节选自：《表型组学》(Phenomics)在线发表了复旦大学/粤港澳大湾区精准医学研究院(广州)顾正龙课题组与中国农业大学罗俊杰课题组联合撰写的题为Mitochondria as theEssence of Yang Qi in the Human Body的综述文章。

1.线粒体与阳气之间的相似性

现代医学认为线粒体是生命、疾病和死亡的调节中枢。很长一段时间阳气被认为就是能量，而线粒体也是最具代表性的能量代名词。基于这些认知，我们可以将线粒体功能作为基础，借此讨论阳气在现代医学中所扮演的角色。

（1）体温：阳气和线粒体在维持体温方面的功能是一致的。

《黄帝内经·素问》记载：“阴气少而阳气胜，故热而烦满也。阳气少，阴气多。故身寒如水中出。”由此可见，体温下降是阳气不足的一种表征。中医还认为阳气不足会导致畏寒症（如怕冷、疲劳等），与阳虚症类似，应该要固本扶阳。现代医学对体温的解释是其来源为解偶联蛋白（UCPs）介导的线粒体解偶联。已经发现，UCP1在整个人类进化史上参与了人类对寒冷的适应。由此可推测，当人类祖先从非洲大陆迁徙至各个相对寒冷的地区时，UCP1经历了一系列适应性进化，这也表明暴露于寒冷的环境可诱导UCP1的表达，使线粒体产生更多热量。无独有偶，对寒冷环境的适应致使很多种类的热带鱼肌肉中线粒体密度或线粒体激酶活性增加，从而增强线粒体氧化功能以产生更多的热量。如果线粒体功能障碍，比如线粒体无法有效地将糖类和氧气转化为能量，那么就无法产生足够的热量，正如阳气不足会让人对寒冷更加敏感。

（2）衰老：与年龄相关的线粒体功能紊乱与mtDNA突变累积有关。

《黄帝内经·灵枢》记载：“人到四十，阳气不足，损与日至。”中医理论认为，阳气亏损是衰老以及老年病的主要诱因。线粒体拥有自己基因组，被称为mtDNA，人类的mtDNA全长共16569对碱基。mtDNA分子是一个环状的双链结构，编码37个基因，其中13个编码蛋白，22个编码转运RNA，2个编码核糖体RNA。而这13个蛋白是OXPHOS激酶复合体 I、III、IV、V的关键亚基。mtDNA的突变率是核基因组（nDNA）的10-100倍。线粒体功能紊乱（例如，衰老相关的mtDNA突变累积和mtDNA拷贝数下降）被认为是衰老相关疾病的重要致病因素。每克人类肌肉的线粒体ATP产率（MAPR）随着年龄的增长每十年减少约8%；若以每毫克线粒体蛋白来计算，则MAPR每十年减少约5%。另外，随着年龄的增长，多种组织中出现mtDNA突变的积累，导致呼吸链功能的显著下降；随着突变数量的增加，胞内能量降低至难以满足细胞和组织的正常需求，最终导致器官功能降低和衰老表型。有研究显示，在POLG纯合突变的小鼠中，线粒体突变快速累积，加速了衰老表型。在mtDNA缺陷的小鼠模型中也观察到皱纹和脱发这两种衰老表型。

（3）新生：母亲线粒体功能异常更容易导致新生儿疾病

先天之气秉受于父母，先天之气不足，百病始发。那么这种由于先天阳气缺失而产生疾病的这一现象的潜在生理机制是什么呢？一种解释是母亲阳气不足，导致卵子质量不高，在怀孕期间胚胎对风寒异常敏感。比如，肥胖的母亲具有一定程度的线粒体功能缺失，她们后代的线粒体功能相比于正常母亲的后代也较弱。而中医理论认为过高的体脂率与阳气缺失关系密切，这也让人们关注到阳气与卵细胞质量之间的潜在联系。那么从线粒体的角度来看又是如何呢？研究人员发现，在女性生殖细胞中存在一种叫做“mtDNA纯化选择”的现象，这一过程能够将“好的”线粒体（mtDNA突变较少且功能活跃的线粒体）保留下来并使其进入卵细胞，而移除那些mtDNA缺失的线粒体碎片。如果这个过程发生混乱，那么将会导致很多新生儿疾病。

（4）昼夜节律：线粒体活动调节生物钟

据《黄帝内经·素问》记载，“故阳气者，一日而主外：平日，人气生；日中，而阳气隆；日西，而阳气已虚，气门乃闭。”所以，很容易联想到人体的生物钟可能确实反映了阳气的工作节律。与阳气的生物节律相似，线粒体与生物钟之间的关系也被科研人员观察到了。比如，一些线粒体抑制剂（如解偶联剂和叠氮化物）会引起生物钟巨大的相位漂移。事实上，线粒体有它自己的节律。有研究表明线粒体形态（形状、大小、分裂、融合）、线粒体呼吸、线粒体新生、线粒体依赖的ROS产量全都与生物钟关系密切。血液中mtDNA的拷贝数展现了昼夜节律的波动，线粒体彼此之间的物理交互程度及数量也对生物钟具有调节作用。

（5）免疫：mtDNA泄露诱发剧烈的免疫反应

《黄帝内经·灵枢》记载，“黄帝曰：夫百病者，多以旦慧昼安，夕加夜甚。何也？岐伯曰：朝则人气始生，病气衰，故旦慧；日中人气长，长则胜邪，故安；夕则人气始衰，邪气始生，故加；夜半人气入脏，邪气居于身，故甚也。”由此可见，阳气与人体的免疫系统关系密切。线粒体调节人体免疫是众所周知的。无论是固有免疫还是适应性免疫，人体在对病原体入侵发动免疫应答过程中线粒体信号通路是必不可少的。更为有趣的是，由于mtDNA与细菌基因组存在巨大的共通性，所以mtDNA的泄露能够诱发剧烈的免疫反应，这在许多类型疾病患者的血液细胞中都有观察到。当将这些泄露的mtDNA消除之后，炎症小体的活性也回到了未活化的水平。疲劳、易困、易累，其本质是阳气衰弱，气血能量不足所致。通过对老年小鼠施行电灸可增强其抗疲劳能力，这或许是因为在治疗过程中老年小鼠的耗氧量降低且肝脏线粒体的呼吸活力增强的缘故。

（6）经络：线粒体分布和移动的通道是经络吗？

经络是中医最为伟大的发现之一，它是运行气血、联系脏腑和体表及全身各个部分的通道，是人体功能的调控系统。《黄帝内经》明确指出经络具有“行气血、营阴阳、决生死、出百病”的作用。所以，阳气循环于周身经络，保证各个组织和器官的健康和活力。科学家们已经发现在人体内分布着一些未被识别的间质组织结构，它们暂时被称为“新器官”。难道这些“新器官”就是中医提到的经络吗？它们与线粒体之间又存在着什么样的关系呢？近年来，已经有大量研究表明线粒体可以在细胞之间进行穿梭和转运。例如，神经元会将损伤的线粒体释放并转运到星形胶质细胞中进行处理和再循环，而星形胶质细胞又会将健康的线粒体转运至神经元以放大存活信号，使神经细胞活下来。在脂肪肝和帕金森氏综合征的治疗中，静脉注射的外源线粒体可跟随血液循环至全身各个组织和器官。尽管如此，我们还是不清楚线粒体是否是沿着经络在分布和移动。