有别于血液、淋巴循环系统、神经系统的组织液流动系统_风闻

国家自然科学基金委医学科学部公布2020年度专家推荐类原创探索计划项目资助结果。其中一项是由北京医院和中国医学科学院基础医学研究所共同承担的项目“人体组织液界面流动网络的循环功能和结构研究”。

血液循环系统的第二种液体传输功能：传输组织液

什么是组织液？指的是分布在血管与细胞之间的组织间隙中的液体。组织间隙的微观结构是结缔组织，其中的液体被西方学者命名为Interstitial fluid，直译为“缝隙/间隙中的液体”，即业内所指的“组织液”。组织液占成年人体重约为20%，而血液和淋巴液占成年人体重约8%。传统生理学认为，组织液不能长程流动，只能在压力或者浓度梯度的作用下在局部扩散。

2012年7月，上述项目负责人李宏义教授和研究团队通过动物实验发现，下肢静脉血管外膜及其周围纤维结缔组织中存在组织液长程流动的现象。2016年和2019年，又在人体实验中观察到，不仅在静脉外膜及其周围纤维结缔组织，而且在动脉外膜及其周围纤维结缔组织中也观察到了组织液流动的现象。

据此，李宏义认为，动脉血管和静脉血管均存在两种基本流动。“一是血管内的血液流动，二是血管外膜及其周围纤维结缔组织中的组织液流动。对于静脉血管来说，脉管外膜组织液的流动方向与静脉血液的流动方向相同；对于动脉血管来说，脉管外膜组织液的流动方向与动脉血液的流动方向相反。而心脏、肺脏等多种器官的血管、毛细血管等部位的组织液流动规律及其方向需要进一步研究。”

简而言之，该研究团队发现，血液循环系统除了传输血液这一基本功能，还具有第二种液体传输的功能，即传输组织液。“血管的管腔是血液流动的空间，而血管管壁的外膜组织中还有更小的空间，组织液正是在这个空间中流动。”他们称，“心血管循环系统不仅能通过动静脉血管调节血液流动，同时也能够通过动静脉血管外膜调节沿途各种组织、器官中的组织液流动。”

项目组成员、北京协和医学院人体解剖与组织胚胎学系主任马超教授表示，这些新发现揭示了血液循环系统的新图像。而现在广受关注的Glymphatic系统只是发生在颅内等器官内部血管旁液体流动的局部现象，与血管外膜本身的关系并不清晰。“我们的工作不仅发现了血管周围的组织液流动，而且明确揭示了血管外膜中也存在组织液流动，这样就能够推演出全身的血管都存在沿外膜的组织液流动现象。”实验数据表明，这一组织液流动现象不仅局限在血管外膜，而是在皮肤、筋膜、神经等各类组织中广泛存在，目前已经发现的很可能是仅仅是人体内遍布全身的组织液流动网络的冰山一角，值得认真挖掘和研究。

目前，该项目组与清华大学殷雅俊教授项目组、上海高等研究院诸颖教授项目组合作，进一步围绕血管外膜组织液流动的运动学特征和动力学机制、与血管壁新陈代谢的关系、以及参与动脉粥样硬化等疾病发生发展过程等展开研究，将在心血管领域中取得更多的新发现。

人体存在与穴位连接的组织液流动网络

不仅在动静脉血管外膜及其周围的组织中观察到了组织液流动的现象，在人体解剖学实验中，李宏义还发现了与穴位区连接的组织液流动网络的人体解剖学结构，通过追踪四肢远端穴位的组织液流动，发现在皮肤组织、静脉外膜组织、动脉外膜组织和神经组织中都有组织液流动的现象。

项目组成员、中科院计算技术研究所李华研究员认为，这种连接穴位和内脏组织器官的组织液流动网络远比“循体表经络线传导现象”更加复杂和丰富，有可能为理解经络穴位图谱中的“经络线”提供了新的思路，“如何准确的表达这种复杂网络的几何特征与拓扑连接关系是对现有几何建模和可视化技术的挑战。”

2019年，李宏义应邀到奥地利格拉茨大学做学术交流，并在该校解剖实验室现场进行了演示，成功重复了人体标本的实验结果，吸引了国外几位科学家的兴趣。李华表示：“同时也开启了围绕人体完整循环系统的科学竞争。在血液循环问世近四百年后，我国科学家对于经络穴位的认识将为揭示这种组织液流动网络提供最有价值的线索。”

人体中这种连接四肢远端穴位的组织液流动网络与经络的关系是什么？是针刺信号传导的新途径吗？

项目组认为，回答这些问题需要一个过程。目前的情况是，我们给出了组织液流动的人体解剖学结构线索。另外明确的一点是，这种分布在皮肤、动静脉外膜和神经组织中的组织液流动形成一个高度复杂的液体流动网络，“经络功能”很可能是由这个复杂网络所实现的。但该网络与经络的关系仍然需更多基础性研究工作的积累，例如，构建人体穴位-组织液流动网络图谱，阐明其功能等，才能在令人信服的实验观测和理论体系之上完成最后的比对。

组织液连续流动的空间      在医学领域，如何理解组织液的流动规律及其力学机制是近百年来重大医学科学问题之一。

殷雅俊认为，组织液流动规律和动力学机制探索，将为力学学科提供新的研究对象和新的发展机遇。

而该项目组根据血管外膜组织的实验数据，指出外膜组织中还存在“更小的物质传输空间”，据项目组成员、上海高等研究院胡钧研究员介绍，这种空间指的是纤维等固相结构与其周围的液相及凝胶相基质之间的“界面区（interfacial zone）”；组织液不仅可以局部扩散，还能够在“界面区”中传输。

接下来，该项目组与清华大学、上海高等研究院等单位合作，将进一步论证“组织液界面流动网络”，确立“组织液流动与循环网络”理论：组织液不仅在局部的组织间隙中扩散，而且在动力源的驱动下，以纤维等固相结构为轨道、在其表面拓扑连通的“界面区”中进行全身流动。来源于血液的组织液通过“界面流动网络”的传输，再回到血液循环，形成组织液流动与循环系统。

研究团队认为，“组织液界面流动网络”与血液和淋巴循环一起，构成了体液循环的重要组成部分。“围绕这一原创发现，将有可能建立起一个包括血液循环、淋巴循环和组织液循环的人体完整循环系统的宏观图像。”李华说。

专家表示，没有经络现象的启发，难以揭示这种与穴位相关的组织液界面流动网络所具有的“穴位相关性”、“连接体表穴位与若干内脏器官的组织液界面流动网络”、“有别于血液、淋巴循环系统和神经系统的组织液流动系统”等特征。“同样，全面的认识和理解人体‘组织液循环网络系统’也离不开古典医学文献中与经络穴位相关的知识和中医临床的实践经验。”

李宏义认为，这将有可能帮助人们重新认识细胞和细胞之间、组织和组织之间、器官和器官之间的生物信息沟通方式。“在这个过程中，人体解剖学研究和医学影像学新技术的研发是不能忽视的关键性工作。”

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中国的传统医学实践，大多基于经络理论。但是在现代解剖学研究中，经络却一直看不见摸不着。近日，复旦大学团队首次公布了符合人体经络传统描述的系统性影像，让人们得以“看见经络”。

李  辉：

经络，是中医理论中既核心又神秘的事物。中国的传统医学实践，大多基于经络理论。但是在现代解剖学研究中，经络却一直看不见摸不着。所以许多科学家不认可经络是客观存在的结构，甚至因此否定中医疗效的客观性。

近日，复旦大学团队首次公布了符合人体经络传统描述的系统性影像，让人们得以“看见经络”。相关论文《茶叶激发的人体红外影像显现经络系统》发表在3月份的Quantitative Biology（《定量生物学》）期刊上。

上下求索

最早记载经络的《黄帝内经》重点描述了人体内分布的六条正脉的位置和功能，每一条正脉的两端又连接手或足，划分为手经和足经，这样经络就划分成了十二条。中医实践发现十二条经络在一昼夜内依次活跃流动，每两小时轮换一条经络，并将这一规律称为“子午流注”。

经络的医疗实践主要有两个方面：对经络穴位的针灸，和根据经络对应的属性配备药剂。在中药学里，归经是指药物对于人体某部分的选择性作用，即某种药物对某经或某几经发生明显的作用，而对其他经作用较小，如黄芪归肝经，黄精归肾经。

用现代科学的各种实验和分析证实，这两方面的各种实践都有显著效果。对各种穴位的针灸方案有显著治疗相关疾病的功效。而草本药物所含化合物成分对应的经络归属，也符合特定的数学模型，因此归经属性是可以通过化学分析来预测的。基于各种实践经验和科学研究，国内外一直有很多人相信经络的存在。

可是，在解剖学研究中，却从来没有发现符合经络模型的结构。这说明经络如果有解剖结构，也肯定不是血管或神经那样肉眼可见的管线状结构。国内外很多团队试图通过各种物理和化学的方式找到经络存在的证据，但均未取得可信结果。

1980年代的大量实验研究揭示，经络穴位部位的各种性质与其他部位不同，特别是电导性和热导性。因此，中国在“八五”“九五”计划中设立了国家攀登计划来研究经络。复旦大学化学系教授费伦、力学系教授丁光宏联合一大批相关专家，从物理化学的角度，深入研究了经络和穴位部位的组织特异性。

1998年，费伦等教授在《科学通报》上公布了课题组的三大成果：

第一，经络穴位是有物质基础的，是结缔组织中的胶原纤维。具体结构是由三条胶原纤维构成纤维条，再由五条纤维条卷成一束，数量繁多的这种线束结成片状。分子层面是由数种不同蛋白质分子构成的一种生物液晶态的物质。胶原纤维连带其中的血管、神经丛和淋巴管等交织成经络的复杂体系，称为结缔组织结构。

第二，穴位对应的深层结缔组织结构中，富集有钙、磷、钾、铁、锌、锰、铬元素。特别是钙，较经络之外区域高100~200倍。

第三，经络结构中的液晶态胶原纤维具有高效率传输红外光的特征波段。实验证明此种胶原纤维对9~20微米的远红外线在径向方面具有近100%的透光率，横向方面则几乎完全不透光，具有光纤维的物理特性。

2000年，丁光宏等教授又发表论文展示了人体穴位的红外辐射有稳定而特异的频谱特性，并不仅仅是热量导致的。这一系列重大项目进展，为经络的物质基础研究打下了坚实的基础。

在这些基础上，中医科学的研究者提出了各种经络结构的假说，除了最早提出的神经传导说以外，还有体液循环说、生物电场说，甚至综合各种组织形成的结缔组织间隙说。实际上，后三种假说并不是相互排斥的观点。以胶原纤维束为基础，其间隙中会流动大量的体液，带动大量的大分子物质和带电离子，必然会产生生物电场，产生热辐射和特殊的红外辐射。所以，经络活动所产生的多种多样的反应，是经络活动的结果，并不是经络本身。经络本身可能就是费伦教授提出的胶原纤维束。

2018年，纽约西奈山医学院的团队在《科学报道》上发表显微核磁共振观察细胞间质的结果，发现身体各个部位都存在这种结构，在胶原纤维束的外围还包裹着特殊的细胞层，就像光纤外面的塑料皮层一样。这些间质通道也并不是整体连通的，而是分段链接的。

不过，到此为止还是不能完全证明细胞间质通道就是经络。虽然人体内存在这些体液和大分子通道，但是目前的研究都是看到局部的显微结构，无法确定这就是经络。只有宏观地看到人体中这些通道的整体分布规律，证明这些通道的分布规律与中医经络的线路完全吻合，才可能确认这些是经络。因此，复旦大学的研究团队一直在努力探索，不见经络不甘心。

让经络自己显形

在细胞间质通道的具体结构被公布以后，中国针灸研究所的张维波团队立即跟进做了非常重要的实验。以往通过针灸的方法，因为经络中并没有特殊的成分流动，是无法让经络显形的。于是他们在鼠和猪的身上做实验，在特定的穴位上注射荧光素钠，再扫描荧光信号的分布，果然发现这些液体顺着细胞间质流动了起来，看到了一段段平行的线条。这就向经络的宏观可视化又迈进了一大步。

可惜的是，这些线条在下一个穴位的位置就停止了，只能显示一小段，距离显示整条经络非常遥远，更不能证明经络穿过了相应的脏腑。而显示整条经络以及贯穿脏腑，是证明经络系统结构的关键。如果能把十二条经络全都显影出来，就更完美了。

如何才能让整条经络活跃起来，让经络自己显形呢？针灸或推拿只能促进施治部位的经络的流动，很难让整条经络活跃起来。而经络的活动，根据中医原理有两种促因：

一是按照“子午流注”（中医认为十二条经脉对应每日十二时辰，时辰的变化会导致不同经脉的气血产生变化）自动开放，效应比较微弱；

二是服用归经的药食，效应有时候会很强。所以改变思路，通过有效的药食归经来让经络自己显形，应该是可以尝试的方案。

复旦大学的研究团队一直尝试从无数的本草中选择最有效最安全的归经药食。很多草本药食，服用以后相应的经络和脏腑部位会有明显的内源性发热或酥麻感，但一般感觉不明显，也很难拍摄出影像。

2012年，在试验了几百种药食以后，研究团队发现归经感受最强的是茶叶。喝了不同的茶以后，身体的不同部位会迅速发热，甚至大量流汗。为了证明这种归经感受是客观、可重复的，研究团队不仅在初步测试中让个体双盲重复喝茶来报告感受，还召集了24位体感通透的志愿者来参与试验。志愿者在不被告知茶的种类的情况下，一同饮用同种茶，并各自记录下自己发热的部位。在饮用68种茶以后，研究团队做了一个结果统计，所有志愿者报告的一致性达到了96%。

不同茶叶对应的归经有着极其明显的规律，绿茶对应太阳脉，青茶对应阳明脉，红茶对应少阳脉，白茶对应太阴脉，黑茶对应厥阴脉，只有黄茶并不清晰。

2017年，研究人员在贵州梵净山一带找到了含黄酮醇高的茶树，并发现以此生产出的黄茶对应少阴脉。

此后，研究团队从中国南方各省份以及印度、斯里兰卡、日本、美国、新西兰等国收集了512种茶，让人饮用之后，拍摄其身体的红外影像，观察红外辐射发生的时间和方式。其中一些茶喝了以后有强烈的经络流动感，仪器检测发现红外辐射会使体表产生5~8摄氏度的温差，核磁共振也看到细胞间质中大量液体流动。研究团队总结出最有效的茶叶激发的身体红外辐射影像，结果与2012年志愿者双盲测试的结果完全一样。

十二类茶叶激发的人体红外辐射影像与经络模型吻合

这种红外辐射在喝茶后的几秒钟内就会激发，但往往不会整条经络同时激发，而是分段地显现。只有极其特殊的情况下，归经效应特别强的茶种才能让整条经络几乎同时发出红外辐射。

2018年，研究团队又组织了42名来自全国各地的志愿者到太姥山上参与重复试验。志愿者调节饮食，排除其他食物对经络的干扰，每天都只喝一种茶来激发特定经络。多样本重复试验也证明了茶叶与经络激发的对应关系。

研究人员还尝试拍摄“子午流注”的效应，曾在一周内重复试验3次，发现每个时辰的身体红外辐射基本符合“子午流注”规则。每进入下一个时辰，身体的影像会迅速转变，误差不会超过8分钟。

人类遗传学家、中国科学院院士金力曾发起国际大科学计划人类表型组计划，把中医表型列为其中的重要部分，而经络是人体表型组研究中不可缺的一部分。在“看见经络”之后，复旦大学的研究团队还将进一步通过实验去推进有关经络的知识，打开经络的相关奥秘。

（作者系复旦大学生命科学学院教授、现代人类学教育部重点实验室主任；原刊于《环球》杂志）