通過多年對呼吸鏈結構與功能的實驗研究，本實驗室發現了呼吸鏈的電子漏旁路，證明了呼吸鏈在傳遞電子製造ATP 的同時總有部分電子通過漏電旁路產生潛在有害的活潑氧自由基。活潑氧自由基引起生物損傷的效應是引發疾病和衰老的原因已是共識，活潑氧自由基作為生物信號啟動機體抗氧化機能和損傷修復機能的作用正在成為新的研究熱點，這也是健康長壽的分子生物學基礎。
基本介紹
- 書名：健康長壽的生物能量學原理
- 作者：徐建興
- 出版日期：2014年9月16日
- 語種：簡體中文
- ISBN：703041814X
- 外文名：Principle of Health and Longevity in Concept of Bioenergetics
- 出版社：科學出版社
- 頁數：128頁
- 開本：5
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,文摘,
基本介紹
內容簡介
徐建興編著的《健康長壽的生物能量學原理--呼吸鏈電子漏旁路的發現及其醫學套用》記述了作者發現和論證呼吸鏈電子漏旁路的實驗研究，介紹了線粒體自由基代謝理論及其醫學套用的學術思想，提出了健康長壽的生物能量學原理，對中醫的科學性從生物能量學的角度提出了一些看法，可供從事生命科學和醫學基礎研究的科研人員和教師參考。
作者簡介
徐建興，中國科學院生物物理研究所研究員，博士生導師。1940年2月出生於河北省望都縣，1958年從北京四中考人中國科學技術大學生物物理系，1963年畢業分配到中國科學院生物物理研究所，2010年退休。1964～1965到中國科學院上海生物化學研究所進修酶學，在鄒承魯院士引導下開始了對呼吸鏈酶繫結構與功能進行基礎研究的科學生涯。1979～1982赴美國State university of New York at Albany化學系生物能量學實驗室做訪問學者，在Too E．King教授指導下對呼吸鏈酶系進行了系統的分離純化和功能重組研究。1986～1987再度赴美國Oklahoma State University生物化學系生物能量學實驗室做訪問助教授，在C．A．Yu教授的指導下對呼吸鏈複合物II的泛醌結合蛋白進行了專門的研究。1995年5～9月應台灣魏耀揮教授邀請到台北陽明大學講學，探討呼吸鏈電子漏旁路機制及其醫學意義。
圖書目錄
作者簡介 i
推薦序文 iii
讀者須知 v
名詞解釋 vii
第一章 健康長壽的生物能量學原理(科普篇) 1
1-1 引言 3
1-2 “生命引擎”的結構和工作原理 5
1-3 人體是熱力學的“耗散結構” 9
1-4 健康長壽的生物能量學原理 12
1-5 中醫養元氣、扶正祛邪、治未病的醫學理念蘊含著健康長壽的生物能量學原理 16
1-6 把“氣功”從神壇請到科學的平台上來 20
1-7 誠懇的忠告 23
第二章 呼吸鏈電子漏旁路假說的論證及其醫學套用(研究篇) 27
2-1 引言 29
2-2 呼吸鏈的漏電現象 31
2-3 呼吸鏈電子漏旁路假說及其論證 33
2-4 線粒體自由基代謝的概念 42
2-5 呼吸鏈漏電的方向性 44
2-6 呼吸鏈的進化歷程 47
2-7 Mitchell理論計算值與實驗檢測值存在偏差的原因 48
2-8 線粒體自由基代謝理論的醫學套用 49
(1)呼吸鏈電子漏旁路與衰老 50
(2)呼吸鏈電子漏旁路與老年退行性疾病 51
(3)呼吸鏈電子漏瞬間爆發式的產生ROS是缺血再灌流損傷的分子基礎 53
(4)呼吸鏈電子漏路徑與運動疲勞的分子機制 54
2-9 小結 55
第三章 生物能量學原理對中醫科學的思考(思考篇) 59
3-1 引言 61
3-2 線粒體疾病研究呼喚中醫科學 62
3-3 中醫學 64
3-4 從認識論的高度看中醫和西醫的互補性 66
3-5 經絡 氣血 陰陽 67
3-6 “經絡”是人體整體性的理論基石 68
3-7 “氣血”是對人體機能相關之物質代謝的概括 71
3-8 中醫運用陰陽五行相生相剋學說描述人體五臟
六腑的整體性生理功能 75
3-9 呼吸鏈作為“生命引擎”的分子熱機原理及其
作為陰陽元素的說明 76
3-10 陰陽對立、陰陽消長、陰陽互根和陰陽轉化 …77
3-11 調理陰陽的治病原理 79
3-12 關於腹腦理論的思考 83
3-13 腹腦與氣功養生 86
3-14 情感與理智的科學 88
3-15 把中醫的科學品牌做起來 89
第四章 維護保養生命引擎 93
4-1 生命引擎與壽命 95
4-2 生命引擎與健康 96
4-3 生命引擎與亞健康 98
4-4 生命引擎與中醫科學 98
4-5 維護保養“生命引擎”的科學問題 101
4-6 針對“生命引擎”的營養保健品 102
致謝 109
推薦序文 iii
讀者須知 v
名詞解釋 vii
第一章 健康長壽的生物能量學原理(科普篇) 1
1-1 引言 3
1-2 “生命引擎”的結構和工作原理 5
1-3 人體是熱力學的“耗散結構” 9
1-4 健康長壽的生物能量學原理 12
1-5 中醫養元氣、扶正祛邪、治未病的醫學理念蘊含著健康長壽的生物能量學原理 16
1-6 把“氣功”從神壇請到科學的平台上來 20
1-7 誠懇的忠告 23
第二章 呼吸鏈電子漏旁路假說的論證及其醫學套用(研究篇) 27
2-1 引言 29
2-2 呼吸鏈的漏電現象 31
2-3 呼吸鏈電子漏旁路假說及其論證 33
2-4 線粒體自由基代謝的概念 42
2-5 呼吸鏈漏電的方向性 44
2-6 呼吸鏈的進化歷程 47
2-7 Mitchell理論計算值與實驗檢測值存在偏差的原因 48
2-8 線粒體自由基代謝理論的醫學套用 49
(1)呼吸鏈電子漏旁路與衰老 50
(2)呼吸鏈電子漏旁路與老年退行性疾病 51
(3)呼吸鏈電子漏瞬間爆發式的產生ROS是缺血再灌流損傷的分子基礎 53
(4)呼吸鏈電子漏路徑與運動疲勞的分子機制 54
2-9 小結 55
第三章 生物能量學原理對中醫科學的思考(思考篇) 59
3-1 引言 61
3-2 線粒體疾病研究呼喚中醫科學 62
3-3 中醫學 64
3-4 從認識論的高度看中醫和西醫的互補性 66
3-5 經絡 氣血 陰陽 67
3-6 “經絡”是人體整體性的理論基石 68
3-7 “氣血”是對人體機能相關之物質代謝的概括 71
3-8 中醫運用陰陽五行相生相剋學說描述人體五臟
六腑的整體性生理功能 75
3-9 呼吸鏈作為“生命引擎”的分子熱機原理及其
作為陰陽元素的說明 76
3-10 陰陽對立、陰陽消長、陰陽互根和陰陽轉化 …77
3-11 調理陰陽的治病原理 79
3-12 關於腹腦理論的思考 83
3-13 腹腦與氣功養生 86
3-14 情感與理智的科學 88
3-15 把中醫的科學品牌做起來 89
第四章 維護保養生命引擎 93
4-1 生命引擎與壽命 95
4-2 生命引擎與健康 96
4-3 生命引擎與亞健康 98
4-4 生命引擎與中醫科學 98
4-5 維護保養“生命引擎”的科學問題 101
4-6 針對“生命引擎”的營養保健品 102
致謝 109
文摘
第一章 健康長壽的生物能量學原理(科普篇)
1-1 引言
汽車因為有引擎才能跑，飛機因為有引擎才能飛。引擎是產生驅動力的能量轉換器，引擎燃燒石油是把石油中儲存的太陽能轉化為推動機器運轉的動力。我們人體能活著是因為體內有分子水平的能量轉換器“生命引擎”，“生命引擎”的學術名稱是呼吸鏈，它燃燒食物是把糧食中儲存的太陽能轉化為驅動細胞生命活動的載能分子ATP。人體由百萬億數量的細胞組成，每個細胞中都有成千上萬數目不等的“生命引擎”在運轉，因此，“生命引擎”才是我們的“命根子”。“生命引擎”正常運轉我們就健康地活著，“生命引擎”的損傷和老化就是疾病和衰老的根源。什麼是損傷“生命引擎”的罪魁？怎樣保養“生命引擎”？這是人人關心的科學問題。本實驗室花費了20多年的實驗研究找到問題的答案，損傷“生命引擎”的罪魁正是氧分子在燃燒食物轉變成水分子的過程中形成的氧毒性中間體O2_·和H2O2和它們的衍生物。氧毒性中間體含有活潑氧原子，極易引起氧化損傷。所以，氧氣有兩面性，當“生命引擎”利用氧燃燒食物製造ATP時，氧毒性中間體也會損傷“生命引擎”，這就是我們必然會衰老的原因。比較“生命引擎”與非生命“引擎”的差別，我們發現“生命引擎”自我修復損傷重建健康機體的能力是非生命“引擎”不具備的，基於這一點我們提出了健康長壽的生物能量學原理（圖1-1、圖1-2）。
圖1-1 “生命引擎”和非生命“引擎”的功能都是把太陽能轉化為驅動力
圖1-2 氧氣具有兩面性，是雙刃劍
1-2 “生命引擎”的結構和工作原理
“生命引擎”由四個分子質量很大的跨膜蛋白複合體(複合物I、II、III 和 IV)組成，它們按照各自氧化還原電位的高低順序排列，組成一條傳遞電子的呼吸鏈，坐落線上粒體的內膜上。線粒體內膜上還有一個與呼吸鏈密切合作的跨膜蛋白複合體，叫複合物V，它把呼吸鏈燃燒食物釋放出的太陽能量轉移到載能分子ATP上。ATP很像是能量磁卡，它線上粒體裡充值，在細胞需要能量的地方釋放。我們人體每天消耗的能量折合成ATP分子的重量相當於體重，所以我們可以把線粒體看作是“細胞的發電廠”，把複合物I、II、III、IV和V的組合看作是分子發電機組，這個發電機組燃燒的是糧食，製造的是載能分子ATP。
細胞內有很多線粒體，把線粒體切開放大剖面可看到有褶皺的內膜，內膜上有很多功能分子。把線粒體膜局部放大可看到四個複合體構成的呼吸鏈(藍色)與ATP酶(紫色)的組合坐落在內膜上，這一組合相當於分子發電機組。線粒體內膜上有很多分子發電機組為細胞製造ATP。圖1-3下方三個紅色方塊是Mitchell理論示意圖，Mitchell 於1961年提出了解釋線粒體製造ATP的氧化磷酸化分子機制的理論，該理論的核心思想是：呼吸鏈的複合物傳遞電子時起到如質子泵一樣的作用把質子從線粒體內膜內側泵到內膜外側，形成內膜兩側質子濃度差ΔμH+，當質子從高濃度的外側通過ATP酶的質子通道返回內側時驅動了ATP酶的磷酸化反應，把ADP磷酸化製造成ATP。
根據熱力學定律，“分子發電機組”也遵循“熱機”做功原理，即任何“熱機”在做“實功”的同時，不可避免地也做“虛功”。“實功”也稱為“有用功”，是指熱機消耗能量做了對使用者有用的事情。“虛功”也稱為“無用功”，是指熱機消耗能量用在自身運轉時克服摩擦阻力。“虛功”對使用者沒有用，但是會造成熱機的損傷和老化。
圖1-3 生命引擎的結構和工作原理
1-1 引言
汽車因為有引擎才能跑，飛機因為有引擎才能飛。引擎是產生驅動力的能量轉換器，引擎燃燒石油是把石油中儲存的太陽能轉化為推動機器運轉的動力。我們人體能活著是因為體內有分子水平的能量轉換器“生命引擎”，“生命引擎”的學術名稱是呼吸鏈，它燃燒食物是把糧食中儲存的太陽能轉化為驅動細胞生命活動的載能分子ATP。人體由百萬億數量的細胞組成，每個細胞中都有成千上萬數目不等的“生命引擎”在運轉，因此，“生命引擎”才是我們的“命根子”。“生命引擎”正常運轉我們就健康地活著，“生命引擎”的損傷和老化就是疾病和衰老的根源。什麼是損傷“生命引擎”的罪魁？怎樣保養“生命引擎”？這是人人關心的科學問題。本實驗室花費了20多年的實驗研究找到問題的答案，損傷“生命引擎”的罪魁正是氧分子在燃燒食物轉變成水分子的過程中形成的氧毒性中間體O2_·和H2O2和它們的衍生物。氧毒性中間體含有活潑氧原子，極易引起氧化損傷。所以，氧氣有兩面性，當“生命引擎”利用氧燃燒食物製造ATP時，氧毒性中間體也會損傷“生命引擎”，這就是我們必然會衰老的原因。比較“生命引擎”與非生命“引擎”的差別，我們發現“生命引擎”自我修復損傷重建健康機體的能力是非生命“引擎”不具備的，基於這一點我們提出了健康長壽的生物能量學原理（圖1-1、圖1-2）。
圖1-1 “生命引擎”和非生命“引擎”的功能都是把太陽能轉化為驅動力
圖1-2 氧氣具有兩面性，是雙刃劍
1-2 “生命引擎”的結構和工作原理
“生命引擎”由四個分子質量很大的跨膜蛋白複合體(複合物I、II、III 和 IV)組成，它們按照各自氧化還原電位的高低順序排列，組成一條傳遞電子的呼吸鏈，坐落線上粒體的內膜上。線粒體內膜上還有一個與呼吸鏈密切合作的跨膜蛋白複合體，叫複合物V，它把呼吸鏈燃燒食物釋放出的太陽能量轉移到載能分子ATP上。ATP很像是能量磁卡，它線上粒體裡充值，在細胞需要能量的地方釋放。我們人體每天消耗的能量折合成ATP分子的重量相當於體重，所以我們可以把線粒體看作是“細胞的發電廠”，把複合物I、II、III、IV和V的組合看作是分子發電機組，這個發電機組燃燒的是糧食，製造的是載能分子ATP。
細胞內有很多線粒體，把線粒體切開放大剖面可看到有褶皺的內膜，內膜上有很多功能分子。把線粒體膜局部放大可看到四個複合體構成的呼吸鏈(藍色)與ATP酶(紫色)的組合坐落在內膜上，這一組合相當於分子發電機組。線粒體內膜上有很多分子發電機組為細胞製造ATP。圖1-3下方三個紅色方塊是Mitchell理論示意圖，Mitchell 於1961年提出了解釋線粒體製造ATP的氧化磷酸化分子機制的理論，該理論的核心思想是：呼吸鏈的複合物傳遞電子時起到如質子泵一樣的作用把質子從線粒體內膜內側泵到內膜外側，形成內膜兩側質子濃度差ΔμH+，當質子從高濃度的外側通過ATP酶的質子通道返回內側時驅動了ATP酶的磷酸化反應，把ADP磷酸化製造成ATP。
根據熱力學定律，“分子發電機組”也遵循“熱機”做功原理，即任何“熱機”在做“實功”的同時，不可避免地也做“虛功”。“實功”也稱為“有用功”，是指熱機消耗能量做了對使用者有用的事情。“虛功”也稱為“無用功”，是指熱機消耗能量用在自身運轉時克服摩擦阻力。“虛功”對使用者沒有用，但是會造成熱機的損傷和老化。
圖1-3 生命引擎的結構和工作原理
