張 也 孫興國

作者單位： 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院，國家心血管病中心，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院心血管疾病國家重點實驗室，心血管疾病國家臨床醫(yī)學(xué)研究中心 100037

我們學(xué)習(xí)的傳統(tǒng)生理學(xué)由人體解剖結(jié)構(gòu)發(fā)展而來，是依據(jù)人所探知和理解的功能系統(tǒng)為基礎(chǔ)來劃分，把人理解為由呼吸、循環(huán)、消化、運動、神經(jīng)等各系統(tǒng)組成，此背景下，生命科學(xué)及醫(yī)學(xué)研究也越來越細，由系統(tǒng)逐漸深入到器官、組織、細胞、分子等水平并發(fā)展建立各自的理論體系，尤其在討論人體調(diào)控時，忽略整體人的觀點，往往存在各自為政的局限性和片面性，人體內(nèi)的各個系統(tǒng)是不可割裂、相互聯(lián)系的。系統(tǒng)生理學(xué)下的臨床醫(yī)學(xué)也走向了分科細化的歷程，專科細化在一定程度提高了治療的效率和精準性，給我們帶來了科技和知識的進步，同時伴隨分科過細過窄使得服務(wù)于整體人的醫(yī)生可能只了解人體的某個/些局部，造成片面機械的“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”，對“癥”治療，從而偏離了以人為本，“治病救人，救死扶傷”和“減少疾病，提高健康水平”疾病防治的根本職責(zé)[1]，尤其是面對一些慢病的時候，更顯得力不從心。目前國內(nèi)外“三高”患者數(shù)量驚人，且呈爆發(fā)性增長態(tài)勢[2]。大量證據(jù)已證實，“三高”與心腦血管疾病的發(fā)病、進展和復(fù)發(fā)顯著相關(guān)，心血管病又是老年人的常見病。老年疾病統(tǒng)計報告[3]顯示，心血管病是造成老年人死亡最為主要的原因之一，且隨著年齡增長病死率有所升高。傳統(tǒng)治療慢病的方式多以藥物為主，依靠終身服藥來控制“三高”指標的方式，不僅沒有有效降低“三高”的爆發(fā)趨勢，而且造成了巨大的醫(yī)療資源和醫(yī)療費用的浪費現(xiàn)象和對傳統(tǒng)系統(tǒng)生理學(xué)和醫(yī)學(xué)體系的反思，整體整合生理學(xué)/醫(yī)學(xué)新理論體系強調(diào)人體功能的一體化調(diào)控[6～9]。把人體功能看做一個不可分割的有機整體，心肺、代謝、消化、神經(jīng)等所有系統(tǒng)一體化調(diào)控，通過學(xué)習(xí)整體觀的理論體系，從全新的觀點理解生命功能的一體化調(diào)控，并在此指導(dǎo)下從事臨床服務(wù)工作，可以讓我們站在宏觀的角度，從服務(wù)整體人的觀念作出更合理準確的診治方案。

1.整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論體系的創(chuàng)立

系統(tǒng)生理學(xué)背景下發(fā)展起來的西醫(yī)，將人體劃分為各自相互獨立的系統(tǒng)，劃分不同的科室，其片面性逐漸顯現(xiàn)。美國曾經(jīng)提出“整合醫(yī)學(xué)”的概念，關(guān)注的是整合臨床醫(yī)學(xué)科室、整合人體系統(tǒng)等，但是并沒有深刻認識到人體內(nèi)在功能一體化調(diào)控的關(guān)鍵。人體本來就是完整不可分的整體，只有將心肺、代謝、神經(jīng)等功能一體化自主調(diào)控理論與以患者為核心的臨床實踐緊密結(jié)合，才能實現(xiàn)真正的醫(yī)學(xué)整體整合。在國學(xué)人體整體論指導(dǎo)下，從醫(yī)學(xué)臨床服務(wù)出發(fā)，結(jié)合時間、空間觀念，導(dǎo)師孫興國教授創(chuàng)立了整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論體系，2011年首先在美國生理學(xué)年會上報告了“呼吸控制新理論：一個多系統(tǒng)聯(lián)合的模式”和“用動脈血氧分壓和二氧化碳分壓波浪式幅度的降低來解釋心衰患者發(fā)生陳施潮呼吸的發(fā)生機制”[16]。2012年將呼吸調(diào)控、循環(huán)調(diào)控等的基本原理基本框架以近萬字的特別報告形式進行總結(jié)，并發(fā)表于2013年的《中國循環(huán)雜志》上。2015年在《中國應(yīng)用生理》?？习l(fā)表了整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論體系概論的基本框架。新理論認為人是一個有機整體，人體的各個系統(tǒng)之間不可分割，相互聯(lián)系。生命活動以呼吸為表征，以血液循環(huán)為基礎(chǔ)，以組織細胞代謝為前提，以細胞線粒體內(nèi)能量物質(zhì)代謝為各種生命活動提供能量供應(yīng)為代謝之核心。呼吸循環(huán)代謝主軸在神經(jīng)體液系統(tǒng)調(diào)控下，在消化、吸收、泌尿、排泄、皮膚等各系統(tǒng)配合協(xié)助之下，通過與外環(huán)境不斷進行物質(zhì)交換，共同完成整體功能活動狀態(tài)，并使之趨向于平衡，而永遠未能達到真正平衡的功能狀態(tài)[7]。人體功能系統(tǒng)調(diào)控一體化的理論認為，人體呼吸、循環(huán)、代謝各系統(tǒng)的調(diào)控相互聯(lián)系相互影響。

2.整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論體系介紹

2.1 新理論體系中的呼吸調(diào)控 我們所學(xué)的傳統(tǒng)生理學(xué)中一般認為PaCO2是最活躍的呼吸調(diào)控信號，PaCO2對于呼吸的調(diào)控多表現(xiàn)為對呼吸中樞的作用進而造成的反射調(diào)節(jié)[10,11]。一般研究認為自主呼吸時體內(nèi)PaO2、PaCO2和H+的信號水平恒定的[21]，呼吸調(diào)控中的化學(xué)感受器又分為外周化學(xué)感受器和中樞化學(xué)感受器。外周化學(xué)感受器主要位于頸動脈體和主動脈體,感受動脈血中PaCO2、PaO2和H+的變化。中樞化學(xué)感受器主要位于低位腦干,與呼吸中樞之間通過突觸聯(lián)系在一起。針對呼吸節(jié)律的產(chǎn)生多認為是位于延髓腹側(cè)節(jié)律中樞,經(jīng)過復(fù)雜的神經(jīng)活動去支配呼吸肌[12，13]，同時認為呼吸調(diào)控的神經(jīng)環(huán)路是由五部分組成：感受器、傳入神經(jīng)、呼吸中樞、傳出神經(jīng)和效應(yīng)器。但事實上，這種認知存在一定的誤區(qū)，如吸呼切換的機制在傳統(tǒng)神經(jīng)調(diào)控并沒有做出合理的解釋，在人體血液內(nèi)PaO2與PaCO2的水平隨著一呼一吸并非恒定水平而是呈現(xiàn)波浪式變化，系統(tǒng)生理學(xué)中這種以神經(jīng)為主的反射調(diào)控環(huán)路忽略了整體人的觀念，忽略了血液和代謝在信號傳遞中的作用，該環(huán)路并不完整。

整體整合生理學(xué)新理論體系認為動脈血氣中PaCO2，PaO2和H+三位一體的波浪式信號是呼吸調(diào)控信號的核心，這種波浪式的信號通過到達外周化學(xué)感受器及中樞化學(xué)感受器的時間不同，共同完成吸呼切換及穩(wěn)態(tài)維持。完整的呼吸調(diào)控環(huán)路應(yīng)該是經(jīng)肺通氣和肺換氣產(chǎn)生的肺泡氣體波浪式變化信號，由血液進入肺靜脈、左心房、左心室信號到達外周化學(xué)感受器，經(jīng)上傳神經(jīng)上傳、呼吸中樞整合、下傳神經(jīng)作用于呼吸肌，完成呼吸切換。同時，波浪式信號經(jīng)頸動脈、腦動脈到毛細血管，穿過血-腦屏障，經(jīng)腦脊液彌散，波浪式信號變?yōu)樗叫盘栕饔糜谥袠谢瘜W(xué)感受器，直接調(diào)節(jié)呼吸整合中樞的敏感性、維持呼吸的穩(wěn)定，此為一體化調(diào)控的主環(huán)路[6～9]。運用該調(diào)控新觀點可以解釋一些目前無法解釋的問題，像胎兒在母親子宮內(nèi)為什么不呼吸、分娩后第一次呼吸產(chǎn)生的內(nèi)在的機制等，具體解釋詳見“整體整合新理論之呼吸調(diào)控新視野”，在此不一一贅述。同時，通過學(xué)習(xí)整體論，深刻理解循環(huán)在呼吸調(diào)控的關(guān)鍵作用。由于外周和中樞化學(xué)感受器的位置不相同，接受血液運輸過來的同一個呼吸信號的時間不同，信號到達外周化學(xué)感受器快，大約經(jīng)過30秒的延遲才到達中樞化學(xué)感受器，這個時間延遲對呼吸穩(wěn)態(tài)維持的調(diào)控具有重要作用。血液在動脈血中的流速決定了其運送呼吸波浪式信號到感受器的速度，進而決定了呼吸的節(jié)律和頻率[8]。對于呼吸強弱的調(diào)控認為當(dāng)左心功能的射血特性決定射血后血液中波浪式信號的衰減程度，進而影響下一次呼吸強弱，可見新理論體系完善了循環(huán)影響呼吸的內(nèi)容。陳施呼吸的異常模式可以解釋為波浪式信號的波浪幅度在逐次遞減以至于小到不能觸發(fā)下一次呼吸，發(fā)生呼吸睡眠暫停[14]，加上慢反應(yīng)中樞化學(xué)感受器感受信號時間的延遲?！盎旌鲜倚?yīng)”“時相錯位效應(yīng)”共同解釋心衰患者出現(xiàn)陳施呼吸的機制[14，15]。

2.2 新理論體系中的循環(huán)調(diào)控 在學(xué)習(xí)整體整合生理學(xué)之前，醫(yī)學(xué)生所接觸的生理學(xué)知識對于循環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)主要是提到對心搏、血壓、心率、血管等表征活動的調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)學(xué)習(xí)的生理學(xué)中心血管活動的調(diào)節(jié)，一般由神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)共同完成，頸動脈竇和主動脈弓的壓力感受性反射[17，18]，如減壓等相關(guān)反射，頸動脈體及主動脈體的化學(xué)感受性反射，還有包括一些體液調(diào)節(jié)，涉及激素有血管緊張素、腎上腺素、抗利尿激素等等，同時細胞組織代謝的產(chǎn)物也對血管有縮舒作用。該循環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的討論多在循環(huán)系統(tǒng)，未體現(xiàn)呼吸系統(tǒng)的作用，忽略了呼吸引起的血氣中信號的變化對循環(huán)系統(tǒng)各指標變異性的影響。血液循環(huán)的目的是運輸細胞活動和人體代謝所需的氧氣和能量物質(zhì)，如果沒有呼吸系統(tǒng)的參與該過程是不完整的。

整體論中把人看做整體，呼吸和循環(huán)系統(tǒng)相配合共同完成，運送人體所需的氧和營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物。呼吸產(chǎn)生的波浪式信號不僅是呼吸調(diào)控的核心信號，這種信號同時引起了血液中血氧分壓的改變。肺內(nèi)的血管對氧分壓的改變比較敏感，一呼一吸造成動脈血氣中氧和二氧化碳的波浪變化，造成肺血管收縮和舒張的變化，進一步影響了進入左心的血液容量，影響左室的搏出量和收縮性[7～9,19，20]。呼吸的波浪信號對外周化學(xué)感受器的影響，在整體調(diào)控環(huán)路中通過影響交感、副交感神經(jīng)的作用，引起自主張力的變異性。血液循環(huán)為機體運送氧和能量物質(zhì)排出二氧化碳和廢物的作用決定了循環(huán)的調(diào)控除受到呼吸的影響外，更與消化、泌尿等代謝不可分割。代謝活動中營養(yǎng)產(chǎn)物可以讓血液的各種指標發(fā)生變化，代謝廢物也可以調(diào)節(jié)血管收縮性，改變流速，進而影響循環(huán)的速度，影響波浪式呼吸信號的運送，影響呼吸的節(jié)律，進而影響循環(huán)的變異性[6～10]。利用整體人的觀點可以合理解釋系統(tǒng)生理學(xué)背景下無法說通的生命醫(yī)學(xué)問題、出生后卵圓孔關(guān)閉的機制等等。

2.3 神經(jīng)體液及各個系統(tǒng)功能一體化自主調(diào)控 整體論呼吸、循環(huán)、神經(jīng)、體液等各系統(tǒng)功能一體化自主調(diào)控，人體生命活動是以細胞氧化能量物質(zhì)為核心，保證氧氣供應(yīng)的呼吸循環(huán)-細胞調(diào)控運輸軸線和保證能量物質(zhì)的消化-吸收-細胞調(diào)控運輸軸線，相互聯(lián)系配合，任何一個地方的功能異常均可能影響人體整體的調(diào)控穩(wěn)態(tài)。機體PaO2(PaCO2/H+)為核心的調(diào)控信號在血液中并非平均水平，其“W”形波浪式信號是血液在肺臟經(jīng)過氣體交換產(chǎn)生，經(jīng)心臟搏動由循環(huán)血液帶到不同部位感受器時的時相和作用方式不同，通過神經(jīng)系統(tǒng)中樞整合之后對心肺發(fā)揮的調(diào)控[6～9]。人體生命調(diào)控的根本是維持人體內(nèi)氧、二氧化碳、營養(yǎng)物質(zhì)與代謝產(chǎn)物和功能的動態(tài)平衡，神經(jīng)體液調(diào)節(jié)在呼吸、循環(huán)調(diào)控中的作用模式，整體整合生理學(xué)創(chuàng)立者用音響系統(tǒng)來形象的表示，例如音響系統(tǒng)簡化類比呼吸調(diào)控環(huán)路，其中神經(jīng)系統(tǒng)和血液循環(huán)所扮演的作用不同，神經(jīng)系統(tǒng)部分相當(dāng)于電信號在線路中的傳送，速度快、時間短；血液循環(huán)部分相當(dāng)于聲波在空氣中的傳送，速度慢、時間長[9]。除以上外，精神心理對大腦皮層的影響不可忽略,疾病的發(fā)生與精神心理有密切的關(guān)系[22～24]，特別是心血管疾病及抵抗力弱的老年人。

醫(yī)學(xué)生包括廣大的臨床醫(yī)務(wù)工作者均需要通過系統(tǒng)深入地學(xué)習(xí)整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論體系，才能實現(xiàn)真正以人為本的理念[3]，目前我們在整體論指導(dǎo)下對慢病產(chǎn)生的機制解讀，運用以個體化適度強度運動為核心，包括傳統(tǒng)抗阻訓(xùn)練、優(yōu)化藥物、禁煙限酒、管理睡眠、生活方式及精神心理的整體管理方案做到了慢病減藥甚至停藥，使得患者恢復(fù)健康生活的療效[25]，這是人體功能一體化自主調(diào)控的經(jīng)典體現(xiàn)和整體論指導(dǎo)醫(yī)學(xué)最有力的證據(jù)，醫(yī)療的各個方面尤其是慢病治療、老年人心血管病康復(fù)治療等方面，都離不開整體論的指導(dǎo)。

3.結(jié)語

跳出系統(tǒng)論的圍墻，站在整體的角度看宏觀層面的生命功能一體化自主調(diào)控，探尋生命活動的內(nèi)在，必將對發(fā)展人民健康具有重大的指導(dǎo)意義。