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《黃帝內經》裏麵的分子密碼

(2022-09-11 19:28:20) 下一個

《黃帝內經》裏麵的分子密碼

劉揚 815          2022-09-11      第238期

【編者按】

中醫一直是一個極具爭議的話題,爭論的核心是“中醫是不是科學”,反對方認為中醫不是科學的主要論據就是中醫所說的精、氣、神等基本物質無法通過嚴格的實驗科學找到,而支持方又拿不出讓人信服的科學依據。

815劉揚在研究生物力學中的流固耦合的問題vasomotion時,受李約瑟“中國古人認為,氣是能量流,其沿著經絡流經身體的每一部分”*啟發,嚐試用熱力學解釋中醫“氣”的問題。其間發現中醫基本物質與信號分子的映射關係,並基於《黃帝內經》等中醫理論,找到了48對映射關係。通過分析這些映射關係,他發現中醫的“痹證”、“消渴”的病理機製與現代醫學上的關節炎、糖尿病完全一致。這表明中醫和現代醫學使用不同的術語,描述了相同的人體病理機製。

這個發現的詳細推導過程已發表在劉揚最近出版的新書 (Y. Liu 2022, The Mapping between Traditional Chinese Medicine and Signaling Molecules, Cambridge Scholars Publishing.)

圖一 作者新書的封麵

 

中醫在中國等東亞國家已有數千年的曆史。中醫理論框架在《黃帝內經》中已經形成,經過兩千多年的發展,中醫已經形成了枝繁葉茂的大樹般的理論體係,而《黃帝內經》就是這棵大樹的樹根。後世中醫在內容雖然有所增加,但理論基礎並沒有突破《黃帝內經》。由於年代久遠,加上語言精練,現在一般人已經很難理解《黃帝內經》和她豐富的內涵了,但是不能理解《黃帝內經》,就很難認識中醫的科學性問題。

筆者認為要捋清中醫的理論問題,最有效的方法是從《黃帝內經》入手,尋找中醫的“基本物質”與現代生物醫學中分子的關係。《黃帝內經》是黃帝與智者的對話記錄,由《素問》和《靈樞》兩部分組成,每部81章。對話涵蓋了廣泛的主題,如經絡的功能,疾病的原因、病理、治療方案,中醫基本物質及其功能等,如圖二所示。

圖二 《黃帝內經》是中醫的基本教義

圖三  現代醫學和中醫用不同的名詞描述了同樣的生理過程

中醫認為人體中存在調節生理過程的基本物質,如精、氣、神等等,中醫診斷和治療都基於人們對這些基本物質的功能及其相互關係的認知。現代醫學中,信號分子是人體的基本物質,人體的生理活動就是分子信號通路的級聯反應。雖然中醫和現代醫學使用了不同的術語,但二者描述的是相同的對象,即人體的生理、病理和藥理過程及反應,筆者認為二者之間應該存在映射關係。如圖三所示。

為了找到中醫與現代醫學之間基本物質的映射關係,筆者檢索了《黃帝內經》中提到的幾乎所有基本物質,列出它們的生理功能和相互關係,並以此作為約束條件,然後搜索可以匹配這些約束條件的信號分子。最終確認了48對映射關係,見文後列表。每對映射關係都滿足:

·       中醫基本物質和信號分子的生理、病理或藥理功能相同;

·       不同中醫基本物質之間的相互關係也與相應分子的信號通路相同;

·       特定的中藥對這種中醫基本物質和相應的分子具有相同的作用。

通過比對這些映射關係,筆者分析了現代醫學關節炎、糖尿病和便秘以及中醫痹證、消渴和便秘病因及其相應的中醫治療方案,證明中醫與現代醫學之間的疾病病因和治療方案相同。詳細的推導已經在書中討論 (Y. Liu 2022, The Mapping between Traditional Chinese Medicine and Signaling Molecules, Cambridge Scholars Publishing,)並簡略地在講座視頻中進行了介紹,文後有該視頻的鏈接。因為篇幅的關係,本文簡略地介紹幾組映射關係的例證,用以證明《黃帝內經》是如何用簡練的文字精準地描述分子信號通道。

1.     《黃帝內經》對信號分子通道的精準描述

在發現二者的映射關係之前,筆者讀《黃帝內經》,感覺語言晦澀,內容難懂,甚至不知所雲。找到了映射關係之後,再根據這些映射關係來理解《黃帝內經》,頓時覺得這是一本非常精準、有趣、易懂的書籍!因篇幅所限,本文僅舉幾例,以說明這種精準關係是如何描述的。

(1)《靈樞經·本神》:……隨神往來者謂之魂……

按照映射關係,“神”對應褪黑激素(melatonin), “魂”對應於血清素(serotonin)。褪黑激素有使人沉睡的作用,在夜裏分泌的比較多;血清素有使人清醒的作用,白晝裏分泌比較多。也就是說,神(褪黑激素)晚上來,魂(血清素)白天來,即“隨神往來者謂之魂”。

因為文化的演化,現代人們對“神”和“魂”有相當的誤解,一看到這幾個字就認為是“玄虛”概念,甚至認為是糟粕,唯恐避之不及。其實這是對《黃帝內經》的極大誤解。《黃帝內經》在命名中醫基本物質(分子)的時候,用詞極其講究、準確、簡練,每個名字都有其深刻內涵,都反映了這個中醫基本物質(分子)的生理功能。褪黑激素(“神”)和血清素(“魂”)都和人的精神狀態和情緒相關,這兩種物質的中醫名稱更準確地反映了這兩種基本物質的生理功能,一看名稱就知道其和什麽相關。

圖四

(2)《素問·刺法論》:黃帝曰: 餘聞五疫之至, 皆相染易, 無問大小, 病狀相似, 不施救療, 如何可得不相移易者?歧伯曰: 不相染者, 正氣存內, 邪不可幹, 避其毒氣 ……

這句話的大意是,黃帝問:聽說瘟疫來的時候,人們都互相感染,無論老少病狀都相似,如果不加醫治,怎麽才能夠不傳染呢?歧伯回答:不被傳染的人是因為他身體裏麵有正氣,邪不能幹擾他,而他能夠避毒氣……。按照映射關係,正氣對應IgG(經過這次疫情,相信大家對IgG這個概念都不陌生)。IgG 是脊椎動物中最簡單、最豐富的抗體,約占人類總免疫球蛋白的 75%。IgG能結合多種病原體,保護身體免受感染。由此可見,《素問·刺法論》中對正氣的描述與現代醫學對IgG的認識完全一致。

正氣的名稱也準確地反映了這一基本物質的生理功能。

(3)《素問·生氣通天論》:  風客淫氣, 精乃亡…

此處 “客” 同“剋”。在實驗中,人們發現風(NF-κB) 抑製淫氣(GnRH), GnRH 也抑製 NF-κB的活性, GnRH 引起酪氨酸(精)磷酸化 (tyrosine phosphorylation), 酪氨酸磷酸化激活NF-κB。如圖五所示,當 風(NF-κB) 非常強而抑製住淫氣(GnRH)時, 表明酪氨酸磷酸化(Tyrosine phosphorylation) 程度很高,而引致酪氨酸(精)降低,這就是“精乃亡”。令人驚訝的是,“風客淫氣, 精乃亡”幾個字就把三種分子的相互關係交代的清清楚楚。

我有時候在想,如果把這三種分子的生理功能都列出來,然後出一道中國語文題,重金公開征集用最簡練的語言把這三種分子之間的相互關係描述出來。我懷疑是否有人能達到《黃帝內經》這種簡練精準的語言高度。

在這句話裏,“精”(酪氨酸)代表人體內的菁華,自不必說。“風” (NF-kB)則是通過空氣流動就可以激活的一種分子,仔細想想沒有比“風”更準確的名稱了。說起“淫氣”(促性腺激素釋放激素GnRH), 這種分子在青春期的時候會突然升高,但是這種分子過多的話也會引起無精症,使人不能生育。用“淫氣”來命名這個分子真是再恰當不過了。用英文翻譯“淫氣”的時候,很難找到相對應的英文單詞。一般的翻譯用excessive Qi (多餘的氣),這顯然與“淫氣”的真實意思相差較遠,經過反複比較衡量,最後用”Indulged Qi”來代表“淫氣”,雖然比excessive Qi (多餘的氣)稍微接近原意,但還是沒有達到“信達雅”的高度。

圖五  風客淫氣, 精乃亡

(4)《靈樞經 ·本神》: 心有所憶謂之意 ……意傷則悗亂……

此句的意思是人的長久記憶與“意”有關,而“意”的缺乏會引致煩悶迷惑。按照映射關係,“意”對應於色氨酸(tryptophan)。生理學認為色氨酸消耗會損害長期記憶的形成,色氨酸缺乏可能會增加無聊和刺激的情緒。閱讀上文時,如果把“意”理解為色氨酸,原文就變成“色氨酸幫助長期記憶,色氨酸缺乏會引致煩悶迷惑”,這樣就容易理解了。

在《黃帝內經》中,“意”(色氨酸)與情緒記憶相關,可見其中醫名稱是多麽的講究和有意義。

(5)《靈樞經·營衛生會》: 老者……其營氣衰少……故晝不精, 夜不瞑

這句話的意思是老年人的營氣衰少,因而白天沒精神、晚上睡不著。根據映射關係,營氣就是環磷酸腺苷(cAMP)。在現實中,cAMP隨著歲數增加而減少,而cAMP缺乏會引致白天嗜睡,晚上失眠。閱讀上文時,如果用環磷酸腺苷替代“營氣”,也就理解這句話了。

“營氣”(環磷酸腺苷)是指營養的氣,而環磷酸腺苷是細胞內參與調節物質代謝和生物學功能的重要物質,營養豐富的大棗就富含環磷酸腺苷。可見“營氣”恰當地反映了這一基本物質的生理功能。

(6) 《素問-陰陽應象大論》: 年六十, 陰痿, 氣大衰

此句的意思是說人到60歲的時候,陰氣會萎縮、氣會衰竭。按照映射關係,陰氣對應於鉀離子,氣對應於鈉離子。而在現實中,低鉀血症和低鈉血症在老年人中間非常常見。由此可見,《黃帝內經》所描述的生理規律非常準確。

在中文裏,“陰氣”代表著寒冷,而鉀離子可以使人的體溫降低。因此,一看“陰氣”的名稱就知道其主要的生理功能是什麽了。

(7) 《素問-宣明五氣》: 久臥傷氣

“久臥傷氣”也是我們在日常生活中常常聽到的一句話,氣對應於鈉離子。在現實中,臥床不起的老年人的平均血清鈉濃度顯著低於健康人。因此,《黃帝內經》的句子簡明扼要地描述了鈉離子的生理功能。

(8)《靈樞經-本神》: 心氣虛則悲,實則笑不休

心氣對應於鎂離子。在現實中,鎂離子缺乏的患者往往有抑鬱症的表現;而鎂離子與神經酰胺相結合是酒精帶來欣喜的原因。因此,“心氣虛則悲,實則笑不休”這句話準確地描述了鎂離子對情緒的影響。

鎂離子是維持穩定心跳和正常血壓以維持心髒健康所必需的基本物質,可見用“心氣”命名充分體現了這一基本物質的生理功能。

(9)《素問-陰陽應象大論》: 寒極生熱, 熱極生寒

寒對應於IL-1 (白介素-1), 熱對應於TNF-α. 現實中,IL-1 的產生導致 TNF-α 的產生 (反之亦然)。因此,“寒極生熱, 熱極生寒”這句話非常準確地詮釋了IL-1和TNF-α 的相互關係。

TNF-α 的全名是腫瘤壞死因子,因在發現這個分子時其所具有的作用而得名。實際上,TNF-α的作用遠不止於此,它是一種具致熱性的促進炎症反應的細胞素,而且熱環境會激活TNF-α。可見,“熱”的中醫名稱準確地反映TNF-α 的特性。寒冷環境會大量激活 IL-1,同樣 “寒”的中醫名稱也準確地反映了這種基本物質的特性。

(10)《素問-四時刺逆從論》:血氣乃竭, 令人解?

解?(xie4 yi4)指困倦無力, 懶得說話, 抑鬱不歡。按照映射關係血氣對應於鐵離子。現實中,缺鐵與疲勞、抑鬱和功能狀態不佳有關。因此,“血氣乃竭, 令人解?”這句話準確地描述了鐵離子缺乏對人體的影響。

鐵質是人體必需的營養素, 血液中的紅細胞含有鐵質。可見“血氣”這一名稱準確地反映了這一基本物質的生理功能。一看名稱就知道其和什麽相關。

2.     中醫治療關節炎(痹證)和糖尿病(消渴證)的分子機製

關節炎對應於中醫的痹證,糖尿病對應於中醫的消渴證。根據《黃帝內經》,“消”是一種中醫的基本物質,其對應的分子是FoxO1. 為了進一步驗證中醫基本物質和信號分子之間的映射關係,筆者在書中詳細的分析了中醫對關節炎和糖尿病等的診斷治療策略,其與現代醫學完全一致。這部分要說清楚需要的篇幅比較長,這裏隻簡略的介紹一下中醫治療痛痹的藥方。《黃帝內經》認為,風氣(NF-kB)主導的為行痹,寒氣(IL-1)主導的為痛痹,濕氣(IL-6)主導的為著痹。所謂痛痹就是痛風,現代醫學已發現,通過抑製IL-1可以減輕痛風的症狀。

《醫宗必讀》是明末著名醫家李中梓撰寫的一本醫學書籍,成書於1637年。書中有 “治痛痹者, 散寒為主, 疏風燥濕, 仍不可缺, 大抵參以補火之劑, 非大辛大溫, 不能釋其凝寒之害也”的記載,並用烏頭湯治療“痛痹”,其作用機製如下圖。

圖六  烏頭湯治療痛痹的分子機製

從圖六可見烏頭湯抑製寒(IL-1)、濕(IL-6)、風(NF-kB)、熱(TNF-α), 所謂“補火”就是補腎陽(Calcitonin), 而Calcitonin抑製寒IL-1。書中對烏頭湯的分子機理進行了詳細的分析,因為篇幅所限,本文亦不贅述。

3.     關於《黃帝內經》來源的思考

《黃帝內經》如此精準簡要地描述了分子的生理功能和信號通道,那麽《黃帝內經》中的知識來自哪裏?人類認識世界大概有兩種方法,一種是歸納推理,另外一種是演繹推理。

·     所謂歸納法就是從大量的試驗和觀察結果中尋找和總結規律的方法,我們理工科所學的知識大多是從歸納法來的。

·     而演繹推理是嚴格的邏輯推理,一般表現為大前提、小前提、結論的三段論模式:即從兩個反映客觀世界對象的聯係和關係的判斷中得出新的判斷的推理形式。

筆者在研究映射關係期間,曾閱讀了一些古人和今人所著的中醫理論文獻。一個很強烈的感覺就是這些作者在推導中醫理論的時候,用的不是歸納法而是演繹法。例如:天津中醫學院學報1995年1月曾刊登了劉慶華教授的一篇論文,該文分析了榮氣和營氣之間的區別。按照映射關係,榮氣對應於三磷酸腺苷,劉慶華教授在描述榮氣的性質的時候,幾乎與生物課本裏麵所寫的三磷酸腺苷的性質完全一致。而劉慶華教授在當時應該沒有意識到榮氣就是三磷酸腺苷,而一般的中醫用藥也不太可能歸納出用生物化學實驗才能認識到的三磷酸腺苷的性質。在中醫理論文獻裏,這樣的例子比比皆是。例如,中醫理論指出不同的草藥分別具有補肺氣、理肺氣、降肺氣以及斂肺氣的功用,按照映射關係肺氣對應於缺氧誘導因子(HIF-1)。而這些草藥的功用與HIF-1信號通道的各個演化過程完全一致!同樣,一般的中醫用藥也不太可能歸納出用生物化學實驗才能認識到的HIF-1複雜的信號通道演化過程。

因此,筆者揣測中醫理論的發展可能與中國古人認識世界的方法有關。但是筆者學識淺陋,尚不能準確解釋這一方法,隻能管窺蠡測,希望相關的專家學者指教。

 

4.     結語

除了這48對基本物質之外,《黃帝內經》裏麵還提到了其它基本物質,例如大腸氣、小腸氣、陽精、陰精等等,由於提到的次數很少,現在還不能確認其相對應的分子。The Mapping between Traditional Chinese Medicine and Signaling Molecules雖然是英文版,但是所有引自《黃帝內經》和其他中醫古籍的字句都保留了中文原文,便於讀者查考。

圖七 作者所著The Mapping between Traditional Chinese Medicine and Signaling Molecules 一書的內頁

《黃帝內經》用字講究、詞句優美、對仗工整。但由於本人的古文水準有限,對《黃帝內經》語句理解未必準確,可能有所錯漏,還請各位讀者不吝賜教。

《黃帝內經》裏麵關於用藥和穴位的部分說的很少,絕大部分是介紹中醫基本理論,也即精氣神等等中醫基本物質和經脈絡脈對人體的各種影響。以《黃帝內經》為基本教義的中醫理論,是中醫診斷和用藥的圭臬。自1879年清末的樸學大師俞樾發表《廢醫論》以來,“中醫可廢,而藥不可盡廢”的主張不絕於耳,也即所謂的“廢醫驗藥”。事實上,中醫的菁華就在其理論部分,如果廢除了中醫理論,那麽所謂的驗藥也就成了無源之水、無本之木。

從已經找到的中醫和分子映射關係來看,《黃帝內經》也可以說是一本從分子生物學角度描述人體生理過程的醫學書籍,即不“玄”,也不“虛“。The Mapping between Traditional Chinese Medicine and Signaling Molecules隻涉及了《黃帝內經》的一些皮毛,有很多內容以我們現在的知識水平尚難理解,其中提到的一些物質的運行也尚無法用實驗手段測得。譬如,《黃帝內經》說人體內的陽氣(鈣離子)的運行是從手到頭,再從頭到腳;陰氣(鉀離子)的運行是從腳到頭,再從頭到手。但我們現在的測量技術還不能測量到分子在人體內的運行路徑,也就無法證實陽氣和陰氣的運行規律。

本書的出版隻是連接中醫和現代醫學的一小步,筆者相信,東西方醫學的交流和相互支持有助於深入了解人體生理、病理、藥理過程,從而能更有效地發現新的治療方法。

表一  48對映射關係

 

講座視頻YouTube鏈接:

https://www.youtube.com/watch?v=qrxVprt_Vwg

講座視頻百度網盤:

https://pan.baidu.com/share/init?surl=IAjo6vZ-oWvQRHnNNFwngQ

提取碼 0807

講座PPT:

https://www.researchgate.net/publication/362545218_The_Mapping_between_Traditional_Chinese_Medicine_TCM_and_Signaling_Molecules_huangdineijingdefenzimima#fullTextFileContent

書目鏈接:

The Mapping between Traditional Chinese Medicine and Signaling Molecules

https://www.cambridgescholars.com/product/978-1-5275-8574-4

 

圖八 作者所著新書

 

作者簡介

劉揚,1981年考入中國科學技術大學近代力學係,澳大利亞悉尼大學博士,1998年開始執教於香港理工大學。

作者近照

 

* 李約瑟《中國科學技術史》

 

海上生明月,天涯共此時

祝校友們

中秋佳節健康快樂!

編輯:理實, 許讚華

排版:俞霄, 許讚華

 

《科大瞬間》編輯部

常務編委:

許讚華 803  | 陳錦雄 812

劉揚 815      | 黃劍輝 815

滕春暉 8111 | 沈濤 822   

 

 

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評論
科大瞬間 回複 悄悄話 回複 'portfolio' 的評論 :
作者回複:兒茶酚胺包括腎上腺素(Epinephrine)、去甲腎上腺素(正腎上腺素)和多巴胺(Dopamine),其和宗氣的性質很像。但是《黃帝內經》用詞非常精準,作者認為宗氣不太可能對應多個分子,而且多巴胺與黃帝內經中所提宗氣的性質完全一致,因此認為宗氣對應多巴胺。
科大瞬間 回複 悄悄話 回複 'portfolio' 的評論 :
作者回複:黃帝內經裏麵並沒有說用鹹味食物補氣,反而多次提到過鹹的食物會引發疾病。
科大瞬間 回複 悄悄話 回複 'portfolio' 的評論 :
作者回複:除了這48對基本物質之外,《黃帝內經》裏麵還提到了其它基本物質,例如大腸氣、小腸氣、陽精、陰精等等,由於提到的次數很少,現在還不能確認其相對應的分子。也有可能還有其它的中醫基本物質,作者沒有發現。《黃帝內經》內容浩繁,這隻是作者的管窺蠡測之見。
portfolio 回複 悄悄話 作者有沒有說到一些非常重要的分子,如一些激素?譬如,腎上腺素與腎上腺皮質素,未成年人最重要的生長激素,以及成年人非常重要的胰島素,等等。
portfolio 回複 悄悄話 氣對應於鈉離子
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怪不得,低鈉(低鹽)飲食,會使人縮短壽命,早死。
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