针刺经络穴位的物理化学生物信号理论模式及作用机制研究

针刺经络穴位的物理化学生物信号理论模式及作用机制研究
作者：***
来源：《世界中医药》2022年第04期
摘要目的：经络系统既是一个生物信息系统，又是一个物理化学系统。

探索建立经络产生及传输生物信息的数理模式。

方法：基于生物遗传与变异信息理论方程结合物理化学原理，建立了经络生物信息传导方程及经络中表观渗透压计算方法。

提出渗透压是主要的经络信息传导动力及信息源。

结果：基于新建立理论方法，可以确定细胞内外介质相似度Pg及二者之间的对称度k与生物信息传输效率之间的定量关系。

理论分析表明，当细胞内外介质相似度Pg在
0.002～0.01之间，k在0.001～0.01，经络具有最高生物信息传输效率。

且经络内表观渗透压在0.4～5 MPa，这对生物组织具有安全性。

结论：新理论方法得到的高效生物信息传输效率条件，可有效解释针灸学实验的许多结果及现象，为经络感传等现象的产生等重要内容提供了合理的科学机制。

关键词经络;穴位;循经感传;针灸;渗透压;遗传变异信息;信息流;非线性斑图
Theoretical Pattern and Action Mechanism of Biosignal：Physical Chemistry
in Meridians and Collaterals Acupoints
ZOU Huabin
（School of Chemistry and Chemical Engineering，Shandong University，Jinan 250100，China）
AbstractObjective：Meridians and collaterals system is not only a bioinformation system，but also is a physicalchemistry system.In this paper，it is aimed to investigate and establish mathematical pattern of propagation and transmission of biological signal in meridians.Methods：Based on biological heredity and variation information equation together with physicalchemistry principle，the biosignal transmit equation and apparent permeability pressure formula were built up.Permeability pressure was claimed to be the major biological information source and transmit power.Results：With the novel approach，the quantitative relationship between transmission efficiency of bioinformation and parameters Pg and k were determined，where Pg was the similarity and k was the degree of symmetry between internal and external mediums of body cells.Theoretical analysis indicated that meridians and collaterals had the highest biological information conduction efficiency，when Pg was in the range of 0.002 to 0.01，k between 0.001 to 0.01，and the apparent permeability pressure in the range of 0.4 to 5 MPa，which was safe to biological tissue.Conclusion：This novel theory is able to effectively explain many experiment results and phenomenons in experimental acupuncture，and supply scientific micro mechanism to meridian conduction.
KeywordsMeridians and collaterals; Acupoint; Sensitive meridian conduction ; Acupuncture; Permeability pressure; Heredity and variation; Bioinformation stream; Nonlinear pattern
中图分类号：R245文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2022.04.019
针灸学是中医学的重要组成部分。

实验针灸学是借助于现代科学仪器方法进行针灸学研究的一门基础科学。

它研究经络的结构、现象、针刺技术、功能，是一个复杂的科学体系。

在经络针灸现代研究领域，众多先辈学者专家做出了多方面的重大研究贡献。

基于对这些重要工作
的简练系统的总结分析，构成了本研究的重要基础组成部分。

在此基础上，建立了新的理论方法。

1经络针灸现代研究的重要基础成果
1.1经络结构的现代科学研究自20世纪50年代始，科学家开始采用现代科学技术研究经络体系。

日本学者中谷义雄在1950年用直流电阻式测定仪测量皮肤的导电量[12]。

发现了一系列“良导络”。

他用这种办法在各类患者身上共测出14条良导络，与古籍描述的经络线相类似[1]。

法国专家尼布瓦耶在1950年代，也进行了皮肤电研究。

祝总骧等[3]发现，低阻抗特性与薄层角质层直接相关。

1970年以前，日本专家长滨善夫对1例敏感人的经络感现象做过详细描述[3]。

1971年，我国经络研究协作小组发现了电刺激患者经络手阳明大肠经时产生麻、热、酸、胀混合在一起的感觉，像流水一样从电刺激的商阳穴沿着示指到达口唇上方，證明中医经络感传现象确实存在[3]。

1970年，法国学者使用红外热像方法进行经络研究[2]。

循经感传显著者在感传过程中，感传线产生明显的热感，显示出一条亮带温度较针刺前升高可达
2.8 ℃[23]。

胡翔龙等[4]研究了人体体表循经红外辐射轨迹。

它直观地显示了古人所描绘的经络巡行路线。

并进一步研究了人体体表红外辐射轨迹的加热诱发问题[5]。

研究发现经络发射超微弱的冷光，与古典经穴相符[23]。

循经感传可以用机械压力、局部深层组织冷冻降温至21 ℃左右阻断，也可以采用经络注射生理盐水、普鲁卡因溶液阻断，局部注射M受体阻断剂，α受体阻断剂，或兴奋β受体阻断感传，皮肤触觉刺激法也可以阻断之。

关于循经感传的激发现象，采用手法运针、电针接力、药物激发、入静诱导、艾灸法都可以激发感传出现[2]。

1976年又发现了95%的人具有隐性循经感传现象[3]。

1980年，发现隐性感传线具有发出高振动声特性，稱为PAP线。

1982年发现人体截下的肢体，原有的隐性循经感传线的低阻抗（LIP）和高振动声（PAP）特性继续存在，其位置与截肢前一致。

1983年发现脱离了真皮的表层和角质层，原有的隐性感传线，即经脉线仍然具有低阻抗特性，并发现循经低阻线和隐性感传线下方，在表皮层和真皮层的神经和血管密度大于非经脉线。

1984年发现，经脉线下方的皮下组织中肥大细胞相对集中，这是首次发现经脉线下具有高度敏感性的物质基础。

1984年还发现经脉线的高振动声现象和肌层中的特殊的结缔组织有关，声波循经传导速度6～10 m/s，而人体中其他组织中声音的传导速度达100 m/s。

他们对经络存在性进行了系统科学研究，证实隐性感传线是显性感传线的基础和显性感传线的继续。

二者可以相互转化，是经络的2种表现。

并提出经络线不是一条简单的单一结构和功能线，而是多层次、多形态、多功能的立体结构。

1.2经络物质基础研究关于经络穴位的物质基础研究，费伦等应用磁共振成像（MRI）、X 射线计算机断层扫描（XCT）及解剖学方法对经络穴位物质基础进行了深入研究[6]。

经络穴位的物质基础是在以结缔组织为基础，连带血管、神经丛和淋巴管等交织而成的复杂结缔组织结构。

它与细胞进行着物质、信息和能量的传输和调节，构成一个对生物肌体内外环境能做出
反应的动态平衡体系。

穴位位置相对应的深层结缔组织结构中，富集着Ca、P、K、Fe、Zn、Mn等特定元素，其功能之一可能是在穴位的局部区域内起着存储和应急调节Ca2+、K+浓度的作用。

这二者是重要的信使物质，在人体各种生理活动中发挥着重要作用。

这种物质基础中的液晶态胶原纤维具有高效传输红外光特征波段。

循经离子和生物活性物质分布现象：在经络穴位处，Ca2+、K+、Na+、H+浓度，以及O2分压、CO2含量与周围非经络组织有明显差异。

生物活性物质儿茶酚胺、乙酰胆碱、P物质、环核苷酸、一氧化氮等，在经络穴位处含量与周围组织具有明显差异[2]。

白宇等[7]在系统研究的基础上提出了经络新理论。

采用数字人数据和CT、MRI数据，对人体结缔组织断面图像进行重建和标记，并与中医经络比较。

经络的组织学结构为非特异性结缔组织，包括疏松结缔组织和脂肪组织。

穴位是筋膜上在受到刺激时能产生较强生物信息物质的部位。

张迪等[8]综述了经络穴位与肥大细胞相关性研究。

肥大细胞沿着穴位经络线富集，针刺穴位后促其释放多种生物活性物质，分泌颗粒介质和细胞因子等来发挥其影响体内多种生物反应过程的作用。

肥大细胞因子通过级联反应，在经络中产生感传效应。

针刺穴位产生内啡肽产生镇痛作用[9]，这也是一类生物信息物质。

这进一步证明，穴位及经络线上确实存在着固有的多种生物传感器，表明经络系统是具有复合结构特征、多种功能特征的特殊生理结构系统[10]。

1.3经络针灸数理规律研究目前关于经络的数理规律研究文献极少。

匈牙利生物物理学家Eory运用CO2微量测定法发现，当针刺少商穴后3例受试者肺经隐形感传线各个主要穴位的CO2代谢都发生规律波动，其传导速率为1～1.5 cm/s。

吴善令与沈妙和等合作提出用核技术对经络实体的存在性进行了研究，发现被标记化合物沿着经络运动时，其强度不是单调的、平滑的变化，而是呈有规律的波动状态，具有确定的周期、振幅、波长[3]。

周期T=150～240 s。

李定中、黄德珍等与吴善令、沈妙和等合作，在1984年发现，在甲亢患者身上示踪物沿经流量呈有规律变化，并且波动周期亦呈现有规律改变。

证明感传具有沿经的物质基础或运动状态。

同位素I125沿着心包经的循经移动速度在0.28～6 cm/s。

吴善令等学者提出，经络是人体内具有独特结构和功能的一个更为基本的系统，是人体水平的物质、能量的交换系统[3]。

同时是一个特殊的信息传输系统。

认为气血沿经络运行的主要通路是体液流动的最佳可能通路。

这种周期性波动主要沿经络传播。

基于此，又提出用于描述气血运行的5项参数：流量，流速，周期，振幅，波长。

并根据实验结果，建立了描绘气血沿经运行的经验数学公式：（△N/△T）n=Xn-1（Nx+Ncn-1/2）-Am1Xn-mYm。

丁光宏等[11]在理论上研究了人体组织液定向流动与经络问题。

该研究揭示，在人体小腿段胆经和胃经穴位和经线上，毛细管排列与经线为平行状。

由此建立了一种毛细管血浆与组织液交换的血流动力学模型。

通过数值模拟发现，在这样的解剖结构下，组织液能产生一种定向流动并在毛细管密集的穴位区获得加速，并不断接力构成一条与经络相吻合的定向流线。

这种输运的速度为每分钟数厘米至数十厘米。

这与实验观察到的循经感传速度及放射性同位素的循经速度相一致。

组
织压力增高、动脉压改变以及血管壁通透性的变化，都会影响流速。

北京大学张人骧和张人骥[1213]也建立了一个数学模型U=f（a，b，c，…）评定经络系统的贯通效果。

1.4经络现代研究基础的综合分析及新的研究思路这些研究证明，经络及穴位是客观存在的，但不具有专一的如同神经系统那样的特殊的生理组织功能结构。

在经络及穴位上，集成了多种类型的生物传感器，可以通过针灸产生多种生物信号。

他们传输到周围组织、体液及神经系统。

与神经系统研究的最大差别是，经络系统缺乏神经细胞，神经信号的定量模式及产生机制的研究。

这是经络系统研究的根本环节，也是目前最缺乏研究的内容。

经络中存在着生物信息物质流动，有弱有强。

感传敏感者强，而隐性感传者较弱，但都存在着这种信息物质流。

人体是由成千上万种不同分子、离子组成的物质体系。

它本质上是一个极其复杂的物理化学体系。

针灸引起的一定是物理化学反应，产生物理化学信号，即生物信号，并且具有一定的模式及作用。

因此，针灸信号本质一定是物理化学反应产生的物质运动，分子、离子、电子流。

同时产生热、电、磁、光、压力等信号。

因此，实验针灸学的基础研究，无法脱离物理化学基本原理。

另一个重要方面是，经络系统也是一个信息系统。

通过经络传递的是多种物质决定的生物信息流，输送到特定器官、区域，影响多种靶标，以达到调控生理状态的目的。

因此物理化学作用原理与信息产生传递，应是经络调控的基础。

对应于神经系统神经信号的理论模式及作用研究，在实验针灸学中针刺经络穴位的物理化学、生物信号理论模式及作用研究，是针灸学的核心研究内容。

循经感传可以用机械压力、局部深层组织冷冻降温至21 ℃左右阻断，也可以采用经络注射生理盐水、普鲁卡因溶液阻断，局部注射M受体阻断剂，α受体阻断剂，或兴奋β受体阻断感传，皮肤触觉刺激法也可以阻断之。

关于循经感传的激发现象，采用手法运针、电针接力、药物激发、入静诱导、艾灸法都可以激发感传出现[2]。

1976年又发现了95%的人具有隐性循经感传现象[3]。

1980年，发现隐性感传线具有发出高振动声特性，称为PAP线。

1982年发现人体截下的肢体，原有的隐性循经感传线的低阻抗（LIP）和高振动声（PAP）特性继续存在，其位置与截肢前一致。

1983年发现脱离了真皮的表层和角质层，原有的隐性感传线，即经脉线仍然具有低阻抗特性，并发现循经低阻线和隐性感传线下方，在表皮层和真皮层的神经和血管密度大于非经脉线。

1984年发现，经脉线下方的皮下组织中肥大细胞相对集中，这是首次发现经脉线下具有高度敏感性的物质基础。

1984年还发现经脉线的高振动声现象和肌层中的特殊的结缔组织有关，声波循经传导速度6～10 m/s，而人体中其他组织中声音的传导速度达100 m/s。

他们对经络存在性进行了系统科学研究，证实隐性感传线是显性感传线的基础和显性感传线的继续。

二者可以相互转化，是经络的2种表现。

并提出经络线不是一条简单的单一结构和功能线，而是多层次、多形态、多功能的立体结构。

1.2经络物质基础研究关于经络穴位的物质基础研究，费伦等应用磁共振成像（MRI）、X 射线计算机断层扫描（XCT）及解剖学方法对经络穴位物质基础进行了深入研究[6]。

经络穴
位的物质基础是在以结缔组织为基础，连带血管、神经丛和淋巴管等交织而成的复杂结缔组织结构。

它与细胞进行着物质、信息和能量的传输和调节，构成一个对生物肌体内外环境能做出反应的动态平衡体系。

穴位位置相对应的深层结缔组织结构中，富集着Ca、P、K、Fe、Zn、Mn等特定元素，其功能之一可能是在穴位的局部区域内起着存储和应急调节Ca2+、K+浓度的作用。

这二者是重要的信使物质，在人体各种生理活动中发挥着重要作用。

这种物质基础中的液晶态胶原纤维具有高效传输红外光特征波段。

循经离子和生物活性物质分布现象：在经络穴位处，Ca2+、K+、Na+、H+浓度，以及O2分压、CO2含量与周围非经络组织有明显差异。

生物活性物质儿茶酚胺、乙酰胆碱、P物质、环核苷酸、一氧化氮等，在经络穴位处含量与周围组织具有明显差异[2]。

白宇等[7]在系统研究的基础上提出了经络新理论。

采用数字人数据和CT、MRI数据，对人体结缔组织断面图像进行重建和标记，并与中医经络比较。

经络的组织学结构为非特异性结缔组织，包括疏松结缔组织和脂肪组织。

穴位是筋膜上在受到刺激时能产生较强生物信息物质的部位。

张迪等[8]综述了经络穴位与肥大细胞相关性研究。

肥大细胞沿着穴位经络线富集，针刺穴位后促其释放多种生物活性物质，分泌颗粒介质和细胞因子等来发挥其影响体内多种生物反应过程的作用。

肥大细胞因子通过级联反应，在经络中产生感传效应。

针刺穴位产生内啡肽产生镇痛作用[9]，这也是一类生物信息物质。

這进一步证明，穴位及经络线上确实存在着固有的多种生物传感器，表明经络系统是具有复合结构特征、多种功能特征的特殊生理结构系统[10]。

1.3经络针灸数理规律研究目前关于经络的数理规律研究文献极少。

匈牙利生物物理学家Eory运用CO2微量测定法发现，当针刺少商穴后3例受试者肺经隐形感传线各个主要穴位的CO2代谢都发生规律波动，其传导速率为1～1.5 cm/s。

吴善令与沈妙和等合作提出用核技术对经络实体的存在性进行了研究，发现被标记化合物沿着经络运动时，其强度不是单调的、平滑的变化，而是呈有规律的波动状态，具有确定的周期、振幅、波长[3]。

周期T=150～240 s。

李定中、黄德珍等与吴善令、沈妙和等合作，在1984年发现，在甲亢患者身上示踪物沿经流量呈有规律变化，并且波动周期亦呈现有规律改变。

证明感传具有沿经的物质基础或运动状态。

同位素I125沿着心包经的循经移动速度在0.28～6 cm/s。

吴善令等学者提出，经络是人体内具有独特结构和功能的一个更为基本的系统，是人体水平的物质、能量的交换系统[3]。

同时是一个特殊的信息传输系统。

认为气血沿经络运行的主要通路是体液流动的最佳可能通路。

这种周期性波动主要沿经络传播。

基于此，又提出用于描述气血运行的5项参数：流量，流速，周期，振幅，波长。

并根据实验结果，建立了描绘气血沿经运行的经验数学公式：（△N/△T）n=Xn-1（Nx+Ncn-1/2）-Am1Xn-mYm。

丁光宏等[11]在理论上研究了人体组织液定向流动与经络问题。

该研究揭示，在人体小腿段胆经和胃经穴位和经线上，毛细管排列与经线为平行状。

由此建立了一种毛细管血浆与组织液交换的血流动力学模型。

通过数值模拟发现，在这样的解剖结构下，组织液能产生一种定向流动并在毛细管密集的穴位区获得加速，并不断接力构成一条与经络相吻合的定向流线。

这种输运的速度为每分
钟数厘米至数十厘米。

这与实验观察到的循经感传速度及放射性同位素的循经速度相一致。

组织压力增高、动脉压改变以及血管壁通透性的变化，都会影响流速。

北京大学张人骧和张人骥[1213]也建立了一个数学模型U=f（a，b，c，…）评定经络系统的贯通效果。

1.4经络现代研究基础的综合分析及新的研究思路这些研究证明，经络及穴位是客观存在的，但不具有专一的如同神经系统那样的特殊的生理组织功能结构。

在经络及穴位上，集成了多种类型的生物传感器，可以通过针灸产生多种生物信号。

他们传输到周围组织、体液及神经系统。

与神经系统研究的最大差别是，经络系统缺乏神经细胞，神经信号的定量模式及产生机制的研究。

这是经络系统研究的根本环节，也是目前最缺乏研究的内容。

经络中存在着生物信息物质流动，有弱有强。

感传敏感者强，而隐性感传者较弱，但都存在着这种信息物质流。

人体是由成千上万种不同分子、离子组成的物质体系。

它本质上是一个极其复杂的物理化学体系。

针灸引起的一定是物理化学反应，产生物理化学信号，即生物信号，并且具有一定的模式及作用。

因此，针灸信号本质一定是物理化学反应产生的物质运动，分子、离子、电子流。

同时产生热、电、磁、光、压力等信号。

因此，实验针灸学的基础研究，无法脱离物理化学基本原理。

另一个重要方面是，经络系统也是一个信息系统。

通过经络传递的是多种物质决定的生物信息流，输送到特定器官、区域，影响多种靶标，以达到调控生理状态的目的。

因此物理化学作用原理与信息产生传递，应是经络调控的基础。

对应于神经系统神经信号的理论模式及作用研究，在实验针灸学中针刺经络穴位的物理化学、生物信号理论模式及作用研究，是针灸学的核心研究内容。

循经感传可以用机械压力、局部深层组织冷冻降温至21 ℃左右阻断，也可以采用经络注射生理盐水、普鲁卡因溶液阻断，局部注射M受体阻断剂，α受体阻断剂，或兴奋β受体阻断感传，皮肤触觉刺激法也可以阻断之。

关于循经感传的激发现象，采用手法运针、电针接力、药物激发、入静诱导、艾灸法都可以激发感传出现[2]。

1976年又发现了95%的人具有隐性循经感传现象[3]。

1980年，发现隐性感传线具有发出高振动声特性，称为PAP线。

1982年发现人体截下的肢体，原有的隐性循经感传线的低阻抗（LIP）和高振动声（PAP）特性继续存在，其位置与截肢前一致。

1983年发现脱离了真皮的表层和角质层，原有的隐性感传线，即经脉线仍然具有低阻抗特性，并发现循经低阻线和隐性感传线下方，在表皮层和真皮层的神经和血管密度大于非经脉线。

1984年发现，经脉线下方的皮下组织中肥大细胞相对集中，这是首次发现经脉线下具有高度敏感性的物质基础。

1984年还发现经脉线的高振动声现象和肌层中的特殊的结缔组织有关，声波循经传导速度6～10 m/s，而人体中其他组织中声音的传导速度达100 m/s。

他们对经络存在性进行了系统科学研究，证实隐性感传线是显性感传线的基础和显性感传线的继续。

二者可以相互转化，是经络的2种表现。

并提出经络线不是一条简单的单一结构和功能线，而是多层次、多形态、多功能的立体结构。

1.2经络物质基础研究关于经络穴位的物质基础研究，费伦等应用磁共振成像（MRI）、X 射线计算机断层扫描（XCT）及解剖学方法对经络穴位物质基础进行了深入研究[6]。

经络穴位的物质基础是在以结缔组织为基础，连带血管、神经丛和淋巴管等交织而成的复杂结缔组织结构。

它与细胞进行着物质、信息和能量的传输和调节，构成一个对生物肌体内外环境能做出反应的动态平衡体系。

穴位位置相对应的深层结缔组织结构中，富集着Ca、P、K、Fe、Zn、Mn等特定元素，其功能之一可能是在穴位的局部区域内起着存储和应急调节Ca2+、K+浓度的作用。

这二者是重要的信使物质，在人体各种生理活动中发挥着重要作用。

这种物质基础中的液晶态胶原纤维具有高效传输红外光特征波段。

循经离子和生物活性物质分布现象：在经络穴位处，Ca2+、K+、Na+、H+浓度，以及O2分压、CO2含量与周围非经络组织有明显差异。

生物活性物质儿茶酚胺、乙酰胆碱、P物质、环核苷酸、一氧化氮等，在经络穴位处含量与周围组织具有明显差异[2]。

白宇等[7]在系统研究的基础上提出了经络新理论。

采用数字人数据和CT、MRI数据，对人体结缔组织断面图像进行重建和标记，并与中医经络比较。

经络的组织学结构为非特异性结缔组织，包括疏松结缔组织和脂肪组织。

穴位是筋膜上在受到刺激时能产生较强生物信息物质的部位。

张迪等[8]综述了经络穴位与肥大细胞相关性研究。

肥大细胞沿着穴位经络线富集，针刺穴位后促其释放多种生物活性物质，分泌颗粒介质和细胞因子等来发挥其影响体内多种生物反应过程的作用。

肥大细胞因子通过级联反应，在经络中产生感传效应。

针刺穴位产生内啡肽产生镇痛作用[9]，这也是一类生物信息物质。

这进一步证明，穴位及经络线上确实存在着固有的多种生物传感器，表明经络系统是具有复合结构特征、多种功能特征的特殊生理结构系统[10]。

1.3经络针灸数理规律研究目前关于经络的数理规律研究文献极少。

匈牙利生物物理学家Eory运用CO2微量测定法发现，当针刺少商穴后3例受试者肺经隐形感传线各个主要穴位的CO2代谢都发生规律波动，其传导速率为1～1.5 cm/s。

吴善令与沈妙和等合作提出用核技术对经络实体的存在性进行了研究，发现被标记化合物沿着经络运动时，其强度不是单调的、平滑的变化，而是呈有规律的波动状态，具有确定的周期、振幅、波长[3]。

周期T=150～240 s。

李定中、黄德珍等与吴善令、沈妙和等合作，在1984年发现，在甲亢患者身上示踪物沿经流量呈有规律变化，并且波动周期亦呈现有规律改变。

证明感传具有沿经的物质基础或运动状态。

同位素I125沿着心包经的循经移动速度在0.28～6 cm/s。

吴善令等学者提出，经络是人体内具有独特结构和功能的一个更为基本的系统，是人体水平的物质、能量的交换系统[3]。

同时是一个特殊的信息传输系统。

认为气血沿经络运行的主要通路是体液流动的最佳可能通路。

这种周期性波动主要沿经络传播。

基于此，又提出用于描述气血运行的5项参数：流量，流速，周期，振幅，波长。

并根据实验结果，建立了描绘气血沿经运行的经验数学公式：（△N/△T）n=Xn-1（Nx+Ncn-1/2）-Am1Xn-mYm。

丁光宏等[11]在理论上研究了人体组织液定向流动与经络问题。

该研究揭示，在人体小腿段胆经和胃经穴位和经线上，毛细管排列与经线为平行状。

由此建立了一种毛细管血浆与组织液交换的血流动力。