筋膜学原理

筋膜学原理 筋膜学原理 中国传统医学有几千年的历史，在同疾病抗争中积累了大量的经验，基于当时的科学技术水平和对疾病的认识形成了一套独立的理论体系，为中华民族的繁衍生息做出了巨大的贡献。随着近代现代生物学对生命起源的认识和对生物进化的认识逐渐清晰，中医建立在经验基础上的理论体系在现代生物学理论面前显得软弱无力，因而长期以来中医未被西方医学体系所接纳，进之有不科学之说。然而，在现代医学高度发展的今天仍然有大量的临床病症用现代医学的治疗手段并不能取得好的疗效，还有许多疾病的发病机制不能用现代生物学理论基础上的理论所解释。这些疾病常常用传统中医疗法能够取得意想不到的疗效，这正是中医疗法能够在科技高度发达的今天能够被广大患者接受和欢迎的原因，而且在世界范围内有逐渐接受的趋势，如现在越来越多的世界发达国家的立法承认针灸在医疗体制的地位，但将中医归属到辅助医学的困境也标志着不能进入主流医学的门槛。 长期以来国家对针灸机制的研究极为重视，投入了大量的人力、物力，也提出了各种学说，但并无取得根本的突破，经络与穴位的实质结构仍是众说纷纭，莫衷一是，在世界范围内尚无统一的认可，我们根据发育生物学理论和现代医学生物学的研究结果，结合我们在数字人研究过程中的发现提出了人体第十个功能系统(筋膜学)的新学说，在此基础上提出进一步研究的科学问和临床问题(包括针灸疗法的机制)，以期为针灸疗法提供一个医学生物学的研究平台，并从功能系统的角度深入研究人体筋膜在人体整个生命过程中的作用。 筋膜学的基本内容是:在人体进化的过程中人体全身的结缔组织构成人体的软性支架，其他器官系统的功能细胞以该支架为基础发挥正常功能，功能细胞的功能活动和生命活动(细胞更新)由支持系统提供支持(营养)和储备(干细胞)。人体全身的结缔组织构成机体的软性支架，形成有别于现有功能系统的新的功能系统——人体支持与储备系统。中医疗法的基本点是通过包括针灸、刮痧、梅花针在内的各种物理刺激调整人体的机能状况和生命代谢;通过中药汤剂的内服等生物活性成分的作用，调整人体结缔组织和功能细胞的机能状况和生命代谢。 中医针灸刺激的解剖学基础为人体结缔组织所较丰富的筋膜结构(如:肌间隔、肌间隙等在旋转针体时能牵动较大范围筋膜结构并产生较强生物信息的部位)，刺激点(穴位)与非刺激点的区别只是量的不同而没有质的不同。中药通过改善筋膜的微循环状况(活血化淤)和上皮基膜的通透性(补气)调节功能细胞的再生和活性。 筋膜学理论的提出其意义在于:1、提出新的功能系统——支持与储备系统，即自体调节与监控系统(筋膜学)，从而提出新的学科研究领域;2、指出中医疗法的生物学基础和治疗机制，为建立在生物学基础的中医研究提供了研究思路;3、为疑难病症的机理研究提供新的思路，如人体的发育和衰老，筋膜发育的缺陷;肿瘤的发生和转移，治疗的机制等等。 我们提出筋膜学是在数字人研究的过程中，发现用计算机技术对人体筋膜聚集处进行标记和三维重建，然后通过计算机软件的透明化处理可以构建出与人体针灸经络相似的串珠样结构。通过筋膜的发育生物学起源，我们认为在个体发生的过程中由中胚层间充质分化成多个器官系统后所遗留的部分形成遍布全身的结缔组织筋膜支架，筋膜以干细胞为中心形成其他功能细胞的再生提供细胞储备和支持——称之为支持与储备系统;该支架在神经系统和免疫系统的参与机体内环境变化的检测与功能状态的调控——称之为自体检测与调控系统。该系统从功能上相当于低等动物的间充质或多细胞生物的细胞外液，起到维持机体内环境稳定的作用。 任何一种新学说的建立必须有大量的实验基础， 我们恳切期望各位中医业者根据自身丰富的临床经验来理解有关筋膜学的新学说，并对其中的不足之处提出批评，以利于该学说的进一步完善。其中所有的学术问题和争议由我一人负责，与其他作者无关。 南方医科大学解剖学教研室 原 林 2005-12-21 于广州 第一章 一、生命起源 现代天体物理学研究认为我们生存的宇宙诞生于 150 亿年，我们生存的太阳系为 46 亿年，地球的年龄比太阳略晚，地球在形成后很长一段时间(约 10 年)的时间完全没有生命，在地球早期的原始海洋中经历了从简单有机物(如甲烷)在不同因素的作用下合成复杂的有机物(如氨基酸、核酸)。大量有机物在自然界的无数次碰击中特定成分和比例的有机物被包裹在一起， 能够从周围环境中获取其需要的成分，并能够进行复制这就是原始的生命——细胞，说到底生命是无数偶然事件的必然，宇宙有的是时间。在往后的 35 亿年的地球经历中开始了有生命的阶段，在这 35 亿年的时间内有很长一段约 10 亿年，地球只是存在单细胞的生物，他们大量繁殖占领了整个地球，他们各显其能维持着种群的延续，在大量繁殖的过程中不可避免的的出现对生存资源的占有和利用，导致了资源和生存环境的恶化，其中一些生物未能获取其所需的资源无法继续繁衍，消失在历史的记忆中，其中有些生物积聚在一起共同生存，获得了竞争优势，得以繁衍生息，生物进入多细胞阶段。其中能够利用太阳光进行合成进化的为各种植物，能够利用从其他生物中获取能量与物质进行自身合成的为动物，分解其他生物而生存繁衍的为真菌，人类只是动物界，脊椎动物亚门，哺乳动物纲，灵长目，人科，人属。 根据现在对物质世界和人类的了解，我们所处的物质世界只不过是宇宙大爆炸的灰烬，生物世界是在地球的特定环境中，基于碳水基的化合物无数偶然事件的集合体。人类只是这种偶然事件的资讯信息(INFORMATION)纪录的一种载体之一。 二、动物的进化 动物占据了生物界的 2/3，他们共同的特点是不能象植物一样直接利用太阳光线的能量进行光合作用，必须从植物和其他生物中获取能量和物质供给自身能量和自身合成的需要(异养)，多细胞，没有细胞壁单有胞间连接，一般都具有运动能力并现出各种行为。 1、原生生物的原肠形成 动物的早期发育和特化分层，经历幼虫阶段，然后变形为成年个体。无脊索动物中的海胆、海星及海绵是其中的代表。其发育变形过程是受精卵分裂增殖形成细胞团，随着细胞团的不断扩大中央出现一个囊腔，其结构是外层被覆细胞内腔中充填着含有各种营养成分的细胞外液，细胞外液既是由外层细胞产生也为细胞的生存和发挥正常的功能提供了一个稳定的内部环境。在胚囊形成的过程中外层功能细胞行为也在发生变化，其要点是细胞数目的增加细胞层出现折叠(外包和内陷)和迁移(部分细胞从外层细胞向囊腔内迁移)。前者折叠(外包和内陷)为生物进一步具有更完善的功能提供了物质(细胞)基础，这种以折叠的方式增加细胞数量的现象在生物进化中是一种常见的形式;后者(部分细胞从外层细胞向囊腔内迁移)为进一步完善囊腔充填物的为功能细胞提供稳定内环境的功能提供了细胞源。 内迁的细胞悬浮于囊腔细胞外液形成初级间充质细胞，内移的细胞有丝状伪足，以伪足固着、收缩、延伸的方式沿囊腔内壁做变形虫移动。开始相互连接，以后相互解离悬浮于囊腔细胞外液形内，含有间充质细胞的腔液成为初级间充质。这些内迁的初级间充质细胞的进一步去向是:一部分维持其原始状态作为细胞储备随时转化为壁层功能细胞，修复功能细胞层的缺损，部分初级间充质细胞分化为功能细胞，如形成围绕消化管的肌肉。同时间充质细胞本身也在进行横向分化以维持囊内细胞的数量。 初级间充质形成示 意图 结缔组织的起源和进化经历了从多细胞生物的细胞外液?到三胚层生物的间充质?高等动物的结缔组织。在多细胞生物的原生生物，个体结构是由细胞层和细胞外液所组成。包括生物外的细胞层完成了整个生物的全部功能(包括物质摄取、代谢产物的排出、感受外环境的变化及自身的繁殖)，内部的细胞外液起到支撑及内部物质的交换，起到维持内环境稳定的作用。从整体来看，原生生物可分为两个系统即由细胞层所构成的功能系统和细胞外液所构成的支持系统。如海胆示意图: 海胆生物图 海胆组织结构模式图 海胆组织结构示意图 1、外胚层 2、中胚层 在生物的进化的过程中部分外层细胞向体腔内凹陷，形成内胚层形成原始消化腔。未凹陷的细胞形成外胚层。细胞外液充填于两层间形成原始中胚层。如水母的原始中胚层相当于细胞外液的变形，由细胞层分泌的粘多糖蛋白，透明软骨素构成，呈胶冻状，称中胶层。 如下图所见: 水母生物图 水母组织结构模式图 水母组织结构示意图 1、外胚层 2、中胚层 3、内胚层 在随后的进化过程中原始的由生物壁层细胞凹陷后形成的消化道进一步延伸贯通，形成由头端的进入口和尾端的排泄口，使获取、消化和排泄功能更有效率。此时处于内、外胚层之间的中胶质也因部分外层细胞脱落(转移)而进入使中胶质内散布了并无特定功能的细胞成份，具有细胞成份的中胶层称为间充质。占内外胚层之间的空间称为中胚层。这些细胞的存在为内、外层功能细胞损伤的神经修复提供了储备，因而使生物可以维持较长的生命周期。如在扁虫类动物所见: 扁虫生物图 扁虫组织结构模式图 扁虫组织结构示意图 1、 、中胚层 3、内胚层 4、由中胚层来源的各脏器 5、中胚层剩余的组织(筋外胚层 2 膜) 2、三胚层的形成及其进一步的分化 在生物进化的过程中通过外层细胞的折叠(外包和内陷)及细胞的迁移，原有的外层细胞形成外胚层，迁移胚囊腔的细胞构成中胚层，进一步由这三胚层进化发育成有诸多器官构成的功能系统，分化如下: 外胚层?表皮，中枢?大脑皮层 内胚层?消?化系统，呼吸系统，下泌尿、生殖管道 中胚层?运动系统(骨、关节、肌肉)，循环系统，生殖、泌尿器官，周围神经及结缔组织。 3、间充质的进化 中胚层内尚未分化为功能细胞的原始结缔组织称为间充质(或间叶组织)，位于三个胚层各个器官原基之间。间充质细胞为星状，突起与临近的细胞突起连接成网状(又称网状细胞)，细胞核大呈椭圆形，染色质细而分散，核仁明显，细胞质呈碱性。细胞间质主要是由胶冻样粘蛋白组成，无纤维存在。间充质的发育潜力很大，可以形成多种结缔组织，如血液、软骨、硬骨、疏松和致密结缔组织、脂肪组织等等。 三、间充质的演化 间充质的演进始于原生动物囊胚其的细胞外液，部分表层细胞转移到囊腔内形成悬浮于细胞外液的初级间充质细胞构成初级间充质，初级间充质的功能在于维持生物的饱满，其细胞外液中的渗透压和营养物质为表面细胞层的细胞提供一个稳定的内部环境，内在的初级间充质细胞可作为替补储备随时转化为表层功能细胞修复壁层细胞的缺损。因此初级间充质的功能有两个:支撑和修复。 随着原肠作用的壁层细胞内陷原肠腔顶部的分化出次级间充质的内壁，细胞相互连接，伪足收缩，使原肠腔向囊腔推进，分散在原肠腔两侧的次级间充质细胞向两侧扩张，形成两个体腔囊;部分次级间充质细胞形成消化管外壁的肌肉层。因此，次级间充质的特点是除了支撑和修复功能以外还分化为其他功能细胞。 在动物胚胎的中胚层细胞部分区域细胞增殖较快集聚在脊索的两侧，从内向外依次分化出轴旁中胚层、间介中胚层和侧中胚层。而散在分布的中胚层细胞及其组织液称为间充质，间充质细胞在胚胎发育的过程中分化为肌组织、骨、 软骨、血管和成纤维细胞。间充质的最大特点是在发育的过程中分化出成纤维细胞。 从间充质到结缔组织的演化出现在胚胎发育的后期，间充质细胞分化出成纤维细胞，成纤维细胞，成纤维细胞合成和分泌胶元蛋白弹性蛋白，胶元蛋白和弹性蛋白在细胞外聚合粘结成胶元纤维、弹性纤维和网状纤维。三种纤维的出现和其他功能细胞的加入使匀质的液态间充质演化成固态的软性组织---疏松结缔组织，根据结缔组织中细胞组成的比例和纤维成分的比例含量不同，结缔组织又分为致密结缔组织(以纤维为主要成分);脂肪组织(由大量群集的脂肪细胞为主，由疏松结缔组织分隔成小叶;网状组织(由网状纤维和网状细胞构成)。广义的结缔组织还包括血液、淋巴液、骨和软骨。 间充质的演化 四、疏松结缔组织组成 1、结缔组织组织学结构 结缔组织由细胞和细胞外基质(extracellularmatrix)构成。后者包括无定形基质 、 (amorphorous matrix) 丝状纤维(fibers)和不断循环更新的组织液(tissue fluid)。细胞分散于细胞外基质内，后者富含血管和神经。 1.1 筋膜内的细胞 主要包括成纤维细胞、巨噬细胞、肥大细胞、浆细胞、脂肪细胞(fat cells)和未分化的间充质细胞。后者为筋膜的干细胞，特定情况下可分裂、分化，形成筋膜组织。尚可见从血液中游走出的白细胞，如中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、淋巴细胞等。 成纤维细胞(fibroblasts):是筋膜组织中数量最多的细胞，扁平多突起，胞质弱嗜碱性(电镜下富含粗面内质网和有利多核糖体)，核卵圆形，核仁明显。合成和分泌蛋白质和糖胺多糖，构成筋膜组织的纤维、基质蛋白等成分。 巨噬细胞(macrophages):又称组织细胞(histocytes)，由血液内的单核细胞分化而来。细胞不规则，有伪足(内含微丝和微管)，胞质嗜酸性(电镜下的线粒体等)，内含空泡和颗粒性结构(电镜下的吞饮泡、吞噬体、溶酶体等)，核小染色深。巨噬细胞具有趋化性(chemotaxis)，即向某些化学物质或因子源定向运动。巨噬细胞最主要的功能是吞噬作用，并具有抗原提呈作用，尚可分泌多种生物活性因子如溶菌酶lysozyme、肿瘤坏死因子tumor necroticfactor、补体complement、干扰素interferon、白细胞介素-1interleukin-1等参与免疫反应。 肥大细胞(mast cells):来源于骨髓多能干细胞，体大，圆或椭圆形，胞质内充满粗大的嗜碱性颗粒。颗粒内有组胺histamine、肝素heparin和嗜酸性粒细胞趋化因子ECF-A等物质，基质内含有白三烯leukotriene。这些物质参与过敏反应。肥大细胞尚可通过释放和识别不同的介质，参与并介导炎症过程。另外，肥大细胞还分泌白细胞介素、肿瘤坏死因子等免疫调节因子。 浆细胞(plasma cells):由 B 淋巴细胞经抗原刺激转化而来。圆或椭圆形，胞质嗜碱性(电镜下的粗面内质网)，核偏于一侧，呈车轮状(电镜下常染色质与异染色质相间排列)。浆细胞产生抗体(antibody)，即免疫球蛋白 ，(immunoglobulin) 参与体液免疫反应。免疫球蛋白分为 5 类:IgA IgD IgEIgG IgM。 未分化的间充质细胞(undifferentiated mesenchymal cells):成体内的间充质细胞，为一种成体干细胞，特定条件下可分化为结缔组织内的各种细胞，如成纤维细胞、平滑肌细胞、内皮细胞、软骨细胞、骨细胞等。对该细胞的研究将为组织工程和细胞工程提供种子细胞，在组织缺损性疾病、退行性疾病和遗传性疾病的治疗中具有广阔的应用前景。 中性粒细胞(neutrophils):该细胞原存在于血液中，特定情况下可经变形穿越血管壁被趋化到筋膜组织中。中性粒细胞呈球形，胞质内充满细小、均匀的颗粒，淡紫色的颗粒为嗜天青颗粒(azurophilic granules)，为一种溶酶体，含有酸性磷酸酶、过氧化物酶等，消化分解吞噬的异物;浅粉红色的为特殊颗粒，内含碱性磷酸酶、 吞噬素、溶菌酶等，有杀菌、溶菌等作用。该细胞有活跃的变形运动和吞噬功能，在体内起着重要的防御作用。 嗜酸性粒细胞(acidophils):该细胞原存在于血液中，特定情况下可经变形穿越血管壁被趋化到筋膜组织中。嗜酸性粒细胞呈球形，胞质内充满粗大、均匀、略带折光性的是酸性颗粒，电镜下这些颗粒内含颗粒状基质和方形结晶体，含有酸性磷酸酶、过氧化物酶、组胺酶和芳基硫酸酯酶。后两者可分解组胺和白三烯，具有抗过敏反应的能力。酸性磷酸酶和过氧化物酶可消化分解吞噬的异物如寄生虫，具有抗寄生虫作用。 淋巴细胞(lymphocytes):淋巴细胞以弥散淋巴组织或淋巴小结两种形式常驻于筋膜组织中，与巨噬细胞或抗原提呈细胞一起构成机体的特异性免疫防御系统。淋巴细胞分为 T 细胞、B 细胞和 NK 细胞三类，其中 T 细胞通过释放淋巴因子引发细胞免疫反应，如移植物排斥、抗肿瘤等;B 细胞通过释放抗体引发体液免疫反应;NK 细胞即自然杀伤细胞，勿需抗体便可直接杀伤病毒感染细胞和肿瘤细胞。 筋膜内的细胞分散存在于细胞外基质内，它们的功能必须借助细胞外基质来传递信息。 1.2 筋膜的细胞外基质 细胞外基质(extracellular matrix)是指由细胞分泌的，位于细胞周围，为组织、器官甚至整个机体的完整性提供力学支持和物理强度，并对细胞的粘附、迁移、增殖、分化等活动以及胚胎发生等产生影响的物质，是细胞社会属性的体现。筋膜的细胞外基质包括纤维和无定形基质，前者包括胶原纤维、弹性纤维和网状纤维，后者则包括蛋白多糖、糖蛋白和组织液。 胶原纤维collagenous fiber:分布最广，含量最多，由胶原原纤维collagenous fibril构成，后者有三条 α-前胶原蛋白分子聚合而成，使得胶原纤维有韧性好、抗拉力强等特性。不同部位的筋膜组织其胶原蛋白分子类型不同，目前至少发现了 30 余种胶原链的编码基因，这些不同的胶原链，以不同的方式组合，可以形成至少 16 种以上的胶原三聚体糖蛋白分子。 弹性纤维elastic fiber:呈细丝状，分支交织成网。由弹性蛋白elastin和微原纤维microfibril束组成，具有良好的弹性。 网状纤维reticular fiber:可用银染术显示，又称嗜银纤维。细而有分支，交织成网。由胶原原纤维组成。主要分布于筋膜组织与其他组织交界处和小血管周围，尤其是造血器官和淋巴器官的筋膜组织内。 蛋白多糖proteoglycan:又称蛋白聚糖由一个核心蛋白分子与一个或多个氨基己糖多糖，或称糖氨多糖(GAG，glycosaminoylycan GAG)侧链结合而成的大分子复合物。糖氨多糖主要包括硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酸肝素、硫酸角质素和透明质酸。?硫酸软骨素(chondroitin sulfate ，CS)为一分子葡萄醛酸(glucuronic acid)与 N-乙酰半乳糖胺(N-acetylgalactosamine)之间形成 β1-3 连接构成基本的重复单位。硫酸化位点可位于胺基团的第 6 位置上，分别称为硫酸软骨素-4(chondroitin-4-sulphate)和硫酸软骨素-6(chondroitin-6 sulphate);?硫酸皮肤素(dermatan sulfate)与硫酸软骨素的分子结构相似，只是葡糖醛酸残基为艾杜糖酸(iduronic acid)残基;?硫酸乙酰肝素(heparan sulfate，HS)为葡糖醛酸与 N 一乙酰葡糖胺之间形成β1-4 连接。两个残基可在 0- 或 N- 位点上发生广泛的硫酸化修饰，糖醛酸则出现表异构化;?硫酸角质素(keratan sulfate)分子结构中，糖醛酸(uronicacid)残基被半乳糖(galactose)基团所代替。重复序列就是半糖基团与 N-乙酰葡糖胺之间的形成 β1-4 连接，每一个残基上的第 6 个位点上则发生硫酸化修饰;?透明质酸(hyaluronan，HA)含有为数不定的多聚体型葡糖酸与 N-乙酸葡糖胺之间形成的 β1-3 连接形式。蛋白多糖复合物的立体构型形成具有许多微孔隙的分子筛，形成基质防御屏障。 糖 蛋白glycoprotein:包括三种类型:粘附性糖蛋白，如纤维粘连蛋白(fibronectin)、亲玻粘连蛋白(vitronectin)、层粘连蛋白(laminin)、凝血酶应答蛋白(thrombospondin)和 vWF(von Willebrand factor)等;骨相关基质糖蛋白，如骨桥蛋白 、 (ostepontin) 骨唾液蛋白(bone sialoprotein)等;弹性蛋白相关糖蛋白，如原纤维蛋白(fibrillin)和基质相关糖蛋白(MAGP，matrix-associated glycoprotein)。粘附性糖蛋白与细胞的粘附及迁移过程有关，骨骼相关性糖蛋白在离子浓度的调节中具有重要作用。原纤维蛋白在弹性蛋白的沉积过程中具有重要影响。 组织液tissue fluid:组织液为经毛细血管动脉端渗出的水和小分子物质(氨基酸、葡萄糖和电解质等)组成，构成细胞赖以生存的微环境。 另外，在筋膜组织中分布着密密麻麻的毛细血管和感觉、运动装置，如触觉小体、环层小体、肌梭、运动终板等神经末梢，对筋膜组织的调节功能有至关重要的作用。 归纳结缔组织的功能:1 支持和保护作用 — 各种纤维及成纤维细胞;2 营养和输送作用 —- 组织液和毛细血管、淋巴管;3 免疫防御功能----各种免疫细胞及免疫活性物质;4 储备作用-----间充质细胞(细胞储备)，脂肪细胞(能量储备)。 五、从结缔组织(筋膜)的发生分析人体功能系统的形成 我们从生物进化的过程中了解到结缔组织是从间充质演化而来，间充质是从次级间充质演化而来，次级间充质是从初级间充质演化而来。在原生动物的囊胚期出现了初级间充质，此时的动物胚囊期整个个体可分为两个功能系统;即外周的细胞层形成功能系统，该细胞层完成生物的所有功能，从获取营养物质到排除代谢产物;内部的初级间充质则完成支撑和修复作用并保持生物内部环境的稳定。随后的进化过程主要体现在外层细胞的扩增和折叠，首先通过内陷折叠形成消化系统，然后通过外层细胞的扩增和特化形成中枢神经系统和表皮;内部消化系统的扩增和折叠内陷形成消.