五藏功能节律的执行结构和相位分布

张健雄 王义国 张启明 仲凤行 韩学艳

地球自转和围绕太阳公转引起光照和气候的日节律和年节律变化，人体的脾、肺、肾、肝、心五藏功能也适应性地表现为同样的节律性变化，称五藏功能节律，中医学称之为“藏气法时”“四气调神”，但关于五藏功能节律的相位分布却无定论。如关于脾藏所盛的季节，《素问·藏气法时论篇》称“脾主长夏”，《素问·太阴阳明论篇》却说：“脾……不得独主于时也。”本文拟以五藏的功能性质和执行结构[1]为线索，以时间生物学的实验结果和观察数据为依据，探讨五藏功能节律的执行结构和相位分布。

1 五藏功能节律的授时因子

能够为人的生命活动提供时间参考的环境因素称授时因子。根据信号的来源不同，影响五藏功能节律的授时因子可分为3类，一是来自太阳的光照，称太阳授时因子；二是来自地球对太阳光照的反应，即地球的气候，称地球授时因子；三是来自月球的反射光和引潮力，称月球授时因子。本文仅讨论太阳和地球日节律及年节律引发的五藏功能节律。

1.1 太阳授时因子

1.1.1 太阳日节律 太阳日节律有4个标志时点，分别为太阳光照度突然增大的平旦(6:00)、太阳光照度最大的日中(12:00)、太阳光照度突然减小的日夕(18:00)、太阳光照度最小的夜半(24:00)。

1.1.2 太阳年节律 太阳年节律也有4个标志时点，分别为白天与夜间等长的春分(公历3月20日～22日)、白天最长的夏至(公历6月20日～22日)、白天与夜间等长的秋分(公历9月22日～24日)、夜间最长的冬至(公历12月21日～23日)。

1.2 地球授时因子

1.2.1 地球日节律 一日内的最高气温一般出现在15:00，最低气温一般出现在凌晨3:00。一日之中光照度最高的时点是12:00，而最高气温在15:00，延迟1/8周期(3小时)。理论上，一日之中光照度最低是0:00，最低气温应该出现在3:00，这在出现极昼(又称永昼，即24小时全是白天)的北极圈和南极圈内可以观察到，延迟1/8周期(3小时)。

1.2.2 地球年节律 在一年之中，光照度最大的时点是6月20日～22日的夏至，而气温最高的时点出现在8月7日～9日(立秋)，地球的反应时点较之太阳的影响时点延迟1/8周期(约45日)。同样的，在一年之中，光照度最小的时点是12月21日～23日的冬至，而气温最低的时点出现在2月3日～5日(立春)，地球的反应时点较太阳的影响时点延迟1/8周期(约45日)。气温、降水量、风速的年变化规律详见遍布中国36个气象台站1951～1980年30年间的统计结果[1]，如图1。

图1 气温、降水量、风速的年变化规律

2 五藏功能节律的执行结构

“功能性五藏的执行结构和胚胎演变规律”[2]给出了五藏的功能性质和执行结构，以此为线索，梳理《时间药理学与时间治疗学》[3]《生物节律与行为》[4]《近日生理学》[5]《时间生物学》[6]等文献的实验结果和观察数据，可借以明确五藏功能节律的执行结构和相位分布。

2.1 授时因子同步信号的产生结构

授时因子同步信号的产生结构是指产生太阳和地球授时因子同步信号的人体结构。

2.1.1 蓝紫光感受器 人的视网膜上除了感受视觉信号的视杆、视锥细胞外，还存在约3000个特殊的细胞，称视网膜内层光感神经节细胞(intrinsically photosensitive retinal ganglion cells，ipRGCs)，能感受蓝紫光。ipRGCs的感光信号经过视网膜下丘脑束，进入下丘脑视交叉上核(suprachiasmatic nucleus，SCN)腹外侧部神经元，并通过密集的轴突影响SCN的背内侧部神经元。ipRGCs产生的太阳日节律和年节律信号能校正人体的自激振荡信号。

2.1.2 气候感受器 风、暑、燥、寒是稳定的大气物理特征。感受气候特征的人体感受器应该是位于皮肤的触—压觉和温度觉感受器。这些感受器产生的地球日节律和地球年节律信号可校正人体的自激振荡信号。

2.2 五藏功能节律的启动结构

五藏功能节律的启动结构是指接受太阳和地球授时因子信号，产生自激振荡信号，并通过神经递质使五藏功能节律与地球授时因子节律同步的人体结构。

SCN是一对位于下丘脑前侧、视交叉上方、第三脑室底部两侧的核团。用手术方法切断包括SCN在内的下丘脑区域与脑其他部位间的联系，制备成所谓的“下丘脑岛”，则岛内SCN神经元的活动仍保持原有节律不变，而岛外其他脑区的活动不再具有昼夜节律。用电解法、化学方法或免疫学方法破坏SCN后，大鼠几乎所有生命活动的近似昼夜节律都会因之消失[7-8]。这提示SCN具有自主发生节律性振荡的能力，因而是脑内节律性活动的起搏点，而其他结构是协动结构[9]。

用金属微电极连续记录夜行动物大鼠的SCN神经元的多单位活动，可见其具有明显的昼夜节律，峰值出现于15:00，谷值出现于3:00[9]。昼行动物与夜行动物的SCN活动节律都是昼强夜弱，人也如此。因此，人的SCN机能活动的峰值相位出现于15:00，谷值相位出现于3:00，较ipRGCs获得的太阳授时因子节律延迟1/8周期(3小时)。

2.3 五藏功能节律的反相结构

五藏功能节律的反相结构是指接受暗光信号，产生启动结构的反相节律(又称节律倒置)信号，并通过神经递质使五藏功能节律与地球授时因子节律同步的人体结构。

2.3.1 松果体 松果体接受的暗光信号也来自视网膜，中间经过SCN、下丘脑室旁核、脊髓侧角等结构，最后经由交感神经颈上神经节的节后纤维传给松果体，使之在5-羟色氨-N-乙酰基转移酶的作用下，以5-羟色胺为原料合成褪黑素。健康成年人夜间睡眠期间褪黑素的尿中排出量是白天排出量的5～7倍，5-羟色氨-N-乙酰基转移酶的活性夜间比白天高30～50倍。故松果体的神经元活动峰值出现于3:00，谷值出现于15:00。

2.3.2 中脑网状结构 视前区、下丘脑内侧核、丘脑、黑质这些结构的节律振幅小，相位正好与SCN相反，峰值出现于3:00，谷值出现于15:00[9]，也是五藏功能节律的反相结构。

2.4 五藏功能节律的协动结构

五藏功能节律的协动结构是指接受启动结构和反相结构信号，分泌激素和细胞因子，使五藏功能节律与地球授时因子节律同步的神经—内分泌—免疫网络。

2.4.1 下丘脑—垂体—肾上腺轴 下丘脑—垂体—肾上腺皮质分泌醛固酮的节律峰值出现于9:00，谷值出现于21:00。醛固酮可促进肾远端小管和集合管对Na+及水的重吸收和对K+的排泄，分泌过多时可导致人体Na+、水潴留，引起高血钠、低血钾、碱中毒和顽固的高血压。此外，醛固酮也能增强血管平滑肌对儿茶酚胺的敏感性，反映了中医肝藏的疏泄功能对血管、血容量的调节作用，故中医肝藏疏泄功能节律的峰值相位在9:00，谷值相位在21:00。

皮质醇的分泌峰值出现于9:00，谷值出现于21:00。皮质醇对儿茶酚胺的允许作用能提高中枢神经的兴奋性，加强呼吸、心血管功能和能量代谢，使人产生应激反应，反映了中医肝藏的疏泄功能变化，故中医肝藏疏泄功能节律的峰值相位在9:00，谷值相位在21:00。皮质醇对儿茶酚胺的允许作用能使支气管平滑肌舒张，呼吸深度的峰值出现于21:00，谷值出现于9:00，但表达血氧承载能力的血红蛋白、红细胞比容的峰值出现于9:00，谷值出现于21:00，说明中医肺藏主气功能节律的峰、谷值相位在21:00或9:00。皮质醇对胰高血糖素和儿茶酚胺的允许作用和对胰岛素的拮抗作用能使血糖昼低夜高，而能量消耗昼高夜低，故中医肾藏气化功能节律的峰、谷值相位在3:00或15:00。

2.4.2 下丘脑—垂体—甲状腺轴 甲状腺激素的峰值出现于3:00，谷值出现于15:00。甲状腺激素能促进能量代谢，促进生长发育，对骨和脑发育尤为重要，故中医肾藏气化和全形功能节律的峰值出现于3:00，谷值出现于15:00。

2.4.3 下丘脑—垂体—性腺轴 性激素分泌的峰值出现于3:00，谷值出现于15:00，性激素能调节人体的生殖功能，故中医肾藏生育功能节律的峰值出现于3:00，谷值出现于15:00。

2.4.4 下丘脑—垂体分泌生长激素 生长激素分泌的峰值出现于3:00，谷值出现于15:00。生长激素可以促进神经组织以外的所有其他组织生长，尤其是骨、肌肉和内脏器官；使人体的能量来源由糖代谢向脂肪代谢转移，有助于促进生长发育和组织修复；增强DNA、RNA的合成；刺激产热，升高血糖，促进蛋白质合成，促进红细胞生成；参与人体钙、磷代谢的调节，故中医肾藏全形和气化功能节律的峰值出现于3:00，谷值出现于15:00。

2.4.5 下丘脑—垂体分泌催乳素 催乳素分泌的峰值出现于3:00，谷值出现于15:00。催乳素能促进乳腺发育，发动并维持乳腺泌乳，影响黄体功能，促进孕酮生成，在睾酮存在的条件下对男性前列腺及精囊的生长有促进作用，故中医肾藏生育功能节律的峰值出现于3:00，谷值出现于15:00。

2.4.6 下丘脑分泌抗利尿激素 抗利尿激素分泌的峰值出现于3:00，谷值出现于15:00。抗利尿激素主要作用是促进肾小管和集合管对水分的重吸收，从而使尿量减少、尿液浓缩，故中医肾藏主水功能节律的峰值出现于3:00，谷值出现于15:00。

五藏功能节律的执行结构详见图2。

图2 五藏功能节律的执行结构

3 五藏功能节律的相位分布

除了依据五藏功能节律的执行结构确定五藏功能节律的相位分布外，时间生物学文献还给出了反映五藏功能节律的另一些观察指标。它们有的是人体生物信号，如唾液分泌量、运动量、呼吸深度、基础代谢率、体温、皮肤血流量、血压、心率；有的是生化检测指标，如甘油三酯、血小板聚集性、酶、无机磷；有的是易感疾病，如超敏反应、精神病、自发性脑溢血；有的是行为因素，如睡眠、觉醒、情绪、猫冬、避暑；有的是病原微生物，如细菌、病毒；有的是环境因素，如食物供应量、冷刺激；有的是药物，如洋地黄、巴比妥，为五藏功能节律的相位分布提供了进一步的证据，详见表1。其中正相节律指标是指与峰/谷值相位相同的观察指标，反相节律指标是指与峰/谷值相位相反的观察指标。

续表

五藏功能节律的峰、谷值相位详见图3。

图3 五藏功能节律的相位分布

概言之，在太阳和地球授时因子的校正下，五藏功能节律的执行结构使脾、肺、肾、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)，与四季的气候特点湿、燥、寒、风、热完全一致，详见图1。执行结构中的启动结构使五藏功能的节律相位比太阳授时因子延迟1/8周期(3小时)，反相结构使五藏功能的节律相位比启动结构延迟1/2周期(12小时)，协动结构使五藏功能的节律相位依次延迟1/4周期(6小时)。