生物学家看经络

经络,这一在生命期间呈胆甾相液晶态的体液内环境,是体内众多细胞、脏器赖以生存的温暖的“怀抱”。经络的重要构成物质之一就是从低等单细胞到高等人体中均大量分泌的透明质酸。在强大的进化压力下,生命始终离不开这一“襁褓”,必定有其重要的生理原因。对经络之类的中医药迷团的破解,向今后的纳米技术发展提出了新的挑战。
1 襄挟生命的“襁褓”
在地球上,几乎所有的生命于存在形式上缘何都龟缩于液晶态的(细胞质、细胞间质)体液“襁褓”中?在构建经络模型[1]的研究过程中,针对经络与生命的关系,笔者曾有这么个猜想——地球史上最伟大的事件之一莫过于生命的诞生。或许是对月球的俘获令地球突遭巨大的天文引力,再度拉碎了当时还相当脆弱的地壳,一时间火山四冒、朝汐剧烈,沸腾的原始海洋中合成出了大量的有机质。关于这大量涌现的有机质,其产物中有几项值得高度重视:①滚开的海涛淘出大量由双极性分子膜包裹的泡沫,其中“微沫”级泡沫的存在时间较长;②翻滚的海洋“合成釜”中有机合成逐步达到蛋白水平、逐步合成出最原始的核酸;③海底岩浆凝结冷却、海温基本达蛋白不致变性的温域后,包裹有原始蛋白的“微沫”与核酸偶遇——生命的燥动就不可避免了!在环境恶劣的原始海洋中,大量存在的由双极性分子膜包裹的“微沫”确实是个好东西,这类相对封闭的“微环境”形成的“原始细胞”,既保护了原始核酸在蛋白附着物上的复制不受外界干扰,又可不断地从周围海水中吐故纳新……海洋中富含大量的有机养分,这是生命“创世纪”时期所必需的!
在双极性分子膜护佑下的原始细胞内,原始核酸与原始蛋白相遇并在其上复制,这一可称“生命”的先进的有机合成形式一出现就显现出巨大的优越性,以至后来的进化都是以不断衍生出新的膜系统(或称内皮系统、细胞器)来增强原始细胞的生存本领——逐渐进化到原核细胞、真核细胞,再因动能上的分工而从单细胞逐步进化到多细胞体时代,这又里程碑似地提升了生命之火的延续质量。生存能力的提升最终令生命由低等逐步发展到了高等,直至原始藻类的光合作用使大气高层的臭氧浓度达到生命体足以爬上陆地生存时,新的一天就来到了。
但生命毕竟是脆弱的,最适宜其生存的仍是那原始的海洋。于是在表皮包裹下的内“海洋”系统就成了原始多细胞生命体登陆求生所必备。这一内“海洋”襁褓又进一步地提升了生命体的生存质量,生命体内的膜系统又因之不断地扩张——在“内海洋”中再度不断地进化出“内‘内海洋’”来。这种进化程度越高,细胞群的分工就越细,生命体的生存质量亦随之愈高。最终使各细胞群细化分工成生命体内的各种脏器——拥有“脏腑”的高等动物就面世了。
生命是怎样地出现于地球上?至今仍是个谜。生命诞生于原始海洋,属众多猜想中的一个。但生命都存在于液晶态的体液“怀抱”——“经络”之中却是个不争的事实。与生命诞生之初的原始海洋比,构筑经络“内海洋”的已不再是高度无序的水溶液,而是液晶,是高度有序的生命过程赖以生存的生理内环境。这是生命体生存质量的关键,是中医五千年不朽的根基。

2 “分肉之间”有奥妙
经络在“分肉之间”,此处生理对生命活动极其重要——酶元从DN**段复制合成后,还须分泌到细胞外的细胞间液(孙络,广义的“分肉之间”)中再对其分子链构型重整,才具有活性。要在这难以“固定”的体液中实现多肽链上各活性基团纳米精度的重定位,能担此重任者唯有液晶——借助液晶分子重排序活动才足以实现大分子链及其活性基团间纳米精度的重定位。在体液中,也确实大量存在一种能形成液晶的物质,这就是透明质酸(hyaluronic acid, HA)。HA是由葡萄醛酸-N-乙酰氨基葡糖为双糖单位组成的直链高分子多糖,平均分子量为105~107,分子中两种单糖的摩尔比为1∶1。
HA分子通过与水形成氢键可结合多于本身千倍的水,手性光学检查和核磁共振均表明,此时的HA分子在很大程度上以有序状态存在[2-4] ,是液晶。X衍射显示呈螺旋型丝带状的HA上每个双糖单位含有4个氢键,同螺旋轴平行,使HA链具有刚性,在溶液中呈松展的、高溶剂化的螺旋状[5-6],属胆甾相液晶。HA是构成细胞外基质(extracellular matrix, ECM)和细胞间质(intercellular matrix, ICM)的主要成分,具有构成多种基质、调节渗透压、调控大分子物质的运转、在细胞周形成物理屏障以及调节细胞功能等作用。面对这“循皮肤之中,分肉之间”的HA之种种表现,不禁令人联系起“分清泌浊,协调阴阳,平衡虚实,濡筋骨,利关节……”即从中医经络学说角度看,生命期间呈胆甾相液晶态的体液在生命过程中确实具有其特色显著的生理学意义。
在实验室中,借助偏光显微镜可观察到标志液晶结构特征的纹理结构。殊不知这美丽的光纹竟是由液晶分子排序上的缺陷——位错和向错造成的。鉴于分子热运动等情况的大量存在,位错与向错在液晶中会随机、大量地出现。此原理类推至经络:人不活动就易患病。这是因为分子热运动、外来刺激、内分泌变动等繁杂影响的存在,构成经络的体液液晶体内同样也会随机地产生出大量的位错和向错。体液排序上的异构直接影响到体液内环境中蛋白体系活性的正常发挥——病邪乘虚而入之“虚”就与体液液晶排序异常造成经络“气血”运行障碍直接相关。加之体液不存在类似心脏的动力源,必须在肌肉的挤压、推拿下才能运动。故传统的中医保健,如太极拳等都重在使全身各处肌肉都活动起来,再加有“先天之精气”决定的“分肉之间”组织腔隙结构及内分泌等“边界条件”[1]的存在,活动起来的体液在不断地消除掉其间随机发生的向错、位错,确保了经络体系的“气通血畅”。生命在于运动、锻炼能强身健体的道理或许就在这里。同时非常规的运动比正常活动能更充分地把全身各部分肌肉都充分调动起来,故人们普遍感觉倒行比散步的锻炼效果更好些。
当然,“分肉之间”的最大奥妙,还在由神经反射左右下的内分泌(脏腑之气)主导的液晶重排序活动(经络之气)对体液内蛋白体系活性的有效调控,使之成为体内重要的生化反应流水作业线。经络之气与循经神经末梢的联动——体液重排序之影响导致的酶等蛋白活性之变动对神经末梢的刺激引发的冲动反射,使对证处方的针刺、中药等中医临床手段能“脏腑-经络-神经”一体化地调整着内生理平衡过程,加速了患者内生理“阴阳平衡”的到来。

3 结缔组织藏“玄机”
若以针刺“得气”来定位“分肉之间”,解剖上与之对应者多为机体组织腔隙构造中的结缔组织。应该说“结缔组织”这个称呼太笼统,它包括疏松结缔组织、致密结缔组织、网状组织、脂肪组织、软骨组织、骨组织、血液、淋巴等。从经络研究角度看,重点要关注的是体内结缔组织中HA的浓度分布:在血液、淋巴液、房水以及脑脊髓液,或在细胞间充填的固体基质如内皮细胞以及充填于神经细胞之间的ICM,此类区间中的HA浓度一般较低,如血液、淋巴液和脑脊液中HA的浓度为0.01~50μg/mL[7];但在液体基质如关节腔滑液、液状玻璃体,或在固体基质如凝胶状玻璃体及软骨等区域的基质中往往含有高浓度的HA,如关节滑液的HA浓度为1.4~3.6 mg/mL,玻璃体HA的浓度为0.14~0.34 mg/mL。依据这类实验观测数据,经络的“利关节”似乎可以这样讲,当浓度约0.2mg/mL、相对分子质量(relative molecular mass, Mr)为(4~5)×106的HA在ICM中水合完全时可占据半径约0.5μm的球形空间。超过此浓度,HA分子发生缠绕、形成大分子网状结构[8] ,具有明显的粘弹性——此时的HA溶液受到较慢的撞击或振荡时,由于分子有时间解开彼此间的缠绕,HA溶液主要表现出粘性;若受到较快的撞击或振荡、分子链没有足够的时间解开彼此间的缠绕,HA溶液就变成弹性体了。这对关节的生理机能至关重要[9]——行走(低频撞击) 时它呈粘性,起润滑作用,减少关节组织间的磨擦;跑步、弹跳(高频撞击)时,就呈弹性体,可缓冲应力对关节组织的撞击,再加关节滑液中的蛋白质与HA结合,在润滑关节中发挥起重要的作用[10],经络在如此地“利关节”,真可谓巧矣。
至于“濡筋骨”,ICM填充在细胞间隙内,维持细胞及组织的结构完整。密如蛛网的孙络起着与细胞等组织具体交换物质的生理作用,为细胞提供生存代谢谢的生理内环境。在“神经反射-脏腑内分泌”共同作用下的孙络排序“气血”,对神经递质的传递及代谢谢、对到达细胞的物理信息和分子信息进行滤过和甄别,等等这些对生长在此“襁褓”中各细胞的生理功能产生着重要的影响。一句话,填充于结缔组织的基质、组织液,其合成、分泌,结构、性质对细胞的代谢谢及功能具有重要的影响,其中液晶态的体液重排序活动直接掌控着体液内环境中蛋白体系之活性。如此看待结缔组织中充填的液晶态的体液之生理学效应,在很大程度上就属中医经络所论及的生理功能。
把观察视角如此地一圈定,就不难看出:这个为体液内环境之所在的人称结缔组织的地方,中医标示的主经、大络,尤其是穴位之所在,除有大量神经末梢外,经、穴的组织结构与其类似的组织间不会有太大的差异。经络之气主要表现在内分泌,表现在液晶态的体液排序活动对体液内酶等蛋白构型的有效调控,表现在酶活性变动对循经、尤其是穴位处神经末梢的有效刺激上。而这类过程在生命活体上如何有效地观察,却给当今的人们从解剖角度剖析经络原理出的一道大难题。譬如,具备体内无损动态观测能力的核磁共振虽比CT提升了多少个数量级,但在目前的计算机硬件支撑、软件分析等技术条件下,其有效分辨率仍远达不到数百纳米这样一个精确观测蛋白构型变动的数量级。而要想观察到针刺对体液内酶等蛋白体活性的直接调控,这样的指标是最基本的。

4 生命大厦的 “根基”
自生命进化到多细胞体后,各细胞间功能协调的“信息”交换就不再是简单的物质交换了,尤其是发展到具有脏腑的高等动物后,神经体系这一高级信息管理系统就登场了。但这并没撼动经络在生命体上的重要地位:此时经络已成为神经及其传导的生理支撑[11]。而且在支持生命的生理重要性上,经络是生命过程生理基准状态的基础[12]——只要经络没崩溃,离体的器官也能存活,其细胞群生理系统就能维持住自身的生命之火。在临床上,经络溃散必致机体组织溃败,严重者必须手术或截肢;但神经功能的障碍只表现为信息传导失灵,这其中最典型的例子就是截瘫——其经络生理尚能维持,但中枢神经上的损败中断了大脑中枢与对应生理模块间的联系。
由此可见,经络是多细胞体上最基础的生命基石。她不仅对于低等多细胞生命体非常重要,就是在已出现神经、脏腑等的高等级生命体上仍不可或缺。经络于生命的重要性可以循经声信息频谱分析实验为证:在切断动物的血管或神经(包括植物神经)后、在截瘫病人的瘫痪区,循经声信息仍然出现[13]。这种生物物理信号的传导与血管、神经无关。但它显然是经络功能的一种表现——这种声信息的传导有明显的循经性,它不同于背底声(如心音、呼吸音、肌缩音等),其传导缓慢且重复性强。这是什么声音呢?在笔者提出的经络模型[1]上看,这个答案就很简单:由于生命期间诸多因素的作用,在构成经络的体液液晶体中会随机、大量地出现向错和位错。同时由于生命体生理内平衡的自稳定本能,体内的内分泌和经络循行等生理活动都不断地促成着经络液晶体的重排序过程,故可用仪器**到这种随机性很高的体液液晶分子群在重排序过程中转动时发出的声音。最引人注目的是这种循经声信息与生命现象的伴随关系:在实验动物、或截下的一条肢体进入临床死亡后约30~60分钟,这种声信息才渐渐地寂然而去[14]……请注意!也就是从这时开始,尸僵出现了!
以上是从进化角度、依现代生物学视角审视了中医之经络——经络,这一生命期间呈液晶态的体液内环境,是生命活动最原始的生理基础、属生命进化的底层。因为不论是单细胞还是多细胞的生物,其生命过程定紧拥在呈液晶态的细胞质、细胞间质的温暖的怀抱中。此“襁褓”一旦解体,作为溶致液晶溶质的HA凝胶化、作为溶剂的组织液析出——“阴阳离决”了、溃烂流水了,生命也就终结了。如此地把经络问题拿到生物进化平台上来解析,有益于以现代科学思维、研究方法及其手段、工具来认识古老的中医问题,有益于中医文化于不同文化背景的世界各国、各地的最广大的民众所理解和接受。这对于中医的全球交流与推广,对于中医这一“生态、绿色、可持续发展”的医疗体系服务全世界,对经络实质等重大中医基础理论问题的早日破解,都是有意义的。