穴位的微量元素分布研究*

刘成林，王晓华，王 飞，刘 芳，党瑞山，冯祯钰，王 卉，陈栋梁，徐 伟

(1．盐城师范学院物理科学与电子技术学院，江苏盐城 224007;2．上海第二军医大学解剖教研室，上海 200433;3．盐城市中医院针灸科，江苏 盐城 224001; 4．中国科学院高能物理研究所，北京 100039)

穴位的微量元素分布研究*

刘成林1，王晓华1，王 飞1，刘 芳2，党瑞山2，冯祯钰3，王 卉3，陈栋梁4，徐 伟4

(1．盐城师范学院物理科学与电子技术学院，江苏盐城 224007;2．上海第二军医大学解剖教研室，上海 200433;3．盐城市中医院针灸科，江苏 盐城 224001; 4．中国科学院高能物理研究所，北京 100039)

目的:探讨微量元素分布与穴位分布的相关性。方法:对穴位区和非穴位区微量元素分布进行同步辐射X射线荧光分析，再将微量元素分布与中医理论中的穴位分布进行比较。结果:在实验样品中微量元素的种类基本相同，但关元穴位区和非穴位区的微量元素相对含量有明显的差别;在穴位区中Ca、Fe和Zn元素的相对含量增加，且Ca在穴位区的聚集比较明显;各种元素在穴位区的分布均匀性不如非穴位区，以Fe元素的分布均匀性变化为最大;此外在一些区域元素趋于集中，其分布与中医理论中的穴位分布有一定的相似性。结论:微量元素富集的范围对应于生物体中一些特殊的区域，即穴位区。

微量元素;穴位组织;X射线荧光分析;同步辐射

X射线荧光分析由于具有不破坏样品、准确度高、分析速度快，能测定固体、粉末和液体样品，而适用于常量和微量元素测定等主要优点引起人们的高度重视，在生物医学、材料科学、环境科学、考古学等领域有着广泛的应用。

同步辐射X射线荧光分析(SR-XRF)是在传统XRF基础上发展起来的。由于同步辐射的显著优势使得SR-XRF能够对活的、含水的生物组织样品直接进行测量，也可以测量样品中元素含量的动态变化，而且具有较高的灵敏度和良好的空间分辨率。因此，同步辐射X射线荧光分析技术目前已应用到医学诊断上［1-2］。

经络学说是传统中医学说的一个重要组成部分［3-4］。目前，不少研究组都在开展经络与腧穴物质基础的研究，所采用的手段包括光谱技术、同步辐射X射线成像等［5-7］，目的在于探测并证实经络和穴位是否存在，并取得了一定的研究成果。因此，尝试用SR-XRF从2个不同的方法研究穴位区域的微量元素分布，即1种方法是先根据中医理论定位出穴位位置，然后对穴位区域和非穴位区域微量元素分布进行分析;另一种方法是先对大块样品进行微量元素分布的测量，然后再将微量元素分布与中医理论中定位的穴位分布进行比较。这2种方法均获得了满意的效果，从而说明SR-XRF在穴位研究中具有一定的作用。

1 材料与方法

所用的样品均由上海第二军医大学解剖教研室提供(实验动物生产许可证号 SCXK(沪 2012-0003)，使用许可证号SYXK(沪2012-0003))。实验样品取自新西兰白兔的下腹部，大块组织中包括皮肤和肌肉组织。样品的处理过程为:2.5 kg左右的新西兰白兔(实验级)首先用5 ml麻醉剂进行麻醉并猝死，然后在心脏处切口从主动脉注入生理盐水使血液流出并清理血管;再用10%的福尔马林灌注以固定血管与组织;在10%的福尔马林缓冲液中浸泡一段时间后，对兔的腹部进行解剖并选取兔子下腹部的皮肤和肌肉组织作为备用样品。样品呈矩形或不规则形状，尺寸大约2 cm×4 cm，厚度基本均匀。所有样品浸泡在10%的福尔马林缓冲溶液中，密封保存。实验时，将样品从密封容器中取出并基本晾干，用Myler膜包裹以防止样品在测量过程中变形而影响其元素分布，然后将样品置于可以精确移动的平整样品架上进行测量。由于动物的穴位与人体穴位存在一定的差异性，因此借助于中医理论和有关兔子穴位定位的方法［8-10］，初步判定样品中主要包括任脉上的关元、气海2个穴位和肾经上的气穴穴位，边缘部可能包含胃经上的水道等穴位。

XRF实验在北京同步辐射装置X射线荧光分析实验站完成。所用的X射线来自于4W1B束线，储存环电子能量为2.5 GeV，平均流强为160～250 mA。探测器为牛津仪器公司生产的能量分析系统(Model Link ISIS)，在5.9 keV处的能量分辨率134 eV。实验中，单色光的能量被调节至16 keV，光斑大小为50×50 μm2，光斑移动的步长分别为0.5 mm(样品局部扫描)和1.0 mm(大块样品扫描)，最大扫描范围为 29×19 mm2。扫描(即Mapping)时，将光斑聚焦于样品表面每个点采集荧光光谱，每个谱的采集时间为100 s。样品中所有点的X射线荧光光谱用PyMac软件对不同微量元素的Kα线进行指认和确定其平均相对含量，然后用Ar含量进行校准，并利用Cubic分段3次插值方法对实验数据进行插值和优化处理，从而形成元素的分布图。

2 结果

2.1 关元穴位微量元素的相对含量及其分布

图1显示，其中样品上的穴位区域标定在X坐标0～14、Y坐标0～13之间，非穴位区域标定在X坐标14～21、Y坐标0～13之间。根据实验测量可见，穴位区域7×6.5 mm2，非穴位区域3.5×6.5 mm2。这样的测量范围比中医理论中人体穴位的有效范围(约为5×5 mm2)稍大一点，但基本都在针灸时的最大容许误差范围内。

图1 关元穴位处微量元素分布情况

表1显示，在关元穴位区域和非穴位区域中一些微量元素的平均相对含量。关元穴位区域和非穴位区域的微量元素差异是明显的。在穴位区域中Ca、Fe和Zn元素的相对含量是增加的，比例分别为17.00%、2.64%和1.39%，而Cu元素的平均相对含量下降 2.76%，这样的结果与文献报道结论［11-12］一致。

图1显示，各种元素基本聚集在2～3个点上，每个点范围在直径1 mm左右，点与点之间的间距在5 mm左右，初步估计穴位区域的大小在5～7 mm的直径范围。考虑到测量和定位的误差，实验中所确定的穴位区域基本准确。

表1 关元穴位及其附近微量元素的平均相对含量和相对误差

2.2 微量元素聚集状况与穴位分布的相关性

图2显示，在微量元素近乎均匀分布的基础上，也有在一定的区域内趋于集中的现象，而且有的区域微量元素的富集还非常明显。图2微量元素富集大致可划分为3个区域(图2以圆形、正方形和椭圆形标记)，它们的位置分布与图3中关元、气海和气穴等3个穴位的分布基本一致，说明生物组织中微量元素富集区域与穴位分布具有一定的相关性。此外，除在图2中标定的3个区域外也有个别的微量元素富集点，如图2中白色箭头所指的位置为气穴穴位区域，基本符合中医理论中“肾经相对于任脉具有对称分布、相应的穴位点相对于任脉也具有对称分布”的特点。同样，初步确定图2中白色箭头所指的区域可能是中医理论中所说的胃经上的水道穴位，而在相关文献中并未详细记载。因此，微量元素的富集区域与中医的穴位分布基本是相对应的，也说明穴位区域存在着微量元素的富集现象。

图2 实验样品中钙铁铜锌元素的分布

图3 实验样品及相关穴位分布示意图(该图取自文献［13］)

3 结论

穴位区和非穴位区微量元素相对含量存在着明显的差别，它们的分布均匀性也是不相同的。在穴位区中Ca、Fe和Zn元素的相对含量增加，而Ca在穴位区的聚集比较明显;各种元素在穴位区的分布并不均匀，以Fe元素分布的变化最大。大块样品中微量元素在均匀分布的基础上又在一些区域趋于集中，即存在富集现象;而这些富集区域的分布与中医理论中有关穴位的分布具有一致性。可见，生物体中微量元素富集的区域与生物体的穴位点是相对应的。因此，X射线荧光分析对于探究经络穴位问题具有重要意义，可以作为未来经络穴位研究的一个辅助方法。

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Studies on Trace Elements Distribution of Acupoints

LIU Cheng-lin1，WANG Xiao-hua1，WANG Fei1，LIU Fang2，DANG Rui-shan2，FENG Zhen-yu3，WANG Hui3，CHEN Dong-liang4，XU Wei4
(1．School of Physics and Electronics，Yancheng Teachers University，Yancheng 224007，China;2．Anatomy Department，Second Military Normal University，Shanghai 200433，China;3．Acupuncture and Moxibustion Department，Yancheng Hospital of Traditional Chinese Medicine，Yancheng 224001，China;4．Beijing Synchrotron Radiation Facility，Institute of High Energy Physics，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100039，China)

Objective:Discussing the correlation about the distribution of trace element distribution and acupuncture points．Methods:The trace elements distribution of acupoint or non-acupoint area was analysis by X-ray fluorescence analysis based on synchrotron radiation(SR-XRF);then the relation that the distribution of trace elements and the positioning distribution of acupuncture using traditional Chinese medicine theory was compared．Results:The type of trace elements is basically same in the experimental sample，but the relatively content of trace elements were significant differences in Guanyuan acupuncture and non-acupoint areas．In acupuncture areas，the relative content of Ca，Fe and Zn elements is increased，the element Ca is obvious gathered in the acupuncture area．The distribution uniformity of various elements in the acupuncture area is poor that of the non-acupoint area，the change of the uniformity of Fe distribution is maximum．The relative content of various trace elements is different，there is tendency of cluster of trace elements in some areas on the basis of uniform distribution，there is certain similarity between the distribution of cluster and the distribution of acupuncture in Chinese Medicine Theory(CMT)，simultaneously．Conclusions:It can clearly be seen the enrichment area of trace elements is corresponding to some special point-acupuncture points in biological body．

Trace elements;Acupuncture points;X-ray fluorescence analysis; Synchrotron radiation

R224.2

A

1006-3250(2016)09-1215-04

2016-03-21

国家自然科学基金资助项目(11175152)-同步辐射技术在穴位三维微结构及微量元素分布研究中的应用

刘成林(1964-)，男，江苏宝应人，教授，医学博士，从事同步辐射医学成像的研究，Tel:0515-88233178，E-mail: lclyctc@163．com。