中醫陰陽平衡與氧化還原態平衡的關系及評價＊

陳 蓉，余文靜，指 導：李著華

（瀘州醫學院病理生理學教研室，四川 瀘州 646000）

中醫學，在幾千年的實踐中被繼承發展，對人類的健康甚至歷史的演進做出了不可磨滅的貢獻。但是隨著生命科學的發展，人體生命活動的客觀規律被越來越多的揭示，中醫理論的主觀性與神秘性阻礙了中醫學向全世界范圍的傳播和發展。如何用客觀的西醫檢測指標來反映中醫理論，使中醫與西醫找到客觀的物質結合基礎，使傳統醫學理論客觀化更容易被客觀接受和傳承，一直是醫學界孜孜不倦研究的課題。陰陽平衡學說是中醫學理論的基礎，中醫辨證候，無不先辨陰陽；而氧化還原態（Redox status）平衡是內環境穩態的基礎，西醫則處處從內環境的改變探討病情的發展。陰陽平衡與氧化還原態平衡是否相關？兩種平衡狀態的評價指標是什么？本文擬從以下幾方面進行闡述。

1 中醫陰陽平衡及其評價

陰陽是由中國古代樸素的唯物主義哲學發展而來，指導中醫辨證理論。陰陽平衡是中醫學理論的基礎與核心，“陰陽者，天地之道也，萬物之綱紀，變化之父母，生殺之本始，神明之府也，治病必求于本。”（《素問·陰陽應象大論》）。陰陽平衡的含義是臟腑平衡、寒熱平衡及氣血平衡。實質是陽氣與陰精（精、血、津、液）的平衡，即人體各種功能與物質的協調。陰陽是自然界的根本規律，生命就是人體陰陽對立雙方的對立統一運動，人體各種生理病理變化都是陰陽運動變化的結果，陰陽運動變化的根本在于平衡。“陰平陽秘，精神乃治”（《黃帝內經》）。人體陰陽運動是處在動態的平衡之中的，維護陰陽平衡，守之則健，失之即病。如果這種平衡受損到一定程度，就會“陰陽離決，精氣乃亡”。因而人體陰陽對立統一運動的平衡與否，決定了人體的健康與疾病，成為了辨證論治的重要原則，正如《素問·至真要大論》說：“善診者，察色按脈，先辨陰陽。”“謹察其陰陽所在而調之，以平為期。”

陰陽學說抽象地闡明了生命的起源和本質、人體的生理功能、病理變化、疾病的診斷和防治的根本規律，陰陽學說貫穿于中醫的理、法、方、藥理論中，一直有效地指導著中醫臨床實踐。但是，陰陽學說因其抽象性和對證候評判的主觀性，已阻礙了中醫向世界范圍的傳承和發展，已不能與生命科學的發展相適應。中醫和西醫必須結合在一起，用客觀指標反映中醫理論，中西醫貫通真正為人類健康謀福祉，正如名中醫祝未菊先生所言：術無中西，真理是尚；醫無中西，殊途同歸。為此，國內外學者為陰陽學說的客觀化作了不少研究，涉及到人體各系統、細胞內外離子狀態及基因水平的變化等，如：腎陽虛證候與下丘腦－垂體－腎上腺皮質軸的功能減退有關；脾虛證與消化系統功能減退有關；心火旺證與交感神經過渡亢奮，交感－腎上腺髓質系統興奮，兒茶酚胺類物質過渡釋放有關；陰陽失調模型小鼠的Th1／Th2類細胞因子表達呈抑制狀態，IFN－γ表達的抑制程度不同，Th1類細胞因子IFN－γ的表達處于相對優勢［1］。

但是，現有關于陰陽的研究無一能闡明陰陽的物質基礎到底是什么？人體內最基本的具有“陰陽互根”屬性的物質是什么？怎樣用客觀指標來評價？這可能還要從中醫和西醫對人體基本生命過程描述的相似性來研究，理清中西醫結合的物質基礎。陰陽平衡實質是機體內環境穩態的另一種表述［2］，而氧化還原態平衡是機體內環境穩定的基本內涵之一，陰陽平衡與氧化還原態平衡是否有聯系？氧化還原態指標能否反映陰陽平衡狀態？目前尚無研究。

2 氧化還原態及其評價

需氧生物細胞對氧的代謝利用，每時每刻都會產生化學性質活潑的活性氧（Reactive oxygen species，ROS）與活性氮（Reactive nitrogen species，RNS），ROS和RNS很容易對細胞產生損傷作用。當體內產生的ROS和RNS過多，超過機體的清除能力，和／或機體抗氧化能力下降，ROS和RNS將對生物大分子結構產生破壞性修飾。目前研究表明，ROS和RNS對靶蛋白的氧化還原修飾方式主要有：可逆性巰基／二硫鍵轉換、谷胱甘肽化和S－亞硝基化等。蛋白質上的半胱氨酸殘基和谷胱甘肽（Glutathione，GSH）形成混合型二硫鍵，蛋白質的這種修飾方式稱作谷胱甘肽化。這種氧化修飾可能是信號轉導調控中的一種新的分子機制，成為除磷酸化修飾、糖基化修飾及泛素化修飾外的重要方式［3］。ROS導致組織細胞產生氧化性損傷（Oxidative damage）的病理過程，稱為氧化應激（Oxidative Stress，OS）［4～6］。 反之，因氧化不足，還原產物蓄積，也可造成還原應激［7～8］。需氧生物體內有效的抗氧化系統，主要為酶類與非酶類抗氧化劑。酶類包括有超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase）、谷胱甘肽過氧化物酶（Glutathione peroxidase，GSH－Px）以及谷胱甘肽轉硫酶（Glutathione S－transferase，GST）等等。非酶類抗氧化劑主要提供還原當量的各種脂溶性、水溶性化合物，主要包括有谷胱甘肽（Glutathione，GSH）、硫氧還蛋白（Thioredoxin，TRX）、胡蘿卜素以及維生素C和維生素E。

機體自身對于氧化應激具有非常強大的防御、拮抗能力，兩者的平衡構成了機體內環境的一個重要穩態機制，稱為氧化還原態（Redox status，REDST）。機體在氧化－抗氧化間維持相對恒定的氧化還原狀態，以維持機體的內環境穩定［9］。對于細胞而言，氧化還原狀態發生變化后，對細胞膜以及細胞內分子所產生的氧化或還原作用，引起結構和構象改變，在細胞的信號轉導、基因轉錄等過程中發揮重要的調控功能。氧化還原態失衡可以影響到基因的轉錄，細胞信號的轉導，酶和生物大分子的活性，細胞和器官的功能，以及細胞的增殖、分化、凋亡、壞死等許多生理病理過程［10］。因此，氧化還原是決定細胞生存狀態的重要因素，健康的機體應保持一個相對穩定的氧化還原平衡狀態。

氧化還原對是機體內能夠通過提供或接受還原當量的方式交換電子的一類成對分子。其通過自身還原型與氧化型的轉變，起到類似緩沖劑的作用，避免過多氧化劑或還原劑對細胞內環境的直接作用。此外，由于氧化還原對是直接應對細胞內外氧化還原狀態變化的物質，因而，其比例變化是反映氧化還原狀態的可靠指標。

體內主要的氧化還原對是谷胱甘肽還原型／氧化型（GSSG／GSH）和輔酶Ⅱ（NADPH／NADP＋），各種細胞中都存在極高水平的 GSH，濃度在0.1～1mmol／L之間，GSH占細胞內非蛋白質硫總量的90%以上，而在肝臟中，GSH占總自由巰基的95%。GSH是體內廣泛存在的非常重要的氧化還原緩沖系統，參與多種生理功能：GSH－Px酶系統能對ROS代謝的毒素進行解毒，從而防止ROS進一步損傷細胞；GSH可以與攝入體內的異物毒素結合，以硫醚氨酸的形式排出體外，而達到解除異物毒素的功能；GSH還可以直接或間接提供還原當量給維生素C、E、α－硫辛酸等，使蛋白巰基維持與合適的氧化還原狀態，從而穩定和保護蛋白質結構。通過巰基（－SH）和二硫鍵（－S－S－）形式的轉換，使蛋白質改變細胞內的氧化還原狀態，從而實現對蛋白質功能的調控［11～13］。GSH 缺 乏 或 GSH／GSSG、Eh（GSH ／GSSG）向氧化方向偏移可引起氧化應激反應，使許多信號分子活化產生損傷效應。體內GSH水平對機體遭受氧化應激特別敏感，比如早期神經退行性疾病早期還未檢測到明顯氧化損傷代謝產物標志時，即可出現 GSH 水平減低［14］。

GSH水平在氧化應激時會降低，在非氧化應激事件也會降低［15～16］，此外ROS還可誘導GSH合成而引起循環血液中GSH水平增高，因此單純測定血漿中GSH濃度不足以反映機體氧化還原態。氧化應激反應時GSH濃度降低，GSSG濃度增高，導致GSH／GSSG比值降低，因而可以利用Nernst方程計算GSH／GSSG 的氧化還原電位值 （Eh（GSH／GSSG））來評價機體氧化－抗氧化的動態平衡。在每一分子GSH氧化還原反應中，涉及2個電子傳遞，1分子GSSG還原成2分子GSH，因此GSH／GSSG比值并不是反映氧化還原態變化的最佳指標。研究［17］顯示Eh（GSH／GSSG）比GSH／GSSG比值更重要，因為Eh（GSH／GSSG）考慮到了2GSH←→GSSG這一化學計量關系，而且Eh（GSH／GSSG）可定量表示GSH／GSSG獲得或失去電子的趨勢。綜上，GSH 濃 度、GSSG 濃 度、GSH／GSSG 比 值、Eh（GSH／GSSG）四個指標可能更有效評價機體氧化還原狀態的改變。

輔酶Ⅱ是體內許多還原酶的重要輔助因子，在體內許多代謝反應中發揮遞氫作用，其在體內有兩種形式：氧化型（NADP＋）和還原型（NADPH）構成了重要的氧化還原對。機體氧化損傷機制同樣受到NADP＋／NADPH氧化還原狀態的調節，選擇NADPH／NADP＋作為氧化還原態指標是因為該氧化還原對是維持GSH／GSSG平衡的關鍵因素，NADPH為谷胱甘肽的氧化還原提供還原當量，以維持GSH／GSSG正常的氧化還原狀態，從而保護一些含巰基蛋白質及酶免受氧化劑損傷，GSH的消耗須由NADPH遞氫、經GSH還原酶（GSH reductase）催化重新生成。所以在測定血漿GSH的基礎上再測定輔酶Ⅱ的含量，有助于進一步了解機體的氧化還原狀態。

3 陰陽平衡與氧化還原態平衡的聯系

首先，二者從不同角度反映了人體內環境穩態的重要性。內環境穩態是指正常機體在神經、體液的調節下，在不斷變化的內外環境因素作用下，能夠保持各系統機能和代謝的正常進行，維持內環境的相對穩定性。中醫雖然沒有直接使用“內環境穩態”這一術語，但其陰陽平衡的理論中卻處處體現了內環境穩態的作用。中醫穩態觀見于以下幾個重要方面：①臟腑之間的平衡，如心與腎能量的相互交濟，肺降肝升，脾升胃降，肝疏泄腎封藏等，均屬陰陽平衡概念范疇。每一內臟本身兩種力量的平衡，如肺之宣與肅，腎之陰與陽等，肺宣肅功能正常，衛表協調，腠理致密，則不會患病。②水與火的平衡，人體生理之火屬陽，精血津液屬陰，二者的相對平衡在維持生命活動及體溫方面有著極為重要的作用。③氣血的平衡，氣屬陽，血屬陰。這是從人體營養物質來劃分，即屬陽的氣體物質和屬陰的液態物質的平衡。正是以上平衡基礎，才能使人體“精神乃治”，“治”即是生命活動正常之義。人體正常生命活動形式，內環境的穩定，是體內陰陽相對平衡的結果［18］。

而機體氧化還原態平衡本身就是人體內環境穩定的內容之一。正常機體在神經和體液因素的調節下，在不斷變動的內外環境因素作用下，能夠保持各系統機能和代謝的正常進行，維持內環境的相對穩定性，就是內環境穩態。內環境穩態是美國生理學家Walter Bradford Cannon對法國著名生理學家Claud Bernard提出的內環境進一步深化與擴展，闡明了內環境是一種可變的但又相對穩定的狀態，并且用“穩態”表達了內環境相對恒定現象及其中的調節過程。人體內環境的穩定，包括人體、細胞與內環境之間，內環境與外環境之間不斷進行的物質交換的平衡，涉及內容廣泛，如酸堿平衡，水、電解質平衡，體溫的相對恒定，器官、組織、細胞以及大分子物質水平的動態平衡，交感副交感神經系統對器官功能的調節等。諸多穩態平衡，基本都與體內化學反應的氧化還原平衡密切相關，而中醫則用陰陽平衡來高度概括。

其次，二者都具有“互根”的特點。陰陽雙方相互依存，互為根本的關系即陰陽互根，陰陽的互根是陰陽的基本關系之一。陰或陽任何一方都是以其對方的存在作為自己存在的前提和條件，任何一方都不能脫離對方而單獨存在，即“無陽則陰無以生，無陰則陽無以化”（《黃帝內經》）。除此之外，陰和陽在發揮作用上，也是相互依賴的。人體的物質與功能之間，功能屬陽，物質屬陰，人體功能的發揮，必須以人體的物質為基礎；而人體物質的化生及代謝，又離不開人體的功能活動。陰陽這種互根的特點，在機體氧化還原態上也有相似的表現。一個物質的氧化必伴有另一物質的還原，過多地偏離平衡態的氧化或還原性物質終會促進別的物質被氧化或被還原，而自身則被還原或被氧化。氧化與還原處于一個對立的有機體中，沒有還原就沒有氧化，沒有氧化則無所謂還原，只有這樣才能維持機體的健康。

其三，二者的平衡都是動態的平衡。不論是中醫陰陽平衡還是西醫的氧化還原態平衡，都不是一成不變的，而是一種動態的平衡。中醫認為“陰陽平衡，天人相應”為健康。一個健康人的陰陽在某一時刻也不是完全平衡的，因為受自然界陰陽二氣的影響，早晨的陽氣相對較重，晚上陰氣相對較重，但是，縱觀一天的情況，陰陽是基本處于平衡狀態的。同理，機體的氧化和還原當量在某一時刻也不是完全相等，只要從整體而言，某一時間范圍而言，氧化和還原是大致相等的，機體的氧化還原態是平衡的。

綜上所述，中醫陰陽平衡和機體氧化還原態平衡有著許多共同點，通過比較健康人群和臨床上各種陰陽失衡患者的氧化－還原態指標，探討陰陽平衡態與氧化－還原態之間的關系，這在技術上是可行的。活躍的氧化－還原反應伴隨的電子轉移是自由基產生的重要來源。因此，機體的氧化－還原態無論是向氧化過強方向偏移、或是向還原過強方向偏移都會對機體造成損害。而現有關于陰盛陽虛或陽亢陰虛的一些研究報告中，由于尚未關注到氧化－還原平衡的問題，報導大多認為多種證候都為氧化增強、氧自由基損傷的表現，導致在臨床實踐中，有的病癥給予抗氧化劑效果不明顯，這也應證了陰陽失衡不總是氧化損傷，還可能存在還原應激。因此，理清陰陽失衡證候與氧化還原之間的關系，從而對中醫理論客觀化，陰陽本質的認識，中醫診斷、治療及藥物研究等都具有重要價值。

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