从“心脾相关”理论探讨心力衰竭心脏能量代谢障碍

苏 莎，王 蕾，陆梓雯，郭自强，赵明镜

心力衰竭是由于心脏结构或功能异常导致心室充盈或射血功能受损的一组复杂临床综合征，是各种心脏疾病的严重和终末阶段，其发病率高，死亡率高，是当今最重要的心血管疾病之一。心力衰竭可归属于中医学“心水”“心衰”“悬饮”“喘症”等疾病范畴[1]，其病机错杂，病性为本虚标实。近年来，中医对于心力衰竭研究甚多，但是理论方面少有新的进展，本研究通过深入研究“心脾相关”理论，发现心力衰竭时心肌的能量代谢障碍与其存在一定联系。

1 “心脾相关”理论

中医理论认为，心为“君主之官”，其有主血脉的生理功能；脾为“后天之本”，具有主运化和主统血的生理功能。心脾二脏在五行、经络、生理功能和病理机制上相互联系，密不可分。

1.1 心与脾在五行和经络学说中紧密联系 按五行生克制化的规律，心属火，脾属土，阴阳相承，火能生土。《素问·五运行大论》曰：“心生血，血生脾”，明确指出心脾为相生的母子关系，并以血为纽带：心为脾之母，主一身血脉，脾靠心血的濡养维持其运化功能。《素问·玉机真脏论》曰：“心受气于脾”，脾虽为心之子，但心气必得脾土的滋养才能充沛，火土相生，相互制衡。从经络走行而言，足太阴脾经与手少阴心经在心中交接。《灵枢·经脉》记载：“脾足太阴之脉……其支者，复从胃，别上膈，注心中”，《灵枢·经脉》记载：“脾之大络，名曰大包，出渊腋下三寸，布胸胁”，足太阴脾经通过其支脉与心相连，且脾脏亦可直接通过其大络荣养居于胸胁的心脏[2]。由此可见，心脾二脏通过五行和经络的关系相互贯通，二者彼此促进，不可分割。

1.2 心与脾在生理功能中相互依存 一方面，心主血，脾主运化。而心主血又包括心主生血和心主运血。清代张志聪在《侣山堂·辨血》中曰：“血乃中焦之汁……奉心化赤而为血”，营气生成后由脾气上输于心，渗入血脉之中，提示心主生血功能与脾脏运化输布功能密切相关[3]。《灵枢·刺节真邪》云：“宗气不下，脉中之血，凝而留止”，心气能够推动血液运行周身，究其原动力乃胸中宗气所为，而宗气的生成又依赖于中焦脾胃之健运，可见心主运血功能与脾脏健运功能密不可分。另一方面，心主脉，脾主统血。心气推动和调控心脏的搏动与脉管的舒缩，使脉道通利，血流通畅。《难经·四十二难》曰：“脾裹血，温五脏”，脾气的固摄作用能控制血液运行于脉中，防止其溢出脉外造成出血；若进一步外延，脾统血功能还包括脾气固摄脉管中的津液不渗出脉外，减少组织间隙水肿的发生。因此，在血液充盈和脉管通利的前提下，心主脉与脾统血功能相互协调，才能共同保证血液在脉中正常运行。

1.3 心与脾在病理机制上相互影响 在病理上，心病常影响及脾。李东垣在《脾胃论》中曰：“心火亢盛，乘其脾土曰热中”，意为心火过旺，阴火下流，则会生热伤脾；张锡纯《医学衷中参西录》曰：“君火发于心中，为阳中之火，其热下济，火能温暖脾胃，助其消化之力，此火一衰，脾胃消化之力顿减”，是指心阳不足不能下济温暖脾胃，则脾阳不振，运化失职。因此，心病及脾，治脾应先治心，心脏阴阳调和，则脾运如常。同样，若脏腑功能失调，脾病亦可传于心。《素问·至真要大论》曰：“太阴之胜，火气内郁，疮疡于中……甚则心胸热格，头痛喉痹项强”，太阴为足太阴脾经、手太阴肺经，太阴气盛化火，日久不得消散，则会导致心胸热格；《灵枢·厥病》曰：“厥心痛，痛如以锥针刺其心，心痛甚者，脾心痛也”，可见脾病能致心痛，其程度比厥心痛更甚，发为脾心痛。因此脾病传心，治心宜先治脾，或心脾同治。

2 中医的“气”与心脏能量代谢

2.1 中医的“气”与能量 中医的“气”包含物质和功能两层涵义，物质层面的涵义指维持人体生命活动的基本物质，如水谷之气、自然界之清气等；功能层面的涵义指推动生命活动的动力源泉，如脏腑之气、经络之气。现代医学认为，物质与功能之间的相互转化，是机体能量代谢的基本形式，人体的代谢过程由呼吸系统吸入的氧气、消化系统吸收的小分子物质和组织中各种代谢酶的共同参与，在线粒体中进行氧化磷酸化反应，进而产生三磷酸腺苷(ATP)以维持人体各种生命活动。这里的氧气即中医学中经由肺吸入之自然界清气，小分子物质和各种代谢酶则是由脾胃运化产生的水谷精微，而转化产生的ATP则形成了生命活动的脏腑之气[4]。所以中医学的“气”与现代医学的“能量”密切相关[4-6]，将中医的“气”与现代生物化学关于“能量”的相关理论在中医思维指导下进行比较和解读是可行的。

2.2 心脾之气与心脏能量代谢 中医认为，心脏的正常搏动和血液在脉内的正常运行不仅依赖心气心阳的推动和温煦，也离不开脾脏的运化和固摄。心气推动血行，心阳温通血脉，而维持心气和心阳的能量来源离不开脾脏对水谷精微的运化输布；同时，脾脏化生营气构成血液的主要组成部分，脾之固摄作用约束血液行于脉中不至旁道，而脾气的充足也有赖于心气和心阳的温煦滋养。心脾之气充沛和心脾功能健存，则心脏能源物质充足，因而心搏有力，血行有道，全身脏腑皆可得到血液滋养。从现代医学的角度来看，心脾之气的充沛与心脏能量代谢过程密切相关。

心脏能量代谢包括能量生成和能量利用两个过程，而能量生成又包括底物利用、氧化磷酸化和ATP转运3部分。首先，心脏是一个“能源杂食者”，其可利用的底物包括脂肪酸、葡萄糖、酮体和氨基酸等，这些底物之间的代谢平衡对于维持心脏的正常功能有着非常重要的作用，正常情况下，心脏中60%～90%的ATP由脂肪酸氧化产生，10%～40%的ATP来自葡萄糖以及少量酮体和某些氨基酸氧化[7-10]。其次，氧化磷酸化是能量代谢的核心环节，生理状态下，脂肪酸和葡萄糖经心肌细胞摄取后进入线粒体，在氧气充足的情况下分别经历β氧化和丙酮酸氧化，生成共同的中间代谢产物-乙酰辅酶A，后者经历三羧酸循环等一系列代谢过程，在线粒体内通过电子传输链(ETC)激活位于线粒体膜内的ATP合成酶，使得二磷酸腺苷(ADP)磷酸化而产生ATP，这一过程是心脏能量产生的主要贡献者(95%)，而胞浆糖酵解的贡献所占比例很小(5%)[7]。能量生成的第3环节是ATP转运，线粒体产生的ATP必须迅速转移到细胞质，否则会损伤线粒体。当ATP在线粒体内生成后，位于线粒体内膜的腺苷酸转运体(ANT)可将ATP从线粒体内运出，同时将胞浆中的ADP运进线粒体基质以进行后续的ATP合成[11]。能量生成的3个环节联系密切，彼此配合，线粒体才可源源不断地产生ATP，进入下一步的能量利用阶段。

在能量利用方面，心肌细胞兴奋时，动作电位通过电压门控钙通道激活肌质网释放钙离子，引发细胞浆内钙离子浓度瞬时升高，钙离子与肌钙蛋白结合，这种结合促使肌动蛋白与肌球蛋白的头部相接处形成横桥，位于肌球蛋白头部的ATP酶随即降解ATP进而释放能量，引发心肌收缩；随后，细胞浆内钙离子可由钙离子-ATP酶回摄到肌质网或移到细胞外，使细胞浆内钙离子恢复至静息状态，横桥-肌动蛋白分离，使得心脏舒张。可见，心脏收缩与舒张过程的诸多环节均需要ATP来提供能量，若各种原因促使兴奋-收缩偶联过程中心肌细胞的能量利用出现障碍，均会导致心脏收缩和舒张功能出现障碍。

3 “心脾相关”理论与心力衰竭能量代谢障碍的关联

心力衰竭时神经内分泌系统被激活，心脏结构重构和代谢重构是其主要的病理生理变化，而能量代谢障碍是其核心病机之一。尽管心力衰竭的原发病和发展阶段不同，能量代谢障碍的特征有所差异，但心力衰竭时心脏能量代谢障碍有其共同特点，同时也与中医“心脾相关”理论有明显的关联。

3.1 “心气亏虚和脾失输布”与心力衰竭心脏底物利用和代谢改变相关 心气充沛可保证心脏正常的底物利用，脾输精微可确保心脏持续地底物供应。心力衰竭时，一方面心脏元气受损，心气亏虚，心肌细胞代谢相关蛋白的活性和数量均会受到影响，心肌细胞内脂肪酸转运和氧化代谢相关的酶(肉碱棕榈酰转移酶1、脂酰辅酶A脱氢酶等)活性下降，葡萄糖转运相关蛋白数量异常(葡萄糖转运子1异常增多，葡萄糖转运子4表达下降)，导致心肌脂肪酸氧化率和代谢率降低[12-13]，心肌细胞优先利用葡萄糖供能，心脏代谢底物则由以碳效率更高的脂肪酸为主转变为以氧效率更高的葡萄糖为主[14-15]；心力衰竭发展到后期，心肌葡萄糖利用也减少，心肌细胞甚至利用酮体作为代谢底物，造成衰竭心脏的底物利用明显改变。同时，心肌细胞内线粒体数量下降和氧化磷酸化效率降低，造成脂肪酸和葡萄糖有氧氧化比例减少，而糖酵解过程比例增加，导致衰竭心脏的底物代谢方式改变[16-17]。另一方面，心力衰竭后母病及子，脾气虚损，精微输布失常，聚而为浊。心肌细胞中无氧酵解导致的乳酸堆积[18-19]和脂质中间产物聚集均与脾失输布有关。综上所述，心气亏虚和脾失输布可造成心力衰竭心脏病态的底物利用和代谢方式，不能为残存的心肌细胞提供足够的能量，从而出现心悸胸闷、动则加剧、容易疲乏的临床症状。

3.2 “心阳不足和脾气虚损”可阐释心力衰竭心脏线粒体ATP生成不足和利用障碍 线粒体既与心阳的温煦推动有关，也与脾主运化功能相关。心脏是一个高耗能器官，线粒体作为“细胞的动力站”，约占人类心肌细胞体积的30%[20]。从中医学角度分析，一方面，心阳具有温通经脉、推动心脏搏动不息的作用，充当着心肌细胞中类似“线粒体”的动力之源的角色；而线粒体产生的ATP可提供心脏收缩和舒张所需的能量，也属于中医心阳的范畴。心力衰竭时心阳不足和线粒体产生ATP减少，温煦推动作用减弱，心脏舒缩无力，发为心力衰竭。另一方面，脾主化生精微上输于心，为心脏搏动提供能量来源，脾的这种功能类似于心肌细胞中线粒体产生ATP的作用，因此有学者认为线粒体相当于中医学的脾，这一观点已在临床观察及动物实验中得以证实[21-25]。心力衰竭时脾气虚损和线粒体功能障碍，无法为心脏舒缩提供足够的能源物质。从现代医学角度来看，心力衰竭时，由于发生缺血缺氧、氧化应激和钙超载等病理变化，心肌细胞中线粒体数量减少，膜结构以及动力学受损[26-28]，使得线粒体氧化磷酸化能力下降，ATP产生严重不足。同时心力衰竭也影响ATP的利用，如肌球蛋白头部ATP酶活性降低，使供肌丝滑动的机械能减少；肌质网钙离子释放和回收障碍，引起心肌细胞兴奋收缩耦联异常。以上这些ATP生成不足和利用障碍，均会加速心肌细胞的凋亡和死亡，造成心室充盈或射血能力受损，引起心脏舒缩功能障碍，加剧心力衰竭进程。综上所述，心力衰竭时心阳不足和脾气虚损均与心肌线粒体ATP生成不足和利用障碍密切相关，因此，临床中的病人可出现心悸、夜间加重、形寒肢冷、精神不振等能量不足的表现。

3.3 “心脉阻塞和脾失固摄”与心力衰竭心脏有害物质增加和组织间隙水肿有关 心气推动血液在脉中循行通畅，脾气固摄营气和津液不溢脉外。《医林改错》指出：“血管无气，必停留而瘀”，心力衰竭时，心气亏虚无力运血，血滞日久成瘀成毒，瘀毒之邪积累日久，可阻塞心脉[29]。从现代医学来看，心力衰竭时心肌细胞的线粒体内均会发生明显的氧化应激，造成大量活性氧自由基的产生[30]；同时，由于脂肪酸氧化降低而摄取却绝对和相对增加，导致脂类在心肌细胞内积累，产生有毒的中间代谢产物，如神经酰胺和二酰甘油，造成脂毒性[31-32]；另外，心力衰竭时促炎细胞因子增加、血管活性物质过度释放、凝血和纤溶系统失衡以及血栓形成，这些有害物质均可看作是中医的“瘀毒”[33-37]。心力衰竭时心病及脾，一方面可导致脾不运化，水湿痰饮内停；另一方面可致脾失固摄，细胞间连接开放，微血管渗出增多，营气(血浆蛋白)和津液(水分子)从脉道中外渗，导致血浆胶体渗透压下降，大量液体停于皮肉经隧形成水肿。因此，现代医学中心力衰竭心脏有害物质增加和组织间隙水肿，均可从中医理论的心脉阻塞和脾失固摄角度考虑，也更好地解释了慢性心力衰竭病人多合并轻、中度低蛋白血症[38]和不同程度的水肿等临床现象。

3.4 “脾主肌肉”与心力衰竭心脏心肌病理性肥厚和心室重构相关联 “脾主肌肉”是指脾主运化，可将营养精微传输至肌肉使之得以充养，并维持其正常形态和运动功能。中医学所言之肌肉，包括现代医学所称的骨骼肌、心肌、平滑肌、脂肪、皮下组织及保持其功能整体各部分位置相对稳定的横隔、网膜、系膜等所有肉质器官组织[39-40]，由此可见，心肌也是“脾主肌肉”的重要组成部分。心力衰竭的发生发展实际上是心脏过度负荷-能量供应不足-心肌代偿适应性肥厚-心肌超负荷失代偿的过程，与Frankstarling代偿机制、心肌能量代谢障碍、神经内分泌系统激活、心室重构、心肌细胞凋亡等机制密切相关[41-42]。心力衰竭时，心肌细胞发生病理性肥大，其表型也由成年型转化为胚胎型，从代偿发展为失代偿，造成心肌细胞舒缩功能障碍。从中医理论来看，《素问·痿论》曰：“脾主身之肌肉……脾气热，则胃干而渴，肌肉不仁，发为肉痿”，心力衰竭时病位在心，心病及脾，脾主肌肉功能受损，心肌失养痿废不用，则收缩乏力，为了维持全身血液供应，心脏勉其力而行之，造成心肌代偿的适应性肥厚，出现心室重构的病理改变；随着心力衰竭的发展，心脏进入失代偿状态，随之可出现心脏泵衰竭，甚至全身骨骼肌的萎缩。

4 “心脾相关”理论与心力衰竭能量代谢障碍的中医治疗

心脾亏虚为心力衰竭之本，故心力衰竭治疗应以养心健脾益气为主。邓铁涛教授辨治心力衰竭病主张五脏相关，但重在调脾护心，认为治疗心力衰竭必须调补心脾之气血阴阳，而心力衰竭病位在心，阴阳分治之时应以温补阳气为主，因此，邓铁涛教授常用暖心方来温补心阳[43-44]。郭维琴教授认为心力衰竭之基本病机是在正气内虚的基础上，感受外邪，伤及脾肾阳气，气滞血瘀，水气不化，上凌心肺，外溢肌肤所致。系本虚标实之证，心之阳气亏虚为本，脾气亏虚的病机尤为突出，通过对多年临床实践的总结，郭维琴教授创制益气泻肺汤，并以此为基础方根据病人病情灵活加减运用[45]。瘀血、痰浊、水饮为心力衰竭之标，活血利水，化痰逐饮也是心力衰竭的重要治法。周杰教授在心力衰竭病后期心气虚兼血瘀证的临床辨治中，除了运用健脾益气的中药外，还灵活加用运脾化痰、利水活血之品，达到标本兼治的效果，使血不滞，湿不聚，则痰难成[2]。同时研究发现，健脾方药可明显改善心力衰竭动物的能量代谢，如四君子汤可通过调节慢性心力衰竭大鼠心肌细胞能量代谢、减少心脏重构、增强心脏收缩而改善心功能[46]。复方人参补气颗粒可以改善心肌梗死后心力衰竭大鼠心肌细胞能量代谢障碍[47]。综上所述，在心力衰竭的中医治疗中，“心脾相关”是最常用的中医理论，治疗以养心健脾益气为主，兼以化痰利水逐瘀。

5 小 结

中医理论认为“心”具有主血脉的生理功能，“脾”具有主运化和主统血的生理功能；心脾二脏在五行、经络、生理功能和病理机制上联系密切，共同构成“心脾相关”理论的重要内容。从现代医学来看，心脏能量代谢障碍是心力衰竭的重要发病机制，其包括能量生成和能量利用两部分，而“心脾相关”理论则可以从多个方面对能量代谢过程做出合理地解释：“心气亏虚和脾失输布”与衰竭心脏底物利用和代谢改变相关；“心阳不足和脾气虚损”可阐释心力衰竭心脏线粒体ATP生成不足和利用障碍；“心脉阻塞和脾失固摄”与衰竭心脏有害物质增加和组织间隙水肿有关；“脾主肌肉”与衰竭心脏心肌病理性肥厚和心室重构相关联。这些中医病机与心脏能量代谢障碍不同病理过程的关联，有助于从现代医学的角度理解中医病机，拓展“心脾相关”理论的科学内涵。