艾灸溫?zé)嵝?yīng)的生物物理學(xué)特性研究進(jìn)展

劉 密 ，彭 艷 ，常小榮 *，嚴(yán) 潔 ，易受鄉(xiāng) ，林亞平 ，岳增輝

（1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)針灸推拿學(xué)院2008級(jí)博士研究生班，湖南 長(zhǎng)沙 410208；2.湖南中醫(yī)藥大學(xué)經(jīng)穴-臟腑相關(guān)重點(diǎn)研究室，湖南 長(zhǎng)沙 410007；3.湖南中醫(yī)藥大學(xué)針灸生物信息分析重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

艾灸是針灸療法的一個(gè)重要組成部分，其起源于人類掌握用火之后，在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期已頗為流行，《孟子·離婁上》載：“今之欲王者，猶七年之病，求三年之艾也”。艾灸具有針、藥所不具備的獨(dú)特作用，早在《靈樞·官能》篇就有“針?biāo)粸椋闹恕钡挠涊d。《醫(yī)學(xué)入門》中明確指出：“凡病藥之不及，針之不到，必須灸之?！被诎寞煼ǖ娘@著臨床療效，一度重針輕灸的觀念有所改變，其廣泛應(yīng)用于臨床各科病癥的治療，無論寒、熱、虛、實(shí)證均可使用灸法，故有“灸治百病”之說?，F(xiàn)代研究表明[1]，艾灸可以調(diào)整臟腑機(jī)能，促進(jìn)新陳代謝，增強(qiáng)免疫功能，尤其在治療慢性病、疑難病及預(yù)防保健方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，而艾灸治療疾病時(shí)產(chǎn)生的溫?zé)嵝?yīng)是取得療效的關(guān)鍵[2]。

在艾灸引起組織溫度變化的過程中，實(shí)質(zhì)是熱量轉(zhuǎn)移的過程。艾灸激發(fā)經(jīng)絡(luò)腧穴的生物物理學(xué)特性有兩個(gè)特點(diǎn)[3]：①物理學(xué)能量循經(jīng)傳導(dǎo)的普遍性以及腧穴定位的特異性。不同的物理能量在經(jīng)絡(luò)循行線上基本都能呈現(xiàn)優(yōu)勢(shì)傳導(dǎo)，而在腧穴所在的位置則表現(xiàn)出不同于周圍組織的特異性；②經(jīng)絡(luò)及腧穴的生物物理學(xué)特性與人體狀態(tài)的相關(guān)性。許多實(shí)驗(yàn)表明，健康人體和病人的經(jīng)絡(luò)、腧穴對(duì)外界物理能量的敏感性存在較為明顯的差異，總體趨勢(shì)表現(xiàn)為從平衡轉(zhuǎn)為不平衡，敏感性由高轉(zhuǎn)低。而艾灸生物物理性質(zhì)的研究也涉及生物傳熱學(xué)、電學(xué)特性、電磁學(xué)特性、腧穴熱敏化及紅外共振輻射等，現(xiàn)將其相關(guān)研究進(jìn)展概述如下。

1 生物傳熱學(xué)特性

生物傳熱學(xué)是一門交叉學(xué)科，它研究生物體內(nèi)的熱質(zhì)傳輸現(xiàn)象，其目的在于通過把傳熱學(xué)的基本原理和研究方法、手段引入生物和醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域中，探討物質(zhì)和能量在生物體內(nèi)的傳輸規(guī)律。該學(xué)科的產(chǎn)生無疑會(huì)對(duì)與“熱”密切相關(guān)的艾灸療法研究有所啟示，因?yàn)榘臒醾鬟f同樣遵循傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射三個(gè)方式，無論是接觸灸或是非接觸灸，艾灸在生物組織內(nèi)的熱傳遞以及艾灸引起的組織熱損傷，均可歸屬生物傳熱學(xué)研究的范疇。從微觀而言，熱對(duì)生命系統(tǒng)的影響，本質(zhì)上均體現(xiàn)在對(duì)蛋白質(zhì)、細(xì)胞及組織性質(zhì)的改變上。例如艾灸對(duì)機(jī)體熱休克蛋白的影響[4-12]，艾灸通過上調(diào)大鼠胃黏膜細(xì)胞HSP70表達(dá)，繼而作用于凋亡線粒體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)靶點(diǎn)，由此抑制胃黏膜細(xì)胞凋亡，達(dá)到保護(hù)胃黏膜損傷的作用。從宏觀上講，能量過程是生命系統(tǒng)中的基本過程,而熱是能量過程的重要表現(xiàn)形式，生命現(xiàn)象的各個(gè)層次無不包含熱效應(yīng)[13]。把艾灸熱作為一種特殊的能量介入方式，從能量的角度著手，利用生物傳熱學(xué)理論，可能是一個(gè)較理想的方法。提供什么樣的一個(gè)溫度場(chǎng)分布狀況(或者說熱過程或能量過程)，可使生物組織恢復(fù)或穩(wěn)定于正常狀態(tài)，這是一個(gè)極有誘惑力的探索[14]。

2 電學(xué)特性

目前，經(jīng)穴的低電阻特性已被廣泛地證實(shí)[15-17]。沈雪勇等[18]也提出人體穴位伏安特性曲線具有非線性、慣性兩大特征,穴位非線性特征反映了人體作為高等生物所具有的生理與行為的復(fù)雜性,而慣性特征則與穴位能量代謝有關(guān)。艾灸影響經(jīng)絡(luò)腧穴的電學(xué)特性與人體的狀態(tài)密切相關(guān)，汪家柔[19]通過艾灸肺俞、肝俞穴,觀察穴位施灸后鈣離子在相關(guān)臟腑之間的分布調(diào)配及相關(guān)穴位電流變化規(guī)律，研究“穴臟相關(guān)”的非線性規(guī)律,發(fā)現(xiàn)艾灸肺俞穴可顯著提高肺俞穴電流,艾灸肝俞穴可顯著提高肝俞穴電流,且分別艾灸肺俞、肝俞穴可影響其他五臟背俞穴的電流。提示艾灸背俞穴后穴位生物電流增加除了存在穴位特異性相關(guān)外,還對(duì)其他背俞穴的電流存在非線性的不同程度的影響作用，刺激穴位存在“穴臟相關(guān)”、“一穴多臟”之非線性作用，而此非線性特性存在一定的規(guī)律,部份符合五行理論中的生克關(guān)系。

3 電磁特性

電與磁是相伴而生的，電子的自旋產(chǎn)生磁，運(yùn)動(dòng)的磁產(chǎn)生電。變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)不是孤立的，是相互聯(lián)系、激發(fā)，形成統(tǒng)一的電磁場(chǎng)?；诎暮笱ㄎ簧镫娏髟黾拥奶禺愋砸?guī)律，我們推測(cè)灸后穴位（或各脈）電磁特性也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化。劉陸四等[20]認(rèn)為，人體時(shí)刻都相對(duì)地在磁場(chǎng)做著復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),這些運(yùn)動(dòng)必然產(chǎn)生人體內(nèi)電荷的位移,經(jīng)絡(luò)即是這些電荷運(yùn)動(dòng)的主要通道。經(jīng)脈與經(jīng)穴是依附于組織細(xì)胞存在的實(shí)體，其調(diào)整功能有賴于神經(jīng)體液及循經(jīng)電磁振蕩和化學(xué)振蕩的波動(dòng)性。不管是電磁振蕩還是化學(xué)振蕩，均具有波的特性，這些波的振蕩參數(shù)之中包含了調(diào)控生長(zhǎng)和生理功能的各種信號(hào)[21]，經(jīng)絡(luò)的功能活動(dòng)依托于電磁振蕩與化學(xué)振蕩主導(dǎo)的能量信息系統(tǒng)。而基于經(jīng)絡(luò)調(diào)整是電磁振蕩→化學(xué)振蕩→神經(jīng)、體液和微循環(huán)等調(diào)控的動(dòng)態(tài)調(diào)衡過程[22]，那么，艾灸對(duì)經(jīng)絡(luò)及腧穴的電磁學(xué)特性的影響也將逐漸成為研究熱點(diǎn)。

4 紅外熱輻射效應(yīng)

任何物體的溫度在絕對(duì)零度(-273℃)以上都有分子的熱運(yùn)動(dòng)，而分子熱運(yùn)動(dòng)以紅外熱輻射的形式向外界散發(fā)著能量。人體既是一個(gè)紅外輻射源，又是一個(gè)良好的紅外線吸收體，不斷的輻射和吸收紅外線，進(jìn)行輻射代謝。艾灸是一種熱輻射反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)是溫?zé)岽碳さ慕Y(jié)果，即通過刺激皮膚感受器，影響組織細(xì)胞的生化代謝以及神經(jīng)系統(tǒng)功能。研究發(fā)現(xiàn)隔物灸產(chǎn)生的紅外輻射與熱量傳遞有關(guān)[23]，艾絨燃燒時(shí)產(chǎn)生紅外線，其輻射能譜在0.8～5.6 μm之間，這表明燃燒艾絨時(shí)的輻射能譜不僅具有熱輻射-遠(yuǎn)紅外輻射，而且還具有光輻射-近紅外輻射[24]。艾灸的能譜近紅外輻射占主要成分，且峰譜在1.5 μm附近[25]；直接灸的峰譜在3.5 μm左右，而間接灸的峰譜在10 μm左右[26-28]。一般遠(yuǎn)紅外線能直接作用于人體的較淺部位，靠傳導(dǎo)擴(kuò)散熱量；而近紅外可直接滲透到人體的較深部位，其穿透深度可達(dá)10 mm左右，通過毛細(xì)血管網(wǎng)傳到更廣泛的部位[29]。艾灸紅外輻射為機(jī)體細(xì)胞活動(dòng)提供了必要的能量：當(dāng)紅外光作用于腧穴組織時(shí)，組織吸收光能將其轉(zhuǎn)化為生物能儲(chǔ)存在ATP分子中，隨著ATP的水解，ATP轉(zhuǎn)化為ADP，并釋放能量作為生命活動(dòng)的能源。研究表明人體穴位紅外輻射不僅含有人體熱信息,而且還和人體內(nèi)能量代謝等因素相關(guān)，穴位點(diǎn)的ATP能量代謝比周圍要高[30]。在病理狀態(tài)下,人體皮膚和組織輻射的紅外線發(fā)生一定的改變。且不同的體質(zhì)和疾病其輻射及最佳吸收的紅外線有區(qū)別，即光子吸收與皮膚光學(xué)有密切關(guān)系。這可能是生物組織吸收光子和使人體本身傳輸?shù)墓庥行蚧嘘P(guān)。

5 腧穴熱敏化及紅外共振輻射

機(jī)體在疾病狀態(tài)下，體表相關(guān)部位會(huì)出現(xiàn)病理反應(yīng)，這種病理反應(yīng)伴隨疾病的發(fā)生而產(chǎn)生，隨病情的改善而減輕或消失，這個(gè)體表相關(guān)部位在出現(xiàn)病理反應(yīng)期間，就稱為疾病反應(yīng)點(diǎn)。腧穴的起源就是疾病反應(yīng)點(diǎn)，疾病反應(yīng)點(diǎn)則是動(dòng)態(tài)的、個(gè)體化的、敏化態(tài)的腧穴。陳日新[31]提出腧穴熱敏化灸療新理論由三條規(guī)律組成：（1）人體腧穴存在靜息態(tài)與敏化態(tài)兩種狀態(tài);敏化態(tài)的腧穴對(duì)外界相關(guān)刺激呈現(xiàn) “小刺激大反應(yīng)”（非熱敏點(diǎn)對(duì)艾熱僅產(chǎn)生局部和表面的熱感）；（2）腧穴敏化的類型多種多樣，而腧穴熱敏化是一種新類型；腧穴熱敏化的特征是：當(dāng)受到艾熱刺激時(shí)呈現(xiàn)透熱、擴(kuò)熱、傳熱、局部不（微）熱遠(yuǎn)部熱、表面不（微）熱深部熱、非熱覺等奇異現(xiàn)象；（3）熱敏化腧穴是灸療的最佳選穴，艾灸熱敏化腧穴極易激發(fā)灸性感傳（約95%的出現(xiàn)率）乃至氣至病所,臨床灸療療效大幅度提高。腧穴熱敏化現(xiàn)象已涉及到許多新的生命現(xiàn)象，新的生命現(xiàn)象必然蘊(yùn)涵著新的生命規(guī)律與機(jī)制，對(duì)其進(jìn)行深入研究，有可能發(fā)現(xiàn)人體機(jī)能調(diào)控的新規(guī)律，對(duì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展提供創(chuàng)新的機(jī)遇。研究表明[32]某些病理態(tài)腧穴的自發(fā)紅外光譜與艾條燃燒時(shí)的紅外發(fā)射光譜的輻射峰區(qū)域基本一致，提示紅外共振可能是艾條的輻射能量高效傳遞給敏化態(tài)腧穴，使艾灸發(fā)揮治療作用的生物物理基礎(chǔ)。通過研究艾灸的紅外光譜特性及其與效應(yīng)的關(guān)系，證實(shí)艾灸和穴位的紅外共振輻射也是艾灸起效的關(guān)鍵因素之一。

6 前景與展望

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為熱療的臨床作用有：（1）可使局部組織升溫，加強(qiáng)新陳代謝和酶反應(yīng)和擴(kuò)張微血管，從而加強(qiáng)自動(dòng)性充血和吞噬作用，可治局部亞急性和慢性炎癥；（2）使神經(jīng)末梢興奮性降低，可減輕神經(jīng)痛、肌痛和關(guān)節(jié)痛及抗痙攣的作用。能降低某些不抗熱細(xì)菌的活力而殺菌；（3）可加強(qiáng)排汗，促進(jìn)新陳代謝，改善營(yíng)養(yǎng)，刺激細(xì)胞的生長(zhǎng)和再生。對(duì)艾灸的現(xiàn)代研究表明，這些作用均屬于艾灸溫?zé)岬墓πХ秶鷥?nèi)?？傊牡臏?zé)嵝?yīng)既能影響灸下生物組織內(nèi)溫度場(chǎng)的動(dòng)態(tài)分布情況，灸熱引起的宏觀能量（熱能）遷移變化過程，又能激發(fā)熱敏態(tài)腧穴自發(fā)紅外光譜變化產(chǎn)生“共振”，同時(shí)艾葉有效成分燃燒生成物也能起到輔助治療作用。

在艾灸溫?zé)嵝?yīng)的生物物理學(xué)特性的基礎(chǔ)上，采用傳統(tǒng)和現(xiàn)代相結(jié)合的多學(xué)科研究方法，從機(jī)體對(duì)艾灸的反應(yīng)性特點(diǎn)及其與艾灸紅外物理特性關(guān)系、灸療的熱敏規(guī)律及其科學(xué)基礎(chǔ)、艾灸溫?zé)岽碳さ木植扛惺軝C(jī)制及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、艾灸的溫補(bǔ)效應(yīng)規(guī)律及其原理、艾灸的溫通效應(yīng)規(guī)律及其原理等方面開展多層次、多學(xué)科的協(xié)作研究，有望較為系統(tǒng)地闡釋灸法的應(yīng)用規(guī)律與基本作用原理，更好地指導(dǎo)灸法臨床實(shí)踐，提高灸法臨床療效，促進(jìn)灸法的傳承與創(chuàng)新，推動(dòng)灸法的科學(xué)化和國(guó)際化進(jìn)程[33]。

總而言之,突破由單一生物學(xué)為主的研究方法，發(fā)展多學(xué)科交叉的研究來尋求針灸治病的作用機(jī)制，是解決生物醫(yī)學(xué)難題有效的解決方案，利用多學(xué)科交叉研究艾灸，可以為中醫(yī)艾灸技術(shù)建立新的理論基礎(chǔ)。

[1]吳煥淦，嚴(yán) 潔，余曙光，等.灸法研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].上海針灸雜志，2009，28(1)：1-6.

[2]Freire A O,SugaiG C,Blanco M M,etal.Effect of moxibustion at acupoints Ren-12 (Zhongwan),St-25(Tianshu),and St-36 (Zuzanli)in the prevention of gastric lesions induced by indomethacin in Wistar rats[J].Digestive Diseases and Sciences,2005,50(2):366-374.

[3]魏育林,屠亦文.經(jīng)絡(luò)及腧穴的生物物理學(xué)特性的研究進(jìn)展[J].中國(guó)針灸，2005,25(11):817-819.

[4]常小榮,彭 娜,易受鄉(xiāng),等.艾灸預(yù)處理對(duì)應(yīng)激性潰瘍大鼠胃黏模HS P70蛋白及mRNA表達(dá)的影響 [J].世界華人消化雜志,2006,14(13):1 252-1 256.

[5]易受鄉(xiāng),彭 艷,常小榮,等.艾灸對(duì)應(yīng)激性胃潰瘍大鼠胃黏膜細(xì)胞增殖和凋亡的影響及其與熱休克蛋白表達(dá)關(guān)系的研究 [J].針刺研究,2006,31(5):259-271.

[6]易受鄉(xiāng)，郁 潔，常小榮，等.艾灸促進(jìn)胃黏膜細(xì)胞HSP70表達(dá)上調(diào)對(duì)細(xì)胞凋亡線粒體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的影響 [J].世界華人消化雜志,2008,16(24)：2 689-2 694.

[7]常小榮,彭 娜,易受鄉(xiāng),等.艾灸足三里和梁門穴誘導(dǎo)熱休克蛋白70抗大鼠胃黏膜氧化損傷作用 [J].世界華人消化雜志,2006,14(35):3 405-3 408.

[8]郁 潔,易受鄉(xiāng),常小榮,等.艾灸足三里、梁門穴對(duì)大鼠不同組織器官HSP70表達(dá)的影響[J].湖南中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2009,29(4):67-69.

[9]Peng NA,Chang xiao-rong， Yi shouxiang， et al.Experiment Study on Moxibustion at Zusanli(ST36)and Liangmen(ST21)inducing heat shock protein70(HSP70)expression to resist oxidative injury of gastric mucosa[J].World J.Acu-Moxi，2006，16(2):22-26.

[10]Peng yan, Yi shouxiang, Chang xiao-rong. Acupuncture-moxbuxtion,heat shock Protein 70 and cytoprotection[J].World acu moxi，2006,16（1）：45-52.

[11]Xiao-Rong Chang,Na Peng,Shou-Xiang Yi,et al.Association of highexpression in rat gastric mucosal heat shoc k protein 70 induced by moxibustion pretreatment with protection against stress injury[J].World J Gastroenterol 2007 August 28，13(32):4 355-4 359.

[12]Shou-Xiang Y i,Yan Peng,Xiao-Rong Chang,et al.Effect of pre-moxibustion on apoptosis and proliferation of gastric mucosa cells[J].WorldJ Gastroenterol，2007，13(15)：2 174-2 178.

[13]趙南明,王存誠(chéng).生命科學(xué)與熱物理學(xué)再次相遇——生命系統(tǒng)中的熱耦合問題[J].物理,1998,27(3):146-150.

[14]夏永莉,賴新生.從生物傳熱學(xué)角度研究中醫(yī)艾灸機(jī)理[J].生物醫(yī)學(xué)工程研究,2008,27(2):142-144.

[15]許云祥,胡翔龍,吳寶華.心包經(jīng)循行線上皮膚低阻點(diǎn)的皮膚電位檢測(cè)[J].福建中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),1999,9(2):13.

[16]程紹魯,鄭毓新,余 登.443例人體經(jīng)穴皮膚電阻抗振蕩波動(dòng)現(xiàn)象觀察[J].針刺研究,2000,25(2):109.

[17]吳成舉,曹 悅,鄭利巖.家兔“心、小腸經(jīng)”常用經(jīng)穴測(cè)定及臟腑效應(yīng)驗(yàn)證[J].遼寧中醫(yī)雜志,2003,30(6):488.

[18]沈雪勇,魏建子,張一和,等.人體穴位伏安特性研究[J].中國(guó)針灸,2006,26(4):267-271.

[19]汪家柔.艾灸肺俞、肝俞穴對(duì)穴位電流及相關(guān)臟器鈣離子分布的影響研究[D].北京中醫(yī)藥大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009.

[20]劉陸四,劉慧勤.淺談地球磁場(chǎng)與人體[J].湖南中醫(yī)藥導(dǎo)報(bào),1995,1(3):52.

[21]商 成，樓宇偉，萬 三.生物電化學(xué)振蕩——一項(xiàng)可能對(duì)探索中醫(yī)機(jī)理有重要意義的研究[J].科技導(dǎo)報(bào),1991,（3）:37.

[22]李定忠,傅松濤,李秀章.經(jīng)絡(luò)與人體物質(zhì)系統(tǒng)、能量信息系統(tǒng)的關(guān)系——關(guān)于經(jīng)絡(luò)理論與臨床應(yīng)用研究之四[J].中國(guó)針灸,2005,25(2):115-118.

[23]魏建子,沈雪勇,丁光宏,等.隔物灸溫?zé)岽碳さ淖饔猛緩脚c機(jī)理分析[J].中國(guó)針灸,2007,27(5):391-393.

[24]鄧海平,沈?qū)W勇,丁光宏.艾灸與經(jīng)絡(luò)穴位紅外輻射特性[J].中國(guó)針灸,2004,24(2):105-107.

[25]白耀輝,林文注.艾灸與溫?zé)岽碳りP(guān)系的探討[J].針灸學(xué)報(bào),1991,7(4):10.

[26]沈?qū)W勇,丁光宏,褚君浩.傳統(tǒng)艾灸與替代物灸和人體穴位紅外輻射光譜比較[J].紅外與毫米波學(xué)報(bào),2003,22(2):123-126.

[27]Xueyong Shen,Guanghong Ding,Jianzi Wei,et al.An infrared radiation study of the biophysical characteristic of traditional moxibustion[J].Comlement Ther Med.2006,14(3):213-219.

[28]洪文學(xué)，蔡建紅，景 軍.艾灸的熱輻射光譜特性研究[J].應(yīng)用光學(xué),2004,25(4):1-3.

[29]楊華元,劉堂義.艾灸療法的生物物理機(jī)制初探[J].中國(guó)針灸，1996,16(10):17-18.

[30]韓吟華,丁光宏,沈雪勇,等.人體體表穴位點(diǎn)紅外輻射光譜特征及其與ATP能量代謝的關(guān)系 [J].上海生物醫(yī)學(xué)工程,2005,26(4):198-200.

[31]陳日新.以腧穴熱敏化為入門向?qū)?開創(chuàng)艾灸調(diào)控人體機(jī)能新天地[J].江西中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2007,19(1):57-60.

[32]楊華元,肖元春,劉堂義,等.隔物灸的近紅外光譜輻射特性測(cè)定[J].上海針灸雜志,2003,22(9):15-17.

[33]吳煥淦,嚴(yán) 潔,余曙光,等.灸法研究的若干思考[J].上海針灸雜志,2008,27(11):35.