依据“阳化气,阴成形”理论探讨支持细胞支持功能与生精细胞精子发生
2023-12-02姜荟茜庄鑫丽叶一帆徐文慧胡素敏
姜荟茜,庄鑫丽,叶一帆,徐文慧,胡素敏*
(1.北京中医药大学中医学院,北京 102488;2.北京中医药大学北京中医药研究院,北京 102488)
精子异常是男性不育症的重要表现。支持细胞和生精细胞共同构成了生精上皮,支持细胞发挥支持功能保障、维护和推进生精细胞的精子发生,形成功能正常的精子。支持细胞和生精细胞在生精过程中的功能和相互作用,恰是中医“阳化气,阴成形”的2 个方面,本文将基于此进行深入探讨,以期为精子发生异常引起的男性不育的辨证论治提供中医思路。
1 “阳化气,阴成形”理论源流
“阳化气,阴成形”出自《素问·阴阳应象大论》[1]:“阴阳者,天地之道也……阴静阳躁,阳生阴长,阳杀阴藏,阳化气,阴成形。”论述了阴阳的特性,也反映了阴阳的功能。
近代学者对此也有诸多讨论,刘晓峰[2]等认为“阳生阴长,阳杀阴藏”与“阳化气,阴成形”共同对“阴静阳躁”进行了阐释,反映了阴阳的特性。张学娅[3]等人则在生命观、恒动观、疾病观三方面,将“阳化气,阴成形”推及到自然界万物的变化及人体的生理、病理变化。
综合来看,“阳化气,阴成形”反映了阴阳的特性、功能和联系。而对“阳化气,阴成形”理论的进一步阐释则离不开对“阴”“阳”“形”“气”概念的理解。
2 “阴”“阳”“形”“气”的概念与关系
2.1 阴阳的含义及其相互关系 阴阳学说中,将性质属温暖、向上、向外、躁动等特征的事物归纳为“阳”;将性质属寒冷、向下、向内、抑制等特征的事物则归属为“阴”。凡是具有对立相反又相互关联的事物和现象,或同一事物内相互对立的两方面均可应用阴阳来概括。阴阳的对立统一和相互作用也可以用于阐释事物的生成、发展及变化规律,如阴阳交感、阴阳对立、阴阳互根等。
历代医家也在理论和临床应用中进一步继承和发展了中医阴阳学说,以阴阳说明人体组织结构、概括人体生理功能、阐释人体病理变化。
2.2 “气”与“形”的含义及其关系 《灵枢·贼风》中论述气的特性为“所从来者微,视之不见,听之不闻”,认为气是无形且无法被人类视听感知的。《素问·五常政大论》言:“气始而生化,气散而有形,气布而蕃育,气终而象变。” 认为气是决定万物生化改变的主导力量,各种形和象都是气的变化结果[4]。由此可见,“气”是指无形的生理功能或生命活动。人体之气的功能可总结为推动、温煦、防御、固摄、中介及营养等方面的作用[5]。
与“气”不同,古代典籍中的“形”多具有形质、形体、外在表现等具象含义。《素问·八正神明论》曰:“请言形,形乎形……按之不得,不知其情,故曰形。”《灵枢·本脏》: “黄帝曰: 厚薄美恶皆有形,愿闻其所病。”可见,中医学中的“形”泛指表现出一定体征形态和相对功能的组织结构,且具有明显的生命特征,其反映的生命结构具有整体性、多样性、层次性和可别性[6]。理解“形”的含义也要与“气”互参,应为有形的客观存在。
《黄帝内经》中对形气理论多有阐述。《素问·六节藏象论》:“气合而有形,因变以正名。”认为无形之气的运动生成了有形存在,气是形的生成原因,形是气的生成之果。《素问·六微旨大论》:“故器者生化之宇,器散则分之,生化息矣。故无不出入,无不升降……故曰:无形无患。”以“器”作为有形之物的泛指,由无形之气化生形成,并有赖于气的充养。且气的运动变化有赖于已形成的有形之物作为载体,形气二者相互为用[4]。气既可以化生为形,形也可以反作用影响气。
气血关系可以帮助理解气与形的关系。气属阳,无形而主动,对血有化生、推动、统摄作用。血属阴,有形而主静,血是气的物质基础,也是气运行的载体,具体表现为血能养气、血能载气。推及到气与形,则可认为气能化生成形,推动和统摄形的运动;形可承载气的运行,并反向滋养气。
3 “阳化气,阴成形”的含义和现代科学内涵
“阳化气,阴成形”概括了阴阳的功能和特性,阳推动人体无形的各类功能活动,阴生成人体有形的各类形质。
结合中医阴阳理论,任何事物和过程都可以在有形、无形两方面一分为二地看待,并且具有无限可分性。如《素问注证发微》所言:“阳化万物之气,而吾人之气由阳化之;阴成万物之形,而吾人之形由阴成之。”人体生长发育过程中,骨骼强壮、肌肉丰隆等有形过程可对应“阴成形”,气血充盈对生长发育的推动则对应“阳化气”。微观过程也可结合“阳化气,阴成形”理论理解。如宋清江等[7]将中医理论与人体代谢相结合,将“阳化气”对应于能量代谢,“阴成形”则对应物质代谢,二者共同描述了人体新陈代谢的过程和本质。庞湃等[8]则聚焦于糖脂代谢,进一步将糖类、脂类的分解代谢这一消耗糖脂、增加产热、释放能量的过程对应于“阳化气”,将合成代谢这一利用能量、合成糖脂、储存能量物质、补充血液津液骨肉等有形成分的过程对应于“阴成形”。病理过程也可与 “阳化气,阴成形”结合,如恶性肿瘤可认为是阳虚化气不足,阴精化生异常,在人体虚弱之处聚而成毒,发为积块。微观上则是阳化气不足,细胞分化能力低下,阴成形不受正常调控,畸形生长旺盛增殖,导致肿瘤细胞无限增殖积聚[9]。
可见,“阳化气,阴成形”的现代科学内涵范围广阔,可涵盖生理及病理、宏观及微观等多个方面。
4 生精上皮中的“阳化气,阴成形”
结合现代医学研究,可以应用“阳化气,阴成形”从中医学角度理解具体器官、组织、细胞的结构与功能。生精上皮由支持细胞和多层生精细胞构成,可在生理状态下产生精子,这一过程亦可结合“阳化气,阴成形”进行理解。在生精上皮中,支持细胞发挥无形的支持功能,对应“阳化气”;生精细胞进行精子发生,生成有形的精子,对应“阴成形”。
4.1 支持细胞的“阳化气”功能 支持细胞是生精上皮中唯一类型的体细胞,为发育中的各级生精细胞提供重要的支持功能。各级生精细胞镶嵌在支持细胞中,受到支持细胞的营养支持和调控。目前认为支持细胞的支持功能主要包括:营养物质和其他因子的供应、免疫保护和提供物理支持等,对应“阳化气”。
4.1.1 支持细胞的营养支持功能 由于血睾屏障的存在,生精上皮被分隔为基底室和近腔室,近腔室中处于发育过程的各级生精细胞无法直接与血液循环系统进行物质交流,主要依赖于支持细胞提供的营养物质、调节因子、生长因子等。因此,支持细胞的营养支持功能直接影响精子发生过程的推进和各级生精细胞的生命活动。
乳酸、丙酮酸等代谢前体是生精细胞的主要能量底物,由支持细胞供应,用于生精细胞的代谢供能,保障生精细胞的各项生命活动及发育。其中乳酸是生精细胞所使用的核心能量代谢底物,与生精细胞的新陈代谢、存活、发育息息相关。既往研究证实,体外培养的粗线期精母细胞和圆形精细胞需要高浓度的外源性乳酸作为主要能量来源[10],以维持ATP 产生和能量供应,而添加外源性葡萄糖并不能达到维持生精细胞ATP 产生的作用[11]。除了供能以外,乳酸还会影响生精细胞中的基因表达和物质合成。在大鼠分离生精细胞的体外培养中发现,添加乳酸后RNA 和蛋白质合成速率上升[12]。生精细胞的存活率也受到乳酸浓度的影响[10,13],为隐睾症大鼠注射一定浓度的乳酸可以抑制精母细胞和精子的死亡,改善精子发生[14],而用乳酸处理分离的生精小管后可以提高生精细胞的凋亡抗性[15]。
乳酸还是重要的信号分子,在不同细胞间的传递和细胞内的移动被称为乳酸穿梭,这在细胞代谢调节和信号传递中发挥了重要作用。在睾丸中,支持细胞通过糖酵解产生乳酸并将之分泌,相当于乳酸穿梭理论中的“驱动细胞”,也就是乳酸提供者;生精细胞摄取乳酸后加以利用,相当于“受体细胞”,也就是乳酸使用者。在精子发生过程中,乳酸可能也作为信号分子参与了支持细胞与生精细胞间的信号传递。
细胞需要各类金属离子维持正常生命活动,如铁、铜等。生精细胞中铁缺乏会导致氧化应激,损害男性生殖功能。支持细胞可以分泌转铁蛋白、铜蓝蛋白等,生精细胞摄取支持细胞分泌的转铁蛋白,获取铁离子并进行代谢,维持氧化还原平衡,保障精子发生。
支持细胞通过自身糖脂代谢,生成乳酸等能量底物与代谢中间体供生精细胞使用。这一过程涉及到支持细胞自身的能量代谢与物质代谢,相对于精子发生形成精子这一实质物质仍偏于无形范畴,类似于气化运动。
供给能量与其他营养物质的功能也与气的推动、温煦作用相似,激发和促进人体的生长发育、生殖功能。乳酸等物质可作为信号分子传递信息,调节生理活动,与气的中介作用相似,感应传递信息,维系机体整体联系。
4.1.2 支持细胞的免疫保护功能 血睾屏障主要由支持细胞产生的紧密连接构成,是特殊的血液-组织屏障[16]。生殖系统易受到细菌、病毒、支原体等多种病原体感染,影响生精功能及生育力。血睾屏障一定程度上阻止了外源性有害物质进入生精小管,避免其干扰精子发生。当病原体侵入时,支持细胞可以通过表面的Toll 样受体启动免疫应答,激活睾丸内特异性免疫反应,以应对病原体的侵扰[17]。支持细胞及其所形成的血睾屏障还可以发挥免疫豁免功能,避免精子作为自身抗原逸入血液循环引起机体自身免疫应答损害精子发生。在生精周期中,处于发育过程中的生精细胞需要通过血睾屏障,由基底室进入近腔室,血睾屏障也会呈现周期性开放,推动了生精细胞的发育进程。
支持细胞及其形成的血睾屏障起到免疫豁免、隔绝部分有害物质的保护功能,气的防御作用亦有相似性,可抗御邪气。支持细胞的支持功能体现了气的推动、温煦、防御、中介、营养等多方面作用,可被认为是“阳化气”的现代科学内涵之一。
4.2 精子发生的“阴成形”过程 精子发生过程包括一系列复杂有序的步骤,通过精原细胞增殖、精原细胞分化为精母细胞、精母细胞减数分裂产生精子细胞、精子细胞成熟及释放,最终产生成熟的雄性配子。这一过程关乎生精细胞自身生命活动,受到诸多因素的调节与影响,如激素、旁分泌因子、基因和表观遗传调节因子等。
结合中医理论,肾中封藏之精既禀受于父母,又受水谷精微化生的后天之精不断滋养。男子二八,肾气充盛,天癸充盈,肾中精气在凝聚生成有形物质,在精室中产生成熟精子,排出精液,实现“阴成形”[18]。
现代医学研究认为,各类生精细胞在生精小管中按照特殊的细胞联系排列,并有序推进,构成了精子发生过程。郭军[19]将中医阴阳概念与精子进行联系,认为阴主精、主润、主沉降,属于人体有形物质,与精子数量密切相关,阴虚则有可能导致物质凝聚减少,精子数量不足。
综合来看,精子作为有形物质,可认为是“阴成形”的产物精子发生过程可认为是“阴成形”的现代科学内涵之一。
5 基于“阳化气,阴成形”理解支持细胞与生精细胞的关系
支持细胞与生精细胞共同存在于生精小管,二者在结构上紧密相连,在功能上也具有密切的关系,这与阴阳互根互用关系相似,二者相辅相成、相互依存。
5.1 支持细胞支持保障生精细胞的精子发生 支持细胞支持精子发生的进行,调节营养物质、生长因子等向生精细胞的供应:如支持细胞创造并维持生精细胞发育所需的特殊微环境,分泌乳酸等能量与代谢底物,为生精细胞提供能量供应,保障精子发生以及雄性生育力。支持细胞只能支持有限数量的生精细胞,在一定程度内调控生精细胞的数目,必要时也诱导生精细胞的凋亡。这体现了“阳化气”对“阴成形”的推动、调节作用。
5.2 支持细胞与生精细胞代谢合作 精子发生过程中有大量细胞发生凋亡,凋亡的生精细胞被支持细胞吞噬并降解,而其中的脂质又成为支持细胞的重要能量来源[20]。支持细胞将自身大部分蛋白质合成用于产生分泌发育糖蛋白以供应生精细胞,而生精细胞对糖蛋白等物质的摄取及运输反过来又会影响支持细胞的功能和周期性。如碱性成纤维细胞生长因子是一种生精细胞产物,却可以通过PI3K/Akt 途径调节支持细胞的糖代谢和乳酸产生,影响支持细胞的营养支持功能[15]。由此可见,支持细胞与生精细胞之间存在双向相互作用,这也体现了“阳化气”与“阴成形”互根互用的关系。
6 “阳化气,阴成形”异常与男性不育
不孕不育症是指在至少12 个月的定期、无保护的性交后无法怀孕[21],而男性不育即是由于男性因素所导致的不孕不育症。在中医学中,男性不育属于“无子”“艰嗣”等疾病范畴。阴平阳秘,精神乃治,阴阳协调平衡标志着人体健康,而阴阳失调则标志着疾病的发生。“阳化气,阴成形”的异常也会带来病理改变,导致疾病。
《金匮要略·血痹虚劳病脉证并治第六》云:“男子脉浮弱而涩,为无子,精气清冷。”中医典籍中对男性不育已有初步认识,并称之为“无子”。叶天士《秘本种子金丹》中明确提出了“艰嗣”病名,并创立固本丸、种子丹、菟丝丸等方药对证治疗[22]。古代医家多认为先天不足、房劳过度、内伤七情、饮食不节,使肾之精气受损,导致肾阴、肾阳失调,最终形成阴阳俱损的病理改变,影响生殖功能,主张以滋阴补阳填精为主进行治疗[23]。
现代医家则结合了现代医学研究成果,对精子形成的生理过程和男性不育的病理机制有了进一步认识,在中医理论的指导下进行辨证论治。如李曰庆[24]提出男性不育多因阴阳失调所致,治疗应“微调阴阳”,清补共用、攻补兼施。盛文[25]等认为肾阴亏虚,化生生殖之精功能减退,“阴成形”功能减弱,精子等有形之物不能成形而造成少弱精子症,导致男性不育;以滋阴补肾作为治疗总则,恢复“阴成形”功能状态。郭军[19]则应用“阳化气,阴成形”理论将特发性少弱精子症分为“阳化气”不足所致的特发性弱精子症、“阴成形”不足所致的特发性少精子症,治疗中应温阳滋阴兼顾。中医对不育的病因病机认识及辨证论治方法不同,但究其本源,不外乎基于“阳化气,阴成形”的阴阳互根互用特点,调整失衡或受损的阴阳,使阳生阴长、阴平阳秘。
7 小结
支持细胞发挥支持功能,为生精细胞供给营养物质及调控因子,保护生精细胞免受部分病原及自身免疫损伤,为阳化气。生精细胞则在前者支持下,完成精子发生过程,形成精子,为阴成形。二者互根互用:生理状态下互相配合、调节,保持“阴平阳秘”的动态平衡;异常的病理状态下则互相影响,阴损及阳或阳损及阴。因此在精子发生异常的男性不育的辨证论治中,可以基于“阳化气,阴成形”理论,结合现代医学检查手段,有针对性地施以治疗,使阳得阴助而生化无穷、阴得阳升而泉源不竭。