生物节律的结构功能分类与生物节律的藏象分属定性

李灵晓 赵宏杰

生物节律的结构功能分类与生物节律的藏象分属定性

李灵晓 赵宏杰

生物节律;藏象节律;时间医学

生物节律是生命现象中的节律性变化。在生命过程中，从分子、细胞到机体、群体各个层次上都有明显的时间周期现象，其周期从几秒、几天直到几月、几年。广泛存在的节律使生物能更好地适应外界环境。自稳态的调定点是有节律性波动的，生物节律是对自稳态的定性与定量化描述，生物节律也就是对人体状态或者功能态的定性与定量化描述［1］。

此前，生物节律的划分，基本上集中在生物周期的长短上，而西医目前对生物节律研究的细化，主要表现在向器官组织水平，细胞水平，分子水平细化。缺乏在整体水平上的横向细化。我们是对生物节律进行新的分类，基于的原则就是人体的解剖和功能以及中医藏象理论。

1 基于人体层次的划分

从整体到系统、器官、细胞、分子……相对应的生物节律也可以这么划分，即整体节律到系统节律、器官节律、细胞节律、分子节律(或者说有机分子无机分子节律)。成分节律(血糖、血钾)。

作者单位:132011 吉林市中医院

2 基于人体有解剖结构和功能的划分

可以划分为解剖节律和功能节律。

功能节律，比如体温或者某器官的温度，心电图反应的节律和血压反应的节律，肺通气量的节律与胆囊B超反应的节律怎么划分，组合节律(肺通气量、血压)，整体节律(体温)。

内环境自稳态是从生物体整体水平上对生物功能的研究，生物节律是对生物功能的定性和定量分析。内环境自稳态的生物节律，可以用温度代替或者指代。中医的模型也是从生物体整体水平上对生物功能的研究，生命节律是其定性和定量分析［2］。

整体节律(体温)，恩格斯在《自然辩证法》中说，水的蒸发是微积分过程的现实原型，也可以说，体温变化是人体阴阳变化过程的现实原型。

3 基于中医理论的划分

此前，生物节律的划分，基本上集中在生物周期的长短上，而对每个生物周期内部的节段划分比较粗糙。

对于实验来说，昼夜节律由于其稳定性等优点应该是研究的重点。

另外，对于一昼夜的节律的波动变化，把它分为4个阶段或者5个阶段，这就是四象或者五行，黄帝内经里面有相应的记载，昼夜节律也是将一日按四时分段，指人体五藏之气在一天之中随昼夜节律而依次转移，则肝主晨，心主日中，肺主日入，肾主夜半(见《素问·藏气法时论》)。这个称为藏象节律。

中医藏象理论把机体内环境划分为五个子系统，在一个完整的周期内，把机体自稳态依时间次序划分为五个单元，在这五个单元里，五个功能模块依次功能旺盛，他们被分别命名为肝、心、脾、肺、肾五藏，共同组成了机体内环境的整体，他们也共同发挥作用，完成生命的整体功能。这就是中医由功能确定结构属性的方法，由于这五藏对应于金木水火土五行，所以他们互相之间作用和影响的时候遵循生克制化乘侮等规律。

4 对于藏象现代研究的帮助

反过来，把峰值在不同时段里面的各种昼夜节律的血液成分，就可以划分为不同的藏象归属，这个方法也可以看做是模糊聚类分析方法。

生物节律是一个复杂系统，一个生物体包括了基因、蛋白质、细胞、器官、系统和个体多个层次，每一个层次和组分都有自己的生物节律，象人体这样的生物个体所拥有的生物信息是海量的，其生物节律也是海量的，底层的海量生物节律逐次组合成上一级数量比较少的生物节律，也可以说个体或者器官层次的生物节律是最终由海量的分子生物学层次的生物节律构成的，这样的节律也是多个层次数量繁多的节律累积叠加而成。

5 藏象数学模型

根据五藏旺相休囚理论，还可以把五藏藏象的变化曲线画出来，由于时间医学主要使用正弦或者余弦函数描述生物节律，再进一步基于这些数据用优化方法求出正弦或者余弦函数具体的参数。

五行旺相休囚死的规律在藏象理论中表现为:

［春/平旦、日出］肝旺 心相 肾休 肺囚 脾死

［夏/禺中、日中］心旺 脾相 肝休 肾囚 肺死

［长夏/食時、日昳］脾旺 肺相 心休 肝囚 肾死

［秋/哺時、日入］肺旺 肾相 脾休 心囚 肝死

［冬/人定、夜半］肾旺 肝相 肺休 脾囚 心死

把旺相休囚死用数值1、0.5、0、-0.5、-1代替，则肝藏象的数值变化是 1、0、-0.5、-1、0.5;心藏象的数值变化是 0.5、1、0、-0.5、-1;脾藏象的数值变化是-1、0.5、1、0、-0.5;肺藏象的数值变化是-0.5、-1、0.5、1、0;肾藏象的数值变化是 0、-0.5、-1、0.5、1。

对5个周期的肝藏象变化的数值画图，得到如下的曲线。图1。

对5个周期的五藏象变化的数值画图，得到如下的曲线。图2。

对5个周期的肝藏象变化数值这个时间序列进行插值处理，得到如下的曲线。图3。

象高血压有2个峰值的，就可以把它看做是2个周期合并的结果，非线性研究里面提到过周期3产生混沌，应用周期2就可以把生物节律的研究方法深入下去。

6 时间医学

时间医学在系统生物学的建模上非常关键，现在系统生物学对复杂网络这种方法比较热衷，但是对复杂网络需要进行功能模块划分，而功能模块划分的方法非常重要的就是依据时间节段划分。

在生物信息学时代，指纹图谱是一种极为常用的方法工具。代谢指纹分析不分离鉴定具体单一组分，而是对样品进行快速分类(如表型的快速鉴定)。它同样适用于血液组织液的生物信息学研究。这与我们对血液指纹图谱的看法一致。

系统生物学的核心是建模，整体系统生物学阶段的核心同样是建模。建模之前需要确定研究对象，由于生物体的复杂性，通常将研究对象分为三种网络:代谢网络，蛋白质作用网络和调控网络。整体系统生物学利用内环境就可以整合这些网络。

整体系统生物学建模应该体现系统生物学研究方法的自上而下策略，所以建模也要自上而下，以利用现有的知识建立一个最适合生物体的模型，尼科尔森教授一贯强调代谢组学与中医学的整体观和系统观非常吻合，所以整体系统生物学借用中医学的模型有一定的可行性，笔者的信息中医学即中医药信息学研究也证明这不仅可行而且非常有效［3］。

［1］赵宏杰．时间生物学是系统生物学思想方法的精髓与新发展的突破口．全国时间生物医学学术会议论文集，2006．

［2］赵宏杰，雷钧涛．以代谢物组学为参照介绍血液指纹图谱中医药信息学研究方法．中华中医药学刊，2007，9:1903-1904．

［3］赵宏杰，张笑波，戴松铭，等．应用指纹图谱以时测象研究藏象实质的思路．中国中医基础医学杂志，2007，1:22．