李靈曉 趙宏杰

生物節(jié)律的結(jié)構(gòu)功能分類與生物節(jié)律的藏象分屬定性

李靈曉 趙宏杰

生物節(jié)律;藏象節(jié)律;時間醫(yī)學(xué)

生物節(jié)律是生命現(xiàn)象中的節(jié)律性變化。在生命過程中，從分子、細(xì)胞到機(jī)體、群體各個層次上都有明顯的時間周期現(xiàn)象，其周期從幾秒、幾天直到幾月、幾年。廣泛存在的節(jié)律使生物能更好地適應(yīng)外界環(huán)境。自穩(wěn)態(tài)的調(diào)定點(diǎn)是有節(jié)律性波動的，生物節(jié)律是對自穩(wěn)態(tài)的定性與定量化描述，生物節(jié)律也就是對人體狀態(tài)或者功能態(tài)的定性與定量化描述［1］。

此前，生物節(jié)律的劃分，基本上集中在生物周期的長短上，而西醫(yī)目前對生物節(jié)律研究的細(xì)化，主要表現(xiàn)在向器官組織水平，細(xì)胞水平，分子水平細(xì)化。缺乏在整體水平上的橫向細(xì)化。我們是對生物節(jié)律進(jìn)行新的分類，基于的原則就是人體的解剖和功能以及中醫(yī)藏象理論。

1 基于人體層次的劃分

從整體到系統(tǒng)、器官、細(xì)胞、分子……相對應(yīng)的生物節(jié)律也可以這么劃分，即整體節(jié)律到系統(tǒng)節(jié)律、器官節(jié)律、細(xì)胞節(jié)律、分子節(jié)律(或者說有機(jī)分子無機(jī)分子節(jié)律)。成分節(jié)律(血糖、血鉀)。

作者單位:132011 吉林市中醫(yī)院

2 基于人體有解剖結(jié)構(gòu)和功能的劃分

可以劃分為解剖節(jié)律和功能節(jié)律。

功能節(jié)律，比如體溫或者某器官的溫度，心電圖反應(yīng)的節(jié)律和血壓反應(yīng)的節(jié)律，肺通氣量的節(jié)律與膽囊B超反應(yīng)的節(jié)律怎么劃分，組合節(jié)律(肺通氣量、血壓)，整體節(jié)律(體溫)。

內(nèi)環(huán)境自穩(wěn)態(tài)是從生物體整體水平上對生物功能的研究，生物節(jié)律是對生物功能的定性和定量分析。內(nèi)環(huán)境自穩(wěn)態(tài)的生物節(jié)律，可以用溫度代替或者指代。中醫(yī)的模型也是從生物體整體水平上對生物功能的研究，生命節(jié)律是其定性和定量分析［2］。

整體節(jié)律(體溫)，恩格斯在《自然辯證法》中說，水的蒸發(fā)是微積分過程的現(xiàn)實(shí)原型，也可以說，體溫變化是人體陰陽變化過程的現(xiàn)實(shí)原型。

3 基于中醫(yī)理論的劃分

此前，生物節(jié)律的劃分，基本上集中在生物周期的長短上，而對每個生物周期內(nèi)部的節(jié)段劃分比較粗糙。

對于實(shí)驗來說，晝夜節(jié)律由于其穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)該是研究的重點(diǎn)。

另外，對于一晝夜的節(jié)律的波動變化，把它分為4個階段或者5個階段，這就是四象或者五行，黃帝內(nèi)經(jīng)里面有相應(yīng)的記載，晝夜節(jié)律也是將一日按四時分段，指人體五藏之氣在一天之中隨晝夜節(jié)律而依次轉(zhuǎn)移，則肝主晨，心主日中，肺主日入，腎主夜半(見《素問·藏氣法時論》)。這個稱為藏象節(jié)律。

中醫(yī)藏象理論把機(jī)體內(nèi)環(huán)境劃分為五個子系統(tǒng)，在一個完整的周期內(nèi)，把機(jī)體自穩(wěn)態(tài)依時間次序劃分為五個單元，在這五個單元里，五個功能模塊依次功能旺盛，他們被分別命名為肝、心、脾、肺、腎五藏，共同組成了機(jī)體內(nèi)環(huán)境的整體，他們也共同發(fā)揮作用，完成生命的整體功能。這就是中醫(yī)由功能確定結(jié)構(gòu)屬性的方法，由于這五藏對應(yīng)于金木水火土五行，所以他們互相之間作用和影響的時候遵循生克制化乘侮等規(guī)律。

4 對于藏象現(xiàn)代研究的幫助

反過來，把峰值在不同時段里面的各種晝夜節(jié)律的血液成分，就可以劃分為不同的藏象歸屬，這個方法也可以看做是模糊聚類分析方法。

生物節(jié)律是一個復(fù)雜系統(tǒng)，一個生物體包括了基因、蛋白質(zhì)、細(xì)胞、器官、系統(tǒng)和個體多個層次，每一個層次和組分都有自己的生物節(jié)律，象人體這樣的生物個體所擁有的生物信息是海量的，其生物節(jié)律也是海量的，底層的海量生物節(jié)律逐次組合成上一級數(shù)量比較少的生物節(jié)律，也可以說個體或者器官層次的生物節(jié)律是最終由海量的分子生物學(xué)層次的生物節(jié)律構(gòu)成的，這樣的節(jié)律也是多個層次數(shù)量繁多的節(jié)律累積疊加而成。

5 藏象數(shù)學(xué)模型

根據(jù)五藏旺相休囚理論，還可以把五藏藏象的變化曲線畫出來，由于時間醫(yī)學(xué)主要使用正弦或者余弦函數(shù)描述生物節(jié)律，再進(jìn)一步基于這些數(shù)據(jù)用優(yōu)化方法求出正弦或者余弦函數(shù)具體的參數(shù)。

五行旺相休囚死的規(guī)律在藏象理論中表現(xiàn)為:

［春/平旦、日出］肝旺 心相 腎休 肺囚 脾死

［夏/禺中、日中］心旺 脾相 肝休 腎囚 肺死

［長夏/食時、日昳］脾旺 肺相 心休 肝囚 腎死

［秋/哺時、日入］肺旺 腎相 脾休 心囚 肝死

［冬/人定、夜半］腎旺 肝相 肺休 脾囚 心死

把旺相休囚死用數(shù)值1、0.5、0、-0.5、-1代替，則肝藏象的數(shù)值變化是 1、0、-0.5、-1、0.5;心藏象的數(shù)值變化是 0.5、1、0、-0.5、-1;脾藏象的數(shù)值變化是-1、0.5、1、0、-0.5;肺藏象的數(shù)值變化是-0.5、-1、0.5、1、0;腎藏象的數(shù)值變化是 0、-0.5、-1、0.5、1。

對5個周期的肝藏象變化的數(shù)值畫圖，得到如下的曲線。圖1。

對5個周期的五藏象變化的數(shù)值畫圖，得到如下的曲線。圖2。

對5個周期的肝藏象變化數(shù)值這個時間序列進(jìn)行插值處理，得到如下的曲線。圖3。

象高血壓有2個峰值的，就可以把它看做是2個周期合并的結(jié)果，非線性研究里面提到過周期3產(chǎn)生混沌，應(yīng)用周期2就可以把生物節(jié)律的研究方法深入下去。

6 時間醫(yī)學(xué)

時間醫(yī)學(xué)在系統(tǒng)生物學(xué)的建模上非常關(guān)鍵，現(xiàn)在系統(tǒng)生物學(xué)對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)這種方法比較熱衷，但是對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)行功能模塊劃分，而功能模塊劃分的方法非常重要的就是依據(jù)時間節(jié)段劃分。

在生物信息學(xué)時代，指紋圖譜是一種極為常用的方法工具。代謝指紋分析不分離鑒定具體單一組分，而是對樣品進(jìn)行快速分類(如表型的快速鑒定)。它同樣適用于血液組織液的生物信息學(xué)研究。這與我們對血液指紋圖譜的看法一致。

系統(tǒng)生物學(xué)的核心是建模，整體系統(tǒng)生物學(xué)階段的核心同樣是建模。建模之前需要確定研究對象，由于生物體的復(fù)雜性，通常將研究對象分為三種網(wǎng)絡(luò):代謝網(wǎng)絡(luò)，蛋白質(zhì)作用網(wǎng)絡(luò)和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。整體系統(tǒng)生物學(xué)利用內(nèi)環(huán)境就可以整合這些網(wǎng)絡(luò)。

整體系統(tǒng)生物學(xué)建模應(yīng)該體現(xiàn)系統(tǒng)生物學(xué)研究方法的自上而下策略，所以建模也要自上而下，以利用現(xiàn)有的知識建立一個最適合生物體的模型，尼科爾森教授一貫強(qiáng)調(diào)代謝組學(xué)與中醫(yī)學(xué)的整體觀和系統(tǒng)觀非常吻合，所以整體系統(tǒng)生物學(xué)借用中醫(yī)學(xué)的模型有一定的可行性，筆者的信息中醫(yī)學(xué)即中醫(yī)藥信息學(xué)研究也證明這不僅可行而且非常有效［3］。

［1］趙宏杰．時間生物學(xué)是系統(tǒng)生物學(xué)思想方法的精髓與新發(fā)展的突破口．全國時間生物醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集，2006．

［2］趙宏杰，雷鈞濤．以代謝物組學(xué)為參照介紹血液指紋圖譜中醫(yī)藥信息學(xué)研究方法．中華中醫(yī)藥學(xué)刊，2007，9:1903-1904．

［3］趙宏杰，張笑波，戴松銘，等．應(yīng)用指紋圖譜以時測象研究藏象實(shí)質(zhì)的思路．中國中醫(yī)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)雜志，2007，1:22．