從營衛(wèi)探討線粒體功能與失眠的相關性*

魯麗華，李小黎，張乃文，李夢媛，刁華瓊

北京中醫(yī)藥大學第三附屬醫(yī)院，北京 100029

失眠是晝夜節(jié)律紊亂導致的一種神經系統(tǒng)性疾病，以入睡困難、維持障礙、易醒、睡眠時長減短為主要表現，同時還伴有不同程度的日間功能障礙[1]，具有病程長、復發(fā)率高、損傷社會功能等特點[2]。該病發(fā)病率逐年提高[1]，其顯著危險因素是年齡，隨著年齡增長，患病率亦逐漸增長[3]。在光照影響下，下丘腦視交叉上核(SCN)調控著機體活動的“晝夜節(jié)律”，如睡眠、體溫、激素代謝等。SCN相當于人體的一個主時鐘，其功能失常會導致睡眠-覺醒節(jié)律破壞，從而引發(fā)失眠[4-5]。睡眠-覺醒節(jié)律的打亂會影響人體機能，隨著年齡發(fā)展，還會導致一些特定的精神類疾病，以及帕金森病、阿爾茲海默病等神經退行性疾病的發(fā)生[6]。

線粒體是人體最主要的功能場所，是細胞能量代謝的中心結構，為機體各項活動宜時宜量的提供著動能。線粒體功能障礙會導致細胞的損傷甚至凋亡，從而誘發(fā)一些病癥的產生。相關實驗證明，線粒體與失眠的發(fā)生存在密切的聯系。而線粒體結構、功能的表達都有著嚴格的晝夜變化規(guī)律，這恰與《黃帝內經》營衛(wèi)理論所包含的晝夜節(jié)律相契合，與睡眠-覺醒節(jié)律相統(tǒng)一。故本文通過分析三者內在的節(jié)律關聯，提出調節(jié)營衛(wèi)可改善線粒體功能障礙，從而達到治療失眠的目的，以期為失眠的治療提供新的思路。

1 營衛(wèi)與失眠

1.1 營衛(wèi)調節(jié)生命活動的晝夜節(jié)律營衛(wèi)是一對與人體生理功能、病理變化等聯系密切的醫(yī)學概念，既包含著陰陽屬性，又體現著氣血的功能特點[7]。營衛(wèi)來源于中土脾胃，遍布五臟六腑，以性而分，正如《靈樞·營衛(wèi)生會》云：“人受氣于谷，谷入于胃，以傳于肺，五臟六腑，皆以受氣，其清者為營，濁者為衛(wèi)。”

營衛(wèi)在整個生命過程中有著重要作用。營衛(wèi)參與生命的形成，《靈樞·天年》曰：“血氣已和，營衛(wèi)已通，五臟已成，神氣舍心，魂魄畢具，乃成為人?！睜I衛(wèi)參與人體五臟六腑、經脈等綜合作用下的生理機能：衛(wèi)氣“循皮膚之中，分肉之間，熏于肓膜，散于胸腹”(《素問·痹論》)，以“溫分肉，充皮膚，肥腠理，司關合”(《靈樞·本臟》)；營氣“循脈上下貫五臟，絡六腑”(《素問·痹論》)而“泌其津液，注之于脈，化以為血，以榮四末，內注五臟六腑”(《靈樞·邪客》)。一日之內，晝夜晨昏，人與外界相互作用的生理反應，均可由營衛(wèi)(陰陽)的消長變化來概述，如《素問·生氣通天論》中所言：“陽氣者，一日而主外，平旦人氣生，日中而陽氣隆，日西而陽氣已虛，氣門乃閉。是故暮而收拒，無擾筋骨，無見霧露，反此三時，形乃困薄”。在此前提下，營衛(wèi)運行、分布一旦失常，氣血臟腑經脈易受其干擾而發(fā)病。故營衛(wèi)正常循行分布，在人體各項機能的正常運作中起著關鍵作用。

營衛(wèi)的運行分布有著特定的規(guī)律。在“天人合一”的背景下，對應晝夜變換，“營衛(wèi)”之于人體的循行、出入(盛衰)表現出顯著的晝夜節(jié)律。《靈樞·營衛(wèi)生會》言：“衛(wèi)氣行于陰二十五度，行于陽二十五度，分為晝夜”，此為互文，營衛(wèi)兩者按相反的規(guī)律交替運行。白晝營在內衛(wèi)在外，自平旦(3—5時)陽氣逐漸旺盛，至日中(1100—1300)達最高點，后逐漸衰弱；夜晚反之，營在外，至夜半子時(2300—100)，陰氣已極，陽氣將生[8]。這種節(jié)律所帶來的生理表現，與視交叉上核的開關作用相似，影響著人體多項活動的晝夜差異。張莽[9]認為，衛(wèi)氣(陽)的晝強夜弱，及營氣(陰)的晝弱夜強，與人體多種系統(tǒng)所體現出的晝夜節(jié)律相吻合，如體溫調節(jié)、血壓調節(jié)以及防御免疫系統(tǒng)等表現出典型的夜強晝弱，而交感神經-胰高血糖素系統(tǒng)、交感神經-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)等則為典型的晝強夜弱。臨床上亦得到驗證：通過調節(jié)營衛(wèi)運行節(jié)律，在治療長期低熱、改善高血壓以及控制免疫類疾病等方面取效顯著。

1.2 營衛(wèi)調節(jié)睡眠-覺醒節(jié)律正常的睡眠-覺醒狀態(tài)是人體順應自然規(guī)律化后所產生的生理現象。其最直接的內在機制正是營衛(wèi)正常運行的結果?！鹅`樞·營衛(wèi)生會》曰：“榮(營)衛(wèi)之行，不失其常，故晝精而夜瞑”?！鹅`樞·口問》曰：“衛(wèi)氣晝日行于陽，夜半則行于陰……陽氣盡陰氣盛，則目瞑，陰氣盡而陽氣盛，則寤矣”；《靈樞·寒熱病》曰：“陰蹺、陽蹺，陰陽相交……交于目銳眥，陽氣盛則瞋目，陰氣盛則瞑目。”均強調了營衛(wèi)(陰陽)之氣晝夜盛衰交替變化對睡眠-覺醒的直接作用。日間衛(wèi)氣行脈外以促進覺醒之興奮、溫煦、防御的作用；夜間營氣行于脈內以促進睡眠之鎮(zhèn)靜、滋養(yǎng)、恢復的作用[10]。營衛(wèi)分布五臟六腑協調整體功用，以出入變化影響寤寐的發(fā)生，又隨經絡循行，調節(jié)陰陽蹺脈的開合，從而實現規(guī)律的睡眠-覺醒周期。若營衛(wèi)二氣失其時而行，陰陽消長紊亂，擾亂睡眠-覺醒的晝夜節(jié)律，從而引起失眠。

臨床上多有依據晝夜節(jié)律，調和營衛(wèi)、交通陰陽達到治療失眠的療效。郭偉等[11]研究發(fā)現，選穴于蹺脈可使衛(wèi)氣順利入陰，有效治療入睡困難型失眠癥；滕晶[12]通過日服醒寤晨方以改善失眠患者日間生活功能、夜服安寐晚方恢復睡眠質量，分時調整衛(wèi)陽、營陰功能，恢復患者晝夜循行節(jié)律。國醫(yī)大師朱良春自擬半夏枯草煎治療失眠，方中半夏得至陰之氣而生于五月，夏枯草得至陽之氣而長，枯于五月，兩藥相配正如陰陽(營衛(wèi))交會，與人體陰陽(營衛(wèi))的交替節(jié)律同氣相求，也正是天人相應的體現[13]。

2 線粒體功能障礙與失眠

2.1 線粒體是基礎生命活動的重要參與者線粒體是存在于所有真核細胞質中的動態(tài)細胞器，被稱為“細胞的動力室”。線粒體的核心功能是通過氧化磷酸化(OXPHOS)合成三磷酸腺苷(ATP)。線粒體功能障礙主要是指線粒體結構破壞、活性氧(reactive oxygen species，ROS)過量積累、線粒體ATP (mitochondrial ATP，mtATP)合成酶活性降低以及線粒體DNA(mitochondrial DNA，mtDNA)缺失或突變所引起的能量代謝障礙[14]。能量代謝障礙，產生ATP不足，ROS惡性積累，細胞壽命縮短，從而產生級聯反應，身體機能下降，并加速衰老。

不僅如此，整個線粒體系統(tǒng)還參與了生命活動節(jié)律的形成。一般認為，機體內部大部分的晝夜節(jié)律受生物鐘系統(tǒng)調控。而生物鐘系統(tǒng)由視網膜、SCN及松果體組成，三者互相影響發(fā)揮作用。受外界晝夜交替的影響，視網膜感受到的光(外源)信號以及松果體產生的化學(內源)信號均傳遞到SCN，SCN開關式調控著生物現象的節(jié)律，外化表現為身體機能的正常運作[15]。而在這個過程中，線粒體可能起到了一種媒介作用，對外接收了晝夜節(jié)律的調節(jié)，內而銜接了對機體功能的影響。生物鐘的晝夜節(jié)律可能是通過一種與其同步的裂變蛋白-DRP1來影響線粒體的分裂-融合周期，即由這一節(jié)律調控著線粒體的產能時間及產量。并且，晝夜節(jié)律對線粒體功能的影響不僅僅體現在日間與夜晚的差異，其隨著時間變化，在不同時間段線粒體具備不同的工作模式，以合理控制產能和能量分配，從而介導著諸多生命活動的變化，如血壓、體溫、神經內分泌的變化等。

2.2 線粒體參與睡眠-覺醒周期睡眠-覺醒周期的完成是機體生理狀態(tài)的一部分。近年來，眾多研究證明，線粒體功能障礙和失眠的發(fā)生發(fā)展有著密切關聯。在一項比較同卵雙胞胎的研究中，其中一人睡眠量正常(7～9 h)，另一人睡眠時間少于 7 h，最終結論是睡眠時間和質量的下降與血漿白細胞中線粒體DNA(mtDNA)拷貝數的減少有關，而mtDNA拷貝數減少表明線粒體功能障礙，并導致能量產生異常[16]。Zhao等[17]發(fā)現，持續(xù)每天睡眠剝奪4 h的小鼠大腦皮質的線粒體嵴密度降低，即睡眠-覺醒節(jié)律失衡，伴有線粒體形態(tài)的改變，使得線粒體功能失調，ATP水平降低。在原發(fā)性失眠癥患者中，OXPHOS酶活性降低，ATP產生減少；致死性家族性失眠患者的大腦中，ATP5DmRNA下調，多種線粒體蛋白減少，ATP合成酶亦減少[18]。由此可見，在睡眠-覺醒紊亂的異常狀態(tài)中，表現出多種形式的線粒體功能障礙。此外，長期失眠與線粒體功能障礙均會表現出機體功能下降，如精神萎靡、消瘦、周身乏力等癥狀。而在輕度或短期的實驗中還發(fā)現，睡眠被剝奪期間的能量代謝表現為代償性的升高；在一定限度內，線粒體的產能水平隨著剝奪時間的增加而降低，給予恢復睡眠-覺醒周期后，線粒體功能亦有所提高[18]。

同時，治療失眠的藥物亦可改善線粒體功能障礙。現代治療失眠的藥物包括苯二氮卓類藥物、褪黑素類藥物、食欲素類藥物、抗抑郁藥物等。其中，褪黑素類、食欲素受體拮抗類均具有調節(jié)晝夜節(jié)律的作用，并且還具有調節(jié)能量代謝，維持線粒體穩(wěn)態(tài)的功用[19]。楊忞旻等[20]發(fā)現，治療失眠的常用方酸棗仁湯，可能通過調節(jié)ATP酶活性，避免線粒體功能損傷，維持腦部神經元細胞的能量供給，以改善失眠及其伴隨癥狀。謝光璟等[5]發(fā)現，天王補心丹可調節(jié)晝夜節(jié)律紊亂，規(guī)律失眠大鼠的活動時間，并還修復了線粒體、內質網等細胞器的損傷。即改善失眠的同時，線粒體功能亦被修復。

此外，目前公認的失眠癥發(fā)病機制與炎性因子、神經遞質、褪黑素、腸道菌群等密切相關，而線粒體在抗炎、促進神經遞質傳遞、合成褪黑素、影響腸道微生物生成等方面亦發(fā)揮著重要作用。這為線粒體參與失眠的病理基礎提供了又一證據。

3 線粒體功能障礙與失眠的相關性

綜上所述，營衛(wèi)循行狀態(tài)影響著睡眠-覺醒的發(fā)生，而在睡眠模型相關實驗中證明，線粒體參與了睡眠-覺醒的全過程，線粒體功能障礙發(fā)生在失眠過程中，隨著睡眠狀態(tài)的恢復，線粒體亦表現出相應的波動。在這諸多過程中，線粒體的變化表現出一定的時間規(guī)律，而這種時間規(guī)律恰好與營衛(wèi)循行的晝夜節(jié)律相吻合。

事實上，受生物鐘晝夜節(jié)律調控的線粒體分裂與融合，同樣存在著動態(tài)平衡，從而保持一定的形狀、大小和數量，這也為其功能節(jié)律的產生提供了物質基礎[21]。線粒體數量、形態(tài)的變化，生物能學、動力學的表達水平以及線粒體酶的合成等，均有著顯著的晝夜動蕩，即線粒體功能在生物鐘節(jié)律的調控下，有著嚴格的晝夜變化，線粒體中合成的褪黑素水平亦表現出顯著的晝夜差異。除此以外，包括葡萄糖穩(wěn)態(tài)、胰島素分泌、以及OXPHOS的控制在內的線粒體能量代謝相關的多個過程，也顯示出晝夜變化的規(guī)律[18]。線粒體在分裂-融合的動態(tài)平衡中調節(jié)能量多少和分布的特性，正與營衛(wèi)同出一源，二者因性而分，順勢而行，周期性交合的特點相似。

諸多研究也驗證了線粒體能量代謝在失眠不同時間段的差異，同營衛(wèi)出入(陰陽盛衰)的時間規(guī)律相似，甚至有高度吻合的變化軌跡。Nikonova等[22]研究發(fā)現，在正常睡眠-覺醒周期中，大鼠睡眠時與清醒后3 h(模擬日中)相比線粒體mRNA水平更低，與8 h水平接近，而剝奪睡眠的大鼠中則沒有這種波狀變化。Jung等[23]通過量化能量消耗，比較標準睡眠-覺醒周期與睡眠剝奪對每日能量消耗的影響，發(fā)現能量消耗在睡眠期間處于最低水平，而睡眠剝奪會增加這種消耗。正如營衛(wèi)循行，夜間衛(wèi)陽入營陰，而日間隨著日出陽氣漸生，至中午旺盛，后逐漸減少。而睡眠剝奪時線粒體代償性的功能表達，即機體的短期興奮，也與失眠營衛(wèi)失調、陽不入陰、衛(wèi)浮于外的病機相一致。營衛(wèi)理論強調的是營衛(wèi)協作，物質與功能的統(tǒng)一，線粒體供能的區(qū)域差異可能體現了該特點。Natsubori等[24]使用基因編碼傳感器，對小鼠大腦中的ATP進行光學追蹤，實驗發(fā)現在小鼠皮質興奮性神經元的細胞內，ATP水平隨睡眠-覺醒狀態(tài)而波動，與動物的覺醒水平同步增加；于睡眠期尤其在快速眼動睡眠時，ATP總體水平顯著下降，但表現出分布差異，即神經元內的能量供應下降，而大腦血液動力學所需的能量供應依然增加。這與營衛(wèi)夜間出入之勢相吻合，同時亦是“陰在內，陽之守也”(營之守而衛(wèi)固也)的體現?！瓣栒?，衛(wèi)外而為固也”，這種抵御性的陽氣(衛(wèi)氣)是對線粒體能量最概括性的理解，然營衛(wèi)作為一對同源之氣，除了線粒體及其功能自身的晝夜節(jié)律與其運行相似之外，能量在不同時期的分布差異也體現了這種同源性，并通過不同的區(qū)域分布發(fā)揮著不同的作用。

馬赟[25]基于桂枝湯調節(jié)營衛(wèi)的方解，提出以晝夜為分，靈活調整桂枝、芍藥的比例，可分調營衛(wèi)之行。日間 (尤以早上) 以益衛(wèi)補氣為主，桂枝湯中桂枝倍于芍藥，以推動衛(wèi)氣的運行，加強能量代謝；晚間芍藥倍于桂枝，以延長衛(wèi)氣在陰分運行而改善睡眠。許曉伍等[26]發(fā)現，失眠模型大鼠皮層線粒體的形態(tài)、功能的減退與改善，和皮層的興奮抑制平衡失調，以及失眠的陽盛陰衰、陰陽失交之間可能存在密切的聯系。

此外，在睡眠剝奪研究[18]中，因線粒體功能障礙引起的腦β淀粉樣蛋白和β淀粉樣蛋白前體的濃度增加，與神經退行性疾病相關，這也與營衛(wèi)失和、神機失用的病機相吻合。

4 啟示與展望

從中醫(yī)營衛(wèi)理論認識線粒體功能障礙與失眠的關系，挖掘中醫(yī)藥調控線粒體的機制，對豐富中醫(yī)治療失眠癥的科學內涵具有重要意義。在天人合一整體觀的指導下，線粒體功能與睡眠之間的聯系，為探索失眠發(fā)生的病理變化提供了新的方向。在因時制宜思想影響下，順應營衛(wèi)運行周期的節(jié)律，因勢利導，分時給予干擾，通過調節(jié)營衛(wèi)氣血，改善線粒體功能，為以失眠為基礎癥狀的神經退行性疾病的治療提供了新的治療靶點，不僅充分發(fā)揮了中醫(yī)藥異病同治的優(yōu)勢思想，也為中醫(yī)營衛(wèi)理論的現代內涵開拓了理論基礎。