经络腧穴的生物物理特征:系统综述

摘要

针灸是中医的重要组成部分，是一种简便、有效、副作用少的治疗方法。近年来，对经络本质的研究已成为现代中医的核心问题。自20世纪50年代以来，生物物理学、生物化学和分子生物学等不同的技术已经通过大量的实验证明了经络的客观存在。本文综述了经络腧穴的电、声、热、光、磁、同位素和肌电等方面的生物物理研究。这些研究表明经络/穴位具有不同于非穴位的生物物理特性。由于以往研究的局限性，未来应利用组学、多中心随机对照试验等高通量技术来探索针刺的作用机制和疗效证明。

1.介绍

针灸是中医不可分割的一部分，中医有大约3000年的历史。1]．在美国，越来越多的人接受它作为一种补充和替代医学(CAM)疗法[2]．针灸的实践是以经络系统为基础的。3.]，沿经络有多个或多个穴位，当受针刺、压、热刺激时，可能对某些疾病有治疗作用[3.]．

经络理论是中医的基础理论，几千年来一直指导着针灸。4]．针灸的临床效果引起了科学和医学研究者的广泛关注，但也出现了许多问题:经络存在吗?他们的行动机制是什么?经络的生理基础是什么?穴位与非穴位有什么区别?到目前为止，这些问题还没有完全解决，但是利用先进的生物物理、生化和分子生物学方法进行了大量的实验和临床试验[5- - - - - -8]．

为了更好地了解经穴的生物物理基础及其作用机制，我们检索了MEDLINE、EMBASE、CINAHL、EMBR、中国知网、万方、维普等电子数据库，从2012年初至2012年6月对经穴生物物理研究进行了综述。

2.经络腧穴的生物物理特性

2．1．电特性

低电阻、高电容被普遍认为是经络腧穴的电特性[9- - - - - -11]．目前，研究人员正在评估穴位的电生理特性，作为探索针刺作用机制的一种可能手段[12]．Wang等[13]，采用红外热像和表面电阻测量方法检测20只家兔左右心包(PC) 6、右膀胱(BL) 15和距离以上穴位1cm处的温度和电阻。结果表明，与非穴位对照相比，穴位具有高温低阻特性，且电阻值与皮肤温度密切相关。中国的其他研究人员[14，15也证明了这一现象。此外，Egot-Lemaire和Ziskin [16]发现穴位的介电特性与周围非穴位的介电特性有所不同，其范围在50 ~ 61 GHz。

然而，上述发现与其他研究结果并不一致。Ahn等人[17]采用四电极法测量了23名受试者沿心包、脾经脉段及相应平行控制段的电阻抗。结果表明，与对照组相比，心包经络组织阻抗平均较低，而脾经络组织阻抗平均较低。皮尔森等[18]用两种仪器测试三个穴位及其附近部位的皮肤电阻抗。结果表明，三个被测穴位的皮肤阻抗都没有比附近的任何一个控制点低。Ahn等人[19[在一项对针灸结构电特性研究的系统综述中发现，在9个穴位研究中，只有5个表明穴位与较低的电阻和阻抗之间存在正相关，而9项经络研究中有7项显示，针灸经络与较低的电阻抗和较高的电容量呈正相关。这些证据并没有决定性地支持穴位或经络是电可区分的这一说法。Kramer等人[20.]使用由64个(8 × 8)电极组成的阵列来测量皮肤电阻。电极放置在相应的穴位上，并将皮肤电阻测量结果与周围电极的结果进行比较。

表格1大部分穴位的皮肤电阻抗(ESR)(62.8%)与周围区域相比无显著差异。这在一定程度上与之前一些高质量的研究一致，这些研究对这个话题得出了相对负面的结论。因此，不能得出esrm可以用于穴位定位或诊断/治疗的结论。在这篇论文中，他们还发现用于测量ESR的阵列在1分钟后的重现性非常高，但在1小时和1周后就很低了。这一现象的特点是短期重现性高，长期重现性低。一个简单的解释可能是环境条件的变化，包括人为因素、个体间和个体内ESR的广泛变化，以及可能由经表皮水分流失或皮肤水合作用引起的ESR转移[21]．角质层厚度的变化(如小磨损)和电极尺寸也会影响esrm。他们发现影响结果可靠性的因素可能是他们没有测量穴位本身，因为电极中心之间的距离是8毫米。

其他研究人员(22，23]也发现电极材料、尺寸和形状、探头施加的压力、探头应用的时间、探头尖端在皮肤上的倾斜度，以及皮肤状况的变化(干/湿、厚度、以及角质层的完整性)可能是影响皮肤电流/电阻测量装置的再现性和可靠性的潜在干扰因素。为了解决这些限制，Colbert等人[12]设计了一个连续记录系统，一个全自动多通道设备，记录多个穴位的皮肤阻抗超过24小时。通过使用它，他们成功地检测到穴位的皮肤阻抗低于附近的非穴位。此外，Colbert等人[24]开发了一种自动化多通道原型系统，记录了33名健康参与者的8个皮肤部位的电阻和电容超过2小时。结果表明，只有肝脾经络上的穴位阻力低于其附近部位(4 mm远)，其他比较无显著差异。

为了探索电特性的机理，Yang [25]分析了各种可能导致低电阻的因素。他的结论是，相对高含量的间质液(组织液)是低阻力的来源，而经络的组织学实质是疏松结缔组织中相对高含量的间质液条带。其他人认为缝隙连接可能是决定不同皮肤电阻的结构基础[26- - - - - -28]．谭(29]认为，除了固有的组织因素外，相应环境中带电分子浓度的变化是影响人体不同部位电阻的最重要的可变因素之一。此外，根据沿经络的富离子生物电场，他得出结论，当沿经络的感觉传播(PSC)发生时，经络的阻力一定会降低。其他报告[30.- - - - - -35]、局部组织释放的去甲肾上腺素(NA)、一氧化氮(NO)、肿瘤相关因子、肥大细胞释放的组胺和血清素(5-HT)被认为是经穴电特性的主要原因。

2．2．声学特性

在20世纪80年代，人们首次报道了经络发声和传递声音的特性，研究人员试图在动物实验和人体试验中证实这些特性。Zhang等[36]在30只家兔中，在距上述穴位2毫米的两侧分别检测到受孕管上8个穴位，督脉上11个穴位，控制点。结果表明，穴位的声波振幅明显高于非穴位。Wei等人[37]测量了声波的强度，证实声波可以在经络和穴位中传播。其传导速度快于软组织传导，但低于骨传导。此外，在音调和经络之间发现了一个重要的关系，这在《圣经》中有所描述黄帝内科学（黄帝内津)(表2)[38］．

腧穴的声学特征如下:(A)频率为2 ~ 15 Hz;(B)振幅为0.5 ~ 10 mV;(C)波形类似于锐波或正弦波;(D)双向传导速度为6.2-10 cm/s;(E)它可能被阻止[39]．

声波传导依赖于介质，而微观颗粒在介质中的有序分布是促进有效传导的必要条件。据报道，由于在生物电场作用下沿子午线各向同性离子的富集，使得声音在子午线内传播的特性优于周围区域[26]．经络是机械振动波和次声波的良好介质[39，40]．这可能是由于次声波的波长长、衰减程度弱、传播时不易被吸收、穿透性强等特点造成的[40]．

此外，Krevsky等人[41]发现经络腧穴的声学特征可用于诊断目的。沿经络发射微波能探测到同一经络的下一个穴位。癌症患者的微波频率与健康对照组不同。并且发现微波在不同经络中的传输频率范围是不同的。

2．3.热特性

王(42]综述了Borsarello在1970年发现红外热图像检测到的面部等温线痕迹与人体经络相似。此后，越来越多的研究者从不同角度报道了经络腧穴的热特性。例如，Hu等人[43，44]通过红外成像系统观测红外辐射，发现轨迹与中国古代描述的14条子午线一致。Zhang等[45]沿经络分别测量皮下5 mm和10 mm的温度。他们发现，沿着经络的高温线是在针灸后形成的，主要出现在皮肤层。

此外，热证对辨证也有一定的作用。据报道，经络热敏测量法用于区分阳虚、气虚、平安三种体质[46，47]．

２.４.光学特性

针对光学特性的研究相对较少，主要集中在光波的高发光特性和光波沿子午线的传输特性。Yan等人[48]发现体表有14条高发光线，且与两侧距离5 mm处的高发光线差异显著。将1934点所在的高光线与作者所描述的体表14条规则经脉的位置进行比较黄帝内津其中，完全重叠区域的比例为92.97%，基本一致区域的比例为6.72%。结果表明经络腧穴具有较高的发光生物物理性质。Liu等[49]设计了一个自动测量系统，测试光波沿经络的传输特性，发现经络与非经络之间存在显著差异。此外，他们还发现心包经的平均衰减因子低于脾经。

2．5．磁特性

经络腧穴的磁性特征尚不完全明确。李等人[50利用超导量子干涉装置(SQUID)和功能磁共振成像(fMRI)在国家零磁实验室对经络、腧穴、脑及相关脏器进行了检测。他们发现在低电阻路径上有一个相对稳定的电磁和化学振荡循环电流。不同频率振荡的竞争往往使人体某些部位产生共振，形成振荡网络。而且，电磁和化学振荡循环支配着体内的奇穴位置，可能是具有调节作用的经络腧穴。

人体就是一个磁场。近年来，利用功能磁共振成像(fMRI)研究经络与静息状态脑网络的关系受到广泛关注。Zhang等[51用fMRI研究针刺的特异性。针刺胆囊(GB) 40，以肾(KI) 3为对照(属于同一神经段但不同经络)，增强不同脑区。这表明针刺不同穴位对静息状态网络(rns)有不同的调节作用。

Cao做了另一个有趣的实验[52探讨穴位磁刺激对经络温度场的影响。摘要为了研究穴位磁刺激前后温度场的变化，采用红外成像测温法直接检测兔和人体调节血管上的温度分布。与非穴位相比，督脉穴位温度变化显著。这说明磁刺激穴位可引起沿经络的温度变化。

2．6．同位素沿经络的迁移

同位素沿通道运移的发现始于20世纪50年代。它是一种相对简单的物理现象，遵循物理定律。20世纪80年代，孟和他的团队[53在中国已经显示了缓慢的运动将同位素注入穴位后观察经络，观察的经络与中国古代文献记载的经络相似。但他们只是证明了通道与淋巴网络无关。血管和神经系统无关。

2008年，Zhang等人[54]发现微型猪沿经络有低水压阻力通道。相对于非子午线，低的水力阻力使得更多的流体沿子午线流动。用同位素示踪法对6头小型猪的胃经络进行了检测。在两个病例中显示，在注射0.1 mL后在一个低水力阻力点，同位素可以沿子午线向另一个低水力阻力点运移。基于这些发现，他们推断，同位素在人体中的迁移代表了组织间流体沿低水力阻力通道流动。

2.7。肌电的活动

在我国，肌电学是研究PSC的常用方法。Zhu等[55证明PSC与神经-骨骼系统密切相关。在他们的研究中，当大肠(LI) 4被刺激时，沿着大肠经络的感觉和肌电传播就出现了。但臂丛阻滞麻醉可以消除这种现象。Ma等人对老鼠进行的另一项研究[56也表明最长肌的肌电活动是PSC的基础。这些实验表明经络具有明显的肌电活动特征，传感与肌电密切相关。

3.总结与未来方向

近年来的研究证实，经络腧穴具有许多不同于非穴位的生物物理特性。其特性包括电学特性(即高电势、电导、电容、低阻抗和电阻)、热特性(即沿子午线的红外辐射跟踪)、声学特性(即频率为2-15 Hz、振幅为0.5-10 mV、6.2-10 cm/s双向传导速度，与锐波或正弦波相似)、光学特性(即高发光特性，光波沿子午线传播)、磁特性(即光波沿子午线传播)具有相对稳定的沿低电阻路径的电磁和化学振荡圆电流)、同位素特征(即同位素沿经络的迁移)和肌电特征(即明显的肌电活动)。因此，经络的存在是有科学依据的。

这些生物物理性质是研究经络的基础，也是进一步研究经络形态和作用途径的基础。从中医的各个属性而不是单一属性出发，对认识机体在不同功能状态下的变化、诊断疾病、探索新疗法、阐明病机、辨证分型等都有一定的帮助。未来的基础研究不应仅采用电、声、光、磁等单一方法探索经络本质，还应采用蛋白质组学、基因组学、转录组学等系统生物学方法，揭示经络多靶点、多路径的作用机制。基础研究应进一步得到临床研究特别是大型随机对照试验的支持。在此类调查中，应强调针灸干预的适应症，以显示其治疗效果。

作者的贡献

李俊、王强、梁海、董海等人对这一工作都有贡献。

致谢

作者在撰写本文时没有利益冲突。该论文没有获得资金支持。

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