基于“木郁土虛”病機(jī)探討線粒體自噬穩(wěn)態(tài)失衡在功能性消化不良中的應(yīng)用

陶永彪 ，汪龍德 ，李正菊 ，靳三省

1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)，甘肅 蘭州 730020； 2.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，甘肅 蘭州 730020

功能性消化不良（functional dyspepsia，F(xiàn)D）被定義為排除器質(zhì)性、代謝性或系統(tǒng)性疾病后的一類典型心身疾病，F(xiàn)D的全球發(fā)病率為7%～45%，目前其病理生理機(jī)制尚未完全闡明，腦腸互動(dòng)紊亂、內(nèi)臟過敏變化、黏膜免疫功能紊亂、胃腸動(dòng)力異常、幽門螺桿菌感染、十二指腸屏障受損等[1-2]是其主要發(fā)病機(jī)制，但上述因素并非獨(dú)立，而是相互作用導(dǎo)致胃腸動(dòng)力障礙。目前FD治療以促胃腸動(dòng)力制劑為主，但患者的胃痛、反酸燒心及精神癥狀并未得到明顯改善。中醫(yī)學(xué)治療FD療效顯著，認(rèn)為本病病機(jī)為本虛標(biāo)實(shí)，脾土虛損、胃腸失榮為本，肝木壅塞、氣滯不通為標(biāo)，標(biāo)本合病皆責(zé)之于氣的滋養(yǎng)、推動(dòng)功能失職?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)將氣機(jī)運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)解釋為線粒體生物活動(dòng)[3]，脾氣虛損，線粒體自噬穩(wěn)態(tài)失衡，致胃腸動(dòng)力不足，肝郁氣滯，受損線粒體堆積，阻礙胃腸運(yùn)動(dòng)。調(diào)控線粒體自噬水平有益于緩解FD胃腸動(dòng)力障礙，故本文基于“木郁土虛”病機(jī)探討中醫(yī)學(xué)對(duì)FD的認(rèn)識(shí)，并將其與線粒體自噬理論相結(jié)合，初步闡釋“木郁土虛”的生物學(xué)內(nèi)涵。

1 線粒體自噬在功能性消化不良中的作用

線粒體通常被稱為細(xì)胞的“能量室”[4]。然而，為維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)，線粒體除產(chǎn)生能量外，還參與鈣儲(chǔ)存、活性氧（ROS）代謝、細(xì)胞凋亡等生物過程[5]。線粒體自噬是重要的穩(wěn)態(tài)機(jī)制，是通過保守的細(xì)胞內(nèi)分解代謝，將功能失調(diào)或冗余的線粒體經(jīng)特殊形式的巨噬細(xì)胞選擇性降解以維持細(xì)胞內(nèi)線粒體質(zhì)量和需求的生物過程[6]，線粒體自噬可防止受損或老化的線粒體釋放促凋亡蛋白、產(chǎn)生ROS和無效生成三磷酸腺苷（ATP）[7]。目前已知的誘導(dǎo)線粒體自噬的途徑為泛素化調(diào)節(jié)線粒體自噬通路PINK1/Parkin，另一種被稱為受體介導(dǎo)的非泛素化依賴線粒體自噬機(jī)制是由某些線粒體蛋白介導(dǎo)的，如FK506結(jié)合蛋白8、FUN14域蛋白1、Bcl-2-腺病毒E1B相互作用蛋白3和NIX蛋白[8]。線粒體自噬在FD中的研究已逐漸被重視，線粒體自噬穩(wěn)態(tài)失衡引起的能量代謝異常、胃腸Cajal間質(zhì)細(xì)胞（ICC）凋亡及鈣離子調(diào)節(jié)紊亂是引起胃腸動(dòng)力障礙的核心機(jī)制。

線粒體結(jié)構(gòu)和功能異常是引發(fā)胃腸動(dòng)力不足的潛在因素[9-10]，線粒體自噬可有效清除結(jié)構(gòu)和功能異常線粒體，為胃腸運(yùn)動(dòng)提供穩(wěn)態(tài)環(huán)境[11]。線粒體自噬和線粒體能量代謝間存在直接和相互關(guān)系[12]，線粒體自噬缺陷或過度均可造成線粒體能量代謝紊亂，導(dǎo)致三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化產(chǎn)生ATP過程受損，誘發(fā)胃腸動(dòng)力障礙。

線粒體是細(xì)胞死亡的信號(hào)中樞[13]，線粒體自噬去除受損或多余線粒體可能引起線粒體功能障礙，從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡或死亡[14]。ICC凋亡異常是FD胃腸動(dòng)力障礙最基本的分子機(jī)制，內(nèi)源性凋亡最常見的現(xiàn)象是線粒體中鈣積累[15]，胃腸平滑肌長(zhǎng)時(shí)間處于松弛狀態(tài)時(shí)大量鈣涌入ICC內(nèi)以促進(jìn)平滑肌收縮，引起線粒體鈣攝取失調(diào)，當(dāng)胞質(zhì)鈣水平超過ICC的耐受閾值時(shí)，線粒體膜通透性轉(zhuǎn)換孔破壞，導(dǎo)致線粒體通透性改變，釋放凋亡誘導(dǎo)因子，啟動(dòng)程序性細(xì)胞死亡[16]。此外，線粒體電子傳遞鏈過程紊亂，誘發(fā)部分電子錯(cuò)位，產(chǎn)生過量ROS，ROS堆積引起的氧化應(yīng)激同樣介導(dǎo)ICC凋亡過程[17]。

此外，ICC內(nèi)豐富的線粒體還參與鈣離子儲(chǔ)存和攝取，以維持起搏器細(xì)胞嚴(yán)格的電行為[18]。線粒體吸收鈣是起搏器電慢波啟動(dòng)的重要環(huán)節(jié)，線粒體自噬穩(wěn)態(tài)失衡使線粒體功能受損，引起Ca2+攝取障礙，導(dǎo)致胞漿Ca2+濃度升高，從而在胞質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生持續(xù)的高毒性[19]，破壞ICC內(nèi)部結(jié)構(gòu)，啟動(dòng)凋亡程序，使ICC網(wǎng)絡(luò)中慢波的啟動(dòng)和傳遞異常[20]，引起胃腸平滑肌收縮障礙。

2 “木郁土虛”是功能性消化不良遷延難愈的病機(jī)

依據(jù)FD癥狀，可將其歸屬于中醫(yī)學(xué)“胃痞”“胃脘痛”“嘈雜”等范疇，病位涉及胃、肝和脾。《景岳全書·痞滿》云：“脾虛不運(yùn)而痞塞不開。”《臨證指南醫(yī)案》認(rèn)為“肝為起病之源，胃為受病之所”，木郁土虛，肝不通，脾不榮，發(fā)于中焦則運(yùn)化不能，痞滿之疾由此而生。

2.1 木郁不通則不運(yùn)，疾病之標(biāo)

木性條達(dá)，通調(diào)氣機(jī)，木郁不通致臟腑疏泄無度，則易害生百病，《四圣心源·六氣解》言“風(fēng)木者，五藏之賊，百病之長(zhǎng)，凡病之起，無不因于木氣之郁”。氣至五藏以榮養(yǎng)臟腑，氣行五藏以維持臟腑機(jī)能，肝木通達(dá)，五藏之氣行而有度，至而不郁，又如《讀醫(yī)隨筆·卷二·厥陰風(fēng)木》曰：“故凡臟腑十二經(jīng)之氣化，皆必藉肝膽之氣化以鼓舞之，始能通暢而不病?！备文憵饣桥K腑十二經(jīng)之氣運(yùn)行的總動(dòng)力，《素問·五常政大論篇》有“發(fā)生之紀(jì)，是謂啟陳，土疏泄，蒼氣達(dá)，陽和布化，陰氣乃隨，生氣淳化，萬物以榮”，“蒼氣達(dá)”，脾土方能疏泄有度，肝氣暢達(dá)，土性平和，才能滋生萬物。

肝木不達(dá)，郁久橫逆克犯脾土，正所謂“木氣郁陷而賊脾土”。《血證論·臟腑病機(jī)》有“蓋肝木之氣，主于疏泄脾土，而少陽春生之氣，又寄在胃中，以升清降濁，為榮衛(wèi)之轉(zhuǎn)樞”，木氣遏郁，斡旋之樞升降失權(quán)，無力鼓動(dòng)脾土運(yùn)化，清濁不分，氣囿于內(nèi)，可見腹脹、呃逆、噯氣；又曰：“木之性主于疏泄，食氣入胃，全賴于肝木之氣以疏泄之，而水谷乃化”，木之氣本于肝，入于中土以振奮中焦，運(yùn)氣化物，太過不及均會(huì)影響脾胃運(yùn)化，如《素問·寶命全形論篇》“土需木疏，土得木而達(dá)”。若木氣疏泄太過，則木旺凌土；若疏泄不及，木不疏土，則脾失健運(yùn)，即“木郁之發(fā)，民病胃脘當(dāng)心而痛”。

2.2 土虛不榮則不化，疾病之本

《傷寒論》云：“四季脾旺不受邪。”脾土堅(jiān)實(shí)不虛，虛邪賊風(fēng)無所附受，方能生長(zhǎng)萬物?！毒霸廊珪て⑽浮酚小拔杆臼芗{，脾主運(yùn)化，一運(yùn)一納，化生精氣”，水谷入胃，賴脾土運(yùn)化以化氣生血，布散精微，以充養(yǎng)五臟六腑。病理狀態(tài)下，土虛不能秉受水谷精微，濡養(yǎng)本臟本腑，致胃腸運(yùn)動(dòng)源動(dòng)力匱乏，是導(dǎo)致本病發(fā)生的實(shí)質(zhì)。胃虛水谷不化，停于胃脘，食糜久羈，滿而不納，胃失通降，常見胃脘脹滿、食欲不振；脾虛不能輸布水谷之氣，精微留滯不化，聚久生濕，可見渴不欲飲、舌淡苔白；痰濕停聚致氣滯、濕熱、瘀血等病理因素產(chǎn)生，出現(xiàn)胸膈燒灼不適、胃脘疼痛癥狀。水濕之地抑遏肝木生發(fā)之性，郁怒乘脾，可見胸脅脹滿、焦慮急躁，其本在土虛，“木生于水而長(zhǎng)于土，土氣沖和，則肝隨脾升……土榮而不郁，土弱不能達(dá)木，則木氣郁塞”。水土溫和，縱木郁風(fēng)生，亦不能傷其根本。正如《景岳全書》所言：“肝邪之見，本由脾胃之虛，使脾胃不虛，則肝木雖強(qiáng)，必?zé)o乘脾之患?！敝型猎餄裣酀?jì)，無停水聚濕之弊，健運(yùn)不息，肝木雖強(qiáng)亦無機(jī)可乘。氣滯、血瘀、痰濕、濕熱等病理變化皆因脾土虛損而生，致胃痞病顯現(xiàn)，本虛之征盡顯。

3 “木郁土虛”與線粒體自噬紊亂的關(guān)系

3.1 線粒體自噬紊亂是土虛的生物學(xué)基礎(chǔ)

FD的基本病理機(jī)制為胃腸動(dòng)力障礙。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為，脾胃中土為后天之本，位居中央，以灌四旁，為五臟六腑基礎(chǔ)能量代謝提供源動(dòng)力。胃腸道平滑肌正常運(yùn)動(dòng)亦有賴于脾精滋養(yǎng)[21]，即“脾主運(yùn)化水谷之精，以養(yǎng)肌肉”。脾胃虛弱不能運(yùn)化輸布水谷之精以榮養(yǎng)胃腸，則平滑肌痿廢不用，導(dǎo)致胃腸動(dòng)力障礙。線粒體是機(jī)體“能量代謝工廠”，參與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)及能量轉(zhuǎn)換，促進(jìn)臟腑生理功能活動(dòng)[22]，與中醫(yī)學(xué)“脾胃主運(yùn)化”理論及“氣血”推動(dòng)濡養(yǎng)臟腑作用一致。

有研究通過構(gòu)建脾虛濕阻證大鼠模型并結(jié)合“脾主化”理論，發(fā)現(xiàn)脾虛濕阻模型線粒體存在能量代謝降低現(xiàn)象，并認(rèn)為調(diào)控線粒體是干預(yù)“脾散精”的靶點(diǎn)之一[23]；另有研究表明，脾氣虛可致線粒體DNA突變，復(fù)制數(shù)減少[24]，線粒體呼吸鏈蛋白結(jié)構(gòu)變性、活性降低。線粒體呼吸鏈由嵌在線粒體內(nèi)膜中的復(fù)合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ組成[25]，線粒體內(nèi)膜的完整性，特別是線粒體呼吸鏈的活性，是決定自噬活性的重要因素，線粒體活性降低不能及時(shí)修復(fù)相關(guān)異常蛋白[26]，引起胃竇平滑肌部分線粒體出現(xiàn)空泡化[27]?；?種脾虛證（脾氣虛證和脾不統(tǒng)血證）模型的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，脾虛證大鼠線粒體數(shù)目大量減少，自噬相關(guān)蛋白PINK1、Parkin、微管相關(guān)蛋白1輕鏈3（LC3）及細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白B淋巴細(xì)胞瘤-2（BCL2）基因、BCL2-Associated X的蛋白質(zhì)、胱天蛋白酶-3（Caspase-3）蛋白逆表達(dá)[28]，表明脾虛證存在線粒體過度損傷和凋亡，且與脾虛程度呈正相關(guān)，脾虛甚者線粒體損傷程度較高，2種證型均存在線粒體過度自噬現(xiàn)象。ICC被認(rèn)為是胃腸道運(yùn)動(dòng)和慢波電位的起搏細(xì)胞，決定胃腸道平滑肌的舒縮運(yùn)動(dòng)節(jié)律，同時(shí)又參與胃腸激素和神經(jīng)遞質(zhì)的傳遞，維持神經(jīng)-ICC-平滑肌細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)的完整性。多項(xiàng)研究顯示，F(xiàn)D常涉及ICC體積增大和數(shù)目減少等超微結(jié)構(gòu)改變[29-31]，細(xì)胞器是細(xì)胞生存的重要物質(zhì)，透射電鏡超微視角下，受損的ICC內(nèi)可見大量線粒體腫脹、嵴減少，溶酶體數(shù)量增多[32]，表明線粒體自噬穩(wěn)態(tài)失衡是ICC凋亡的核心損傷機(jī)制[33]。ICC的異常狀態(tài)與其自噬的“太過”“不及”雙重性密切相關(guān)[34]，脾虛不及常見線粒體數(shù)目減少，蘊(yùn)含過度自噬之意，結(jié)合中醫(yī)學(xué)“陰陽平衡”理論，提示線粒體自噬紊亂是“脾土虛損”的生物學(xué)基礎(chǔ)。

目前，基于脾虛證的研究發(fā)現(xiàn)，線粒體結(jié)構(gòu)損傷、數(shù)目減少，但通過檢測(cè)自噬相關(guān)因子卻表明線粒體自噬不足。劉璐菘等[35]研究發(fā)現(xiàn)，脾氣虛大鼠線粒體膜電位下降，PINK1表達(dá)理應(yīng)升高，卻出現(xiàn)PINK1-Parkin通路抑制現(xiàn)象，似有矛盾之處，實(shí)則表明脾虛為“疾病之本”，脾虛模型同時(shí)存在受損線粒體清除障礙和正常線粒體過度自噬狀態(tài)，自噬失衡是脾虛證的生物學(xué)實(shí)質(zhì)。

3.2 線粒體自噬受損是木郁的微觀體現(xiàn)

氣是構(gòu)成和維持生命活動(dòng)的基本物質(zhì)[36]，氣的調(diào)節(jié)功能體現(xiàn)為氣的運(yùn)動(dòng)和升清降濁，氣的運(yùn)動(dòng)是臟腑發(fā)揮功能的動(dòng)力[37]，肝木為氣化之發(fā)始，《雜病源淵犀燭》曰：“肝和則生氣，發(fā)育萬物，為諸臟之生化?！蹦練鉀_和條達(dá)，陰陽體用相濟(jì)，諸臟方可氣血生化和暢，功用司職。肝為氣機(jī)升降之根本，“肝者，貫陰陽，統(tǒng)血?dú)?，居貞元之間，握升降之樞者也”。肝氣暢達(dá)以理脾升清，胃降濁，一升一降似為胃腸平滑肌舒縮開闔運(yùn)動(dòng)。若木郁氣滯，氣機(jī)壅塞，胃腸運(yùn)動(dòng)滯而不行，發(fā)為胃腸動(dòng)力障礙。線粒體自噬缺陷的細(xì)胞中，過量的線粒體不會(huì)降解，而是自發(fā)老化，且ROS過量蓄積，干擾蛋白質(zhì)折疊和結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致mtDNA突變[38]，氧化應(yīng)激水平升高，促使線粒體膜間隙釋放細(xì)胞色素C等過氧化物，發(fā)生亞硝基化或不發(fā)生亞硝基化，聚合成為凋亡體[39]，激活下游Caspase信號(hào)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，進(jìn)一步損傷線粒體，形成惡性循環(huán)。肝郁證模型存在線粒體自噬缺陷，疏肝理氣法可有效調(diào)節(jié)線粒體自噬，清除受損線粒體。王香香等[40]采用不間斷夾尾法建立FD模型，以疏肝理氣經(jīng)典名方柴胡疏肝散為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)柴胡疏肝散可降低LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值和抗增殖蛋白2蛋白表達(dá)，調(diào)控PINK1/Parkin信號(hào)通路，改善線粒體自噬受損情況。李莉等[41]研究也發(fā)現(xiàn)，該方能顯著降低線粒體釋放ROS含量以減輕胃內(nèi)線粒體氧化應(yīng)激水平，維持線粒體功能穩(wěn)態(tài)。趙安然等[42]通過建立肝郁焦慮模型，發(fā)現(xiàn)肝郁證型大鼠呼吸鏈復(fù)合物酶活性和ATP水平均降低，線粒體嵴輕微破壞，線粒體形態(tài)略有腫脹。

因此，線粒體自噬受損引起的線粒體堆積可反映中醫(yī)“木郁氣滯”理論，線粒體是氣的物質(zhì)屬性，氣機(jī)運(yùn)行的科學(xué)內(nèi)涵表現(xiàn)為線粒體生物活動(dòng)[43]，線粒體自噬不足亦猶肝木之疏泄不及，自噬不足表現(xiàn)為線粒體堆積，導(dǎo)致線粒體結(jié)構(gòu)和功能失常，發(fā)于胃腸則表現(xiàn)為胃腸平滑肌運(yùn)動(dòng)障礙，肝氣疏泄不及，邪氣伏滯胃脘，胃腸平滑肌滯而不動(dòng)，導(dǎo)致FD發(fā)生發(fā)展。

4 結(jié)語

本文基于“肝脾相關(guān)”理論，以FD“木郁土虛”病機(jī)為切入點(diǎn)，知中土虛損之病，必有肝木橫逆之勢(shì)，示意圖見圖1。以此確立FD“扶土固本，抑木除標(biāo)”的標(biāo)本兼治基本法則，將木郁土虛病機(jī)與線粒體自噬穩(wěn)態(tài)失衡相結(jié)合，以線粒體為靶點(diǎn)，通過宏觀調(diào)控平滑肌運(yùn)動(dòng)及微觀調(diào)節(jié)ICC自噬、線粒體氧化應(yīng)激等途徑論述線粒體自噬在FD中的應(yīng)用，為中醫(yī)藥維持線粒體自噬穩(wěn)態(tài)，恢復(fù)線粒體功能以促進(jìn)胃腸動(dòng)力，改善FD提供新思路。目前“木郁土虛”病機(jī)與線粒體自噬穩(wěn)態(tài)失衡及抑木扶土法調(diào)控線粒體自噬的機(jī)制尚未闡明，仍有諸多問題亟待解決：①基于脾虛證模型的線粒體自噬穩(wěn)態(tài)失衡研究中涉及的自噬蛋白及通路因子表達(dá)水平尚有爭(zhēng)議；②目前關(guān)于肝郁氣滯模型與線粒體自噬的研究較少；③線粒體自噬穩(wěn)態(tài)失衡在FD胃腸動(dòng)力障礙中的研究集中于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，缺乏大樣本臨床研究。

圖1 FD線粒體自噬與“木郁土虛”關(guān)系示意圖