構屬性的方法，由于這五藏對應于金木水火土五行，所以他們互相之間作用和影響的時候遵循生克制化乘侮等規律。

4 對于藏象現代研究的幫助

反過來，把峰值在不同時段里面的各種晝夜節律的血液成分，就可以劃分為不同的藏象歸屬，這個方法也可以看做是模糊聚類分析方法。

生物節律是一個復雜系統，一個生物體包括了基因、蛋白質、細胞、器官、系統和個體多個層次，每一個層次和組分都有自己的生物節律，象人體這樣的生物個體所擁有的生物信息是海量的，其生物節律也是海量的，底層的海量生物節律逐次組合成上一級數量比較少的生物節律，也可以說個體或者器官層次的生物節律是最終由海量的分子生物學層次的生物節律構成的，這樣的節律也是多個層次數量繁多的節律累積疊加而成。

5 藏象數學模型

根據五藏旺相休囚理論，還可以把五藏藏象的變化曲線畫出來，由于時間醫學主要使用正弦或者余弦函數描述生物節律，再進一步基于這些數據用優化方法求出正弦或者余弦函數具體的參數。

五行旺相休囚死的規律在藏象理論中表現為:

［春/平旦、日出］肝旺 心相 腎休 肺囚 脾死

［夏/禺中、日中］心旺 脾相 肝休 腎囚 肺死

［長夏/食時、日昳］脾旺 肺相 心休 肝囚 腎死

［秋/哺時、日入］肺旺 腎相 脾休 心囚 肝死

［冬/人定、夜半］腎旺 肝相 肺休 脾囚 心死

把旺相休囚死用數值1、0.5、0、-0.5、-1代替，則肝藏象的數值變化是 1、0、-0.5、-1、0.5;心藏象的數值變化是 0.5、1、0、-0.5、-1;脾藏象的數值變化是-1、0.5、1、0、-0.5;肺藏象的數值變化是-0.5、-1、0.5、1、0;腎藏象的數值變化是 0、-0.5、-1、0.5、1。

對5個周期的肝藏象變化的數值畫圖，得到如下的曲線。圖1。

對5個周期的五藏象變化的數值畫圖，得到如下的曲線。圖2。

對5個周期的肝藏象變化數值這個時間序列進行插值處理，得到如下的曲線。圖3。

象高血壓有2個峰值的，就可以把它看做是2個周期合并的結果，非線性研究里面提到過周期3產生混沌，應用周期2就可以把生物節律的研究方法深入下去。

6 時間醫學

時間醫學在系統生物學的建模上非常關鍵，現在系統生物學對復雜網絡這種方法比較熱衷，但是對復雜網絡需要進行功能模塊劃分，而功能模塊劃分的方法非常重要的就是依據時間節段劃分。

在生物信息學時代，指紋圖譜是一種極為常用的方法工具。代謝指紋分析不分離鑒定具體單一組分，而是對樣品進行快速分類(如表型的快速鑒定)。它同樣適用于血液組織液的生物信息學研究。這與我們對血液指紋圖譜的看法一致。

系統生物學的核心是建模，整體系統生物學階段的核心同樣是建模。建模之前需要確定研究對象，由于生物體的復雜性，通常將研究對象分為三種網絡:代謝網絡，蛋白質作用網絡和調控網絡。整體系統生物學利用內環境就可以整合這些網絡。

整體系統生物學建模應該體現系統生物學研究方法的自上而下策略，所以建模也要自上而下，以利用現有的知識建立一個最適合生物體的模型，尼科爾森教授一貫強調代謝組學與中醫學的整體觀和系統觀非常吻合，所以整體系統生物學借用中醫學的模型有一定的可行性，筆者的信息中醫學即中醫藥信息學研究也證明這不僅可行而且非常有效［3］。

［1］趙宏杰．時間生物學是系統生物學思想方法的精髓與新發展的突破口．全國時間生物醫學學術會議論文集，2006．

［2］趙宏杰，雷鈞濤．以代謝物組學為參照介紹血液指紋圖譜中醫藥信息學研究方法．中華中醫藥學刊，2007，9:1903-1904．

［3］趙宏杰，張笑波，戴松銘，等．應用指紋圖譜以時測象研究藏象實質的思路．中國中醫基礎醫學雜志，2007，1:22．