川芎最早见于《神农本草经》，又名芎劳，金元以后始称川芎，至于其治疗头痛早在《神农本草经》就记载“主中风入脑头痛”，李东垣更言明头痛必用川芎，其曰：“头痛必用川芎，如不愈，加各引经药：太阳羌活，阳明白芷，少阳柴胡，太阴苍术，厥阴吴茱萸，少阴细辛，是也。”沈老也认为，治头痛当用川芎，烈举治头痛常用方都取用川芎。例如，风寒头痛应用川芎茶调散，风热头痛取芎芷石膏汤，治风湿头痛羌活胜湿汤（川芎、羌活、藁本、防风等），血瘀头痛取通窍活血汤（川芎、赤芍、红花、桃仁、生姜、葱白、红枣、麝香），气虚头痛可取《证治准绳》的顺气和中汤（川芎、黄芪、党参、当归、陈皮、细辛、升麻）。关于湿浊头痛，一般医籍中首推半夏白术天麻汤，沈老认为，必须加用川芎才有效。
沈老指出，川芎为血中气药，取其辛窜走上通血脉，为除头痛良药。正如张元素论川芎所说“川芎上行头目，下行血海”，又说“其用有四为少阳引经一也，诸经头痛二也，助清阳之气三也，祛湿气在头四也”。而血虚头痛张元素赞川芎是“血虚头痛之圣药也”。《李杲十书》也主张可取用治之，“血虚头痛当归川芎为主”。可是近代名医张山雷反对用川芎谓：“血虚之头痛，也是阴虚于下而阳越于上，此岂可与风寒外束清阳不升混作一例论治。”沈老认为，血虚头痛该用川芎，因为血虚可用四物汤而该方中也用川芎。治疗血虚头痛为何不可大剂补血养荣之药中加入少许川芎，既能养血和营、补而不滞，又能鼓营血直上巅顶以荣脑络治头痛。《金匮翼》就载有治血虚头痛之加味四物汤（川芎、当归、熟地、白芍、蔓荆、菊花）。同理，沈老认为，治疗肝阳头痛，在天麻钩藤饮方中重用养肝阴息风和引血下行之牛膝的量，加入少许川芎上下贯通营血。川芎用于头痛是有利无弊的。而肝火头痛古人应用《证治准绳》的清肝散（川芎、山栀、丹皮、白芍、龙胆草）、宋代钱乙的泻青丸（川芎、龙胆草、大黄、山栀等）历来也有所争议，沈老主张遣方用药应巧用配伍、掌握适度，可变弊为利。
近年来对川芎进行了深人广泛的药理药效研究，上海长海医院报道其有以下作用：
①改善软脑膜和外周微循环；
②抗血小板凝集，抑制血栓素A和增加前列环素的浓度；
③增加脑血流量；
④保护实验性脑缺血；
⑤减轻脑水肿和微血管内纤维蛋白元沉淀；
⑥修复变性的神经细胞树突和保护动脉内皮细胞；
⑦增加颅内中心动脉的顺应性和降低脑血管的特性阻抗；
⑧对实验性内脏器官(心、脑、肝、脾）实质损害有明显保护作用。临床上常选用速效救心丸缓解心绞痛，川芎嗪静脉滴注治疗急慢性缺血性脑血管疾病有显著疗效。
沈老在老年心脑血管疾病治疗中，尤其在脑中风恢复期、冠心病心绞痛、心律不齐等，都在处方中辨证配伍应用川芎，以增强疗效。
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