功能性五藏的执行结构和胚胎衍化规律
2020-01-11张启明王永炎王义国徐杨张健雄高也陶李顺保
张启明 王永炎 王义国 徐杨 张健雄 高也陶 李顺保
全国高等中医药院校规划教材《中医基础理论》一方面称心“位于胸中,两肺之间,膈膜之上,外有心包卫护。其形圆而下尖,如未开的莲花”,无疑是解剖性的心脏;另一方面又称心“有统帅全身脏腑、经络、形体、官窍的生理活动和主司意识、思维、情感等精神活动的作用”,显然又不是解剖性心脏的功能,类似的“形与神离”现象也发生在脾、肺、肾、肝,称为功能性五藏[1]。故中医学者常徘徊于解剖性五脏与功能性五藏之间[2],给病人诊断为肝胆湿盛性黄疸时指的是解剖性肝胆,治疗时健脾化湿却依据功能性脾藏遣方,这也是中医长期被人诟病的软肋或硬伤。
按照毗邻关系,人体的组成部分可分为两类:(1)固定结构,又称执行结构,即有固定毗邻关系的结构,如消化系统、神经组织,由组织型体细胞为构成要素,常常是慢变量。中医学将固定结构分为五脏(六脏)、 六腑、 奇恒之腑、 五体、 官窍和经络6个部分;(2)流动结构,又称保障结构,即没有固定毗邻关系的结构, 如血液、 生物电, 以物质流和能量流为构成要素,常常是快变量。中医学将流动结构分为精、气、血和津液4个部分。本文以全国高等中医药院校规划教材《中医基础理论》为蓝本, 仅讨论人体的固定结构, 给出了功能性五藏的15种功能、 执行结构、 核心功能区和核心功能细胞, 并发现了核心功能细胞的胚胎衍化规律。
1 功能性五藏的起源
产生于先秦的《黄帝内经》是中医解剖的奠基之作,在《素问》的81篇文献中有54篇与解剖有关,在《灵枢》的81篇文献中有63篇与解剖有关[3]。
《灵枢·骨度》称“人长七尺五寸者,……头之大骨围二尺六寸,胸围四尺五寸,腰围四尺二寸”。按东周的一尺为23.1 cm计算,即一个身高173.25 cm的人,头围60.06 cm,胸围103.95 cm,腰围97.02 cm,与1988年颁布的国家标准《中国成年人人体尺寸》接近[4]。根据河南安阳殷墟出土的商代象牙尺,一尺为15.8 cm,则《灵枢·肠胃》记载的唇至齿长九分,为1.42 cm;齿至厌深三寸半,为5.53 cm;咽至胃长一尺六寸,为25.28 cm;胃至肛六丈四寸四分,为954.95 cm;合计六丈二尺四寸八分,为987.18 cm,与当代中国人的医学参数基本一致[5-6],可见《黄帝内经》时期的中医解剖是何等先进。
然而,在重道(属性、关系和规律)轻器(物质实体和空间结构)的中国传统文化氛围内,《黄帝内经》没有坚守从结构认识功能的道路,没有将先进的古代解剖知识看做中医的特点[7-8],而是基于而不泥于古代解剖知识建立了另一套理论体系,即功能性五藏,又称藏象[9]。事实上,中医对五藏功能的认识来自六个方面:(1)古代解剖知识,如《难经》“心重十二两,中有七孔三毛”应是心主血脉的解剖学基础;(2)对生命现象的动态观察,如谷从口入,气从鼻出都是人能够感知的生命现象,将其归于脾的运化功能和肺的主气功能;(3)通过病理现象反推,如食欲不振、食量减少可致消瘦、四肢乏力,而脾主运化,故称“脾主身之肌肉”;(4)临床经验的总结,如补肾药能加速骨折的愈合,故有“肾主骨”之说;(5)古代哲学的指导,如“木曰曲直”应是肝主疏泄的理论渊源;(6)人文因素的影响,如以君王为主宰的中央集权制可能是心藏神观点形成的人文背景。后五者赋予了脾、肺、肾、肝、心运用西医同名内脏的解剖结构无法解释的全新功能。
2 人体功能的五藏归类
在传统中医认识的人体功能中,有的功能之间存在隶属关系,如小肠受盛化物、大肠传化糟粕隶属脾的运化功能;有的功能则归属不清,如关于心主神明还是脑主神明,学术界一直没有定论;有的功能之间难以区分,如肾主水与肺主行水、三焦运行水液难以辨别;有的功能重复描述,如一方面称心主血脉,另一方面又称心在体合脉,故需要将这些功能进行整合。
脾、肺、肾、肝、心五藏是以中国古代哲学思想阴阳五行为原始模型形成的独特理论体系,真正体现了关系(整体性)和时序(动态性)等中医乃至中国传统文化的特点,故本文以功能为线索梳理人体的固定结构,将五脏(六脏)、六腑、奇恒之腑、五体、官窍和经络纳入五藏。
2.1 将五脏纳入五藏
脾主运化是指脾具有运化的功能,包括饮食物的摄取消化和水谷精微的吸收转运两个方面,拆分为两种功能,称脾藏运化和脾藏行津液。脾主统血是指脾具有统血的功能,称脾藏统血。肺主气司呼吸,朝百脉,主治节,其中,朝百脉体现了肺是血气交换的场所,主治节体现了呼吸的自主调节,与主气司呼吸合并,称肺藏主气。肺主行水,一方面是指肺将脾转运至肺的水谷精微布散至头面、皮毛及其他脏腑以濡润之,另一方面是指肺将脏腑代谢产生的浊液输送至肾或膀胱以排出体外。但该功能异常出现的头面油垢、血浊常从健脾化浊论治[10],而过敏所致的皮肤水肿是肺的卫外功能异常,故将肺主行水归于脾藏的行津液功能,即“脾主为胃行其津液”。肾藏精、主生长发育生殖脏腑气化和主水,是指肾具有主持和调节人的生长发育、生殖、脏腑气化和泌尿的功能,拆分为五种功能,称肾藏藏精、肾藏全形、肾藏生育、肾藏气化、肾藏主水。肾的主水和藏精功能可影响肺的主气功能,但不能说肾具有纳气功能[11],故将肾主纳气归于肺藏的主气功能。肝主疏泄和主藏血是指肝具有疏泄和藏血的功能,称肝藏疏泄、肝藏藏血。心的主血脉和藏神功能仍称心藏主血脉和心藏藏神。心包络具有保护心的功能,热入心包所致的神昏谵语是心藏神功能异常,故归于心藏的藏神功能。
2.2 将六腑纳入五藏
胃主受纳和腐熟水谷、胆主贮藏和排泄胆汁、小肠主受盛化物、大肠主传化糟粕,都参与了饮食物的消化,归于脾藏的运化功能。小肠泌别清浊、大肠主津,都参与了水谷精微的吸收,归于脾藏的行津液功能。膀胱主贮存和排泄尿液,三焦运行水液都参与了水液代谢,归于肾藏的主水功能。三焦通行诸气总司一身之气化参与了物质代谢,归于肾藏的气化功能。胆主决断是有意识的精神活动,归于心藏的藏神功能。
2.3 将奇恒之腑纳入五藏
脑、脊髓主宰生命活动、主司精神活动、主司感觉运动的功能可分为3种:(1)中枢神经系统一方面使人产生意识、思维、学习、记忆等有意识的精神活动,另一方面使人产生本能动作、习惯技巧、睡眠梦幻和昼夜节律等下意识精神活动,归于心藏的藏神功能[12];(2)内脏神经系统使人产生和传导内脏感觉和运动信号支配内脏运动并使人对外来刺激产生情绪体验,归于肝藏的疏泄功能;(3)躯体神经系统使人产生和传导感觉和运动信号支配躯体运动,归于肝藏的藏血功能。骨髓位于骨髓腔,能化生血细胞,归于肾藏的全形功能。女子胞主持月经、孕育胎儿参与生殖功能,精室具有贮藏精液、生育繁衍的功能,归于肾藏的生育功能。
2.4 将五体纳入五藏
肉、皮、骨、筋、脉五体各有自己的功能,《灵枢·经脉》称“骨为干,脉为营,筋为刚,肉为墙,皮肤坚而毛发长”。但中医将五体归属五藏,即《灵枢·五色》“肝合筋,心合脉,肺合皮,脾合肉,肾合骨”。脾在体合肉,四肢无力、形体消瘦常由脾失健运,营养不足所致,故将肉(骨骼肌、脂肪)的运动功能归于脾藏,称脾藏主肌肉。肺在体合皮,咳嗽、咳痰常由皮(皮肤、黏膜)的防御功能降低影响肺藏的主气功能所致,故将皮的防御功能归于肺藏,称肺藏卫外。肾在体合骨,先天畸形是肾主生长发育异常,故将骨(骨骼、骨连结)的支撑定形功能归于肾藏,根据《黄帝内经》“宝命全形”,称肾藏全形。肝在体合筋,肌肤麻木、肢体痉挛常由于肝不藏血,筋失所养所致,故将筋(躯体神经系统)的统摄功能归入肝藏,称肝藏藏血[13]。心在体合脉,神疲、神昏常由于脉不藏营,心神失养所致,故将脉(脉管系统)作为营养供给通路归于心藏,称心藏主血脉。
2.5 将官窍纳入五藏
飞门(唇)、户门(齿)、吸门(会厌)、贲门(胃上口)、幽门(胃下口)、阑门(大肠与小肠之会)、魄门(肛门)七冲门是消化道的7个冲要部位,连同口、舌,归于脾藏的运化功能。鼻、喉与肺连通,共同完成呼吸功能,归于肺藏的主气功能。尿道与膀胱、输尿管、肾脏连通,共同完成泌尿功能,归于肾藏的主水功能。男子的前阴(尿道)与精室(睾丸)连通,女子的前阴(阴道)与女子胞(子宫)连通,共同完成生殖功能,归于肾藏的生育功能。目和耳产生视觉、听觉和平衡觉,主要参与支配躯体运动功能,归于肝藏的藏血功能。
2.6 将经络纳入五藏
经络是运行全身气血,联络脏腑五体官窍,沟通上下内外,感应传导信息的通路。人体中传递信息的主要有生物电信号和生物信息分子(如神经递质、激素、细胞因子),而从胚胎发育的角度看,神经系统与皮肤的表皮同源于外胚层,刺激不同区域的表皮通过神经系统影响内分泌和免疫系统,治疗脏腑、五体、官窍的疾病是可能的,故将经络一方面看作传递神经电信号和神经递质的神经通路,归于肝藏的疏泄和藏血功能;另一方面看作运载激素和细胞因子的循环通路,归于心藏的主血脉(脉管系统)功能。
最终获得了五藏具有并列关系的15种功能。其中,运化、行津液、统血、主气、生育、主水、气化、藏精、疏泄和藏神10种功能是五脏(六脏)、六腑、奇恒之腑、官窍和经络(部分)的功能,具有这些功能的五藏称脏腑性五藏;主肌肉、卫外、全形、藏血、主血脉是五体和经络(部分)的功能,具有这些功能的五藏称五体性五藏,详见图1。
3 功能性五藏的执行结构
中医学和西医学都在研究人体,中医学和西医学都能维护人的健康,中医学和西医学都全面地认识了人体的各种组成部分和功能。故可通过建立中医五藏的功能与西医人体组成部分的功能之间的对应关系,给出功能性五藏的执行结构[14]。
同一人体组成部分具有的不同功能分属于五藏的不同功能:如肝具有分泌胆汁帮助消化的功能,归于脾藏的运化功能;具有合成白蛋白影响血管内外水平衡,合成载脂蛋白承载脂质的功能,归于脾藏的行津液功能;具有合成凝血因子和抗凝血因子防止出血和血栓形成的功能,归于脾藏的统血功能。
不同的人体组成部分共同完成同一种功能,组合为一个执行结构;如物质交换系统是指主持物质吸收的消化道黏膜上皮,主持生物转化的肝,合成白蛋白和载脂蛋白承载水和脂质的肝和小肠,主持物质交换的毛细血管和毛细淋巴管的内皮细胞和体细胞的生物膜;气体交换系统是指主持呼吸和发音的呼吸系统,主持氧气和二氧化碳交换的肺泡上皮细胞、毛细血管的内皮细胞和体细胞的生物膜;成体系统是指分化生成新的体细胞的成体干细胞及其分化成熟的环境;同化异化系统是指具有合成和分解有机物,产生和排放能量的细胞器和胞内酶;体液调节系统由合成和分泌激素的内分泌系统,合成和分泌细胞因子的免疫细胞和某些非免疫细胞组成。
同一人体组成部分的同一种功能,因为作用对象不同而分属于五藏的不同功能:如对病原微生物和外来异物具有免疫防御和免疫耐受功能的免疫系统归于肺藏卫外功能的执行结构,对人体细胞及其产物具有免疫自稳、免疫耐受和免疫监视功能的免疫系统归于肾藏全形功能的执行结构。
功能性五藏的执行结构详见表1。
4 功能性五藏执行结构的核心功能细胞
功能性五藏的执行结构由具有固定形态结构和毗邻关系的系统、器官、组织、细胞、细胞器和分子组成,但不是所有组成部分在完成某一功能的过程中都起到同样重要的作用。其中必有一种组成部分是该功能的关键执行结构,具有源头性和不可替代性,一旦异常将根本性地影响整个功能的实现,称核心功能区,代表核心功能区功能的最活跃或最关键细胞称核心功能细胞,其余部分称辅助功能区。
4.1 脾藏运化功能执行结构的核心功能细胞
脾藏的运化功能是指消化系统摄取和消化食物、排出粪便的功能。该功能的主要目的是消化食物,物理性消化和化学性消化都起作用,但只有化学性消化才能将食物中的大分子物质分解为结构简单、可被吸收的小分子物质,故消化腺是核心功能区。胰腺的外分泌部细胞分泌的消化酶是消化糖、脂肪和蛋白质的关键,是核心功能细胞。维持消化道蠕动的平滑肌,主持吮吸、咀嚼、吞咽、呕吐和排便的骨骼肌等是辅助功能区。
4.2 脾藏行津液功能执行结构的核心功能细胞
脾藏的行津液功能是指消化道黏膜上皮、肝、小肠、毛细血管和毛细淋巴管的内皮细胞、体细胞的生物膜主持物质吸收、生物转化、承载和交换的功能。为人体提供营养是该功能的主要目的,故主持营养物质吸收的消化道黏膜上皮细胞是核心功能区。小肠黏膜上皮细胞是营养物质吸收的主要部位,是核心功能细胞。肝、小肠、毛细血管和毛细淋巴管的内皮细胞、体细胞的生物膜是辅助功能区。
4.3 脾藏统血功能执行结构的核心功能细胞
脾藏的统血功能是指凝血抗凝血系统产生凝血因子和抗凝血因子,防止出血和血栓形成的功能。产生凝血因子和抗凝血因子的肝、胃肠道、内皮细胞等是核心功能区,肝细胞产生的凝血因子和抗凝血因子最多、最关键,是核心功能细胞。
4.4 脾藏主肌肉功能执行结构的核心功能细胞
脾藏的主肌肉功能是指运动系统产生肌力、肌紧张和张力,以维持躯体姿势与运动、支撑皮肤和固定内脏的功能。躯体运动是该功能的主要目的,故产生动力的骨骼肌是核心功能区,四肢骨骼肌占全身骨骼肌重量的82.65%[5],故四肢骨骼肌细胞是核心功能细胞。骨骼、骨连结、浅筋膜、深筋膜是辅助功能区。
4.5 肺藏主气功能执行结构的核心功能细胞
肺藏的主气功能是指呼吸道、肺、毛细血管的内皮细胞、体细胞的生物膜主持的呼吸、发音和气体交换功能。吸入氧气和呼出二氧化碳是该功能的主要目的,故完成换气功能的肺呼吸部(包括呼吸性细支气管、肺泡管、肺泡囊、肺泡)是核心功能区,肺泡上皮细胞是核心功能细胞。参与呼吸和发音的骨骼肌、呼吸道、声带、共鸣腔等是辅助功能区。
4.6 肺藏卫外功能执行结构的核心功能细胞
肺藏的卫外功能是指免疫系统针对病原微生物和外来异物产生物理屏障、 化学屏障、 免疫防御和免疫耐受的功能。 防御比清除更重要, 故防止病原微生物和外来异物入侵人体的第一道屏障皮肤和黏膜是核心功能区。 呼吸道黏膜上皮细胞是病原微生物和外来异物最容易入侵的部位,是核心功能细胞。免疫器官和淋巴组织只在病原微生物和外来异物入侵后才发挥作用,是辅助功能区。
4.7 肾藏生育功能执行结构的核心功能细胞
肾藏的生育功能是指生殖系统产生生殖细胞,完成生殖、分娩和泌乳的功能。繁育后代是该功能的主要目的,故产生生殖细胞的睾丸和卵巢是核心功能区,精原细胞和卵原细胞是核心功能细胞,睾丸和卵巢以外的男女内、外生殖器是辅助功能区。
4.8 肾藏主水功能执行结构的核心功能细胞
肾藏的主水功能是指泌尿系统生成、存储和排泄尿液的功能。排泄代谢终产物是该功能的主要目的,故生成尿液的肾单位是核心功能区。正常人两肾肾小球毛细血管生成的超滤液每天可达180升[15],而终尿仅为1.5升左右,故主持重吸收和分泌的肾小管和集合管上皮细胞是核心功能细胞。存储和排泄尿液的输尿管、膀胱、尿道、参与排尿的骨骼肌、平滑肌等是辅助功能区。
4.9 肾藏全形功能执行结构的核心功能细胞
肾藏的全形功能是指成体干细胞生成新的体细胞,免疫系统对体细胞免疫自稳、免疫耐受和免疫监视,以维持人体结构稳定的功能。生成新体细胞的成体干细胞是核心功能区。造血干细胞比非造血干细胞要活跃得多,如白细胞和血小板的平均寿命只有7~14天,故将造血干细胞作为核心功能细胞。成体干细胞分化成熟的环境(红骨髓、壁龛)和免疫系统是辅助功能区。
4.10 肾藏气化功能执行结构的核心功能细胞
肾藏的气化功能是指细胞器、 胞内酶合成和分解有机物, 产生和排放能量的功能。 人体的所有细胞都需要同化异化作用,都是核心功能区。为生命活动提供能量是该功能的主要目的,而生命活动所需能量的95%来自线粒体,故线粒体可作为评价核心功能细胞的指征。在人体的所有细胞中, 心肌细胞含有的线粒体最多, 一个心肌细胞约有5000个线粒体,约是肝细胞的5倍,骨骼肌细胞的20倍,故将心肌细胞视为核心功能细胞。
4.11 肾藏藏精功能执行结构的核心功能细胞
肾藏的藏精功能是指体液调节系统分泌激素和细胞因子的功能。分泌激素和细胞因子的所有细胞都是核心功能区。体液调节系统主要针对人的物质代谢、水盐代谢、生长发育、免疫、生殖和循环发挥调节作用,而肾上腺皮质分泌糖皮质激素、盐皮质激素和雄激素最重要且参与了所有功能的调节,故将肾上腺皮质细胞视为核心功能细胞。
4.12 肝藏疏泄功能执行结构的核心功能细胞
肝藏的疏泄功能是指内脏神经系统产生和传导内脏感觉和运动信号,以支配内脏运动,并使人产生情绪体验的功能。加工内脏感觉信号,产生内脏运动信号和情绪体验的内脏神经系统的中枢部是核心功能区。支配内脏运动是肝藏疏泄功能的主要目的,故控制内脏运动的边缘叶(隔区、扣带回、海马回、海马和齿状回)的神经元是核心功能细胞。产生和传导内脏感觉和运动信号的内脏神经系统周围部是辅助功能区。
4.13 肝藏藏血功能执行结构的核心功能细胞
肝藏的藏血功能是指躯体神经系统产生和传导躯体感觉和运动信号,以支配躯体运动的功能。加工躯体感觉信号,产生躯体运动信号的躯体神经系统的中枢部是核心功能区。支配躯体运动是肝藏藏血功能的主要目的,故控制躯体运动的中央前回(4区)和运动前区(6区)的神经元是核心功能细胞。产生和传导躯体感觉和运动信号的躯体神经系统的周围部是辅助功能区。
4.14 心藏藏神功能执行结构的核心功能细胞
心藏的藏神功能是指中枢神经系统产生精神活动的功能。产生精神活动的大脑和脊髓神经元是核心功能区,大脑皮质联络区的神经元是整合各种感觉信号,策划行为动机的核心功能细胞。对神经元起支持、保护和营养作用的神经胶质细胞是辅助功能区。
4.15 心藏主血脉功能执行结构的核心功能细胞
心藏的主血脉功能是指脉管系统约束和推动血液和淋巴循行全身的功能。 心肌和血管、 淋巴管的平滑肌是产生循环动力的核心功能区, 心肌细胞是产生循环动力的主要细胞, 是核心功能细胞。 脉管系统的其他细胞和组织, 如内皮细胞、 弹性纤维、 胶原纤维、 结蹄组织等都是辅助功能区。
5 功能性五藏核心功能细胞的胚胎衍化规律
查阅文献资料,获得胚胎发育过程中三胚层的衍化结构[16]。以15种功能为线索,将五藏执行结构的核心功能细胞与三胚层衍化的结构进行对应,详见图2。
可见脏腑性五藏的功能按照运化、行津液、统血、主气、气化、藏精、生育、主水、疏泄和藏神的顺序排列,即按照脾、肺、肾、肝、心的五行相生顺序排列。其中,脾藏和肺藏的核心功能细胞来自内胚层,肾藏的核心功能细胞来自中胚层,肝藏和心藏的核心功能细胞来自外胚层;五体性五藏的功能按照卫外、主血脉、全形、主肌肉和藏血的顺序排列,即按照皮、脉、骨、肉、筋的五行反克顺序排列,其中,皮的核心功能细胞来自内胚层,脉、骨和肉的核心功能细胞来自中胚层,筋的核心功能细胞来自外胚层。
五藏的辅助功能区常来自不同胚层,是加强五藏联系的重要结构。如被称为肾不纳气的呼吸表浅、说话咳嗽声低气怯,实为呼吸肌的肌力不足,呼吸肌的功能属于肺藏的主气功能,而呼吸肌却来自衍化为肾藏核心功能细胞的中胚层,从而加强了肺藏与肾藏的联系。
概言之,本文将人体的固定结构归属于功能性五藏,给出了功能性五藏的15种功能、执行结构、核心功能区和核心功能细胞,并发现了核心功能细胞的胚胎衍化规律,这可使功能性五藏“形与神俱”,结构与功能统一。