西北燥證主證動物模型研制中的病因模擬方法*

王 玲，史 紅，周銘心△

(1.新疆醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，烏魯木齊 830022;2.新疆醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)學(xué)院，烏魯木齊 830022)

西北燥證是發(fā)生于以新疆為代表的西北方域，以感受燥邪為主要病因，以口鼻、咽喉、肌膚干燥和干咳、煩躁等各種不適癥狀為特征的一組中醫(yī)證候[1]。開展西北燥證研究20余年間，先后進(jìn)行了3項(xiàng)工作，一是臨床研究，二是流行病學(xué)研究，前2項(xiàng)工作均已基本完成[2]。第三項(xiàng)工作為動物實(shí)驗(yàn)研究，正在進(jìn)行，包括動物模型研制和造模動物干預(yù)實(shí)驗(yàn)觀察等，本文的工作即是模型研制中的基礎(chǔ)部分。西北燥證是由多個單元證候構(gòu)成的復(fù)合證候[3～6]，其主證為肺衛(wèi)孔竅皮膚燥證，兼證尚有肝腎精血不足證、肺心脾風(fēng)火燥證、心腎陰虛證、脾胃陰虛證、脾胃蘊(yùn)濕證等。因主證為西北燥證必備的標(biāo)志性證候，又為各兼證存在的前提，故動物模型制作宜從主證開始。本課題依據(jù)前期研究[2，7]結(jié)果，提出在西北燥證主證造模過程中，如何通過設(shè)計(jì)與施加造模因素，營造相宜的人工氣候環(huán)境，以期在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬西北燥證病因的思路與方法。

1 西北燥證主要病因燥火風(fēng)寒與實(shí)際氣候指標(biāo)的關(guān)系

西北燥證的病因主要為外感燥邪及火、風(fēng)、寒邪，而這恰為主證的全部病因，其兼證尚有體質(zhì)異稟、飲食失宜等次要病因。所以，欲研制西北燥證主證動物模型，關(guān)鍵是在實(shí)驗(yàn)室中營造符合中醫(yī)理論的燥、火、風(fēng)、寒環(huán)境。燥、火、風(fēng)、寒為六淫邪氣，六淫為六氣之淫邪。六氣之本質(zhì)，實(shí)為中醫(yī)對于太陽輻射、大氣環(huán)流形成的各種氣象要素與地理環(huán)境因素綜合作用之氣候現(xiàn)象的分類概括。六氣及癘氣、疫毒等雜氣，是對全部氣象要素變化總和的劃分，六氣加癘氣、疫毒等雜氣的氣化(即中醫(yī)所稱氣的呈現(xiàn)固有特性的運(yùn)動變化)作用，應(yīng)當(dāng)由全部氣候指標(biāo)綜合體現(xiàn)。下式可說明其間的關(guān)系:

式中Yj表示六氣，j=1，2…，6;a表示六氣之外的雜氣。Xi表示氣候指標(biāo)，i=1，2，…，n;n為反映所有氣象要素變化的氣候指標(biāo)數(shù)。從中可見，六氣是所有氣候指標(biāo)的綜合反映;六氣之每氣可能主要由某幾個氣候指標(biāo)體現(xiàn)，并可能與其他指標(biāo)有關(guān);有些不能以六氣解釋的氣候指標(biāo)則可歸屬于雜氣a之中[2，7]。

表1顯示，在西北燥證病因研究中，已經(jīng)通過因子分析方法揭示了六氣與現(xiàn)代氣象氣候?qū)W26項(xiàng)指標(biāo)的構(gòu)成關(guān)系[2，7]。

表1 燥、火、風(fēng)、寒之26項(xiàng)氣候指標(biāo)變量因子構(gòu)成

表1顯示，燥、火、風(fēng)、寒各氣與26項(xiàng)氣候指標(biāo)均有關(guān)系，只是依照其因子負(fù)荷大小而有主次之分。其中燥氣的氣化作用主要由 X24、X23、X6、X8、X4、X17、X25 等體現(xiàn)，火氣主要由 X15、X2、X1、X16 體現(xiàn)，風(fēng)氣主要由 X13、X14體現(xiàn)，寒氣主要由 X21、X22、X20、X9體現(xiàn)。要之，每一類氣化均非單一指標(biāo)所能反映，而是由多種氣候指標(biāo)按不同大小配比組合而成。如燥氣不僅與濕度或降水量、蒸發(fā)量有關(guān)，尚有揚(yáng)塵、日照等更多影響因素。因此，在實(shí)驗(yàn)室中營造燥、火、風(fēng)、寒環(huán)境，必須綜合運(yùn)用各種人工氣候條件。

2 改裝、配備實(shí)驗(yàn)裝置以設(shè)立人工氣候指標(biāo)

為在實(shí)驗(yàn)室條件下營造自然氣候環(huán)境，體現(xiàn)表1提示的反映燥、火、風(fēng)、寒氣化作用的數(shù)十項(xiàng)主要?dú)夂蛑笜?biāo)。本課題在參考、借鑒既往文獻(xiàn)中醫(yī)六淫病因動物造模研究[8，9]的基礎(chǔ)上，選擇大鼠為實(shí)驗(yàn)動物，擬定溫度、濕度、光照、風(fēng)吹、沙塵等5項(xiàng)人工氣候指標(biāo)。

運(yùn)用人工氣候箱可輕易調(diào)控溫度和光照，但欲達(dá)到本課題對濕度、風(fēng)吹和沙塵等指標(biāo)的要求，現(xiàn)成人工氣候箱尚難實(shí)現(xiàn)。目前國內(nèi)研制生產(chǎn)的人工氣候箱除能調(diào)控溫度外，同時(shí)具備調(diào)控濕度功能，基本采用內(nèi)除濕型，即用制冷機(jī)兼用除濕機(jī)，這種設(shè)計(jì)性價(jià)比較高，大大降低了氣候箱的成本。但控濕范圍的下限為相對濕度50%，在濕負(fù)荷較大的情況下機(jī)器的控濕能力很難達(dá)到極限值，無法滿足本課題對相對濕度須在20%～60%范圍之內(nèi)的要求。因此，我們采取了3項(xiàng)措施:一是根據(jù)氣候箱結(jié)構(gòu)，在工作室通風(fēng)道上放置硅膠干燥劑，借以降低室內(nèi)循環(huán)空氣濕度;二是在每個大鼠籠內(nèi)放置干燥劑，以便及時(shí)吸收大鼠呼吸、排泄所產(chǎn)生的水分;三是根據(jù)箱內(nèi)濕度變化及大鼠體質(zhì)量、數(shù)量以調(diào)整干燥劑加入量，并定時(shí)更換、再生、重復(fù)使用，從而以較低成本、相對準(zhǔn)確地控制氣候箱內(nèi)的濕度。

對于風(fēng)吹指標(biāo)，需要在人工氣候箱內(nèi)加設(shè)吹風(fēng)功能。方法是在箱內(nèi)大鼠籠的上方加裝程控風(fēng)扇，實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定量吹風(fēng)的功能。沙塵指標(biāo)則須設(shè)計(jì)揚(yáng)沙功能，但欲在人工氣候箱中揚(yáng)沙將會污染設(shè)備，于是另外加設(shè)沙塵實(shí)驗(yàn)箱。為保證模擬更接近實(shí)際，特委托專人收集和田地區(qū)桑園浮土和農(nóng)村民居房頂?shù)忍幍纳蠈訅m土，充作沙塵原料。

3 燥火風(fēng)寒在人工氣候指標(biāo)中的擬合與量化

表2顯示，本實(shí)驗(yàn)須解決兩個關(guān)鍵問題，其一為如何以5項(xiàng)人工氣候指標(biāo)擬合燥、火、風(fēng)、寒四類氣化作用。為此，依據(jù)上述氣化類型與氣候因素關(guān)系的分析，特將每項(xiàng)人工氣候指標(biāo)先行分作A、B、C、D、E等5級，再由5項(xiàng)人工氣候指標(biāo)的不同分級組合以確立氣化作用的燥、火、風(fēng)、寒屬性。當(dāng)5項(xiàng)指標(biāo)分別取C、A、C、C、E級組合時(shí)，便定性為燥氣氣化;而取 E、B、D、C、C 級、取 C、B、D、E、C 級和取 A、C、C、C、B 級組合時(shí)，則分別定性為火、風(fēng)、寒氣氣化。其二為如何使所擬合的燥、火、風(fēng)、寒氣化作用最大程度地符合西北方域?qū)嶋H自然氣候環(huán)境。這其實(shí)是如何為5項(xiàng)人工氣候指標(biāo)的A、B、C、D、E等5個級別賦以具體數(shù)值的問題。雖然同在西北方域，各地區(qū)之間也存在較大的氣候差異。新疆的南北疆不同，南疆的西北燥證罹患較多，南疆又以和田罹患率最高(39.52%)。因此，研究西北燥證當(dāng)以和田地區(qū)的氣候環(huán)境為代表。表3便是根據(jù)和田地區(qū)氣候資料為5項(xiàng)人工氣候指標(biāo)各級別所議定的數(shù)值。

表2 由5項(xiàng)人工氣候指標(biāo)不同分級組合而確立燥火風(fēng)寒氣化屬性

表3 5項(xiàng)人工氣候指標(biāo)分級量化賦值

既已確立人工氣候指標(biāo)及其量化級別，便可據(jù)以在實(shí)驗(yàn)室中模擬西北燥證外感病因之燥火風(fēng)寒氣化作用。將表3的分級量化數(shù)值代入表2，并將和田地區(qū)燥火風(fēng)寒氣化構(gòu)成比作為權(quán)重，得出西北燥證燥火風(fēng)寒氣化作用實(shí)驗(yàn)室量化分析模式。表4顯示，欲實(shí)現(xiàn)西北燥證(和田地區(qū))外感病因之氣候環(huán)境，其溫度條件為:18℃的時(shí)間占0.65(0.52+0.13)，30℃的時(shí)間占0.27，6℃的時(shí)間占0.08，其他條件仿此可知。從縱向角度看，西北燥證(和田地區(qū))外感病因氣候環(huán)境之燥氣氣化由溫度18℃、相對濕度20%、光照4級、風(fēng)吹2 h、沙塵4 h等條件之定量組合反映，而燥氣氣化占全部氣化的0.52，其他氣化仿此可知。

表4 西北燥證(和田地區(qū))病因燥火風(fēng)寒氣化作用實(shí)驗(yàn)室量化分析模式

4 時(shí)空結(jié)合模擬西北燥證燥火風(fēng)寒病因影響

燥火風(fēng)寒氣化與人工氣候指標(biāo)的關(guān)系確定后，便可制定西北燥證病因?qū)嶒?yàn)室模擬計(jì)劃。實(shí)際氣候環(huán)境中，各種氣象因素不斷變化，其強(qiáng)弱對比只能且僅能從一定時(shí)間內(nèi)的平均值體現(xiàn)。因此，本實(shí)驗(yàn)?zāi)茉谝粋€相宜周期內(nèi)施加既定比例的燥火風(fēng)寒氣化作用，便可達(dá)到模擬西北燥證病因的目的。我們稱表4中燥火風(fēng)寒各氣的氣化狀態(tài)qi(i=1，2，3，4)為1個氣化單元，ti為完成1個氣化單元所需要的時(shí)間;而將反映西北燥證病因的固有燥火風(fēng)寒氣化之完整組合所用最短時(shí)間稱為氣化周期，記為T，于是可用事件之和與積的關(guān)系式表述1個氣化周期內(nèi)的燥火風(fēng)寒綜合氣化狀態(tài)Q，如式(2):

式中只有ti和T是未知參數(shù)，但只要確定氣化周期T，便可算出各氣化單元的時(shí)間ti，然后可據(jù)以安排1個氣化周期內(nèi)的模擬實(shí)驗(yàn)。依據(jù)西北燥證前期研究結(jié)果，初次進(jìn)入西北燥證好發(fā)地區(qū)的外地人眾，1～2周內(nèi)便可出現(xiàn)主證典型癥狀，故宜將氣化周期定為1周。于是本實(shí)驗(yàn)令T=6(d)=12(晝/夜)。因 ti=fiT，故 t1=0.52×12≈6，t2=0.27 ×12≈3，t3=0.13×12≈2，t4=0.08×12≈1。即在1個氣化周期中，要安排燥氣氣化6個(晝/夜)，火、風(fēng)、寒氣化分別為3、2、1 個(晝/夜)。

表5 一個西北燥證病因氣化周期內(nèi)人工氣候指標(biāo)因素的時(shí)空安排計(jì)劃

表4和式(2)要求形成各氣化單元的5項(xiàng)氣候指標(biāo)因素必須在同一空間環(huán)境中施加，但由于揚(yáng)沙須用沙塵實(shí)驗(yàn)箱單獨(dú)進(jìn)行，故實(shí)際操作時(shí)只能在2個氣化空間中近似模擬。按理，揚(yáng)沙過程中仍應(yīng)當(dāng)保持各氣化單元中既定溫度、濕度，但這些條件在沙塵實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)，故權(quán)且以實(shí)驗(yàn)室溫度、濕度代替。為體現(xiàn)實(shí)際天氣的晝夜變化，夜間不加既定光照，而只保持實(shí)驗(yàn)室夜間常設(shè)光照。對于寒氣，因在1個氣化周期內(nèi)只有1個氣化單元，故于夜間亦安排相應(yīng)光照。通過上述分析計(jì)算，特?cái)M定1個氣化周期中燥火風(fēng)寒氣化的具體實(shí)施空間和時(shí)間安排(見表5)。有了這樣的計(jì)劃安排，便可據(jù)此進(jìn)行動物造模實(shí)驗(yàn)，從而保證西北燥證病因模擬的客觀性和科學(xué)性。

通過上述方法和計(jì)劃進(jìn)行的預(yù)實(shí)驗(yàn)，所制作的西北燥證主證動物模型基本達(dá)到了預(yù)期的要求，在此基礎(chǔ)上又進(jìn)行了第一階段的正式試驗(yàn)，亦取得了滿意效果的(將見另文)。證明本實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的病因模擬方法既符合于中醫(yī)理論，又切實(shí)可行。

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