中医药学与热力学『神父』已久

肖小河指出，中医药学与热力学其实“神交”已久，这体现在以下几个方面：两者都重在研究系统的存在状态(初态和终态)和变化方向，而不关注系统的内部构成和变化过程；两者都工于宏观描述而疏于微观分析；两者都讲求系统平衡与调节，远离平衡和开放条件下的生命体系和化学体系，都属于耗散结构。众多的生理病理现象和物理化学现象都可以用耗散结构理论加以阐释。可以预见，借鉴或融会热力学的研究思路和方法，可能会为中医药学研究打开一个新的局面。 肖小河认为，生命体系是一个开放的巨系统，或自组织系统，或耗散结构。一切生命活动都包含能量流、物质流和信息流的转换(代谢)。能量流是生命活动的主导，正常生命体系的能量代谢和转化符合热力学的基本定律，特别是开放系统的热力学第二定律。阴阳五行论、天人合一整体观、平衡．观、辨证施治等中医药基本理论，寒者热之、热者寒之、实者虚之、虚者补之等中医治则治法，均遵循了热力学的基本定律，特别是开放系统的热力学第二定律。机体出现异常或生病，就是生命系统内部出现“混乱”、“无序”，患者在接受中医药治疗时，无论是进行药物，还是针灸、按摩等方法治疗，其实质上是生命系统从外界吸取“负熵流” (在热力学上，与无序相对抗的自由能和信息都称为负熵)，使系统熵增(熵是体系混乱程度的度量，熵增是体系趋于无序状或混乱的增加)减少，降低混乱度，使其达到新的有序状态或形成新的稳态，从而恢复正常和健康。这也符合热力学的基本理论，特别是开放系统的热力学第二定律。 从中药作用的角度来看，任何中药的药性功能都是通过干预生命活动的能量流、物质流、信息流的转换而实现的。如辛温解表、辛凉解表、温中散寒、益气升阳等就是中药通过干预机体的能量转换而发挥的药性功能；清热解毒、滋阴壮阳、益气补血、益气活血、益气生津、滋阴清热、温阳利水、清热生津等是中药通过干预机体能量-物质转换而实现的；而中药对物质-信息转换的影响，可以产生养血安神、活血通络、消仲止痛、平肝潜阳等药性功能；中药对能量-信息转换的干预，能产生行气止痛、散寒止痛、温经散寒、清热安神等药性功能。 因此，肖小河认为，作为能量转移和热变化的重要刻画工具，热力学是以体系的状态参数为研究对象，可以定性定量测定机体生长代谢过程中以及中药与机体相互作用过程中的能量转移和热变化，能实时、在线、无损、高效、快速地刻画机体的表观状态及其变化情况，符合中医药整体观、系统观、动态观和平衡观的思维方式和研究手法，有望发展成为中医药基础研究的新手段、新领域。 中药四性的生物热力学研究 吃中国红参上火，吃西洋参不上火，这是为什么?按中医来讲，这是中药四性 (寒、热、温、凉)使然。那么，中药四性是否客观存在?如客观存在，能否客观测度?如何测度?其客观本质、作用机制和实际意义如何?长期以来，中药四性一直是中医药基础研究的热点和难点。虽然我国和日本的学者先后从不同角度研究了中药四性对机体生理病理状态及其功能的影响，初步发现四性与中枢神经递质、交感神经-肾上腺髓质系统、前列腺素和环核苷酸、能量代谢、内分泌系统、微量元素等之间存在某些相关性。但从整体上讲，中药四性研究至今尚未取得突破性进展。近年来，中药四性研究几乎处于停滞状态。肖小河认为，完全可以将生物热力学理论引入到中药四性的研究当中。 热力学可探讨中药四性 肖小河指出，“寒、热、温、凉”是中药药性功能的高度概括，在某种程度上也是机体对物理热学变化的一种生理或病理感受。如温热药作用于机体一般表现为功能的亢奋，机体功能亢奋则需要消耗较多的能量，就会产生较多的热量；反之，寒凉药作用于机体一般表现为功能的抑制，机体功能抑制，则消耗能量较少或抑制产热。 另外，中药四性功能实质上就是中药与生物机体之间的相互作用。这种相互作用，可能是物理反应，也可能是化学反应。而任何反应发生时，均伴随有能量的转移和变化(表现为吸热或放热)，这些能量的转移和热变化，均可用热力学方法加以检测，用热力学理论加以刻画。微量量热学是一种能够在线跟踪检测且非常灵敏、无损、客观有效的热能检测方法，近年在化学热力学和生物热力学研究中应用较广泛，有望开发成为刻画中药四性的新方法。 中药四性热力学研究模式 根据以上观点，肖小河初步建立了在中医药学理论和热力学理论的双重指导下，以能量(热量)为基点，以能量-物质-信息转换(代谢)为链条的中药四性热力学研究模式和方法。 首先，采用生物热力学方法，定性和定量地研究不同药性药物的水煎剂和血清药物成分与生物体相互作用的能量转移和热变化，建立中药四性的生物热谱图和热力学模型。 其次，对生物热力学表达差异显著的不同药性的药物，采用DNA分子标记和化学指纹图谱技术进行识别和示踪，以获取寒热药性差异表达稳定的基因片段与代谢产热有关的化学信号因子，寻找和克隆与寒热药性相关的基因。 第三，辅以血清药物化学分析和血清药理学试验，阐明中药四性可能的物质基础和药性作用。 第四，以传统给药方式，进行小样本的寒热辨证施治的临床验证。 最后，结合计算机技术和人工智能分析方法，阐明中药四性的客观真实性和现代科学基础及其在中医治则、中药鉴定、质量控制、药效评价、复方配伍、中药炮制和新药开发等方面的应用价值。 热力学方法验证中药四性理论 为了凸显中药“四性”的差异，克服研究对象的背景不同，肖小河重点选取中药种类、植物来源、处方组成、化学成分、药理作用和临床应用基本相同或相似的方药，如人参类中药、黄连不同炮制品、左金丸(黄连：吴茱萸=6：1)与反左金(黄连：吴茱萸=1：6)进行了研究。 通过实验研究，肖小河发现，中药四性是客观存在的，同时也是相对的；生物热力学可以作为刻画中药四性的有效方法之一，特别是焓变(△H)等参数可作为重要的评价客观指标；作用于生命体系的方药，如药材品种不同，或产地不同、或炮制规格不同，或处方配比不同，寒热温凉药性不同，其生物热谱图及主要热力学参数值有不同程度的改变，特别是△H呈现较明显而有规律的变化，并与传统中医对方药的赋性有映照关系。在研究中可以看出，温热药性药物能使供试生物体指数生长期的生长速率常数相对减小，传代时间延长，△H增加较显著；反之，寒凉药性药物能使供试生物体指数生长期的生长速率常数相对增加，传代时间缩短，△H增加较少。 由此，肖小河认为，不同药性的药物作用于生命体系，能调控生命体系能量的代谢、转移和热变化(特别是•H)，使机体本身呈现寒热温凉差异，从而形成新的稳定有序状态，这可能是中药四性重要的作用机制之一，也可能是“寒者热之，热者寒之”、“实者泻之，损者益之”等中医治法治则的作用机制之一。

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