基于“脾藏肌肉之气”理论探讨线粒体自噬与重症肌无力的相关性.pdf

基于“脾藏肌肉之气”理论探讨线粒体自噬与重症肌无力的相关性钟慧雅蔡东红陈桐楷宋雅芳李岚其柯铃铃(广州中医药大学广东 广州)摘要 线粒体自噬是通过有选择性地将功能障碍或受损的线粒体清除 诱导激酶()/泛素连接酶()信号通路是线粒体自噬发生的经典信号通路其与神经肌肉病发生机制的研究是目前研究的热点 通过线粒体自噬保持细胞内线粒体的质量和数量的平衡对维持骨骼肌生理功能具有重要意义 笔者基于中医“脾藏肌肉之气”理论从营卫角度阐发脾与肌肉之间的联系结合现代医学对线粒体自噬的研究分析线粒体自噬与重症肌无力的相关性以期阐明健脾益气法治疗重症肌无力强肌健力作用的科学内涵为临床治疗神经肌肉相关疾病提供理论支撑关键词 脾虚证重症肌无力营气卫气线粒体自噬/:./.中图分类号.文献标识码 文章编号 ()通信作者 宋雅芳 :.基 金 项 目 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目()广 东 省 教 育 厅 普 通 高 校 重 点 领 域 专 项()广州中医药大学薪火计划资助项目()广 东 省 自 然 科 学 基 金 面 上 项 目()重症肌无力主要是神经肌肉接头处传递功能障碍引起的自身免疫性疾病 该病临床表现是部分或全身骨骼肌无力和易疲劳程度从轻度眼部症状到呼吸功能不全重症肌无力相关合并症发生率及重症肌无力危象病死率较高病情容易反复迁延不愈 目前西医对重症肌无力的治疗主要包括胆碱酯酶抑制剂、免疫抑制剂、胸腺切除术和单抗药物如依库珠单抗、利妥昔单抗 中国重症肌无力发病率估计为(.)/万而我国南方的重症肌无力发病率为(.)/万女性患病率高于男性平均每次住院费用为 美元重症肌无力病程长、病情反复对患者生活造成极大影响并给家庭带来沉重经济负担中医学虽无重症肌无力病名但重症肌无力的不同临床表现可对应中医的不同证型如单纯眼肌型中眼外肌麻痹出现眼睑无力、下垂为“睑废”出现复视为“视岐”咽喉肌受累出现饮水呛咳、吞咽困难属“喑痱”四肢肌无力为“痿证”发生重症肌无力危象出现呼吸困难为“大气下陷”等 素问痿论 曰“脾主身之肌肉”灵枢本神有“脾气虚则四肢不用”的记载 脾为后天之本主运化是维持机体功能活动的基础 营卫二气皆赖脾胃运化的水谷精微化生而成可营养全身五脏六腑、四肢百骸 证治准绳亦云:“痿者气之软弱也肢体沉重而瘦弱难行也”线粒体是肌肉能量的来源通常被称为细胞的“发电站”骨骼肌运动的正常功能依赖于线粒体的结构与功能的正常与否 维持最佳线粒体含量和功能对骨骼肌健康至关重要线粒体功能的维持依赖于线粒体生物发生过程和线粒体质量控制过程的平衡线粒体自噬在线粒体质量控制中起着重要的作用 通过线粒体自噬去除功能障碍的线粒体以达到维持骨骼肌良好的运动功能线粒体自噬及其调控分子机制的相关研究已成为学者们的关注热点但是有关脾虚证、重症肌无力及线粒体自噬调控的分子机制三者之间相关性的研究仍较少 因此本文将基于“脾藏肌肉之气”理论探讨线粒体自噬与重症肌无力的相关性以期进一步阐明健脾益气法治疗重症肌无力的作用机制“脾藏肌肉之气”理论 脾主肌肉“脾藏肌肉之气”理论源于素问平人气象论篇:“脏真濡于脾脾藏肌肉之气也”脾主后天之本为气血化生之源濡润周身脏腑、四肢百骸 素问痿论篇中记载“脾主身之肌肉”素问五脏生成篇云“脾之合肉也”脾主肌肉现代中西医结合杂志 ()是指脾通过将水谷化为精微化生气血并运送布散到肌肉之中以营养肌肉提供肌肉活动所需的能量使肌肉丰满发达壮实有力以维持肌肉的正常功能 素问脏气法时论曰:“脾病者身重善饥肉痿足不收行善瘈 脚下痛”素问气交变大论曰:“其眚四维其脏脾其病内舍心腹外在肌肉四肢”若脾气虚衰主运化功能失职水谷精微生成或转运障碍四肢、肌肉失去滋养则肌肉消瘦、痿软四肢无力甚则痿废不用 肌肉的壮实和运动功能与脾密切相关 脾主营卫之气与痿证密切相关灵枢营卫生会云:“人受气于谷谷入于胃以传与肺五脏六腑皆以受气其清者为营浊者为卫营在脉中卫在脉外营周不休五十而复大会阴阳相贯如环无端”营卫二气因阴阳性质的不同一分为二性质清者为营性质属阴行于脉中性质浊者为卫性质属阳行于脉外 二者共同环绕人体周身分布于五脏六腑、四肢百骸是人体生命活动重要的物质与功能基础 素问痹论篇载:“荣者水谷之精气也和调于五脏洒陈于六腑乃能入于脉也故循脉上下贯五脏络六腑也 卫者水谷之悍气也其气剽疾滑利不能入于脉也故循皮肤之中分肉之间熏于肓膜散于胸腹”营卫二气皆是中焦脾胃运化生成的水谷精微之气是人体生命所不可缺少的 营气为水谷精微之精华部分行于脉中贯通于五脏营养于六腑又联络于六腑具有柔和地滋养、濡润人体五脏六腑、全身百骸的作用 卫气为水谷精微之剽悍部分其性剽悍滑疾循行脉外具有充养、防御、温煦周身的作用 脾藏肌肉之气可见脾不仅可以直接濡养肌肉亦可通过调节布散于肌肉的营卫之气以达到充养肌肉、维持其运动功能的目的 见图 图 脾 营卫二气 肌肉之间关系 营卫之气与痿证发生发展密切相关 邪从皮毛而入温热湿邪毒侵袭可致肺热叶焦经脉阻滞肌肉不仁而发痿证 素问六节藏象论篇记载:“肺者其华在毛其充在皮”皮肤毛孔之开阖为卫气所管卫气和则开适度、内外调达、邪不能害、分肉解利、腠理致密”卫气是机体正气的重要组成部分有防御作用行于外可温养、护卫肌表防邪气入侵行于内可温养、保护脏腑、四末保障正常生理功能 卫气和则腠理致密可壮实肌肉以抵御外邪 久病生瘀瘀血阻滞经脉经脉失于濡养四肢不得滋养发为痿 营在脉中气行则血行营气和则瘀血通 营气循经而行随血流运行至全身各处内荣于五脏六腑而外荣养于四末流注于四肢肌肉起到滋润、濡养的作用为肌肉维持生理功能提供营养物质 有学者提出“营卫痿证模型”认为痿证发生本在营卫 另有学者认为“治痿独取阳明”是通过针刺阳明经腧穴、施以补泻手法以调营卫之气从而起到治疗痿证的作用 线粒体自噬的内涵 自噬与线粒体自噬概述自噬是真核生物细胞通过溶酶体处理过剩、衰老、受损蛋白质、蛋白质复合物、细胞器进行分解和回收的过程是使细胞能更好地适应环境变化如缺氧、氧化应激、炎症刺激等和维持稳态的一种细胞保护性程序 自噬可分为巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬 线粒体是细胞生命活动的“动力站”是细胞进行有氧呼吸的主要场所通过三羧酸循环等方式进行三大营养物质糖、脂肪、蛋白质的能量代谢产生机体可直接利用的能量载体 为细胞生命活动提供能量物质 在 年首次提出“线粒体自噬”的概念 线粒体自噬属于巨自噬的一种通过自噬能选择性地清除功能障碍或不需要的线粒体从而维持细胞内线粒体的质量和数量的平衡对维持细胞的稳态具有重要意义 线粒体是动态的细胞器现代中西医结合杂志 ()存在于不断融合和分裂高度互连的网络中 线粒体的融合和分裂受到严格的调控通过消除和防止受损线粒体的积累来维持健康的线粒体群体是必要的 维持功能良好的线粒体群体需要线粒体自噬来调控 基于/的线粒体自噬经典调控机制 近年来线粒体自噬的分子机制以及相应调控机制的研究引起广大学者的关注 目前在哺乳动物体内已发现多种线粒体自噬途径其中 介导的线粒体自噬信号通路研究较为成熟也发现了通过 淋巴细胞瘤 /腺病毒 相互作用蛋白()、样蛋白(/)和 结构域蛋白()等有自噬微管相关蛋白轻链 ()结合结构域()的线粒体外膜蛋白直接与 相结合发挥作用介导的线粒体自噬信号通路 是胞质的 泛素 蛋白连接酶可以启动受损的线粒体进行自噬程序 是丝氨酸/苏氨酸激酶能磷酸化 和泛素()位于 的上游可促进 由细胞质到线粒体的转位和线粒体自噬 在线粒体健康的细胞中 水平较低因 移位后 的跨膜片段被释放到胞质溶胶中并很快被一个 端规则泛素连接酶快速泛素化并通过蛋白酶体降解 当线粒体受损或线粒体膜电势丢失时 切割降解被阻断导致积累的 的定位在线粒体外膜上 募集胞质中的 转位到受损的线粒体外膜表面并可通过磷酸化 泛素样()结构域直接激活活化的 磷酸化并激活 的 泛素 蛋白连接酶活性 因 的 泛素 蛋白连接酶活性同时将泛素连接到位于线粒体的底物上引起膜上蛋白泛素化 其中 介导的泛素化有助于自噬相关蛋白、和/等具有泛素结合结构域()的蛋白 识别并结合线粒体上的泛素化蛋白并利用泛素化蛋白的 与 相互作用与自噬体膜结合受损线粒体被自噬体吞噬 最终在溶酶体中降解完成受损线粒体的自噬(见图)分为型和型通常 在细胞质中以 的形式存在自噬发生时 的一部分转化为膜结合的 的量与自噬体形成程度成正比可通过检测 或 与 的比值了解自噬程度 线粒体自噬与重症肌无力等神经肌肉病的关图 /通路介导线粒体自噬过程示意图系 线粒体是维持骨骼肌功能正常的关键细胞器线粒体在重症肌无力的发病机制中起着重要作用 线粒体的生物发生和通过线粒体自噬的选择性降解及整合对保持肌肉健康至关重要这些平衡的破坏可能导致肌肉生物能学的改变和肌肉质量和功能的损失 是参与线粒体质量控制的关键因素不仅通过促进受损线粒体的分裂也通过促进线粒体融合蛋白的降解来抑制受损线粒体的融合来维持线粒体网的质量 的缺失可致骨骼肌线粒体功能障碍、骨骼肌萎缩 研究表明 基因的敲除导致骨骼肌肌纤维收缩损伤和线粒体功能的严重受损 对于维持骨骼肌中正常的线粒体功能是必不可少的 基因敲除的大鼠存在调节运动的黑质神经元进行性变性多巴胺能神经元减少伴有握力下降及运动功能协调障碍 在肌萎缩侧索硬化症()中发现运动神经元及其调控的神经肌肉接头()发生病理改变而线粒体自噬对于维持神经肌肉接头功能有重要作用 线粒体功能障碍在杜氏肌营养不良()肌肉受损前发现代中西医结合杂志 ()生提示其可能为杜氏肌营养不良的病理因素在 动物模型及 患者的骨骼肌中参与线粒体自噬的相关基因、表达显著降低线粒体自噬功能受损导致线粒体功能障碍 等研究发现 患者的调节性 细胞()可能存在线粒体自噬小体成熟障碍线粒体自噬减少自噬相关蛋白 的表达降低 阳玉洁等发现重症肌无力患者外周血调节性 细胞()线粒体受损细胞比例较正常对照组明显增高 与 组比较加入线粒体自噬激活剂羰基氰化物间氯苯腙()的 组受损线粒体减少而使用线粒体自噬抑制剂环孢素()培养的 组则显示 能量代谢紊乱加剧受损线粒体增加 基于线粒体自噬对中医“脾 线粒体相关”的再认识脾为后天之本、气血生化之源脾主运化化气生血布散水谷精微、津液以滋润、濡养五脏六腑、四肢百骸供给机体生命活动所需的物质及能量脾气充足、脾阳旺盛则运化功能正常供能充足各司其职 线粒体是细胞内进行能量合成的细胞器能量转化、三羧酸循环和氧化磷酸化等在其内进行线粒体是单个细胞乃至整个生命体进行需氧、需能活动的枢纽和核心 脾气充足运化生成能量物质与线粒体供能的功能不谋而合现代研究发现正常大鼠海马神经元中线粒体在电镜下可观察到明显的自噬现象而脾虚大鼠的线粒体存在嵴减少和空泡化并且自噬现象较少、和 蛋白表达下降和 /比值降低 脾气虚时大鼠的海马神经元线粒体的稳态受到损害自噬水平下降可导致海马对胃肠道的调控能力减弱影响胃肠道的消化吸收功能 脾虚证的大鼠海马神经元中的线粒体的能量代谢障碍海马神经元损伤可影响脾主运化的功能使脾虚者更虚 此外有研究发现脾气虚时大鼠胃黏膜细胞线粒体的膜电位下降且线粒体中的、蛋白表达低于正常大鼠而 蛋白表达上升可见脾气虚证的大鼠胃黏膜细胞的线粒体自噬平衡受到破坏自噬水平降低其 自噬通路受到一定的抑制导致线粒体内嵴明显减少和 合成减少提示脾虚证伴随着线粒体的失衡 线粒体质量控制与线粒体自噬密不可分亦与脾主运化紧密相关 脾气虚时线粒体自噬稳态被打破线粒体自噬能力的下降使线粒体能量代谢障碍为机体供能不足可致机体功能失调 健脾益气法是调控脾虚重症肌无力线粒体自噬的有效治法素问太阴阳明论篇曰:“四肢皆禀气于胃而不得至经必因于脾乃得禀也”四肢需要得到从胃受纳、腐熟水谷化生的水谷精微之气的营养但是精微之气不能直接达于四肢依赖于脾气的运化作用才能使四肢得到水谷精微之气的滋养、气血津液之气的濡养、营卫之气的温养 脾虚则运化不能在线粒体可表现为线粒体生物合成功能失调、线粒体自噬水平低下四肢乏源则失用 等发现四君子汤可能通过提高线粒体呼吸链酶活性和线粒体 含量对自身免疫性重症肌无力大鼠腓肠肌线粒体和神经肌肉接头处超微结构有修复作用且实验结果显示四君子汤疗效优于强的松 课题组前期研究发现经高剂量健脾益气方药强肌健力方干预后实验性自身免疫性重症肌无力()大鼠骨骼肌中线粒体融合分裂相关基因、的 及蛋白表达较模型组 大鼠显著升高可在一定程度上修复 大鼠骨骼肌肌原纤维和线粒体的结构恢复线粒体呼吸链复合体 酶活性并且可能通过激活/信号通路促进线粒体生物合成发生从而改善 的症状 亦有研究发现与正常大鼠相比 大鼠骨骼肌线粒体的 酶活性明显降低骨骼肌损伤明显经强的松及葛根及其配伍复方治疗后均可在一定程度上修复骨骼肌提高 酶活性及促进肌肉生成调控因子如成纤维细胞生长因子()、神经生长因子()和胰岛素样生长因子()的表达以健脾益气、祛湿活血的葛芪参妙组(葛根、黄芪、丹参和四妙散)改善最为明显 黄琳文等运用网络药理学挖掘了补中益气汤通过多靶点、多通路治疗 主要涉及调节活性氧代谢过程、结合转录因子活性调节、脂多糖反应等生物过程 徐鹏等运用文献数据挖掘发现中医药治疗 多以补虚为主兼以清热、祛湿、解毒为法组方核心为补中益气汤 临床研究发现岭南地区的重症肌无力患者皆以脾虚证为主伴随湿热证、肾阴虚或肾阳虚主要治法为健脾益气补虚用药皆以补中益气汤为基础加减重用健脾补气现代中西医结合杂志 ()药 针刺“足三里”穴位可治疗胃肠病证、下肢痿痹、虚劳诸证等董佳梓等发现针刺强壮保健要穴“足三里”可上调 /有效提高脾虚证大鼠骨骼肌线粒体自噬能力起到健脾益气、强肌健力的作用健脾益气治法中方药乃至穴位针灸可促进线粒体自噬清除“废物”线粒体在缺氧、氧化应激、炎症刺激等情况下通过诱导线粒体自噬清除受损的线粒体保障线粒体的结构和功能的正常以保障对肌肉的供能维持四肢肌肉的正常运动功能 展 望线粒体自噬能选择性地有效清除功能障碍或不需要的线粒体对维持线粒体及细胞的稳态具有重要意义 脾虚是重症肌无力发生发展的重要病机线粒体自噬稳态失衡亦是重症肌无力发生发展的重要表现 健脾益气法通过调控线粒体自噬保障线粒体功能是治疗重症肌无力的有效治法 本文通过探讨中医理论“脾藏肌肉之气”、线粒体自噬与疑难病重症肌无力的关系将传统中医理论与现代科学研究相结合深入阐明健脾益气法治疗重症肌无力的科学内涵为中医药治疗神经肌肉病提供了新方向 基于线粒体自噬探讨健脾益气法治疗重症肌无力具有重要的科学价值其中介导线粒体自噬所涉及的相关信号通路及其调控机制仍是未来研究聚焦的重点和难点利益冲突:所有作者均声明不存在利益冲突参考文献 .():.():.裘昌林.中医药在重症肌无力防治中的运用心得.中国中西医结合杂志():.():.:.石冬燕陈兆耀常诚.浅谈卫气与自噬的关系.时珍国医国药():.高振梅徐东娟丁元庆.基于营卫理论探讨痿证发病机制.中华中医药杂志():.陈诗兰林晨捷张学君.基于营卫理论解析“治痿独取阳明”的机理.福建中医药():.():.():.():.():.陈林波马凯丽陈佺等.线粒体自噬的分子机制.中国科学:生命科学():.():.():.():.:.():.():.:.现代中西医结合杂志 ().():.:.():.():.:.阳玉洁袁江彭小倩等.重症肌无力患者调节性 细胞线粒体自噬状态与其代谢的相关性研究.中国神经免疫学和神经病学杂志():.刘文俊许欣竹穆靖洲等.脾气虚大鼠海马神经元线粒体自噬水平及/途径的研究.中华中医药杂志():.:.刘璐菘刘文俊许欣竹等.脾气虚大鼠胃黏膜细胞线粒体自噬相关蛋白表达的研究.世界科学技术 中医药现代化():.():.():./.:.李静文颖娟杨俊超等.葛根及其配伍对 大鼠骨骼肌病理形态及骨骼肌线粒体 酶的影响.四川中医():.李蒙文颖娟杨俊超等.葛根及其配伍对重症肌无力大鼠骨骼肌线粒体结构的影响.湖南中医药大学学报():.黄琳文翁森辉李景濠等.基于网络药理学探讨补中益气汤治疗重症肌无力分子机制.辽宁中医药大学学报():.徐鹏张艺缤吕志国等.基于数据挖掘的中医药治疗重症肌无力用药规律分析.北京中医药大学学报():.梁艺梁美均佘世锋等.岭南地区重症肌无力中医辨证与西医分型关系及用药规律探讨.广州中医药大学学报():.董佳梓张妤魏云涛等.电针“足三里”对脾虚大鼠骨骼肌线粒体自噬相关蛋白表达的影响.中国针灸():.收稿日期 (上接第 页)徐学振宋立先李爱群等.骨形态发生蛋白 抑制椎间盘髓核细胞的凋亡.中国组织工程研究():.李永涛姜杨孙石柱等.基于网络药理学探讨趋化因子 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