程祎睿,劉紫薇,王藝燦,周金業(yè),張浩鋒,才艷茹,杜姚,賈雪梅,楊倩,3,4

1.河北中醫(yī)藥大學,河北 石家莊 050200; 2.河北中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院/河北省中醫(yī)院,河北 石家莊 050011; 3.河北省濁毒證重點實驗室,河北 石家莊 050011; 4.河北省中西醫(yī)結(jié)合胃腸病研究重點實驗室,河北 石家莊 050011

潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)是一種長期的非特異性大腸炎癥性疾病,其特點是結(jié)腸黏膜的持續(xù)性、彌漫性炎癥,其病因目前仍不明確,病變部位主要累及黏膜和黏膜下層,為炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)范疇,屬中醫(yī)“休息痢”“久痢”和“泄瀉”等范疇[1]。

2012年,Dixon等[2]提出鐵死亡這一概念,指出鐵死亡是一種在形態(tài)學、生化和遺傳學上不同于自噬、凋亡等形式的細胞死亡方式。鐵死亡與活性氧的積累關(guān)系密切,發(fā)生在線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和溶酶體中,其發(fā)生的標志是脂質(zhì)過氧化物的積累[3]。Fe2+參與芬頓反應,產(chǎn)物是脂質(zhì)過氧化物[4]。脂質(zhì)過氧化物通過破壞細胞膜導致細胞死亡。鐵代謝、脂質(zhì)代謝和谷胱甘肽(glutathione,GSH)/谷胱甘肽過氧化酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)的耗竭等是鐵死亡發(fā)生的作用機制[5]。鐵死亡主要表現(xiàn)為線粒體體積減小,雙層膜密度增加,線粒體嵴減少或消失,但細胞膜保持完整,細胞核大小正常,染色質(zhì)無濃集。

“六腑實而不滿”出自《素問·五臟別論》,原文如下:“所謂五藏者,藏精氣而不瀉也,故滿而不能實。六腑者,傳化物而不藏,故實而不能滿也。所以然者,水谷入口,則胃實而腸虛;食下,則腸實而胃虛。故曰實而不滿,滿而不實也?！边@段話闡述了臟和腑各自的生理功能和特點,即:臟主藏精氣,精氣是維持和推動人體生命活動的物質(zhì),故不宜瀉;腑主傳化,人體攝入水谷,經(jīng)過運化、吸收,水谷中的精微被提取,留下的物質(zhì)稱為糟粕。糟粕久積對人體能有弊,故糟粕不能久積,宜及時排出。臟和腑需要相互配合才能維持人體的正常生命活動。有腑的傳化,臟才得以及時吸收精氣;有臟提供精氣,腑才能發(fā)揮傳化的功能。然而,“實”和“滿”是相對的概念,不能理解為絕對的實和絕對的滿。腑需要適當?shù)摹皩崱?比如腸道屬于腑,腸道中暫時存有糟粕,腸道規(guī)律地蠕動,使糟粕排出成為糞便,此屬腸道的正常功能。但如果腑太“實”,比如腸梗阻時,糟粕壅滯腸道,形成便秘癥狀,會使腸道積糞、積氣,會對人體造成嚴重影響。臟需要適當?shù)摹皾M”,比如脾屬臟,《素問·經(jīng)脈別論》云:“飲入于胃,游溢精氣,上輸于脾,脾氣散精,上歸于肺;通調(diào)水道,下輸膀胱;水精四布,五經(jīng)并行?！本珰馍陷斢谄?脾才能主運化、升清、統(tǒng)攝血液。但如果臟太“滿”,比如人的營養(yǎng)過剩,脾運化不及,會導致脾虛,形成肥胖、納差等不良影響。六腑實而不滿,不是指六腑不吸收精氣,只是在強調(diào)六腑的本職是傳化而非藏精氣。

1 從“六腑實而不滿”闡述鐵與潰瘍性結(jié)腸炎的相關(guān)性

1.1 鐵可以作為精微物質(zhì)人從食物中攝取鐵,鐵是一種微量元素,每日有大約25 μg的鐵被骨髓紅細胞吸收,以維持每日制造2 000億個新的紅細胞的生理需求[6]。鐵元素主要被骨髓中的紅細胞吸收,進入線粒體后用于合成血紅素,血紅素隨后結(jié)合到血紅蛋白中,成為氧的運輸工具[7]。這對應了《素問·經(jīng)脈別論》中血的生成:“食氣入胃,濁氣歸心,淫精于脈?！笨梢?鐵元素可以作為一種精微物質(zhì)被人體吸收后發(fā)揮作用。

1.2 鐵在鐵死亡中的作用鐵死亡依賴鐵的參與,這表現(xiàn)在兩個方面:第一,磷脂過氧化是鐵死亡的關(guān)鍵步驟,而涉及磷脂過氧化的脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)和細胞色素P450氧化還原酶(cytochrome P450 oxidoreductase,POR)需要被鐵催化,并且鐵對于涉及細胞活性氧產(chǎn)生的代謝酶也是必需的;第二,非酶促、鐵依賴性芬頓鏈式反應對于鐵死亡可能是必需的,當GPX4被抑制時,磷脂過氧化物(phospholipid hydroperoxides,PLOOH)可以持續(xù)更長時間,啟動芬頓反應以快速擴增PLOOH,這是亞鐵中毒的標志。PLOOH可與Fe2+和Fe3+反應,分別產(chǎn)生自由基PLO·和PLOO·,這些自由基與多不飽和脂肪酸的磷脂(polyunsaturated fatty acid-PLs,PUFA-PLs)反應,進一步促進PLOOH的產(chǎn)生[8]。

1.3 鐵受精密調(diào)控由于鐵在細胞的存活和死亡中起到核心作用,細胞鐵穩(wěn)態(tài)處于精細控制之下,主要是通過鐵調(diào)節(jié)蛋白IRP 1和IRP 2控制的轉(zhuǎn)錄后網(wǎng)絡(luò)來調(diào)節(jié)細胞內(nèi)鐵的儲存/釋放和輸入/輸出[9]。許多細胞通過改變細胞的不穩(wěn)定鐵水平以改變細胞對鐵死亡的敏感性。轉(zhuǎn)鐵蛋白及其受體共同作用,通過將鐵輸入細胞來促進鐵死亡[10]。相反,增強細胞鐵的輸出可提高細胞對鐵死亡的抵抗力[11]。鐵蛋白及其自噬降解也可調(diào)節(jié)Fe2+中毒[12]。此外,血紅素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)通過降解血紅素從而釋放血紅素鐵也與鐵死亡有關(guān)[13]。

1.4 鐵死亡介導的腸黏膜屏障損傷與潰瘍性結(jié)腸炎的關(guān)系研究表明,過量的鐵加重了腸道炎癥[14]。人群的高膳食鐵攝入量促進了UC的發(fā)展[15]。UC患者黏膜活性氧的增加與疾病活動度呈正比,且已知鐵螯合劑可減少活性氧生成,并改善IBD的結(jié)腸癥狀[16]。綜上所述,這些發(fā)現(xiàn)表明IBD與鐵死亡之間可能存在關(guān)系,其中腸道中過量的鐵離子通過芬頓反應產(chǎn)生活性氧,從而引發(fā)氧化應激。脂質(zhì)過氧化作用程序性地出現(xiàn),并誘導鐵死亡。由此,腸上皮細胞被破壞,腸黏膜屏障的損傷導致IBD[17]。臨床UC患者和小鼠實驗性結(jié)腸炎均與鐵死亡有關(guān),鐵死亡相關(guān)基因顯著下調(diào)和上調(diào)[18]。在葡聚糖硫酸鈉誘導的小鼠結(jié)腸炎中,給予鐵蛋白沉著抑制劑,包括Fer-1、Lip-1和DFO,可降低疾病活動性評分并抑制結(jié)腸縮短[19]。在IBD中,GPX4在調(diào)節(jié)鐵死亡過程中也有重要作用,這與鐵死亡機制一致。仙茅苷(CUR)是一種具有抗氧化和抗炎特性的植物成分,可通過促進GPX4防止UC中的鐵死亡[20]。CUR增加了IEC-6大鼠腸上皮細胞系中的硒敏感性,并提高了GPX4表達水平,而GPX4沉默抑制了CUR對鐵缺乏IEC-6細胞中的細胞死亡和氧化應激指標的保護作用[20]。研究表明,在小腸上皮細胞缺乏GPX4等位基因的小鼠中,富含多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)的飲食可引發(fā)腸道炎癥,其組織學特征類似于炎癥性腸病[21]。PUFA攝取、GPX4活性和腸道炎癥之間的聯(lián)系進一步為炎癥性腸病的發(fā)病機制提供了證據(jù)。

綜上所述,UC病位在大腸,大腸屬于腑,大腸的功能是傳化糟粕。大腸不宜“滿”,可以理解為大腸不宜儲存過量的鐵,否則,過量的鐵會導致鐵死亡,進而誘發(fā)潰瘍性結(jié)腸炎。

2 從“六腑實而不滿”闡述脂質(zhì)與潰瘍性結(jié)腸炎的相關(guān)性

2.1 脂質(zhì)可以作為精微物質(zhì)人體內(nèi)的脂質(zhì)主要由脂肪和類脂組成,機體內(nèi)的多個組織都含有脂肪,它能夠儲存能量、提供能量、產(chǎn)生熱量以及保護機體。脂肪的成分之一是三酰甘油,是人體主要的能量來源;而類脂是細胞膜結(jié)構(gòu)的基本原料。膽固醇屬于類脂,常與不飽和脂肪酸結(jié)合成膽固醇酯,在體內(nèi)轉(zhuǎn)化成其他有活性的類固醇化合物,如膽汁酸、維生素等。因此,脂質(zhì)對人體有顯著意義,可以理解為一種精微物質(zhì)。

2.2 脂質(zhì)過氧化在鐵死亡中的作用鐵死亡是由鐵依賴性磷脂(PL)過氧化作用驅(qū)動的死亡過程[22]。從概念上講,鐵死亡可以被認為是細胞代謝的副產(chǎn)品:氧和鐵是代謝的基本驅(qū)動因素,導致作為不可避免的副產(chǎn)物的活性物質(zhì)(活性氧)產(chǎn)生;如果不能有效地中和一類特定的活性氧,即磷脂過氧化物(PLOOH),并因此積累而破壞質(zhì)膜完整性,則細胞將會發(fā)生鐵死亡。在細胞中,PL過氧化的底物是在sn2位置上,是含有多不飽和脂肪?；?PUFA)鏈的PL;在生物活性鐵存在下,PUFA-PLs可通過酶促和非酶促脂質(zhì)過氧化反應轉(zhuǎn)化為PLOOH。

2.3 脂質(zhì)受精密調(diào)控由于所有哺乳動物細胞均含有一定水平的PUFA-PL和生物活性鐵,因此,需要建立特定的監(jiān)測或保護機制,以防止不必要的鐵死亡。典型的監(jiān)視機制是由GPX4介導的,GPX4是已知催化磷脂氫過氧化物還原成磷脂醇的唯一哺乳動物酶[23];也有GPX4非依賴性機制可以減輕鐵死亡。如鐵死亡抑制蛋白1(ferroptosis-suppressor-protein 1,FSP1)、GTP依賴的環(huán)水解酶1(GTP cyclohydrolase 1,GCH1)和二氫乳清酸脫氫酶(dihydroorotate dehydrogenase,DHODH)產(chǎn)生具有自由基捕獲活性的代謝物,可終止芬頓自由基鏈式反應,防止脂質(zhì)過氧化反應的放大[24-25]。

綜上所述,筆者認為,潰瘍性結(jié)腸炎病位在大腸,大腸屬于腑,大腸的功能是傳化糟粕。大腸不宜“滿”,可以理解為大腸不宜儲存過量的脂質(zhì),否則,過量的脂質(zhì)過氧化物會導致鐵死亡,進而誘發(fā)潰瘍性結(jié)腸炎。

3 不“滿”狀態(tài)下的陰陽相互制約

鐵元素的死亡調(diào)控機制呈現(xiàn)了陰陽之間相互制衡的狀態(tài)。陰陽是自然界中互相依存、對立統(tǒng)一的屬性。這一概念在中醫(yī)理論中被運用于認識人體生理功能和診治疾病。只有保持人體內(nèi)部的陰陽平衡——“陰平陽秘”,才能確保身體健康和正常的生命活動,而陰陽失衡則是導致機體疾病和鐵死亡的重要病機之一。當身體受到嚴重損傷時,陰陽平衡被破壞,超出了機體本身的調(diào)節(jié)能力,從而引發(fā)疾病。

3.1 胱氨酸/谷氨酸反向轉(zhuǎn)運蛋白系統(tǒng)(cystine/glutamate antiporter system X-,system Xc-)-GSH-GPX4調(diào)節(jié)軸system Xc-是氨基酸反向轉(zhuǎn)運體,介導胱氨酸轉(zhuǎn)入和谷氨酸轉(zhuǎn)出[26]。細胞內(nèi)的胱氨酸進行轉(zhuǎn)化形成半胱氨酸(cysteine,Cys),然后參與合成GSH。GSH是用于還原GPX4的化合物,是GPX4發(fā)揮抗氧化作用必需的輔助因子。實驗表明,抑制GSH合成可以誘發(fā)鐵死亡[27]。GPX4是GPX家族中的一員,在GSH的輔助下,GPX4可以將有毒性的脂質(zhì)過氧化物(L-OOH) 轉(zhuǎn)換為無毒性的類脂醇,從而阻止來源于L-OOH的鐵依賴性高反應性脂質(zhì)烷氧基的生成[28]。維持細胞內(nèi)脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵在于GPX4的活性。當GPX4失活或沉默GPX4表達相關(guān)基因時,脂質(zhì)活性氧的積累會增加,最終導致鐵死亡的發(fā)生。system Xc--GSH-GPX4軸可以看作是陰的一面,以其抑制脂質(zhì)過氧化,陰陽才能平衡,脂質(zhì)不至“過滿”。

3.2 FSP1-CoQ調(diào)節(jié)軸作為一種非特異性的DNA結(jié)合蛋白,FSP1是輔酶Q10(coenzyme Q10,CoQ10)的氧化還原酶,其N末端經(jīng)過肉豆蔻?；|(zhì)修飾。這種修飾可以幫助FSP1靶向到質(zhì)膜上,從而介導還原型輔酶1(nicotinamide adenine dinucleotide,NADH)依賴的CoQ還原過程,抑制CoQ10的活性[29-31]。這種作用方式與GSH-GPX4途徑相似,最終通過抑制雙微體同源基因2(murine double minute 2,MDM2)、MDM4蛋白(murine double minute 4,MDMX)的作用,抑制磷脂過氧化和鐵死亡[32-33]。FSP1-CoQ調(diào)節(jié)軸可以看作是陰的一面,可以抑制脂質(zhì)過氧化,陰陽相互制約,鐵和脂質(zhì)才不會“過滿”,鐵死亡才不至于發(fā)生。

3.3 鐵死亡調(diào)節(jié)軸是陰陽對立制約的具體體現(xiàn)由上述可知,鐵死亡腸道微環(huán)境的陰陽屬性與脂質(zhì)過氧化的積累和氨基酸調(diào)節(jié)軸密切相關(guān)。根據(jù)陰陽屬性分類,其中具有促進生長、增殖作用的促進脂質(zhì)過氧化積累的物質(zhì),屬于“陽”,其過表達則使機體向陽性狀態(tài)發(fā)展,加重UC炎癥;鐵死亡調(diào)節(jié)軸與之相反,具有抑制脂質(zhì)過氧化物質(zhì)及毒性物質(zhì)積累的作用,屬于“陰”,其增多則走向陰性結(jié)局,緩解鐵死亡造成的UC炎癥。

在由鐵和脂質(zhì)的“過滿”引發(fā)的鐵死亡中,脂質(zhì)過氧化物的堆積特點是偏重蓄積和侵襲,屬于陽,可加重或促進腸道上皮細胞的損傷。隨著病情進一步加重,可通過“炎癌轉(zhuǎn)化”發(fā)生結(jié)腸癌變等其他病變,即中醫(yī)整體屬性。鐵死亡調(diào)節(jié)軸屬于陰,主要作用在于預防和減輕炎癥,同時參與機體的免疫防御。保持機體陰陽平衡是陰陽兩種功能相互制約的結(jié)果,這樣機體才能得到有序調(diào)控,以保障各項生命活動。保持陰陽的動態(tài)平衡,達到陰平陽秘,是預防和治療UC的有效措施,可以避免腸道精氣過度積聚。

4 過“滿”生濁毒

當鐵和脂質(zhì)過氧化物超載,精氣“過滿”,發(fā)生鐵死亡,誘發(fā)潰瘍性結(jié)腸炎,釀生濁毒,表現(xiàn)為腹痛、腹瀉、黏液膿血便等癥狀。

4.1 毒《素問·陰陽應象大論》云:“清陽出上竅,濁陰出下竅;清陽發(fā)腠理,濁陰走五臟;清陽實四肢,濁陰歸六腑?！毙靷コ萚34]認為,《黃帝內(nèi)經(jīng)》對“濁”的認識,包括“生理濁”和“病理濁”。“生理濁”包括水谷精微的濃濁部分和排泄的污濁之物;“病理濁”包括濕重之邪、便濁、精濁、濕溫之邪、瘀血等。廣義上毒是指對機體產(chǎn)生毒害作用的各種致病物質(zhì)。

4.2 濁毒與潰瘍性結(jié)腸炎韓捷認為,飲食不節(jié),情志不暢,過度勞累,外感六淫等因素可誘UC的發(fā)病,病機概括為濕熱內(nèi)蘊、脾虛濕熱和脾腎虧虛[35]。李博林等[36]認為,UC無論是在發(fā)作期還是緩解期,都存在腸黏膜慢性持續(xù)性炎癥,甚至可能會導致潰瘍形成。而濁毒則是炎癥持續(xù)存在和潰瘍形成的關(guān)鍵因素和啟動因子。因此,濁毒是潰瘍性結(jié)腸炎的病因病機,貫穿疾病的全過程。劉啟泉等[37]認為,濁毒致病具有三易、四性的特征,三易是指易耗氣傷血、入血入絡(luò),易阻礙氣機、膠滯難解,易積成形、敗壞臟腑;四性則指遷延性、難治性、頑固性、內(nèi)損性。國醫(yī)大師李佃貴則提出將潰瘍性結(jié)腸炎的臨床分型分為4種證型:脾虛氣滯證、濁毒內(nèi)蘊證、濁毒傷陰證、濁毒阻絡(luò)證[38]。

4.3 濁毒參與潰瘍性結(jié)腸炎中鐵死亡的發(fā)生,體現(xiàn)大腸“實而不能滿”

4.3.1 由“生理濁”到“濁毒”對應鐵和脂質(zhì)的累積濁毒總體包括天之濁毒、地之濁毒、人之濁毒3種[39],既可由表侵入,亦可由內(nèi)而生。飲食不節(jié)(潔)影響脾胃運化功能,脾失運化,胃失受納,脾不升清,胃不降濁,故而積濕為濁,濁邪內(nèi)蘊,壅居經(jīng)絡(luò),氣機不暢,郁久化熱,熱蘊成毒生成濁毒[40]。人體從食物中攝入并運化的鐵和脂質(zhì)可以看作水谷精微的濃濁部分,即“生理濁”。鐵和脂質(zhì)過載時,“生理濁”達到一個過“滿”的狀態(tài),即可轉(zhuǎn)變?yōu)椤安±頋帷?發(fā)生Fe2+參與的芬頓反應和脂質(zhì)過氧化物等毒物的堆積,進而從濁釀生毒,體現(xiàn)了濁毒轉(zhuǎn)化的過程。

4.3.2 濁毒的致病特點與鐵死亡趨于一致從“生理濁”到“病理濁”再到“毒”體現(xiàn)了濁毒的進展性和雙面性。一方面,“生理濁”屬于正常的體內(nèi)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物,參與人體的新陳代謝;另一方面,當精微物質(zhì)“過滿”,則呈現(xiàn)“太過”的狀態(tài),轉(zhuǎn)化為“病理濁”和“毒”,導致疾病的發(fā)生。鐵死亡同樣具有雙面性,在某些疾病中發(fā)生鐵死亡(如腫瘤),可清除病理狀態(tài)細胞(癌細胞),相當于“生理濁”,有助于機體恢復/維持正常生理狀態(tài);在某些疾病中發(fā)生鐵死亡(如潰瘍性結(jié)腸炎),則相當于“病理濁”和“毒”,會誘導或加重疾病的進程[41]。

4.3.3 濁毒的疾病譜與鐵死亡的疾病譜相似濁毒蘊結(jié)體內(nèi),致病廣泛,涉及中醫(yī)臟腑、經(jīng)絡(luò)等多個系統(tǒng)的多種疾病,是神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等疾病的常見病機[42]。鐵死亡的調(diào)控機制極為復雜,涉及多種途徑,目前尚未明確,認為與腫瘤、心腦血管疾病、神經(jīng)退行性疾病、呼吸系統(tǒng)疾病密切相關(guān)[43],似濁毒之邪的致病特點。

4.3.4 鐵代謝、脂質(zhì)代謝與濁毒鐵元素的吸收過程主要發(fā)生在小腸內(nèi),而鐵蛋白的存儲則離不開肝臟、脾臟等內(nèi)臟器官[44]。鐵代謝紊亂是鐵死亡發(fā)生的重要環(huán)節(jié),從中醫(yī)學角度來看,鐵代謝離不開“脾胃之運化”,而濁毒證病變之中心多在脾胃。此外,濁邪易困脾土,阻遏氣機,而脾胃是人體氣機升降之樞紐。脾主運化水谷精微,脾胃功能失調(diào),運化無力,日久水谷堆積而成膏脂。因此,盡管“濁毒”“鐵死亡”所屬醫(yī)學體系不同,但在諸多方面有著相關(guān)性,體現(xiàn)了大腸的“實而不能滿”。

4.3.5 濕熱蘊久成濁毒此外,濁毒與濕熱密切相關(guān)。濁毒既是一種病理產(chǎn)物,又是一種致病因素,濕之甚成濁,熱之甚成毒,濕熱蘊結(jié)日久化生濁毒[45]。研究表明,腸道濕熱病機與鐵死亡密切相關(guān)[44],而濁毒可由濕熱蘊久而成,因此從側(cè)面反映了濁毒和鐵死亡有著廣泛聯(lián)系。

濁毒學說是一門新興的中醫(yī)學理論。鐵死亡是21世紀新發(fā)現(xiàn)的獨特的細胞死亡方式,將濁毒學說和鐵死亡聯(lián)系,體現(xiàn)了以天人合一、辨證論治的中醫(yī)整體思維方式探究當代細胞微生態(tài)及人類自身飲食和生活方式的改變對人體健康的影響,具有深刻的內(nèi)涵和廣泛的外延。濁毒參與UC中鐵死亡的發(fā)生,從全新的角度體現(xiàn)了大腸“實而不能滿”的生理特點,從側(cè)面和微觀角度印證了2 000多年前《黃帝內(nèi)經(jīng)》的理論,豐富了《黃帝內(nèi)經(jīng)》的理論內(nèi)涵。

5 結(jié)語

UC是一種難以治愈的疾病,其病程漫長,治療難度大,容易反復發(fā)作,且存在癌變的風險,因此被世界衛(wèi)生組織列為難治性疾病之一。

目前,鐵死亡在消化系統(tǒng)疾病中的作用已受到學者的廣泛關(guān)注,但其調(diào)控 UC的相關(guān)病理機制研究較少。鐵死亡過程復雜,涉及多種轉(zhuǎn)錄因子、信號通路等[46],鐵死亡如何造成細胞損傷的具體機制尚未闡明;同時,中醫(yī)藥基于調(diào)控鐵死亡干預UC的研究較少。大腸屬腑,有著“實而不能滿”的特點,本文從大腸“實而不滿”的特點入手,將經(jīng)典與當代前沿鐵死亡相結(jié)合,闡述了大腸為何應實而不應滿,大腸精氣“不滿”的原因和“過滿”的后果,以期從鐵死亡的角度進一步豐富基礎(chǔ)理論和濁毒理論的科學內(nèi)涵,為臨床提供新的指導思想。