徐建兴
中国科学院生物物理研究所 xujx@sun5.ibp.ac.cn
生物能量学研究的主题是呼吸链的结构与功能,剑桥D.Keilin教授开辟的这个研究领域已有上百年的研究历史。D.Keilin是居里夫人同时代的科学家,他用居里夫人相同的光谱分析手段发现了三个与细胞呼吸相关的光谱带,命名为细胞色素a、b、和c,即呼吸链结构的主体。由于生物学远比化学和物理复杂,所以D.Keilin没有居里夫人那么幸运,把诺贝尔奖留给了后继的生物能量学家。
在呼吸链研究的早期主要致力于探讨呼吸链结构和传递电子的机制及其与ATP合成之间的氧化磷酸化分子机制,中国科学家王应睐,邹承鲁和Tsoo E.King(美籍)做出过重要贡献。1961年Mitchell在呼吸链结构研究的基础上提出了化学渗透学说解释氧化磷酸化分子机制,十几年的论证之后1978年他获得诺贝尔奖,此后多数研究者都跟随美国线粒体专家Wallace教授转移到线粒体DNA突变相关疾病的研究中。很少有人知道,在D.Keilin实验室的早期实验中曾经探讨过线粒体中H2O2产生的分子机制而无结果,成为悬而未决的遗留课题,只有B.Chance实验室在1970年代对这一问题做了一些研究,他们发现大鼠线粒体在正常生理情况下约有2%的氧气消耗于制造H2O2。我看到这些资料后决定继续B.Chance的课题,提出了呼吸链电子漏旁路产生H2O2的假说,并经过十多年的实验论证确定了呼吸链的电子漏旁路机制,如下图红色部分所示。
图:蓝色椭圆表示参与线粒体氧化磷酸化的酶,黄色表示描述氧化磷酸化机制的Mitchell理论,该理论1961年提出1978年获得诺贝尔奖。绿色箭头表示呼吸链电子传递的方向,O2被末端氧化酶抓住直至接受4个电子变成H2O才被释放出去。
红色箭头表示本实验室论证的呼吸链电子漏旁路,显然电子漏旁路中产生了多种含有活泼氧原子的氧毒性物 O2-.、H2O2、ONOO-、和HOO. 等,它们可能引起氧化损伤导致疾病和衰老。但更重要的是它们作为生物信号启动人体抗氧化免疫机制和损伤修复机制是探讨健康长寿问题的新课题。
呼吸链电子漏旁路的存在,说明呼吸链在传递电子制造ATP的同时总有活性氧自由基(Reactive Oxygen Species,简称ROS)从漏电旁路相伴而生。ROS因含有活泼氧原子而具有极高的氧化活性,它可以对呼吸链造成氧化损伤引起疾病和衰老,然而更重要的是ROS还可以作为生物信号启动机体抗氧化免疫机制和损伤修复机制。一个难以回答的问题摆在了我们面前,体内什么样的机制操纵着ROS起正面或负面作用?
回答这个问题时催生了我对整体医学的思考。本文试图把呼吸链看作是驱动生命运转的“生命引擎”,用热机原理思考健康问题,提出了“能量纠缠体”的概念,基于“宇宙能量学原理”,从物质进化的热力学负熵原理阐述了驱动生命物质构建复杂性和有序性结构的生命力,从整体医学的理念思考了生命力在维护健康状态中的地位和作用,对医学的发展提出了一些个人想法。
宇宙能量学原理
能量是做功的能力,是事物发展变化的驱动力,这种力量来自事物从非平衡态向平衡态的转移。一个系统只要不平衡就会有生机,不平衡的系统总有一股力量推动系统达到平衡,系统一旦达到了平衡就平静下来不再有生机。
浩瀚宇宙就是远离平衡态的非线性的开放系统,所以充满能量和生机。“远离平衡态”意味着能量不是均匀分布的,而是粒子化存在的,可称之为“能量子”。“非线性”意味着“能量子”所含之能量也各不相等。“开放系统”意味着无边无际,无始无终,不同的“能量子”彼此纠缠、交换能量、转变结构、聚合、分散、变来变去永无休止。但是,无论如何变化,宇宙能量的变迁永远遵循热力学基本定律,即能量守恒原理。能量不能自生也不会自灭,只能从一种形态转变为另一种形态,或从一个物体转移至另一个物体。
您可能会问,为什么说宇宙充满能量而不说充满物质?
的确我们看到的外部世界充满各种各样的物体,世界实实在在是物质的,但世界也实实在在是能量的。爱恩斯坦之所以伟大就在于他把物质不灭和能量守恒这两个科学基本定律用一个质能转换公式(E=mc2)沟通成为一个不可分割的整体,物质是能量的,能量也是物质的。
让我们回到爱恩斯坦的质能转换公式(E=mc2)上来理解“能量子”的概念,公式中E代表能量,m代表质量,c是光速。我们可以这样理解:能量E是以粒子性存在和波动性传播为特征,质量m代表能量的粒子性存在,即能量的实体性、物质性、和结构有序性。c是不变的常数,但它赋予了“能量子”波动性传播的空间和时间特性,这个特性是物质结构有序性赋予“能量子”的外在属性,可以理解为“场”性。就像引力场把无穷大的天体星球捆绑在一起一样,无穷小的宇宙中也存在把所有“能量子”纠缠在一起互相发生关系的能量纠缠场。两个不同的“能量子”A和B能够纠缠在一起成为一个新“能量纠缠子”AB时,必定有一部分能量从A和B释放并转化为新“能量子”AB的纠缠力,这个纠缠力越大,新“能量子”AB越稳定。
如果我们把自然界的物质从简单到复杂,从低级到高级,从无生命到有生命的进化,看作是物质结构复杂化和有序化程度逐渐增高的突变产物“能量纠缠体”,那么我们就可以用宇宙能量和能量纠缠的原理,解释生命起源这个介于微观粒子起源和宏观天体起源之间令人充满猜想的科学问题。
物质进化和生命起源
生命是地球上借助太阳能的驱动由非生命物质进化发展而来,生命体是物质结构复杂化和有序化程度达到极致的产物,复杂化和有序化的物质结构能够稳定存在的基础是组成该物质的所有元素彼此之间具有足够的能量纠缠力。微观宇宙中每个“能量子”都处于与其他“能量子”的纠缠中,但不是任何两个“能量子”都能聚合成新的“能量纠缠子”,只有那些在结构上有互补性和相互吸引的“能量子”才有可能相互聚合。从简单分散的“能量子”A和B聚合成复杂有序的“能量纠缠子”AB的条件是新“能量纠缠子”AB的能量纠缠力足够高,足以使物质结构增高的复杂性和有序性稳定地存在下去。
下图显示了自然界物质进化所遵循的热力学“负熵”原理,“负熵”意味著有序性增加,物质从无序分散到有序聚合是产生“负熵”的过程,自然界千变万化的物质形态就是“能量纠缠子”结构复杂化和有序化程度不断增高的进化产物。
量子纠缠形成基本粒子是微观物理学的研究内容,尽管有很多问题还没有研究清楚,但基本粒子就是相关量子有序性聚合的产物,量子纠缠力是基本粒子稳定存在的基础。基本粒子具有粒子和波动两重性,这和能量子具有粒子性存在和波动性传播的特性是一致的。
基本粒子聚合成化学元素,遵循严格的原子结构有序性,体现在元素周期表中从上到下的原子核粒子数目的递增和从左到右的电子轨道扩增和轨道电子填充的电子磁矩规则。这种原子结构有序性的基础是具有一定数目中子和质子组成的原子核与围绕原子核在不同轨道上旋转的电子形成电子云的量子力学原理,质子和电子的正负电荷吸引力以及环绕轨道旋转的电子自旋磁矩是基本粒子有序性聚合的能量纠缠力。
地球上所有的物质都是由周期表中的元素组成,这是化学家的研究领域,化学键的键能是化学元素有序性聚合的能量纠缠力。化合物按照其复杂化和有序化程度的提高,可分为无机化合物、有机化合物、和高分子化合物。结构复杂化和有序化程度的提高赋予了化合物独有的材料特性,如碳元素从石墨聚合成碳纤维、碳烯、金刚石,以及碳化合物单体乙烯聚合成多体高分子聚乙烯朔料,单体丙烯聚合成聚丙烯尼龙等。碳元素实体性物质结构复杂化和有序化的增高赋予了碳化合物截然不同的物理特性,这些特性的工业应用价值成为材料工业发展的巨大财富。化学键的键能就是化合物复杂聚合的能量纠缠力。
碳元素单体化合物的聚合反应中还有一种氨基酸单体聚合成多肽和蛋白质的高聚物,这是生命起源的出发点。自然界28种氨基酸排列组合顺序的多变性是蛋白质氨基酸序列结构千变万化的基础,蛋白质肽链与溶液水分子的氢键相互作用赋予了蛋白分子肽链的柔性,这种柔性运动是产生酶催化活性的物理基础。人体中有多少化学反应就有多少种催化反应的酶蛋白,所有的生命现象就是各种各样蛋白质扮演出的故事。
核苷酸单体聚合成核酸是另一种高聚物,它承载着生物密码,记录着生命进化的所有信息,核酸的自我复制能力是生物遗传的基础。
蛋白和核酸的组合产生出核糖体是生命进化的又一关键性飞跃,核糖体具备了按照核酸遗传密码顺序安排氨基酸顺序合成特定功能蛋白质的能力。
蛋白质、核酸、等生物大分子具有功能自组合能力,它们在生物膜上的组合产生了各种细胞器,如细胞核、内质网、线粒体、微粒体、高尔基体等多种功能单元。这些细胞器被磷脂分子双层膜包裹起来促成了细胞的起源。
线粒体的出现是细胞从单细胞生物向多细胞生物进化的标志,没有线粒体的细胞都是单细胞生物,多细胞生物体的细胞中都有线粒体存在。线粒体是细胞的发电厂,是把固化在粮食中的太阳能转化成ATP的场所,ATP的循环再生是维持生命活性的能量基础。线粒体DNA和染色体DNA的相互作用促成了细胞的有序性堆积,仅有一个遗传体系的生物都是单细胞生物,两个遗传体系的融合和相互作用是多细胞生物进化的起点,细胞与细胞有序性堆积的信息存在于两个遗传体系的相互对话之中。
在细胞与细胞的有序堆积中,另一种生物大分子多糖负担着连接和支撑的重要作用,这一点在植物体中看的很清楚,如多糖的纤维素结构不仅支撑着植物体的结构,而且多糖的支链链接变化多样性形成多变的形态,如格子结构(细胞壁)把细胞分布在确定的空间,微管结构给细胞输送水分和营养。多糖大分子支链结构的多变性在构建动物形态的多样性和动物器官的连接以及形体支撑方面具有重要的作用,只是这方面的研究资料匮乏,人们对细胞与细胞之间能量纠缠力的本质了解的尚少。
人体是多种细胞的巨大纠缠体,功能特化的细胞群形成肌肉、骨骼、血管、神经、皮肤等不同的细胞组织,多种细胞组织的组合形成心脏、大脑、肢体、五脏六腑等人体器官。人体中所有的细胞互相纠缠成为一个整体,人体的五脏六腑把人体内环境与人体周围外环境统一起来成为一个统一体,细胞与细胞之间的信息互联网和五脏六腑之间功能适配与和谐的物联网是人体结构有序性的基础。
人体就是缩小的宇宙,是由不同层次的能量纠缠体有机地组合成一个复杂而有序的巨纠缠体。各个层次的纠缠体可看作是“子系统”,多个“子系统”在空间和时间上的有序构成了人体独有的结构特征,这就是“天人合一”的道理。
爱恩斯坦的质能转化思想适用于宇宙中发生的所有事件,从微观到宏观,从简单到复杂,从非生命到生命,物质结构的进化是向着逐步复杂化和有序化方向发展的。结构复杂和有序是“能量纠缠体”实体性物质结构进化的表现,而“能量纠缠体”的“场”性特征却是随物质结构的复杂化和有序化程度的增高而呈现跨越式突变性扩展的。
人类社会是人与人的群体纠缠体。人类和动物的区别是人类有了语言和文字,因此人比动物多了一个后天受教育的脑。先天性脑是出生时从父母遗传继承下来的个性化脑,和动物的脑类似,欲望产生于生理需求,行为决定出于求生的本能。后天受教育的脑是群体性社会化的脑,每个人和每个人都不一样,与其成长的环境和受教育的水平有关,欲望产生于社会竞争,行为决定出于理性的思考。后天受教育脑的结构赋予了人类太多的精神和文化层面的“场”属性,“情场”和“名利场”就是人类社会这个巨大能量纠缠体结构赋予人类社会的“场”的属性。文化成为推动人类社会发展的驱动力,文字的出现强化了人类群体纠缠体的文化发展和传播能力,它把人的创造性记录在案,一代接一代地传递下去,“知识就是力量”就是对这种“场”属性的鲜明写照。每个人的世界观人生观和价值观都不同,真善美与假恶丑是衡量个人行为道德准则的分水岭,而利益的纠缠则成为战争与和平的决定因素。人类社会有史以来,不同国家、不同地域、不同民族、不同家庭、不同个人、利益的纠缠始终不断,分分合合经受了多少争吵与战争,苦难的教训惊醒世人寻求发展必须和谐共赢。从宇宙能量学的规律看,促成聚合是增加有序性的力量,有序性聚合在人类社会就是“团结”,“团结就是力量”既是描述人群的有序性聚合是减少内耗增强凝聚力推动事物发展的正能量;武力威胁是“散”的起因,是引发战争灾难的祸根。人类命运共同体的思想从科学发展观的深度点亮了人类内心深处的善良,丢掉野蛮,走出贫困,唯有团结协作、互利共赢、谋求发展、才是出路。
当你长大成人走向社会时,你该用什么样的生活态度和所作所为度过你短促的人生?不防思考一下宇宙能量学原理。如果你不是故意搞“坏”,你应该追求真善美,做促进社会和谐的正能量推动经济和文化的发展。追求真善美是个人的修养,也是家庭和睦、社会和谐的思想基础。人类在战争苦难的教训中领悟出丢掉野蛮、走出贫困、建立和谐社会的道理,构建稳定的和谐社会也必将反馈给人类追求健康长寿的美好生活环境。
基于能量纠缠体的整体医学理念
从能量学的角度探讨健康问题的灵感来源于本实验室的一项研究成果:呼吸链电子漏旁路的发现及其医学应用【1-14】。
呼吸链漏电旁路的发现,证明了呼吸链在传递电子制造ATP的同时,总有少量电子通过漏电旁路产生潜在有害的氧毒性物ROS【1-4】。这一发现使我们领悟到:呼吸链的功能其实等同于分子尺度的“生命引擎”。“引擎”燃烧石油产生驱动机械运转的动力,呼吸链作为“生命引擎”燃烧的是粮食,产生的是驱动生命活力的能量载体分子ATP。把呼吸链看作是分子尺度的“生命引擎” 我们可以探讨广泛的病理机制和治疗策略。也可以把呼吸链看作是“分子心脏”,探讨心血管疾病的治疗方略,因为跳动的心脏是把氧气和营养物通过血管输送到全身的每一个细胞,最终是在呼吸链上实现氧化过程产生ATP。
“引擎”是热机,热机遵循热力学原理做“有用功”的同时也做“无用功”。“有用功”对使用者有用,“无用功”用于克服摩擦阻力对使用者无用。呼吸链通过电子传递制造ATP如同热机做“有用功”,通过漏电旁路产生氧毒性物如同热机做“无用功”。“无用功”导致热机老化,氧毒性物ROS对呼吸链的氧化损伤作用也是引起人体衰老和疾病的分子基础。唯一不同的是“生命引擎”可以自行修复氧化损伤,而非生命引擎不具备自行修复损伤的能力,这也是用热力学原理探讨健康问题的依据和出发点。
如果把人体看作是由巨大数量“生命引擎”驱动的整体,我们就可以用热力学原理探讨人体健康问题,把人体看作是热力学“耗散结构”,用“有序性”描述健康,从而奠定整体医学的理论基础。
“耗散结构”是比利时科学家,1977年诺贝尔奖获得者Ilya Prigogine,提出的物质从无序混乱到有序性聚合的热力学原理。耗散结构理论指出在能量转移和物质流动的非平衡体系中,局部空间满足一定条件时会出现物质从无序混乱向有序聚合的转变,这种局部有序性结构的出现是一种动态的平衡状态,需要满足两个条件:一是不断向局部输入能量产生“负熵”,即产生局部结构的“有序性”;二是持续不断的交换物质以维持有序性结构周而复始的更新。所以耗散结构是一种有条件的,在空间和时间上有限的有序性结构,一旦能量输入不足,物质更新不能维持,有序性结构将走向解体。用耗散结构的概念描述人体就是因为人体的新陈代谢和满足耗散结构的这两个条件完全一致。
热力学的研究方法与大家熟悉的分子结构与功能研究方法大不一样。结构功能研究注重细节,一个分子一个结构一个反应一个通路的仔细分析。人体是缩小的宇宙,是一个极其复杂而又高度有序的能量纠缠体,人体中的化学反应以及它们之间的交叉变换如同宇宙中所有物质的相互转化一样,是非常复杂和浩瀚无穷的。一个分子一个通路的研究显然是要耗费大量的资金和时间,而且难以穷尽。而热力学的研究方法是通过人体能量状态的变化进行探讨,至于通过怎样的过程达到该能量状态不重要。同一个病人在不同的中医师那里可能得到不同的处方,但都能得到同样好的治疗效果,这是西医的药学理念不能理解的。如果把复杂而有序的人体看作是物质结构的一种能量状态,从能量状态的变化探讨疾病的康复就是整体医学的理念,会大大节省时间和金钱。
中医学里蕴含的生物能量学原理
如果我们把呼吸链电子传递制造ATP视为“阳”,呼吸链电子漏旁路制造氧毒性物ROS视为“阴”,那么呼吸链就是分子尺度的“阴阳元素”,人体就是巨大数量“阴阳元素”的集合体,这就使得中医调理阴阳的医学理念具有了实在的科学基础【11】。
按照热力学耗散结构理论,我们可以把人体一生的健康状态分为很多阶段和层次。出生时“与生俱来的有序性”是初态,中医叫“元气”,是从父母双方基因遗传继承下来的结构有序性,是人生健康寿命的资本。自剪短脐带之时起,人体就脱离母体开始独立地与环境中各种不良因素进行抗争。抗争可以是战胜不良因素,锻炼和增强了机体的免疫力。也可能是战败使“与生俱来的有序性”被扰乱,成为人体局部的陈旧性损伤形成亚健康。所以人生的不同阶段会经历多种亚健康的积累,每个亚健康都是机体与外界不良因素对抗的结局,亚健康的累积就是疾病和加速的衰老,亚健康的修复就是疾病的治疗和康复。
按照宇宙能量学原理,太阳能是推动生命起源和进化的驱动力,这种驱动力源于热力学负熵原理。负熵意味著有序性增加,物质从无序分散到有序聚合是产生“负熵”的过程。人体既然是巨大数量细胞有序聚合的能量纠缠体,显然这种驱动力就存在于细胞和细胞的能量纠缠力之中,这就是生命力。
生命力是构建人体“与生俱来的有序性”的自然力,也是维护“与生俱来的有序性”不受伤害或把损伤的有序性重新构建起来恢复健康的驱动力,产生生命力的源泉就是呼吸链。呼吸链是把食物中储存的太阳能转变为人体可用的能量载体分子ATP的关键环节,ATP就是生命力做功的资本,只要呼吸链正常工作,生命力就会及时修复损伤回到健康状态,所以生命力的存在使多数不同层次的亚健康状态可以逆转,这就是热力学状态函数可逆性的原理。
“与生俱来的有序性”不是完美无缺的,遗传基因的缺陷使“有序性”存在“薄弱环节”。在胚胎发育过程中“薄弱环节”通常会被补偿,补偿不完善就是小儿先天性遗传病,每个人的亚健康状态都与本人遗传基因的“薄弱环节”有关。亚健康的积累使受伤人体健康状态逐步下降,最终可能出现不可逆的拐点。从可逆变为不可逆是生命的悲剧,拐点之后人体就面对疾病和死亡,所以说强化生命力是健康的保证,是延长寿命的法宝。
生命力是人体可以自我感知的自愈伤能力,有了病总会有各种不舒适的感觉,所以要“静养”,静养就是让生命力发挥作用修复被扰乱有序性的损伤,消除不舒适感。休息和睡眠就是让生命力发挥作用解除疲劳,修复损伤。悲剧是,不是每个人都会有意识地创造条件让自身的生命力充分发挥其维护健康修复损伤的作用,相反,常常出现的情况是当身体受的损伤积累到接近不可逆拐点时才被警觉,可惜这时已经有点儿晚了。所以每个人都应当建立起养生的意识,给自己制定一个适合自己的生活方式,保证少受损伤,及时修复损伤,避免损伤累积,这是人生最最重要的健康生活理念。中医“养元气、扶正祛邪、治未病”的医学理念正是体现了有序性损伤可以逆转的热力学原理。
在中医理论中,先辈医学家用了“经络”和“气血”两个层次的概念描述人体的整体有序性【14】。
“经络”是用于描述人体自身的整体有序性,即细胞有序性堆积的规律。细胞与细胞之间的能量纠缠力是细胞有序性堆积的基础,这种能量纠缠力存在于所有细胞彼此之间的亲缘关系中,存在于从一个受精卵开始分裂增殖和分化成为百万亿细胞的个体发育中,是在基因调控之下严格有序地构建起来的。用整体医学的理念理解,经络还是全体细胞彼此相互感知的信息互联网,大脑皮层是信息汇集和发送的中枢,每个细胞都在中枢有确定的信息定位,人体的信息网络是全息体。多糖支链结构在连接细胞和支撑细胞组织结构和信息传导中肯定有着重要的作用,但这方面的知识远远不足。尽管经络结构的本质尚在探讨之中,但按照经络概念发展起来的针灸按摩医术证明了一个真理:经络疏通了人体就健康了。
“气血”是用于描述人体与环境的统一性的概念,即人体与环境的物质交换和能量交换,本质上与西医物质代谢的内容是相通的。中医把人体功能划分为木(肝胆)、火(心,小肠)、土(脾胃)、金(肺)、水(肾)、五个功能域,也就是五个子系统。
五个子系统功能的和谐适配,时间和空间的有序与协调是健康的基础。我们可以用正五边形表示健康的状态,用偏五边形表示不同的病理状态,不同病理状态会有不同的不舒适感觉,中医的治疗就是通过诊脉和观察面像舌苔,集合病人主诉,判断病症和制定治疗方略,开方治疗,用药物药性的君臣佐使配合调节生理功能的失衡,使偏五边形回复到正五边形的正常生理平衡状态。
阴阳五行相生相克的理论是描述五个子系统功能在空间和时间上的有序性,五脏六腑的和谐与适配是人体健康的基础。中医治疗的基本原则就是疏通经络,调理阴阳,充盈气血,从不同子系统的区块链接中寻找治疗方案。
人体细胞与细胞之间的能量纠缠就是维持人体有序性结构的力量,这种力量很像弹簧保持固有的螺旋螺距结构的分子纠缠力,外力的挤压会造成弹簧变形,一旦外力消失后,弹簧自身的分子纠缠力会让弹簧恢复原状。人体也是这样,工作压力、熬夜、精神紧张、犹豫等等,都会伤害细胞的有序性,一旦解除压力和紧张,人体细胞间固有的能量纠缠力也会推动人体自动恢复原本的健康状态。
从分子生物学的知识看,人体细胞与细胞之间的有序性取决于两个遗传体系的对话,即线粒体DNA和染色体DNA的相互作用。仅有一个遗传体系的生物都是单细胞生物,两个遗传体系的融合和相互作用是多细胞生物进化的起点,细胞与细胞有序性堆积的信息存在于两个遗传体系的对话之中。
线粒体中的呼吸链是人体与环境交换物质和能量的枢纽,呼吸链的功能就像是分子引擎,氧气和营养物在呼吸链上燃烧产生ATP的同时也产生氧毒性副产物ROS【1-4】。ROS的氧化损伤作用是负面的导致疾病和衰老的分子机制,但是ROS作为生物信号可以启动人体的抗氧化免疫机制对抗ROS的损伤作用,而且作为生物信号也能启动损伤修复机制重建受损的有序性,这又是ROS的正面恢复健康重建机体有序性的分子机制。呼吸链漏电旁路的发现揭示出一个费人思考的问题,人体中的什么机制决定ROS的作用取向?这显然是健康长寿研究的核心课题。
人是在两个纠缠体中反复转换的角色,人体自身是细胞与细胞的能量纠缠体,人又是社会人与人的群体能量纠缠体的一员。两个能量纠缠体的角色转换显然会对ROS的作用取向产生影响。社会人群在“情场”和“名利场”上的纠缠会给人带来太多的情绪困扰,情绪因素在ROS的取向上肯定会起到重要的作用。好的情绪促使ROS起正面作用,坏的情绪使ROS起负面作用。追求真善美是好情绪的来源,相反假恶丑是坏情绪的根源。养生追求健康的核心就是对真善美的追求,这种研究不是西医学的动物实验所能完成的。黄帝内经开篇中就已明确指出养生的核心就是做人,是养心提高修养的过程,是从贤人、圣人、到真人的修炼过程。
人类社会是巨大数量人与人的群体纠缠体,人类独有的后天受教育脑的结构赋予了人群体纠缠体特有的“情场”和“名利场”属性,“情场”和“名利场”带给人太多的奢望和由此而生的情绪。中医讲“喜伤心、怒伤肝、思伤脾、恐伤肾、悲伤肺”就是说坏的情绪是很多疾病产生的原因,而坏的情绪都来自“情场”和“名利场”的不和谐纠缠,所以说和平的社会环境与和睦的家庭气氛是健康长寿的必备条件。人有善恶之分,善者追求大爱,真诚对人,在“情场”和“名利场”上善待他人,是和谐社会的促成者。“黄帝内经”讲养生的核心是养心提高修养的过程,这正是中医学以人为本的医学理念在数千年的医学实践中总结出来的结论,这是西医学以动物实验为依据的医学理念不可能做到的。
中医理论中木、火、土、金、水、五个功能域的细胞群就是五个“子系统”,五个“子系统”在空间和时间上的有序运转构成了人体独有的健康基础。任何一个子系统局部有序性的紊乱都会引起整个人体出现病理状态和不舒适感觉,静养是启动生命力发挥作用的条件,休息和睡眠正是让生命力发挥作用解除疲劳,及时修复人体有序性受到的损伤的状态。五个“子系统”在空间上的有序性体现在结构上,在时间上的有序性体现在人体呼吸的节律和心跳速率上。呼吸速率和心跳频率的调和产生血氧浓度有规律的周期性变化,血氧浓度是调节生命引擎工作状态的决定因素。用系统论的思想审视人体的健康,各个子系统的和谐就是人体生理功能在空间和时间上有序运转的基础。如果把亚健康看作是人体结构局部有序性的陈旧性损伤,那么用调节呼吸的方法,通过呼吸节律在时间上的有序性去调整人体空间结构上有序性的失调,就可能激发人体的生命力,修复陈旧性损伤,达到健体强身的目的,这应该就是“道家真气”的气功学原理。
其实生命力才是最好的医生,人体的物质代谢就是最好的药库,人的精神状态就是生命力发挥作用的条件,解除情绪纠缠就是启动生命力的手段。要有充分的自信,相信身体里的生命力时刻在呵护您的健康,学会有意识地锻炼身体强化生命力,学会静养调息启动生命力,人体自身的能量纠缠力会自行修复亚健康状态,失去了自信就失去了健康。
道家内丹养生功的生物能量学原理
中医学的最高境界是养生之道,道家内丹养生功是中国传统养生科学的精华,核心思想是以人体为鼎炉,精气神为药物。修炼方法为“内炼生命本源精、气、神,返还精、气、神于人体之内”,从而确保修学者能常保自身生命本源精、气、神圆满。精、气、神是中医对人体健康的描述,精是人体物质层面的结构状态,气是能量,神是精神层面的信息,信仰,和心态。人体健康表现在精、气、神的结合中。
每个人都从父母那里继承了两件瑰宝:一个是生命体,一个是生命力。生命体是由受精卵在子宫增殖分化发育而成,是一个构建复杂精细的“细胞有序性结构”的过程。生命力是推动生命结构有序构建的驱动力,也是维护有序结构不受伤害或把受伤害部位进行修复的驱动力。中西医的差别是:西医注重生命结构的分析,对基因情有独钟,而中医注重生命力作用的发挥,强调整体对局部的调整作用。
西医紧跟分子生物学的发展。以细胞是最小的生命单元为出发点,非常细致深入地研究了细胞内蛋白质功能和基因调控与医学的关系。然而,对于健康来说,更重要的问题还是细胞与细胞如何有序性堆积起来构建出功能协调的整体,这正是中医经络学说研究的内容。
线粒体共生是生命从单细胞生物向多细胞生物进化的标志性事件,发生在地球30亿年前。线粒体共生之前地球上只有单细胞生物,显然,线粒体DNA与染色体DNA的相互作用与对话是细胞有序堆积的信息基础。多糖是连接细胞形成组织、器官和人体整体结构的重要生物大分子,而多糖的分子生物学知识还很匮乏,这使得西医的科学性远远没有建立在对人体生命现象全面了解的基础上。
从能量学的角度思考健康问题,我们绕过这些知识空白,建立了一个以呼吸链功能为核心的整体医学理论,并从中悟出了健康的自然法则。
图中显示了用热力学原理探讨人体健康的基本思想,即把人体看作是由巨大数量“生命引擎”驱动的生命整体,用“耗散结构”描述时时刻刻进行新陈代谢的人体,用“有序性”描述健康。热力学用“熵”这个概念描述事物的混乱性,熵减少(负熵)代表有序性增加。所以,描述健康的关键词是“结构有序”与“功能和谐”。
物理学家认为生命力是物质起源和进化的驱动力,生物物理学家认为生命力是生命起源和进化的驱动力。我国生物物理学奠基人贝时璋的一句名言“个体发育反映系统发育”就明确地肯定了胚胎个体发育的驱动力和生命起源和进化的自然驱动力是一致的。生命力就是一种源于太阳能的自然力,它驱动物质从简单到复杂,从无序到有序,从非生命到生命的进化。生命起源和进化的特征是“功能组合”,生物大分子在湿地环境中的功能组合促成了细胞的起源,细胞与细胞的功能组合进化出组织、器官、和五脏六腑功能和谐的人体。所以生命力不仅是自然界物质进化的驱动力,也是个体胚胎发育的驱动力,更是维护细胞有序性不受损伤和把受伤的有序性修复的驱动力,生命力存在于每个人的身体里。
生命力来源于呼吸链转化的太阳能,光合作用把太阳能固化在食物中,呼吸链通过氧化作用把固化在食物中的太阳能转化为ATP,ATP就是生命力做功的资本。呼吸链可以被看作是“分子心脏”或“生命引擎”。呼吸链漏电产生的ROS具有双重功能,它会对人体造成氧化损伤导致疾病和衰老,它也可以作为生物信号激活抗氧化能力和启动损伤修复机制。
在回答决定ROS功能取向的问题时我们从物质进化和生命起源的角度遵循爱因斯坦宇宙能量学原理,悟出了人体是在个体性“人”和群体性“社会人”之间反复转换的角色,调节ROS的开关机制就是昼夜转换中人的心理生理状态的转变。睡眠时人是个体性“人”,醒来时人是群体性“社会人”。个体性“人”是细胞与细胞的能量纠缠体,维持这一纠缠体的“场”是细胞彼此之间错综复杂的能量和信息的关联,体现在中医发现的“经络”系统中。“社会人”是不同意识形态的人群与人群的纠缠体,维持这个纠缠体的“场”是“情场和名利场”。人在情场和名利场的纠缠中不免会产生各种各样的矛盾和情绪困惑,因此情绪和心理状态是调节ROS作用方向的开关。
呼吸链功能是受氧浓度调节的,血液中氧浓度不是均匀的而是波动性变化的,它是快的心跳波和慢的呼吸周期波的叠加。下图红色显示快速心跳波,蓝色显示慢速呼吸周期波,绿色是呼吸慢波与心跳快波的叠加波形。
血氧浓度变化的时间节律有个体化倾向,随剪断脐带一声啼哭张开肺泡的时刻与心跳波汇合的时间点不同而有差异,这就赋予每个人自有的生命密码。血氧浓度变化的时间节律调节着全身不同器官的呼吸链功能,如果把人体不同部位呼吸链功能的时间节律看作是一部交响乐曲,那么生命密码就是交响乐的指挥。因此呼吸的周期节律就是人体自身的医生,吸气时氧从肺泡进入血液形成血氧浓度峰值将促进ATP的产生,呼气时形成血氧浓度低谷会导致呼吸链漏电产生ROS。所以一呼一吸会导致呼吸链制造ATP和产生ROS的交替节律波,这种交替节律波的生理作用是对身体各部位呼吸链功能状态的监视器和调节器。一次呼吸就是节律波做的一次扫描体检,不在节律上的局部病灶呼吸链异常信号就会通过层层反馈传递到大脑,大脑做出调节信号送至局部对病灶进行调节就是治疗。所以只要您建立起对自己生命节律的信心,静静地守候在一呼一吸的节律中,这生命的密码就是你自身健康的保护神。因此,通过血氧浓度的时间节律来调节人体局部空间结构有序性的失调就是健康的自然法则,这正是气功学意守丹田,调息,用意念推动人体整体纠缠力调整局部功能紊乱达到治疗效果的道理。
气功是自我疏通经络的锻炼方法,学会让呼吸节律进入丹田是修炼气功的核心。我们有理由把植物性神经系统看做是内胚层神经细胞发育的结果,其实就是任督二脉为核心的经络体系。目前教科书讲的神经系统是通过脊柱扩展至体表和四肢的感觉神经和运动神经,是外胚层神经细胞发育的结果。脊柱两侧的穴位是外胚层神经系统和内胚层神经系统沟通的穴道,这样我们就把背为阳(督脉)腹为阴(任脉)的经络结构基础理解清楚了。
丹田有三处,下丹田是胎儿与母体相连的部位,是受精卵分裂增殖的起点。上丹田是胚胎发育中脑泡的位置,是成体后的大脑中枢。中丹田是胚胎发育中心泡跳动的位置,后来发育出五脏六腑。意守丹田意味着大脑皮层上丹田对下单田和中丹田的守护,即精气神的结合。调息是达到平稳呼吸的状态,平稳呼吸是启动生命力的状态,此时呼吸链制造ATP和产生ROS的交替节律波在平稳呼吸的节律中通过下丹田传递到每个细胞,达到调理阴阳修复损伤的作用,通过中丹田传递到每个脏腑,达到调节五脏六腑功能和谐相互适配的效果。所以经络疏通了,身体就健康了,这正是气功学调理阴阳的生物能量学原理。
后话:本文是我用毕生精力对呼吸链基础研究的成果思考中医理论的学习心得,是把中医理论与现代科学接轨的个人看法。如果能够对医学界的朋友有些许共鸣则是我一生的欣慰。
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