五藏功能節律的執行結構和相位分布

張健雄 王義國 張啟明 仲鳳行 韓學艷

地球自轉和圍繞太陽公轉引起光照和氣候的日節律和年節律變化，人體的脾、肺、腎、肝、心五藏功能也適應性地表現為同樣的節律性變化，稱五藏功能節律，中醫學稱之為“藏氣法時”“四氣調神”，但關于五藏功能節律的相位分布卻無定論。如關于脾藏所盛的季節，《素問·藏氣法時論篇》稱“脾主長夏”，《素問·太陰陽明論篇》卻說：“脾……不得獨主于時也?！北疚臄M以五藏的功能性質和執行結構[1]為線索，以時間生物學的實驗結果和觀察數據為依據，探討五藏功能節律的執行結構和相位分布。

1 五藏功能節律的授時因子

能夠為人的生命活動提供時間參考的環境因素稱授時因子。根據信號的來源不同，影響五藏功能節律的授時因子可分為3類，一是來自太陽的光照，稱太陽授時因子；二是來自地球對太陽光照的反應，即地球的氣候，稱地球授時因子；三是來自月球的反射光和引潮力，稱月球授時因子。本文僅討論太陽和地球日節律及年節律引發的五藏功能節律。

1.1 太陽授時因子

1.1.1 太陽日節律 太陽日節律有4個標志時點，分別為太陽光照度突然增大的平旦(6:00)、太陽光照度最大的日中(12:00)、太陽光照度突然減小的日夕(18:00)、太陽光照度最小的夜半(24:00)。

1.1.2 太陽年節律 太陽年節律也有4個標志時點，分別為白天與夜間等長的春分(公歷3月20日～22日)、白天最長的夏至(公歷6月20日～22日)、白天與夜間等長的秋分(公歷9月22日～24日)、夜間最長的冬至(公歷12月21日～23日)。

1.2 地球授時因子

1.2.1 地球日節律 一日內的最高氣溫一般出現在15:00，最低氣溫一般出現在凌晨3:00。一日之中光照度最高的時點是12:00，而最高氣溫在15:00，延遲1/8周期(3小時)。理論上，一日之中光照度最低是0:00，最低氣溫應該出現在3:00，這在出現極晝(又稱永晝，即24小時全是白天)的北極圈和南極圈內可以觀察到，延遲1/8周期(3小時)。

1.2.2 地球年節律 在一年之中，光照度最大的時點是6月20日～22日的夏至，而氣溫最高的時點出現在8月7日～9日(立秋)，地球的反應時點較之太陽的影響時點延遲1/8周期(約45日)。同樣的，在一年之中，光照度最小的時點是12月21日～23日的冬至，而氣溫最低的時點出現在2月3日～5日(立春)，地球的反應時點較太陽的影響時點延遲1/8周期(約45日)。氣溫、降水量、風速的年變化規律詳見遍布中國36個氣象臺站1951～1980年30年間的統計結果[1]，如圖1。

圖1 氣溫、降水量、風速的年變化規律

2 五藏功能節律的執行結構

“功能性五藏的執行結構和胚胎演變規律”[2]給出了五藏的功能性質和執行結構，以此為線索，梳理《時間藥理學與時間治療學》[3]《生物節律與行為》[4]《近日生理學》[5]《時間生物學》[6]等文獻的實驗結果和觀察數據，可借以明確五藏功能節律的執行結構和相位分布。

2.1 授時因子同步信號的產生結構

授時因子同步信號的產生結構是指產生太陽和地球授時因子同步信號的人體結構。

2.1.1 藍紫光感受器 人的視網膜上除了感受視覺信號的視桿、視錐細胞外，還存在約3000個特殊的細胞，稱視網膜內層光感神經節細胞(intrinsically photosensitive retinal ganglion cells，ipRGCs)，能感受藍紫光。ipRGCs的感光信號經過視網膜下丘腦束，進入下丘腦視交叉上核(suprachiasmatic nucleus，SCN)腹外側部神經元，并通過密集的軸突影響SCN的背內側部神經元。ipRGCs產生的太陽日節律和年節律信號能校正人體的自激振蕩信號。

2.1.2 氣候感受器 風、暑、燥、寒是穩定的大氣物理特征。感受氣候特征的人體感受器應該是位于皮膚的觸—壓覺和溫度覺感受器。這些感受器產生的地球日節律和地球年節律信號可校正人體的自激振蕩信號。

2.2 五藏功能節律的啟動結構

五藏功能節律的啟動結構是指接受太陽和地球授時因子信號，產生自激振蕩信號，并通過神經遞質使五藏功能節律與地球授時因子節律同步的人體結構。

SCN是一對位于下丘腦前側、視交叉上方、第三腦室底部兩側的核團。用手術方法切斷包括SCN在內的下丘腦區域與腦其他部位間的聯系，制備成所謂的“下丘腦島”，則島內SCN神經元的活動仍保持原有節律不變，而島外其他腦區的活動不再具有晝夜節律。用電解法、化學方法或免疫學方法破壞SCN后，大鼠幾乎所有生命活動的近似晝夜節律都會因之消失[7-8]。這提示SCN具有自主發生節律性振蕩的能力，因而是腦內節律性活動的起搏點，而其他結構是協動結構[9]。

用金屬微電極連續記錄夜行動物大鼠的SCN神經元的多單位活動，可見其具有明顯的晝夜節律，峰值出現于15:00，谷值出現于3:00[9]。晝行動物與夜行動物的SCN活動節律都是晝強夜弱，人也如此。因此，人的SCN機能活動的峰值相位出現于15:00，谷值相位出現于3:00，較ipRGCs獲得的太陽授時因子節律延遲1/8周期(3小時)。

2.3 五藏功能節律的反相結構

五藏功能節律的反相結構是指接受暗光信號，產生啟動結構的反相節律(又稱節律倒置)信號，并通過神經遞質使五藏功能節律與地球授時因子節律同步的人體結構。

2.3.1 松果體 松果體接受的暗光信號也來自視網膜，中間經過SCN、下丘腦室旁核、脊髓側角等結構，最后經由交感神經頸上神經節的節后纖維傳給松果體，使之在5-羥色氨-N-乙酰基轉移酶的作用下，以5-羥色胺為原料合成褪黑素。健康成年人夜間睡眠期間褪黑素的尿中排出量是白天排出量的5～7倍，5-羥色氨-N-乙?；D移酶的活性夜間比白天高30～50倍。故松果體的神經元活動峰值出現于3:00，谷值出現于15:00。

2.3.2 中腦網狀結構 視前區、下丘腦內側核、丘腦、黑質這些結構的節律振幅小，相位正好與SCN相反，峰值出現于3:00，谷值出現于15:00[9]，也是五藏功能節律的反相結構。

2.4 五藏功能節律的協動結構

五藏功能節律的協動結構是指接受啟動結構和反相結構信號，分泌激素和細胞因子，使五藏功能節律與地球授時因子節律同步的神經—內分泌—免疫網絡。

2.4.1 下丘腦—垂體—腎上腺軸 下丘腦—垂體—腎上腺皮質分泌醛固酮的節律峰值出現于9:00，谷值出現于21:00。醛固酮可促進腎遠端小管和集合管對Na+及水的重吸收和對K+的排泄，分泌過多時可導致人體Na+、水潴留，引起高血鈉、低血鉀、堿中毒和頑固的高血壓。此外，醛固酮也能增強血管平滑肌對兒茶酚胺的敏感性，反映了中醫肝藏的疏泄功能對血管、血容量的調節作用，故中醫肝藏疏泄功能節律的峰值相位在9:00，谷值相位在21:00。

皮質醇的分泌峰值出現于9:00，谷值出現于21:00。皮質醇對兒茶酚胺的允許作用能提高中樞神經的興奮性，加強呼吸、心血管功能和能量代謝，使人產生應激反應，反映了中醫肝藏的疏泄功能變化，故中醫肝藏疏泄功能節律的峰值相位在9:00，谷值相位在21:00。皮質醇對兒茶酚胺的允許作用能使支氣管平滑肌舒張，呼吸深度的峰值出現于21:00，谷值出現于9:00，但表達血氧承載能力的血紅蛋白、紅細胞比容的峰值出現于9:00，谷值出現于21:00，說明中醫肺藏主氣功能節律的峰、谷值相位在21:00或9:00。皮質醇對胰高血糖素和兒茶酚胺的允許作用和對胰島素的拮抗作用能使血糖晝低夜高，而能量消耗晝高夜低，故中醫腎藏氣化功能節律的峰、谷值相位在3:00或15:00。

2.4.2 下丘腦—垂體—甲狀腺軸 甲狀腺激素的峰值出現于3:00，谷值出現于15:00。甲狀腺激素能促進能量代謝，促進生長發育，對骨和腦發育尤為重要，故中醫腎藏氣化和全形功能節律的峰值出現于3:00，谷值出現于15:00。

2.4.3 下丘腦—垂體—性腺軸 性激素分泌的峰值出現于3:00，谷值出現于15:00，性激素能調節人體的生殖功能，故中醫腎藏生育功能節律的峰值出現于3:00，谷值出現于15:00。

2.4.4 下丘腦—垂體分泌生長激素 生長激素分泌的峰值出現于3:00，谷值出現于15:00。生長激素可以促進神經組織以外的所有其他組織生長，尤其是骨、肌肉和內臟器官；使人體的能量來源由糖代謝向脂肪代謝轉移，有助于促進生長發育和組織修復；增強DNA、RNA的合成；刺激產熱，升高血糖，促進蛋白質合成，促進紅細胞生成；參與人體鈣、磷代謝的調節，故中醫腎藏全形和氣化功能節律的峰值出現于3:00，谷值出現于15:00。

2.4.5 下丘腦—垂體分泌催乳素 催乳素分泌的峰值出現于3:00，谷值出現于15:00。催乳素能促進乳腺發育，發動并維持乳腺泌乳，影響黃體功能，促進孕酮生成，在睪酮存在的條件下對男性前列腺及精囊的生長有促進作用，故中醫腎藏生育功能節律的峰值出現于3:00，谷值出現于15:00。

2.4.6 下丘腦分泌抗利尿激素 抗利尿激素分泌的峰值出現于3:00，谷值出現于15:00。抗利尿激素主要作用是促進腎小管和集合管對水分的重吸收，從而使尿量減少、尿液濃縮，故中醫腎藏主水功能節律的峰值出現于3:00，谷值出現于15:00。

五藏功能節律的執行結構詳見圖2。

圖2 五藏功能節律的執行結構

3 五藏功能節律的相位分布

除了依據五藏功能節律的執行結構確定五藏功能節律的相位分布外，時間生物學文獻還給出了反映五藏功能節律的另一些觀察指標。它們有的是人體生物信號，如唾液分泌量、運動量、呼吸深度、基礎代謝率、體溫、皮膚血流量、血壓、心率；有的是生化檢測指標，如甘油三酯、血小板聚集性、酶、無機磷；有的是易感疾病，如超敏反應、精神病、自發性腦溢血；有的是行為因素，如睡眠、覺醒、情緒、貓冬、避暑；有的是病原微生物，如細菌、病毒；有的是環境因素，如食物供應量、冷刺激；有的是藥物，如洋地黃、巴比妥，為五藏功能節律的相位分布提供了進一步的證據，詳見表1。其中正相節律指標是指與峰/谷值相位相同的觀察指標，反相節律指標是指與峰/谷值相位相反的觀察指標。

續表

五藏功能節律的峰、谷值相位詳見圖3。

圖3 五藏功能節律的相位分布

概言之，在太陽和地球授時因子的校正下，五藏功能節律的執行結構使脾、肺、腎、肝、心五藏的功能峰值依次分布于15:00(立秋)、21:00(立冬)、3:00(立春)、09:00(立夏)、15:00(立秋)，與四季的氣候特點濕、燥、寒、風、熱完全一致，詳見圖1。執行結構中的啟動結構使五藏功能的節律相位比太陽授時因子延遲1/8周期(3小時)，反相結構使五藏功能的節律相位比啟動結構延遲1/2周期(12小時)，協動結構使五藏功能的節律相位依次延遲1/4周期(6小時)。