李宏彦,王燕平,张维波,佘锐萍,吴桥兴,贾术永,田宇瑛,王广军,王 泽,庞 莉
(1.北京中医药大学针灸推拿学院,北京 100029;2.中国中医科学院针灸研究所,北京 100700; 3.中国农业大学动物医学院,北京 100094)
小型猪经脉不通病理模型的宏观定量观察法*
李宏彦1,2,王燕平1,张维波2△,佘锐萍3,吴桥兴3,贾术永2,田宇瑛2,王广军2,王 泽2,庞 莉2
(1.北京中医药大学针灸推拿学院,北京 100029;2.中国中医科学院针灸研究所,北京 100700; 3.中国农业大学动物医学院,北京 100094)
目的:建立小型猪经脉不通病理模型的宏观定量观察法,为中医理论的实验研究提供新途径。方法:使用凝胶注射法堵塞小型猪的胃经和肾经低流阻通道,制造经脉不通病理模型,测量造模前后小型猪24 h的饮水量、粪便湿重、干重和尿量,测量造模前后第52天的体质量和体尺以及造模后第52天的牙齿尺寸与个数,测量各脏器的最大面积和质量。在上述数据基础上,计算粪便含水量、脏器系数、脏器面积系数和肠长度系数。结果:获得上述指标的定量数据,初步建立了小型猪的宏观定量观察法。结论:使用该方法观察小型猪经脉不通病理模型具有可行性。
宏观定量法;小型猪;经脉不通;病理模型;经络
与所有的科学理论一样,中医理论揭示的生命和疾病规律是建立在大量临床和实验观察基础上的。临床观察主要针对人体的宏观物理表征,即表现出来的、能被感官分辨的人体物理特性[1]。实验观察则鲜为人知,它既有主观内省的观察,也有客观的解剖和测量。《灵枢·经水》指出:“若夫八尺之士,皮肉在此,外可度量切循而得之,其死可解剖而视之……皆有大数。”传统中医的临床和实验观察是以整体观为方法学基础,将物质与功能相结合来体现生命的本质。因此,如何既保持中医的宏观整体特色,又充分吸纳西方实验科学定量分析的优势,是中医从经典整体论过渡到现代整体论的关键。
经络不通引起的气血运行失常,早期多表现为功能的改变,因此探索功能性变化的研究方法已成为中医基础研究的重点。本研究室经过多年研究,提出了经络的组织液通道学说[2],通过实验发现了循经低流阻通道[3-5],并成功建立了经脉不通病理模型[6-8],验证了“不通则痛”的中医学说[9]。在此基础上,本实验拟对小型猪的代谢、体质量、体尺、牙齿及脏器的大体形态进行了多指标定量测量,寻找由经脉堵塞引起的器官水平的宏观变化指标,尝试在大型动物上建立具有中医特色的实验观察方法,为小型猪经脉不通病理模型的研究提供新手段。
1.1 材料
1.1.1 实验动物 中国实验用雄性小型猪(北京市琉璃河科兴实验动物养殖中心)3只,3月龄,体质量9~11 kg,毛色黑,随机抓取顺序放入1、2、3号笼,按笼号顺序将动物分为3组,分别为胃经猪、肾经猪和对照猪。
1.1.2 饲养方法 图1显示,大型动物专用笼具(北京市琉璃河科兴实验动物养殖中心),笼具大小 1 m×0.7 m×0.8 m,单笼饲养。每日提供浓缩饲料(希望饲料有限公司),8∶00给料150 g,20∶00给料100 g,饮水不限量。动物房温度(20±2)℃,湿度50%±10%Rh(实验动物使用许可证号SYXK (京)2011-0014)。
1.1.3 实验器材 经络测定仪(5726F30型,东华电子仪器厂)、干燥箱(202系列,上海圣科仪器设备有限公司)、电子天平(T-2000型,精度为0.5 g)、备皮刀、量杯、软尺、游标卡尺、体质量秤、相机1 (NikonD5000,105 mm微距镜头,日本)、相机 2 (Canon5D2,日本)、面积测定盘、手术器材、消毒酒精等。
1.1.4 实验试剂 Macrolane稳定性透明质酸(凝胶)(瑞典 Uppsala公司);阿利新蓝8 GX(美国SIGMA公司);悦灵胶(杭州普济医药技术开发有限公司);3%戊巴比妥钠(自制);速眠新Ⅱ(吉林省华牧动物保健品有限公司);安特固强力胶(新加坡安特固化学有限公司)。
1.2 经络不通病理模型的建立
图2、3显示,使用3%戊巴比妥钠(0.5 ml/kg)和速眠新Ⅱ(0.1 ml/kg)分别注射小猪两侧臀部肌肉进行麻醉。备皮后用经络测定仪测量循经低电阻点[10],以“·”标记,点间距离约1~2 cm,胃经猪测量胃经区域,肾经猪测量肾经区域,对照猪只做麻醉处理。然后用流阻测定仪在低电阻点的连线上测低流阻点[2-11],测定后连接盛有凝胶(少量阿利新蓝染色后)的注射器,向低流阻点缓慢注入0.5~1 ml:胃经单侧4点,双侧共8点;肾经单侧3点,双侧共6点。凝胶注射后,将悦灵胶注入凝胶皮丘边缘与低电阻线相交处的皮下组织,取出针头立即按压针孔。
1.3 观察内容及方法
1.3.1 代谢观察 造模前观察7 d,造模后观察51 d,每24 h测量饮水量、尿量和粪便量。饮水量用量杯测量当日剩余水量,计算倒入水量与剩余水量的差值。尿量用量杯测量收集桶中的尿量。粪便量直接称量代谢盘中的粪便为粪便湿重;将粪便放入最高温度为150℃、定时25 min的干燥箱,待温度降至36℃取出粪便称重,所称质量为粪便干重。计算粪便含水量=(粪便湿重 -粪便干重)/粪便湿重×100%。
1.3.2 体质量、体尺、牙齿的测量与计算 用体质量秤和软尺分别测量造模当天和取材当天猪的体质量和体尺(胸围、腹围、腿臀围、体长),计算造模前后的体质量差值和胸围、腹围、腿臀围的体躯指数,胸围体躯指数=胸围/体长×100%[12]。造模后第52天处死取出下颌骨及牙齿,使用游标卡尺测量双侧门齿和犬齿的长度及前臼和臼齿的宽度。
1.3.3 脏器大体形态观察 图4~图7显示,动物处死后打开胸腹腔,用相机记录各脏器原位情况,然后取出心脏、肺、脾、胃、肝脏、肾脏、睾丸、前列腺、膀胱、小肠和大肠,分别进行离体称重,再放到面积测定盘上拍照,观察脏器外观(相机2)及内部剖检情况(相机1),记录脏器的质地、颜色、表面、黏膜和内容物是否有异常,并给予初步分级评估:“-”表示未见明显异常,“+”表示有异常,“++”表示有明显异常,特殊情况以文字说明。
1.3.4 系数的计算 利用已获数据计算系数:脏器系数=脏器质量/体质量×100%[13];脏器面积系数=脏器投影面积/同水平躯体截面积×100%,脏器投影面积从照片上数格获得,躯体截面积=同水平体围2/4π,其中心脏、肺与胸围所在躯体截面积比较,脾、胃、肝脏、胆囊与胸围和腹围所在躯体截面积的均值比较,肾脏、膀胱、前列腺、睾丸与腹围和腿臀围所在躯体截面积的均值比较;肠长度系数=肠长度/体长×100%。
2.1 代谢
使用N-of-1单样本统计方法对3只小型猪的总周期分析结果显示,造模后胃经猪与对照猪饮水量和尿量与造模前比较有较大增加,而肾经猪造模前后饮水量和尿量反而略有减少。
2.2 体质量
表1显示,造模前后小型猪体质量差值不同,即其体质量增加速度有差异。
2.3 体尺
表1 体质量变化统计表(kg)
表2 体躯指数表(%)
表2显示,胃经猪造模后3项体尺的体躯指数均较造模前增大,而肾经猪和对照猪造模后的3项体躯指数均减小。
2.4 牙齿
表3显示,3只小型猪牙齿个数有差异。胃经猪门齿长度与肾经猪和对照猪差异较大,对照猪的臼齿宽度与胃经猪和肾经猪差异较大。
表3 牙齿统计表(±s,cm)
表3 牙齿统计表(±s,cm)
项门齿 犬齿 前臼 臼齿个数 长度 个数 长度 个数 宽度 个数 宽度胃经猪 4 0.53±0.12 4 0.28±0.12 4 0.30±0.03 8 0.56±0.12目肾经猪 4 0.70±0.12 4 0.28±0.02 3 0.30±0.03 7 0.55±0.25对照猪 4 0.73±0.12 4 0.28±0.09 4 0.31±0.17 10 0.68±0.12
2.5 脏器剖检观察
表4显示,胃经猪肾脏有异常,肾经猪膀胱内有白色颗粒。3只猪气管、小肠、大肠的内容物均有异常,且胃经猪、肾经猪的气管内有明显异常,对照猪的大肠内容物有明显异常。
2.6 脏器系数、脏器面积系数、肠长度系数
表5显示,除胃经猪脾脏、肾经猪膀胱脏器系数与对照猪相同外,其余各脏器系数均与对照猪不同,其中肾经猪与生殖系统相关的睾丸和前列腺的脏器系数与对照猪和胃经猪差异较大。
表4 大体剖检表
表5 各脏器系数表(%)
表6 脏器面积系数、肠长度系数(%)
表6显示,胃经猪与肾经猪的各脏器系数与对照猪均有所不同,其中肾经猪与生殖系统相关的睾丸和前列腺面积系数与对照猪和胃经猪比较差异较大。
目前的代谢研究常使用鼠类,已有标准的代谢笼具和测量系统[14],但尚缺乏与中医相关的大型动物代谢研究。大型动物特别是小型猪与人的同源性达84%,是针灸研究的优选模式生物[15],故我们用小型猪作为研究对象,在以往的研究基础上,使用可测量猪代谢指标的笼具收集相关数据。饮水和大小便是中医问诊的主要内容之一,也是实验动物常用的一般体征指标。粪便的质量与大便积分[17](硬便1分,软便2分,不成形便3分)相比更具定量性,这些指标均可反映胃肠的水液代谢情况和对饲料的吸收情况。代谢数据显示,肾经猪的饮水量和尿量并未随着月龄的增长而增加,反而减小,这与动物生长规律相悖,说明凝胶堵塞肾经低流阻通道可能对小型猪的发育有影响。
脏腑功能的减弱常无明显病理学改变,这些宏观的“未病”变化是目前中医基础实验研究的盲点。体质量与体尺是反映小型猪生长发育的基本指标,根据体尺计算的体躯指数与其生长发育有一定的相关性[12]。传统体躯指数只注重胸围与体长的关系,本研究的体躯指数使用了3项体围与体长的关系,更准确地体现了小猪不同部位体尺变化的差异。除整体特征外,中医古籍亦有对脏器特征研究的记载。中医理论认为肾与齿的关系密切,如《素问·上古天真论》指出:“女子七岁,肾气盛,齿更发长……三七,肾气平均,故真牙生而长极。”若肾气不足、髓化乏源则易发生五迟中的齿迟,即生牙过晚[19],故牙齿的数量、长度及宽度可反映肾气的盈亏。《灵枢·肠胃》中明确记载了脏器的质量:“舌重十两……咽门重十两”,与现代生物医学研究中衡量动物脏腑功能状态的组织形态及脏器质量、脏器系数一样[20-22],都是体现脏腑功能宏观特征的指标。在记录脏器特征的同时,该篇对胃肠尺寸亦有详述:“胃纡曲屈伸之,长二尺六寸,大一尺五寸,径五寸”,我们将古人这种对脏器的定量方法应用于小型猪的病理模型研究中。在脏器系数计算方法上,借鉴了针灸同身寸在身体不同部位以本处骨度为标准单位的方法,将躯体近似为圆柱体,根据3项体围计算出不同部位的躯体截面积,作为不同脏器的参照标准,所计算的脏器面积系数和肠长度系数,体现了不同脏器与躯体相应部位的空间关系。由于脏器指标只能在最后的解剖中观察到,故只有通过大样本的统计才能消除个体差异,获得最终结果,找到规律。
近年来,中医基础实验研究借助了显微镜等现代设备,深入到生命的微观层次,取得了不少研究成果,但却忽略了这些微观指标并非古人直接观察到的东西。古人既看不到细胞,也测不了分子和生物电,他们所总结的规律全部基于感官所能获得的信息,即所谓的宏观物理表征[1]。因此,若想理解古人总结的生命规律,宏观层次的观察应该是中医基础研究的一个重点。经络是古人认识到的人体基本组成之一,微观上表现为微米级的组织通道[23],宏观上则遍布全身,经络堵塞、气血瘀滞的微观变化经长时间积累,最终可通过身体的宏观症状表现出来。本研究对小型猪进行了慢性造模,符合经络堵塞的渐变病理过程,定量观察了小猪的代谢、体质量、体尺、牙齿、脏器大体形态等宏观指标,还原了古人的观察内容,数据的测量与分析又升华了古人的观察,既有中医特色,又符合现代实验科学的定量化要求,使统计学和其他数学分析成为可能。本实验获得3只小型猪的相关定量数据,证明该方法具有可行性,为下一步的研究奠定了基础,其宏观定量的观察方法可应用到其他的中医基础实验研究上。
[1] 张维波,舒友廉.中医现代化与人体的宏观物理表征[J].中国中医基础医学杂志,1995,1(3):8-9.
[2] Zhang WB,Tian YY,Li H,et al.A discovery of low hydraulic resistance channel along meridians[J].J Acup.Merid.Res,2008,1(1):20-28.
[3] 张维波,景向红,李翠红,等.组织液压波在大白鼠胃经皮下组织传送规律的研究[J].北京生物医学工程,1995,14(1): 40-43.
[4] 张维波,李宏,王援朝,等.大白鼠任脉组织液压波的传播与穴位注射机理[J].中国针灸,1998,18(1):60-61.
[5] 张维波,田宇瑛,李宏,等.小型猪皮下循经低流阻通道的发现[J].中国学术期刊文摘,1997,3(5):62.
[6] 徐一慧,张维波,田宇瑛,等.奥美定水凝胶注射对循经低流阻通道阻断作用的初步观察[J].生物医学工程学杂志,2009,26(4):776-779.
[7] Zhou WT,Jia SY,Zhang YQ,et al.Pathological Changes in Internal Organs after Blocking Low Hydraulic Resistance Channels along the Stomach Meridian in Pigs.Evid Based Complement Alternat Med,2013,http://dx.doi.org/10.1155/ 2013/935687.
[8] 张宇沁,田宇瑛,丁玉龙,等.实验用小型猪行为学应用于中医基础研究的方法学探讨[J].实验动物科学,2011,28(2): 47-51.
[9] 张维波,徐一慧.《黄帝内经》“横络卡压、不通则痛”的实验研究[C].沈阳:中国针灸学会经筋诊治专业委员会成立大会,中国针灸学会经筋诊治专业委员会论文集,2009.
[10] 杨宝堂,祝总骧,于书庄,等.肺经隐性循经感传线定位的实验研究[J].针刺研究,1985,1(17):70-73.
[11] 张维波,田宇瑛,李宏,等.一种连续测量流阻的方法与皮下低流阻点的研究[J].生物物理学报,1998,14(2):373-378.
[12] 林云,金枝.现代中国养猪[M].北京:金盾出版社,2007: 106.
[13] 孙建新,安娟,连军.影响实验动物脏器重量及脏器系数因素分析[J].实验动物科学,2009,26(1):49-51.
[14] 熊爱华,任先达,钟玲,等.大、小鼠代谢笼的优化设计[J].暨南大学学报:自然科学与医学版,1998,19(4):116-117.
[15] 张维波,王广军,田宇瑛,等.论针灸经络研究的模式生物——“疾病动物模型学术及战略研讨会”参后[J].针刺研究,2014,39(6):152-154.
[16] 张北华.IBS-D肝郁脾虚型病证结合大鼠模型的建立与评价[D].北京:中国中医科学院,2013.
[17] 宋长恒,付小卫,鞠大宏,等.肾与齿关系略论[J].中华中医药学刊,2013,31(11):2382-2384.
[18] 北京农业大学实验动物研究所等.中国实验用小型猪的培育、开发与应用[J].中国实验动物学杂志,1991(1):13-16.
[19] 王爱德,甘世祥,冯书堂,等.丹麦Gottingen小型猪科学考察报告[J].中国实验动物学杂志,2002,12(1):47-48.
[20] 詹纯列,李权超,徐本法,等.SPF小型猪主要脏器重量脏器系数的测定[J].中国实验动物学杂志,2001,11(4):215-217.
[21] Zhang WB,Wang GJ,Fuxe K.Classic and Modern Meridian Studies:A Review of Low Hydraulic Resistance Channels along Meridians and Their Relevance for Therapeutic Effects in Traditional Chinese Medicine[M].Evid Based Complement Alternat Med,2015,Article ID410979,14 pages.http://dx.doi.org/10.1155/2015/410979.
Macroscopical and Quantitative Observation Method of Pathological Changes in Minipigs after Blocking Channels
LI Hong-yan1,2,WANG Yan-ping1,ZHANG Wei-bo2△,SHE Rui-ping3,WU Qiao-xing3,JIA Shu-yong2,TIAN Yu-ying2,WANG Guang-jun2,WANG Ze2,PANG Li2
(1.Acupuncture,Moxibustion and Tuina School of Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100029,China; 2.Institute of Acupuncture&Moxibustion,China Academy of Chinese Medical Sciences,Beijing 100700,China; 3.College of Veterinary Medicine,China Agricultural University,Beijing 100094,China)
Objective:Establish a macroscopical and quantitative observation method of pathological changes in minipigs after blocking channels to provide a new method for experimental research on basic theory of Traditional Chinese Medicine.Methods:A pathological model of blocked meridian was made by gel injection in the low hydraulic resistance channels along stomach meridian and kidney meridian.The amount of water intake,wet weight and dry weight of feces and urinary volume were measured every day during the whole experiment.Body weight and size of the body were measured on the day before channel blocked and on the 52th day after channel blocked.The size and number of teeth and the surface area and weight of organs were measured on the 52th day.Based on the above data,the water content of feces,organ index,organ area index and intestine length index were calculated.Result:The quantative data above are obtained and a macroscopical and quantitative observation method of pathological changes in minipigs after blocking channels is established.Conclusion:This macroscopical and quantitative method of observing the pathological changes in minipigs after blocking channels is feasible.
Macroscopical and quantitative method;Minipig;Blocked channel;Pathological model;Meridian
R224.1
:B
:1006-3250(2016)04-0525-04
2015-12-08
国家自然科学基金资助项目(81173206)-基于组织液通道的小型猪经脉不通病理模型研究
李宏彦(1990-),女,内蒙古人,医学硕士,从事针灸经典理论的临床应用与实验研究。
△通讯作者:张维波(1961-),男,北京人,研究员,博士研究生导师,从事经络生物理化性质研究,E-mail:1507307638@ qq.com。