基于水通道蛋白淺析“腎主水”現代醫學內涵

李穎　劉勇　陳明

摘要：水通道蛋白（AQPs）是一族細胞跨膜蛋白，許多研究發現AQPs在腎臟中表達的變化對揭示各種疾病導致水代謝平衡紊亂具有重要意義，而中醫理論認為“腎主水”功能在維持機體內津液代謝方面起主宰作用，但其作用機制尚需明確，故從分子水平，探討“腎主水”與水代謝紊亂和AQPs表達之間的關系，可以進一步認識“腎主水”的現代醫學內涵，從而為中醫藥治療水代謝紊亂疾病提供客觀理論依據及新思路。

關鍵詞：腎主水；水通道蛋白；水液代謝

中圖分類號：R22 文獻標志碼：A 文章編號：1007-2349（2016）08-0015-04

“腎主水”是腎藏象理論的重要內容之一，如《素問·逆調論》：“腎者水臟，主津液”，中醫理論認為“腎主水”對津液代謝的所有環節均起著主持和調節作用，但其作用機制及靶點尚需明確。AQPs是一族細胞膜上高效轉運水分子的特異性孔道蛋白，其對維持機體水平衡有著重要作用，隨著近年對AQP1和2在腎臟疾病中功能表達的深入研究，可從分子水平上揭示“腎主水”的現代醫學內涵，為臨床治療提供新思路、新方法。

1 AQP1、AQP2的現代研究

AQPs是一族細胞膜上高效轉運水分子的特異性孔道蛋白。迄今為止，在哺乳動物體內已發現13個水通道蛋白（AQP0-AQP12）。現代醫學研究發現，AQPs廣泛分布于神經、呼吸、消化、泌尿等系統的組織細胞中，而腎臟作為維持機體水代謝平衡最重要的器官，至少存在9種水通道蛋白（AQP1-AQP8和AQP11），是體內AQPs含量最高、分布亞型最多的組織[1-3]，因此，研究AQPs在腎臟中表達的變化對于揭示腎臟疾病導致水代謝平衡紊亂的機理具有重要意義。

而在水通道蛋白中AQP1、AQP2對機體水平衡、體液容量、滲透壓等調節都尤為重要。AQP1主要分布于在腎臟近端小管的頂質膜和基底側膜，以及髓襻降支細段和直小血管降支。AQP1在腎臟近曲小管等重吸收過程和尿液濃縮中起重要作用，正常成人每日腎小球濾液約90%經AQP1轉運，離體實驗證明，AQP1缺失導致近曲小管和亨利袢降支細段的滲透性及重吸收能力降低，逆流倍增系統遭破壞，AQP1基因敲除小鼠可出現尿液濃縮功能嚴重受損，表現為多尿、多飲，在限制進水的情況下會出現較對照組更為嚴重的脫水現象[4]。而AQP2主要表達于腎臟集合管的主細胞管腔膜和靠近管腔膜的囊泡內，是受血管加壓素（AVP）調控最主要的腎臟水通道蛋白，李鵬[5]等將腎病綜合征（NS）患者分為水腫組和非水腫組，以非NS患者為對照組，以免疫組織化學方法檢測各組患者腎臟AQP2的表達，結果顯示NS患者集合管AQP2表達與對照組相比明顯增加，且以水腫患者更為顯著，提示集合管AQP2與水重吸收增多關系密切，同時NS患者體內AVP水平明顯高于健康人，提示了AVP水平增高與刺激AQP2合成增加有關。

2 “腎主水”的中醫內涵

“腎主水”即腎具有蒸化和輸布津液輸布和排泄的功能。中醫理論認為機體水液代謝主要與肺、脾、腎、三焦等有關，在正常情況下，水液代謝是通過肺的宣降，脾的轉輸，腎的溫煦氣化，以三焦為通道，輸送到全身，經代謝后的水液，則化為汗液和尿液等排出體外。《素問·水熱穴論》指出：“少陰何以主。腎，腎何以主水？歧伯對曰：腎者，至陰也，至陰者，盛水也；肺者，太陽也，少陰者，冬脈也，故其本在腎，其末在肺，皆積水也。”因此中醫認為腎臟在調節體內水液平衡方面起著主宰作用，肺、脾對水液的氣化，均有賴于腎中精氣的溫煦氣化。一方面，腎陰腎陽是臟腑生理活動的原動力；另一方面，腎氣對水液有固攝作用，如《素問·經脈別論》記載：“膀胱，州都之官，津液藏焉，氣化則能出矣”，腎與膀胱相表里，膀胱貯藏水液，其開闔功能依賴于腎氣的推動，只有腎氣充足，氣化正常，固澀有權，膀胱開闔才能有度，若腎虛氣不化水，則可導致小便清長、尿量增多等病理現象；若腎中精氣的溫煦氣化失常，開闔失司，則可發生水腫、尿少等病理現象，即《素問·水熱穴論》記載：“腎者，胃之關也，關門不利，故水聚而從其類也，溢于皮膚，故為跗腫，聚水而生病也。”

3 “腎主水”理論與AQP1、AQP2的關系

《素問·經脈別論》曰：“飲入于胃，游溢精氣，上輸于脾，脾氣散精，上歸于肺，通調水道，下輸膀耽，水精四布，五經并行。”這與“水通道蛋白廣泛存在于呼吸、消化、泌尿等器官，起到介導水跨膜轉運的作用，是維持機體水液代謝平衡的分子基礎”的現代研究結果具有相似之處，因此推測肺、脾、腎對水液代謝的調節作用是通過水通道蛋白實現的。然而腎為先天之本，臟腑之本，維持體內水液代謝平衡，關鍵在于腎中真陰真陽的協調，基于AQPs在腎臟的廣泛分布及豐富表達，可推測AQPs是“腎主水”功能發揮的分子生物學基礎。生理狀態下，腎陽充足，溫化相宜，則陽開陰合，封藏有度，啟閉有節，若腎陽虧虛，不能化氣攝水，則會導致閉藏不固，行水不能，開合失司，輸布失常，臨床上常表現為水腫、小便不利等，而現代研究發現這些癥狀可以出現水通道異常，例李屹[6]等采用腺嘌呤制備腎陽虛模型大鼠發現，模型組大鼠尿量增加，滲透壓較正常組大鼠明顯降低，同時采用定量PCR法觀察到模型組大鼠腎臟組織中的AQP1含量較正常組明顯下降，而太史春[7]等觀察了腎氣虛模型大鼠腎臟AQP2的表達情況，研究證明腎氣虛模型大鼠尿量增多與腎AQP-2mRNA及腎AQP2表達減少有關。臨床上為維護“腎主水”常采用溫陽、滋陰、活血等中藥方劑，取得了很好的療效，而研究發現這可能與改變AQPs的表達有關。

31 溫陽類中藥方劑 張昕賢[8]等發現AQP1基因在腺嘌呤腎陽虛模型大鼠腎組織的表達下調，經補益腎陽的肉蓯蓉干預后AQP1基因在腎組織表達顯著上調。

操紅纓[9]等建立腎陽虛多尿大鼠模型，采用縮泉丸治療，與去氨加壓素治療對照，觀察縮泉丸對AQP2-mRNA及加壓素二型受體（AVPR-V2）mRNA的影響，結果表明模型組大鼠腎臟AQP2-mRNA及AVPR-V2mRNA表達比正常對照組明顯降低（P<001），縮泉丸治療組AQP2-mRNA及AVPR-V2mRNA表達比模型組明顯升高（P<005），提示AQP-2mRNA表達下降影響了腎臟集合管對水的通透性，導致腎小管水重吸收障礙，從而導致多尿癥狀，實驗采用具有溫化腎氣、縮尿止遺功效的縮泉丸，證實該方改善腎陽虛多尿可能與促進AQP2-mRNA表達增加有關，且此作用可能由AVPR-V2介導，同時從分子水平闡述了縮泉丸“縮尿”作用的機制。

于化新[10]等對慢性腎衰大鼠的研究發現腎臟AQP2表達下調可能參與慢性腎衰水液代謝紊亂的形成，而通過右歸丸干預，發現治療組大鼠腎內AQP2表達明顯高于模型組，因此推斷右歸丸可能通過溫補腎陽，提高腎內AQP2表達，從而恢復人體水液的正常代謝、改善慢性腎衰所出現的多尿、尿比重下降等尿濃縮功能障礙的癥狀。

真武湯是溫陽行氣利水的經典方，洪春蘭[11]等實驗結果顯示經真武湯干預后的腎陽虛大鼠尿量和飲水量均減少，腎組織中的AQP2含量顯著升高，水液代謝紊亂癥狀顯著改善。

喬鐵[12]等通過阿霉素腎病大鼠模型，觀察防己黃芪湯對該模型大鼠蛋白尿、AQP2的影響，發現AQP2參與腎病綜合征水腫的發生發展，阿霉素腎病大病AQP2含量升高，使得重吸收水平增加，加速水腫發展，而防己黃芪湯能改善阿霉素腎病大鼠蛋白尿、水腫的作用，其機制可能與降低腎組織AQP2濃度有關。

綜上，采用溫補陽氣而恢復“腎主水”功能的機制可能是主要通過調節腎臟AQP1、AQP2的表達，進而改善腎臟尿濃縮功能，糾正水代謝平衡紊亂，達到保護腎功能的作用。

32 滋陰類中藥方劑 豬苓湯出自《傷寒論》，方中由豬苓、茯苓、澤瀉、滑石、阿膠組成，取利水滲濕與清熱養陰并進，主治水熱互結證，徐文峰[13]等通過阿霉素腎病大鼠模型，探討豬苓湯對大鼠腎臟AQP2 表達的影響，阿霉素腎病以典型腎病綜合征為特征，實驗發現AQP-2mRNA及蛋白在注射阿霉素后逐漸升高，與模型組相比，豬苓湯可下調AQP-2mRNA及蛋白表達，增加阿霉素大鼠尿量，改善腎病綜合征水鈉代謝紊亂。亦有研究表明方中使用的豬苓、澤瀉水提取物可抑制大鼠AQP-2mRNA和蛋白表達，減少水重吸收而發揮利尿作用[14-15]。

徐文聃[16]等通過觀察六味地黃丸對腎陰虛型AQP1的表達發現，模型組大鼠腎組織中AQP-1mRNA表達升高，經六味地黃丸治療后，大鼠的飲水量、尿量得到顯著改善，AQP-1mRNA和蛋白表達有所下調，提示腎陰虛模型大鼠可能由于腎組織AQP1含量升高，導致腎臟對水的重吸收增強，從而尿量減少，六味地黃丸可能通過下調腎組織中AQP-1mRNA和蛋白表達以糾正腎陰虛大鼠水液代謝紊亂。

33 活血類中藥方劑 唐容川《血證論》中記載：“瘀血化水，亦發水腫，是血病而兼水也”。《活血化瘀專輯》亦曰：“血與水，上下內外，皆相濟行，故病血者，未嘗不病水；病水者，亦未嘗不病血也。”故可見，血瘀可以導致甚至加重水腫的發生發展，郭炳華[17]等建立糖尿病大鼠模型，分別予澤黃顆粒（黃芪、山藥、丹參、澤蘭等）和格列吡嗪干預，采用免疫組化、Western-Blot、RT-PCR檢測大鼠AQP2蛋白和基因的表達水平，采用ELASA法檢測大鼠尿中AQP2的濃度，結果表明，澤黃顆粒可明顯改善大鼠“三多一少”癥狀，且可顯著降低大鼠腎組織中的AQP2蛋白及mRNA的表達和尿液內AQP2的濃度，故可推測澤黃顆粒化瘀利水的藥理機制與降低DM腎組織和尿液內AQP2的表達有關，且該研究還建立了尿液AQP2檢測方法，結果顯示尿液內AQP2濃度與腎組織AQP2蛋白表達呈正相關，為臨床開展尿液AQP2檢測以評價腎臟濃縮功能提供了依據。

4 展望

“腎主水”是腎藏象理論的重要組成，其高度概括了腎臟在調節水液代謝方面的重要作用，AQPs是作為機體調節水平衡的重要蛋白，其AQPs家族成員眾多，且在腎臟分布廣泛、表達豐富，在腎臟病的發生發展中扮演關鍵角色，但其成員間是否存在相互作用仍未明確，中醫藥在治療機體水液代謝紊亂有著獨特的優勢，但究其機制還有待闡明，隨著水通道蛋白的發現及不斷研究，使得從分子機制水平揭示“腎主水”的現代醫學內涵成為可能，而中醫藥具有多靶點、多途徑、多角度整體調整機體功能的特色和優勢，同時亦為治療水液代謝紊亂提供新靶點、新思路。

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（收稿日期：2016-05-31）