郝 璐 孫興國(guó)※ 謝友紅※

作者單位： 1.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院，國(guó)家心血管病中心，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院心血管疾病國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，心血管疾病國(guó)家臨床醫(yī)學(xué)研究中心 100037 2.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬康復(fù)醫(yī)院 400050

1.生理學(xué)、醫(yī)學(xué)的發(fā)展亟需整合

1.1 系統(tǒng)生理學(xué)的局限性 系統(tǒng)生理學(xué)的發(fā)展已歷經(jīng)400多年，發(fā)展歷程基本是逐漸遠(yuǎn)離、拋開(kāi)了整體的。發(fā)展方向也從系統(tǒng)、器官、組織到單個(gè)的細(xì)胞甚至是分子層面。醫(yī)學(xué)的發(fā)展也是“由合而分”，不斷朝著分科細(xì)化的方向前進(jìn)，由最初的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)的劃分逐漸走向三級(jí)學(xué)科，如今又有了進(jìn)一步的細(xì)化[1]。不可否認(rèn)，生理學(xué)、醫(yī)學(xué)的專科細(xì)化發(fā)展極大促進(jìn)了醫(yī)學(xué)科學(xué)的進(jìn)步，揭開(kāi)了很多謎團(tuán)，也解決了很多醫(yī)學(xué)上的難題。但是生理學(xué)、醫(yī)學(xué)越來(lái)越精細(xì)的分割與發(fā)展也出現(xiàn)了很多弊病，如：現(xiàn)代醫(yī)學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步仍然無(wú)法客觀、全面地揭示某些疾病的機(jī)制機(jī)理并有效解決相關(guān)疑難問(wèn)題，相反衍生出諸多方面的問(wèn)題[2]；臨床醫(yī)生如今診斷疾病也是把患者當(dāng)成了器官，把疾病當(dāng)成了癥狀，醫(yī)生成了藥師，臨床成了檢驗(yàn)；過(guò)于細(xì)分的臨床科室也缺少了相互間的合作，致使很多疾病不能全面客觀地診斷，從而貽誤了病情[3]。如今的生理學(xué)和醫(yī)學(xué)的劃分越來(lái)越精細(xì)，研究卻越來(lái)越受到局限。這正是因?yàn)闆](méi)有樹(shù)立整體觀，忽略了人是作為整體而存在的。把人“大卸八塊”的進(jìn)行研究注定會(huì)忽略各個(gè)系統(tǒng)之間的聯(lián)系，造成管中窺豹，進(jìn)而阻礙了生理學(xué)和醫(yī)學(xué)進(jìn)一步的發(fā)展。

1.2 整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論體系的優(yōu)勢(shì) 整體整合生理學(xué)基本概念即在整體論指導(dǎo)下，將醫(yī)學(xué)各領(lǐng)域最先進(jìn)的理論知識(shí)和臨床各專科最有效的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及科學(xué)技術(shù)分別加以有機(jī)整理與整合[4]。同時(shí)考慮到時(shí)間、空間的變化對(duì)人體造成的影響。從整體、相互聯(lián)系與影響的觀點(diǎn)去解釋各種生命現(xiàn)象，從而對(duì)系統(tǒng)生理學(xué)不能解答的問(wèn)題給出合理的解釋[5]。傳統(tǒng)的系統(tǒng)生理學(xué)在呼吸系統(tǒng)的章節(jié)中關(guān)于呼吸是如何被調(diào)節(jié)的主要考慮了呼吸系統(tǒng)本身的作用，并沒(méi)有考慮其他系統(tǒng)的作用，因此存在著明顯的片面性和局限性。也因此對(duì)現(xiàn)實(shí)中存在的一些現(xiàn)象不能做出合理的解釋，如：呼氣和吸氣之間是如何切換的？存在于心衰患者中的波浪式呼吸是如何產(chǎn)生的？胎兒在母體中為何沒(méi)有自主呼吸[6]？對(duì)這些現(xiàn)象的解讀需要樹(shù)立整體觀，需要跳出系統(tǒng)論分割論所造成的思維上的局限性。

1.3 整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論關(guān)于呼吸系統(tǒng)的調(diào)控 傳統(tǒng)生理學(xué)認(rèn)為自主呼吸時(shí)，動(dòng)脈血內(nèi)的PaO2與PaCO2等血?dú)庑盘?hào)是恒定的。在找尋影響呼吸的因素時(shí)，通常通過(guò)人為增加或降低PaO2與PaCO2來(lái)判斷其對(duì)呼吸的影響[6]。這其實(shí)是不正確的，因?yàn)樵谌说纳頎顟B(tài)下不存在實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的情況。因此生理狀態(tài)下呼吸的調(diào)節(jié)也與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的情形不同。人體動(dòng)脈內(nèi)的PaO2與PaCO2等血?dú)庑盘?hào)實(shí)際是呈破浪式的[7，8]。對(duì)于PaO2而言，吸氣時(shí)肺泡氧分壓漸進(jìn)性上升，產(chǎn)生了波浪式信號(hào)的上升波；呼氣時(shí)，肺泡氧分壓漸進(jìn)性下降，產(chǎn)生了波浪式信號(hào)的下降波。使用PaCO2電極、氧電極在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中能夠清晰觀察到波浪信號(hào)的存在。而這種波浪式的信號(hào)對(duì)于呼吸的切換、調(diào)控是至關(guān)重要的[9]。靜脈血進(jìn)入呼吸系統(tǒng)進(jìn)行氣體交換，交換后的動(dòng)脈血攜帶著波浪式的信號(hào)經(jīng)過(guò)肺靜脈、左心房、左心室被泵出至主動(dòng)脈和頸動(dòng)脈。波浪式信號(hào)被外周化學(xué)感受器感知，經(jīng)傳入神經(jīng)上傳，中樞整合，傳出神經(jīng)下傳至呼吸肌，從而對(duì)呼吸進(jìn)行切換和調(diào)節(jié)[10]。在整個(gè)調(diào)控過(guò)程中，神經(jīng)傳導(dǎo)所花費(fèi)的時(shí)間很短，波浪式信號(hào)在血液中的運(yùn)輸所花費(fèi)的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。因此一切可以影響血流動(dòng)力學(xué)的因素均可影響到呼吸的調(diào)節(jié)，這也是循環(huán)系統(tǒng)可以參與到呼吸調(diào)節(jié)的原因。中樞化學(xué)感受器在整個(gè)呼吸調(diào)控環(huán)路里起著維持呼吸穩(wěn)定的作用。攜帶波浪式信號(hào)的動(dòng)脈血經(jīng)腦動(dòng)脈，穿過(guò)血腦屏障進(jìn)入腦脊液中，被中樞化學(xué)感受器感知，整個(gè)過(guò)程約30秒，波浪式信號(hào)也變?yōu)樗叫盘?hào)。中樞化學(xué)感受器和周圍化學(xué)感受器對(duì)同一信號(hào)的感知在時(shí)間上有偏差，它們相互配合共同完成對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)[6]。

1.4 整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論關(guān)于循環(huán)系統(tǒng)的調(diào)控 傳統(tǒng)的生理學(xué)中在循環(huán)系統(tǒng)章節(jié)重點(diǎn)講述了各項(xiàng)指標(biāo)，如血壓、每搏量、心輸出量等，對(duì)于循環(huán)的調(diào)控分別從神經(jīng)調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)、自身調(diào)節(jié)三個(gè)方面進(jìn)行了敘述[11]，沒(méi)有考慮其他系統(tǒng)對(duì)循環(huán)調(diào)節(jié)產(chǎn)生的作用，特別是血?dú)庑盘?hào)的作用，存在著局限性[10]。整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)體系從整體出發(fā)，以循環(huán)系統(tǒng)的目的為導(dǎo)向，對(duì)于循環(huán)系統(tǒng)是怎樣調(diào)節(jié)做出了更合理的解釋。循環(huán)系統(tǒng)工作的目的是為細(xì)胞帶來(lái)氧氣和各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供細(xì)胞氧化代謝利用，同時(shí)帶走包括CO2在內(nèi)的各種代謝產(chǎn)物[12，13]。從循環(huán)系統(tǒng)工作的目的出發(fā)，氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供需相對(duì)不平衡以及各種代謝廢物的累積是循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控的原因。因此循環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)離不開(kāi)呼吸、消化、泌尿等其他系統(tǒng)的參與。血液經(jīng)肺部進(jìn)行氣體交換后，氧分壓升高，氧分壓的升高使得肺血管擴(kuò)張，從而進(jìn)一步影響到循環(huán)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)，這是呼吸系統(tǒng)參與到循環(huán)調(diào)節(jié)的實(shí)例[14]。根據(jù)整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論體系的觀點(diǎn)，從循環(huán)系統(tǒng)目的出發(fā)可以將循環(huán)系統(tǒng)的調(diào)控分為兩條主軸。第一條主軸為二氧化碳、氧氣氣體軸，主要通過(guò)循環(huán)調(diào)控為細(xì)胞輸送相對(duì)充足的O2帶走產(chǎn)生的CO2。這條軸中O2和CO2是呼吸循環(huán)聯(lián)合調(diào)控的紐帶[10]。只有呼吸循環(huán)相互配合才能完成整個(gè)調(diào)控過(guò)程，將O2輸送到細(xì)胞，并且?guī)ё呒?xì)胞產(chǎn)生的CO2。第二條主軸是以消化吸收能量物質(zhì)、排出代謝產(chǎn)物為主線。這條軸需要循環(huán)、消化、泌尿、內(nèi)分泌等多個(gè)系統(tǒng)聯(lián)合參與進(jìn)行調(diào)節(jié)。消化吸收后的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入血液會(huì)改變血流動(dòng)力學(xué)特征，過(guò)多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的長(zhǎng)期攝入甚至?xí)寡馨l(fā)生器質(zhì)性病變從而使得循環(huán)系統(tǒng)做出調(diào)整以代償其功能。這都說(shuō)明了循環(huán)系統(tǒng)的調(diào)控不單單依賴于其自身，是人體多個(gè)系統(tǒng)聯(lián)合參與、共同影響的結(jié)果。

2.心肺運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確判讀與應(yīng)用需要整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)理論的指導(dǎo)

2.1 心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)原理 心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)是根據(jù)運(yùn)動(dòng)-心-肺-代謝相偶聯(lián)的機(jī)制，通過(guò)測(cè)定靜息、運(yùn)動(dòng)、恢復(fù)階段的攝氧量、二氧化碳產(chǎn)生量等氣體交換指標(biāo)以及脈搏、血壓等循環(huán)指標(biāo)，對(duì)呼吸、循環(huán)、代謝等多個(gè)系統(tǒng)的功能狀態(tài)分別在靜息和癥狀限制性運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行綜合評(píng)定[15]。心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)是綜合心肺調(diào)控功能以及周圍代謝在人體內(nèi)的相互聯(lián)系，特別強(qiáng)調(diào)新肺代謝一體化測(cè)定，是目前唯一一個(gè)能夠一次測(cè)定整體多系統(tǒng)功能狀態(tài)的臨床檢測(cè)技術(shù)[16]。心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)需要多系統(tǒng)共同配合完成內(nèi)呼吸與外呼吸的偶聯(lián)。氧氣從空氣中被呼吸系統(tǒng)攝取，經(jīng)循環(huán)系統(tǒng)輸送到達(dá)外周細(xì)胞，在細(xì)胞內(nèi)完成有氧呼吸，從而實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外呼吸的偶聯(lián)。內(nèi)呼吸與外呼吸的偶聯(lián)需要呼吸、循環(huán)、代謝等多個(gè)系統(tǒng)共同參與完成。其中某個(gè)系統(tǒng)功能的降低使得內(nèi)外呼吸的偶聯(lián)不能達(dá)到細(xì)胞代謝的需要，在心肺運(yùn)動(dòng)結(jié)果數(shù)據(jù)上會(huì)有特征性的體現(xiàn)。

2.2 心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)是多系統(tǒng)共同參與完成的實(shí)例 機(jī)體在運(yùn)動(dòng)時(shí)需要各生理系統(tǒng)之間相互協(xié)調(diào)，以滿足應(yīng)激狀態(tài)下機(jī)體對(duì)氧氣需求的增加，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡[17]。心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中O2和CO2的運(yùn)輸需要呼吸、循環(huán)、代謝等多個(gè)系統(tǒng)共同參與；內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)需要消化、泌尿等系統(tǒng)的維持；在整個(gè)試驗(yàn)完成的過(guò)程中又需要神經(jīng)、體液因素的調(diào)控。因此心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)是多系統(tǒng)共同參與完成運(yùn)動(dòng)過(guò)程中內(nèi)外呼吸偶聯(lián)的一個(gè)實(shí)例[18]。正是因?yàn)樾姆芜\(yùn)動(dòng)試驗(yàn)是多系統(tǒng)聯(lián)合一體化的檢測(cè)手段，因此注重分割各個(gè)系統(tǒng)的傳統(tǒng)生理學(xué)對(duì)心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)的理解與判讀必定存在著局限性，甚至造成誤判[18]。只有正確理解以氧氣需供平衡為綱的呼吸、循環(huán)、代謝、神經(jīng)、體液一體化調(diào)控理論體系才能正確理解、判讀心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)，發(fā)揮出心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)最大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)在臨床上的廣泛應(yīng)用也反映出我們學(xué)習(xí)整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論的必要性。