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《黄帝内经》里面的分子密码

(2022-09-11 19:28:20) 下一个

《黄帝内经》里面的分子密码

刘扬 815          2022-09-11      第238期

【编者按】

中医一直是一个极具争议的话题,争论的核心是“中医是不是科学”,反对方认为中医不是科学的主要论据就是中医所说的精、气、神等基本物质无法通过严格的实验科学找到,而支持方又拿不出让人信服的科学依据。

815刘扬在研究生物力学中的流固耦合的问题vasomotion时,受李约瑟“中国古人认为,气是能量流,其沿着经络流经身体的每一部分”*启发,尝试用热力学解释中医“气”的问题。其间发现中医基本物质与信号分子的映射关系,并基于《黄帝内经》等中医理论,找到了48对映射关系。通过分析这些映射关系,他发现中医的“痹证”、“消渴”的病理机制与现代医学上的关节炎、糖尿病完全一致。这表明中医和现代医学使用不同的术语,描述了相同的人体病理机制。

这个发现的详细推导过程已发表在刘扬最近出版的新书 (Y. Liu 2022, The Mapping between Traditional Chinese Medicine and Signaling Molecules, Cambridge Scholars Publishing.)

图一 作者新书的封面

 

中医在中国等东亚国家已有数千年的历史。中医理论框架在《黄帝内经》中已经形成,经过两千多年的发展,中医已经形成了枝繁叶茂的大树般的理论体系,而《黄帝内经》就是这棵大树的树根。后世中医在内容虽然有所增加,但理论基础并没有突破《黄帝内经》。由于年代久远,加上语言精练,现在一般人已经很难理解《黄帝内经》和她丰富的内涵了,但是不能理解《黄帝内经》,就很难认识中医的科学性问题。

笔者认为要捋清中医的理论问题,最有效的方法是从《黄帝内经》入手,寻找中医的“基本物质”与现代生物医学中分子的关系。《黄帝内经》是黄帝与智者的对话记录,由《素问》和《灵枢》两部分组成,每部81章。对话涵盖了广泛的主题,如经络的功能,疾病的原因、病理、治疗方案,中医基本物质及其功能等,如图二所示。

图二 《黄帝内经》是中医的基本教义

图三  现代医学和中医用不同的名词描述了同样的生理过程

中医认为人体中存在调节生理过程的基本物质,如精、气、神等等,中医诊断和治疗都基于人们对这些基本物质的功能及其相互关系的认知。现代医学中,信号分子是人体的基本物质,人体的生理活动就是分子信号通路的级联反应。虽然中医和现代医学使用了不同的术语,但二者描述的是相同的对象,即人体的生理、病理和药理过程及反应,笔者认为二者之间应该存在映射关系。如图三所示。

为了找到中医与现代医学之间基本物质的映射关系,笔者检索了《黄帝内经》中提到的几乎所有基本物质,列出它们的生理功能和相互关系,并以此作为约束条件,然后搜索可以匹配这些约束条件的信号分子。最终确认了48对映射关系,见文后列表。每对映射关系都满足:

·       中医基本物质和信号分子的生理、病理或药理功能相同;

·       不同中医基本物质之间的相互关系也与相应分子的信号通路相同;

·       特定的中药对这种中医基本物质和相应的分子具有相同的作用。

通过比对这些映射关系,笔者分析了现代医学关节炎、糖尿病和便秘以及中医痹证、消渴和便秘病因及其相应的中医治疗方案,证明中医与现代医学之间的疾病病因和治疗方案相同。详细的推导已经在书中讨论 (Y. Liu 2022, The Mapping between Traditional Chinese Medicine and Signaling Molecules, Cambridge Scholars Publishing,)并简略地在讲座视频中进行了介绍,文后有该视频的链接。因为篇幅的关系,本文简略地介绍几组映射关系的例证,用以证明《黄帝内经》是如何用简练的文字精准地描述分子信号通道。

1.     《黄帝内经》对信号分子通道的精准描述

在发现二者的映射关系之前,笔者读《黄帝内经》,感觉语言晦涩,内容难懂,甚至不知所云。找到了映射关系之后,再根据这些映射关系来理解《黄帝内经》,顿时觉得这是一本非常精准、有趣、易懂的书籍!因篇幅所限,本文仅举几例,以说明这种精准关系是如何描述的。

(1)《灵枢经·本神》:……随神往来者谓之魂……

按照映射关系,“神”对应褪黑激素(melatonin), “魂”对应于血清素(serotonin)。褪黑激素有使人沉睡的作用,在夜里分泌的比较多;血清素有使人清醒的作用,白昼里分泌比较多。也就是说,神(褪黑激素)晚上来,魂(血清素)白天来,即“随神往来者谓之魂”。

因为文化的演化,现代人们对“神”和“魂”有相当的误解,一看到这几个字就认为是“玄虚”概念,甚至认为是糟粕,唯恐避之不及。其实这是对《黄帝内经》的极大误解。《黄帝内经》在命名中医基本物质(分子)的时候,用词极其讲究、准确、简练,每个名字都有其深刻内涵,都反映了这个中医基本物质(分子)的生理功能。褪黑激素(“神”)和血清素(“魂”)都和人的精神状态和情绪相关,这两种物质的中医名称更准确地反映了这两种基本物质的生理功能,一看名称就知道其和什么相关。

图四

(2)《素問·刺法論》:黃帝曰: 余聞五疫之至, 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, 邪不可干, 避其毒氣 ……

这句话的大意是,黄帝问:听说瘟疫来的时候,人们都互相感染,无论老少病状都相似,如果不加医治,怎么才能够不传染呢?歧伯回答:不被传染的人是因为他身体里面有正气,邪不能干扰他,而他能够避毒气……。按照映射关系,正气对应IgG(经过这次疫情,相信大家对IgG这个概念都不陌生)。IgG 是脊椎动物中最简单、最丰富的抗体,约占人类总免疫球蛋白的 75%。IgG能结合多种病原体,保护身体免受感染。由此可见,《素問·刺法論》中对正气的描述与现代医学对IgG的认识完全一致。

正气的名称也准确地反映了这一基本物质的生理功能。

(3)《素问·生气通天论》:  风客淫气, 精乃亡…

此处 “客” 同“剋”。在实验中,人们发现风(NF-κB) 抑制淫气(GnRH), GnRH 也抑制 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。如图五所示,当 风(NF-κB) 非常强而抑制住淫气(GnRH)时, 表明酪氨酸磷酸化(Tyrosine phosphorylation) 程度很高,而引致酪氨酸(精)降低,这就是“精乃亡”。令人惊讶的是,“风客淫气, 精乃亡”几个字就把三种分子的相互关系交代的清清楚楚。

我有时候在想,如果把这三种分子的生理功能都列出来,然后出一道中国语文题,重金公开征集用最简练的语言把这三种分子之间的相互关系描述出来。我怀疑是否有人能达到《黄帝内经》这种简练精准的语言高度。

在这句话里,“精”(酪氨酸)代表人体内的菁华,自不必说。“风” (NF-kB)则是通过空气流动就可以激活的一种分子,仔细想想没有比“风”更准确的名称了。说起“淫气”(促性腺激素释放激素GnRH), 这种分子在青春期的时候会突然升高,但是这种分子过多的话也会引起无精症,使人不能生育。用“淫气”来命名这个分子真是再恰当不过了。用英文翻译“淫气”的时候,很难找到相对应的英文单词。一般的翻译用excessive Qi (多余的气),这显然与“淫气”的真实意思相差较远,经过反复比较衡量,最后用”Indulged Qi”来代表“淫气”,虽然比excessive Qi (多余的气)稍微接近原意,但还是没有达到“信达雅”的高度。

图五  风客淫气, 精乃亡

(4)《灵枢经 ·本神》: 心有所忆谓之意 ……意伤则悗乱……

此句的意思是人的长久记忆与“意”有关,而“意”的缺乏会引致烦闷迷惑。按照映射关系,“意”对应于色氨酸(tryptophan)。生理学认为色氨酸消耗会损害长期记忆的形成,色氨酸缺乏可能会增加无聊和刺激的情绪。阅读上文时,如果把“意”理解为色氨酸,原文就变成“色氨酸帮助长期记忆,色氨酸缺乏会引致烦闷迷惑”,这样就容易理解了。

在《黄帝内经》中,“意”(色氨酸)与情绪记忆相关,可见其中医名称是多么的讲究和有意义。

(5)《灵枢经·营卫生会》: 老者……其营气衰少……故昼不精, 夜不瞑

这句话的意思是老年人的营气衰少,因而白天没精神、晚上睡不着。根据映射关系,营气就是环磷酸腺苷(cAMP)。在现实中,cAMP随着岁数增加而减少,而cAMP缺乏会引致白天嗜睡,晚上失眠。阅读上文时,如果用环磷酸腺苷替代“营气”,也就理解这句话了。

“营气”(环磷酸腺苷)是指营养的气,而环磷酸腺苷是细胞内参与调节物质代谢和生物学功能的重要物质,营养丰富的大枣就富含环磷酸腺苷。可见“营气”恰当地反映了这一基本物质的生理功能。

(6) 《素問-陰陽應象大論》: 年六十, 陰痿, 氣大衰

此句的意思是说人到60岁的时候,阴气会萎缩、气会衰竭。按照映射关系,阴气对应于钾离子,气对应于钠离子。而在现实中,低钾血症和低钠血症在老年人中间非常常见。由此可见,《黄帝内经》所描述的生理规律非常准确。

在中文里,“阴气”代表着寒冷,而钾离子可以使人的体温降低。因此,一看“阴气”的名称就知道其主要的生理功能是什么了。

(7) 《素問-宣明五氣》: 久臥傷氣

“久臥傷氣”也是我们在日常生活中常常听到的一句话,气对应于钠离子。在现实中,卧床不起的老年人的平均血清钠浓度显著低于健康人。因此,《黄帝内经》的句子简明扼要地描述了钠离子的生理功能。

(8)《灵枢经-本神》: 心气虚则悲,实则笑不休

心气对应于镁离子。在现实中,镁离子缺乏的患者往往有抑郁症的表现;而镁离子与神经酰胺相结合是酒精带来欣喜的原因。因此,“心气虚则悲,实则笑不休”这句话准确地描述了镁离子对情绪的影响。

镁离子是维持稳定心跳和正常血压以维持心脏健康所必需的基本物质,可见用“心气”命名充分体现了这一基本物质的生理功能。

(9)《素问-阴阳应象大论》: 寒极生热, 热极生寒

寒对应于IL-1 (白介素-1), 热对应于TNF-α. 现实中,IL-1 的产生导致 TNF-α 的产生 (反之亦然)。因此,“寒极生热, 热极生寒”这句话非常准确地诠释了IL-1和TNF-α 的相互关系。

TNF-α 的全名是肿瘤坏死因子,因在发现这个分子时其所具有的作用而得名。实际上,TNF-α的作用远不止于此,它是一种具致热性的促进炎症反应的细胞素,而且热环境会激活TNF-α。可见,“热”的中医名称准确地反映TNF-α 的特性。寒冷环境会大量激活 IL-1,同样 “寒”的中医名称也准确地反映了这种基本物质的特性。

(10)《素問-四時刺逆從論》:血氣乃竭, 令人解?

解?(xie4 yi4)指困倦无力, 懒得说话, 抑郁不欢。按照映射关系血气对应于铁离子。现实中,缺铁与疲劳、抑郁和功能状态不佳有关。因此,“血氣乃竭, 令人解?”这句话准确地描述了铁离子缺乏对人体的影响。

铁质是人体必需的营养素, 血液中的红细胞含有铁质。可见“血气”这一名称准确地反映了这一基本物质的生理功能。一看名称就知道其和什么相关。

2.     中医治疗关节炎(痹证)和糖尿病(消渴证)的分子机制

关节炎对应于中医的痹证,糖尿病对应于中医的消渴证。根据《黄帝内经》,“消”是一种中医的基本物质,其对应的分子是FoxO1. 为了进一步验证中医基本物质和信号分子之间的映射关系,笔者在书中详细的分析了中医对关节炎和糖尿病等的诊断治疗策略,其与现代医学完全一致。这部分要说清楚需要的篇幅比较长,这里只简略的介绍一下中医治疗痛痹的药方。《黄帝内经》认为,风气(NF-kB)主导的为行痹,寒气(IL-1)主导的为痛痹,湿气(IL-6)主导的为着痹。所谓痛痹就是痛风,现代医学已发现,通过抑制IL-1可以减轻痛风的症状。

《医宗必读》是明末著名医家李中梓撰写的一本医学书籍,成书于1637年。书中有 “治痛痹者, 散寒为主, 疏风燥湿, 仍不可缺, 大抵参以补火之剂, 非大辛大温, 不能释其凝寒之害也”的记载,并用乌头汤治疗“痛痹”,其作用机制如下图。

图六  乌头汤治疗痛痹的分子机制

从图六可见乌头汤抑制寒(IL-1)、湿(IL-6)、风(NF-kB)、热(TNF-α), 所谓“补火”就是补肾阳(Calcitonin), 而Calcitonin抑制寒IL-1。书中对乌头汤的分子机理进行了详细的分析,因为篇幅所限,本文亦不赘述。

3.     关于《黄帝内经》来源的思考

《黄帝内经》如此精准简要地描述了分子的生理功能和信号通道,那么《黄帝内经》中的知识来自哪里?人类认识世界大概有两种方法,一种是归纳推理,另外一种是演绎推理。

·     所谓归纳法就是从大量的试验和观察结果中寻找和总结规律的方法,我们理工科所学的知识大多是从归纳法来的。

·     而演绎推理是严格的逻辑推理,一般表现为大前提、小前提、结论的三段论模式:即从两个反映客观世界对象的联系和关系的判断中得出新的判断的推理形式。

笔者在研究映射关系期间,曾阅读了一些古人和今人所著的中医理论文献。一个很强烈的感觉就是这些作者在推导中医理论的时候,用的不是归纳法而是演绎法。例如:天津中医学院学报1995年1月曾刊登了刘庆华教授的一篇论文,该文分析了荣气和营气之间的区别。按照映射关系,荣气对应于三磷酸腺苷,刘庆华教授在描述荣气的性质的时候,几乎与生物课本里面所写的三磷酸腺苷的性质完全一致。而刘庆华教授在当时应该没有意识到荣气就是三磷酸腺苷,而一般的中医用药也不太可能归纳出用生物化学实验才能认识到的三磷酸腺苷的性质。在中医理论文献里,这样的例子比比皆是。例如,中医理论指出不同的草药分别具有补肺气、理肺气、降肺气以及敛肺气的功用,按照映射关系肺气对应于缺氧诱导因子(HIF-1)。而这些草药的功用与HIF-1信号通道的各个演化过程完全一致!同样,一般的中医用药也不太可能归纳出用生物化学实验才能认识到的HIF-1复杂的信号通道演化过程。

因此,笔者揣测中医理论的发展可能与中国古人认识世界的方法有关。但是笔者学识浅陋,尚不能准确解释这一方法,只能管窥蠡测,希望相关的专家学者指教。

 

4.     结语

除了这48对基本物质之外,《黄帝内经》里面还提到了其它基本物质,例如大肠气、小肠气、阳精、阴精等等,由于提到的次数很少,现在还不能确认其相对应的分子。The Mapping between Traditional Chinese Medicine and Signaling Molecules虽然是英文版,但是所有引自《黄帝内经》和其他中医古籍的字句都保留了中文原文,便于读者查考。

图七 作者所著The Mapping between Traditional Chinese Medicine and Signaling Molecules 一书的内页

《黄帝内经》用字讲究、词句优美、对仗工整。但由于本人的古文水准有限,对《黄帝内经》语句理解未必准确,可能有所错漏,还请各位读者不吝赐教。

《黄帝内经》里面关于用药和穴位的部分说的很少,绝大部分是介绍中医基本理论,也即精气神等等中医基本物质和经脉络脉对人体的各种影响。以《黄帝内经》为基本教义的中医理论,是中医诊断和用药的圭臬。自1879年清末的朴学大师俞樾发表《废医论》以来,“中医可废,而药不可尽废”的主张不绝于耳,也即所谓的“废医验药”。事实上,中医的菁华就在其理论部分,如果废除了中医理论,那么所谓的验药也就成了无源之水、无本之木。

从已经找到的中医和分子映射关系来看,《黄帝内经》也可以说是一本从分子生物学角度描述人体生理过程的医学书籍,即不“玄”,也不“虚“。The Mapping between Traditional Chinese Medicine and Signaling Molecules只涉及了《黄帝内经》的一些皮毛,有很多内容以我们现在的知识水平尚难理解,其中提到的一些物质的运行也尚无法用实验手段测得。譬如,《黄帝内经》说人体内的阳气(钙离子)的运行是从手到头,再从头到脚;阴气(钾离子)的运行是从脚到头,再从头到手。但我们现在的测量技术还不能测量到分子在人体内的运行路径,也就无法证实阳气和阴气的运行规律。

本书的出版只是连接中医和现代医学的一小步,笔者相信,东西方医学的交流和相互支持有助于深入了解人体生理、病理、药理过程,从而能更有效地发现新的治疗方法。

表一  48对映射关系

 

讲座视频YouTube链接:

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

讲座视频百度网盘:

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

提取码 0807

讲座PPT:

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

书目链接:

The Mapping between Traditional Chinese Medicine and Signaling Molecules

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

 

图八 作者所著新书

 

作者简介

刘扬,1981年考入中国科学技术大学近代力学系,澳大利亚悉尼大学博士,1998年开始执教于香港理工大学。

作者近照

 

* 李约瑟《中国科学技术史》

 

海上生明月,天涯共此时

祝校友们

中秋佳节健康快乐!

编辑:理实, 许赞华

排版:俞霄, 许赞华

 

《科大瞬间》编辑部

常务编委:

许赞华 803  | 陈锦雄 812

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科大瞬间 回复 悄悄话 回复 'portfolio' 的评论 :
作者回复:儿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),其和宗气的性质很像。但是《黄帝内经》用词非常精准,作者认为宗气不太可能对应多个分子,而且多巴胺与黄帝内经中所提宗气的性质完全一致,因此认为宗气对应多巴胺。
科大瞬间 回复 悄悄话 回复 'portfolio' 的评论 :
作者回复:黄帝内经里面并没有说用咸味食物补气,反而多次提到过咸的食物会引发疾病。
科大瞬间 回复 悄悄话 回复 'portfolio' 的评论 :
作者回复:除了这48对基本物质之外,《黄帝内经》里面还提到了其它基本物质,例如大肠气、小肠气、阳精、阴精等等,由于提到的次数很少,现在还不能确认其相对应的分子。也有可能还有其它的中医基本物质,作者没有发现。《黄帝内经》内容浩繁,这只是作者的管窥蠡测之见。
portfolio 回复 悄悄话 作者有没有说到一些非常重要的分子,如一些激素?譬如,肾上腺素与肾上腺皮质素,未成年人最重要的生长激素,以及成年人非常重要的胰岛素,等等。
portfolio 回复 悄悄话 气对应于钠离子
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怪不得,低钠(低盐)饮食,会使人缩短寿命,早死。
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