通过多年对呼吸链结构与功能的实验研究，本实验室发现了呼吸链的电子漏旁路，证明了呼吸链在传递电子製造ATP 的同时总有部分电子通过漏电旁路产生潜在有害的活泼氧自由基。活泼氧自由基引起生物损伤的效应是引发疾病和衰老的原因已是共识，活泼氧自由基作为生物信号启动机体抗氧化机能和损伤修复机能的作用正在成为新的研究热点，这也是健康长寿的分子生物学基础。
基本介绍
- 书名：健康长寿的生物能量学原理
- 作者：徐建兴
- 出版日期：2014年9月16日
- 语种：简体中文
- ISBN：703041814X
- 外文名：Principle of Health and Longevity in Concept of Bioenergetics
- 出版社：科学出版社
- 页数：128页
- 开本：5
基本介绍
内容简介
徐建兴编着的《健康长寿的生物能量学原理--呼吸链电子漏旁路的发现及其医学套用》记述了作者发现和论证呼吸链电子漏旁路的实验研究，介绍了线粒体自由基代谢理论及其医学套用的学术思想，提出了健康长寿的生物能量学原理，对中医的科学性从生物能量学的角度提出了一些看法，可供从事生命科学和医学基础研究的科研人员和教师参考。
作者简介
徐建兴，中国科学院生物物理研究所研究员，博士生导师。1940年2月出生于河北省望都县，1958年从北京四中考人中国科学技术大学生物物理系，1963年毕业分配到中国科学院生物物理研究所，2010年退休。1964～1965到中国科学院上海生物化学研究所进修酶学，在邹承鲁院士引导下开始了对呼吸链酶繫结构与功能进行基础研究的科学生涯。1979～1982赴美国State university of New York at Albany化学系生物能量学实验室做访问学者，在Too E．King教授指导下对呼吸链酶系进行了系统的分离纯化和功能重组研究。1986～1987再度赴美国Oklahoma State University生物化学系生物能量学实验室做访问助教授，在C．A．Yu教授的指导下对呼吸链複合物II的泛醌结合蛋白进行了专门的研究。1995年5～9月应台湾魏耀挥教授邀请到台北阳明大学讲学，探讨呼吸链电子漏旁路机制及其医学意义。
图书目录
作者简介 i
推荐序文 iii
读者须知 v
名词解释 vii
第一章 健康长寿的生物能量学原理(科普篇) 1
1-1 引言 3
1-2 “生命引擎”的结构和工作原理 5
1-3 人体是热力学的“耗散结构” 9
1-4 健康长寿的生物能量学原理 12
1-5 中医养元气、扶正祛邪、治未病的医学理念蕴含着健康长寿的生物能量学原理 16
1-6 把“气功”从神坛请到科学的平台上来 20
1-7 诚恳的忠告 23
第二章 呼吸链电子漏旁路假说的论证及其医学套用(研究篇) 27
2-1 引言 29
2-2 呼吸链的漏电现象 31
2-3 呼吸链电子漏旁路假说及其论证 33
2-4 线粒体自由基代谢的概念 42
2-5 呼吸链漏电的方向性 44
2-6 呼吸链的进化历程 47
2-7 Mitchell理论计算值与实验检测值存在偏差的原因 48
2-8 线粒体自由基代谢理论的医学套用 49
(1)呼吸链电子漏旁路与衰老 50
(2)呼吸链电子漏旁路与老年退行性疾病 51
(3)呼吸链电子漏瞬间爆发式的产生ROS是缺血再灌流损伤的分子基础 53
(4)呼吸链电子漏路径与运动疲劳的分子机制 54
2-9 小结 55
第三章 生物能量学原理对中医科学的思考(思考篇) 59
3-1 引言 61
3-2 线粒体疾病研究呼唤中医科学 62
3-3 中医学 64
3-4 从认识论的高度看中医和西医的互补性 66
3-5 经络 气血 阴阳 67
3-6 “经络”是人体整体性的理论基石 68
3-7 “气血”是对人体机能相关之物质代谢的概括 71
3-8 中医运用阴阳五行相生相剋学说描述人体五脏
六腑的整体性生理功能 75
3-9 呼吸链作为“生命引擎”的分子热机原理及其
作为阴阳元素的说明 76
3-10 阴阳对立、阴阳消长、阴阳互根和阴阳转化 …77
3-11 调理阴阳的治病原理 79
3-12 关于腹脑理论的思考 83
3-13 腹脑与气功养生 86
3-14 情感与理智的科学 88
3-15 把中医的科学品牌做起来 89
第四章 维护保养生命引擎 93
4-1 生命引擎与寿命 95
4-2 生命引擎与健康 96
4-3 生命引擎与亚健康 98
4-4 生命引擎与中医科学 98
4-5 维护保养“生命引擎”的科学问题 101
4-6 针对“生命引擎”的营养保健品 102
致谢 109
推荐序文 iii
读者须知 v
名词解释 vii
第一章 健康长寿的生物能量学原理(科普篇) 1
1-1 引言 3
1-2 “生命引擎”的结构和工作原理 5
1-3 人体是热力学的“耗散结构” 9
1-4 健康长寿的生物能量学原理 12
1-5 中医养元气、扶正祛邪、治未病的医学理念蕴含着健康长寿的生物能量学原理 16
1-6 把“气功”从神坛请到科学的平台上来 20
1-7 诚恳的忠告 23
第二章 呼吸链电子漏旁路假说的论证及其医学套用(研究篇) 27
2-1 引言 29
2-2 呼吸链的漏电现象 31
2-3 呼吸链电子漏旁路假说及其论证 33
2-4 线粒体自由基代谢的概念 42
2-5 呼吸链漏电的方向性 44
2-6 呼吸链的进化历程 47
2-7 Mitchell理论计算值与实验检测值存在偏差的原因 48
2-8 线粒体自由基代谢理论的医学套用 49
(1)呼吸链电子漏旁路与衰老 50
(2)呼吸链电子漏旁路与老年退行性疾病 51
(3)呼吸链电子漏瞬间爆发式的产生ROS是缺血再灌流损伤的分子基础 53
(4)呼吸链电子漏路径与运动疲劳的分子机制 54
2-9 小结 55
第三章 生物能量学原理对中医科学的思考(思考篇) 59
3-1 引言 61
3-2 线粒体疾病研究呼唤中医科学 62
3-3 中医学 64
3-4 从认识论的高度看中医和西医的互补性 66
3-5 经络 气血 阴阳 67
3-6 “经络”是人体整体性的理论基石 68
3-7 “气血”是对人体机能相关之物质代谢的概括 71
3-8 中医运用阴阳五行相生相剋学说描述人体五脏
六腑的整体性生理功能 75
3-9 呼吸链作为“生命引擎”的分子热机原理及其
作为阴阳元素的说明 76
3-10 阴阳对立、阴阳消长、阴阳互根和阴阳转化 …77
3-11 调理阴阳的治病原理 79
3-12 关于腹脑理论的思考 83
3-13 腹脑与气功养生 86
3-14 情感与理智的科学 88
3-15 把中医的科学品牌做起来 89
第四章 维护保养生命引擎 93
4-1 生命引擎与寿命 95
4-2 生命引擎与健康 96
4-3 生命引擎与亚健康 98
4-4 生命引擎与中医科学 98
4-5 维护保养“生命引擎”的科学问题 101
4-6 针对“生命引擎”的营养保健品 102
致谢 109
文摘
第一章 健康长寿的生物能量学原理(科普篇)
1-1 引言
汽车因为有引擎才能跑，飞机因为有引擎才能飞。引擎是产生驱动力的能量转换器，引擎燃烧石油是把石油中储存的太阳能转化为推动机器运转的动力。我们人体能活着是因为体内有分子水平的能量转换器“生命引擎”，“生命引擎”的学术名称是呼吸链，它燃烧食物是把粮食中储存的太阳能转化为驱动细胞生命活动的载能分子ATP。人体由百万亿数量的细胞组成，每个细胞中都有成千上万数目不等的“生命引擎”在运转，因此，“生命引擎”才是我们的“命根子”。“生命引擎”正常运转我们就健康地活着，“生命引擎”的损伤和老化就是疾病和衰老的根源。什幺是损伤“生命引擎”的罪魁？怎样保养“生命引擎”？这是人人关心的科学问题。本实验室花费了20多年的实验研究找到问题的答案，损伤“生命引擎”的罪魁正是氧分子在燃烧食物转变成水分子的过程中形成的氧毒性中间体O2_·和H2O2和它们的衍生物。氧毒性中间体含有活泼氧原子，极易引起氧化损伤。所以，氧气有两面性，当“生命引擎”利用氧燃烧食物製造ATP时，氧毒性中间体也会损伤“生命引擎”，这就是我们必然会衰老的原因。比较“生命引擎”与非生命“引擎”的差别，我们发现“生命引擎”自我修复损伤重建健康机体的能力是非生命“引擎”不具备的，基于这一点我们提出了健康长寿的生物能量学原理（图1-1、图1-2）。
图1-1 “生命引擎”和非生命“引擎”的功能都是把太阳能转化为驱动力
图1-2 氧气具有两面性，是双刃剑
1-2 “生命引擎”的结构和工作原理
“生命引擎”由四个分子质量很大的跨膜蛋白複合体(複合物I、II、III 和 IV)组成，它们按照各自氧化还原电位的高低顺序排列，组成一条传递电子的呼吸链，坐落线上粒体的内膜上。线粒体内膜上还有一个与呼吸链密切合作的跨膜蛋白複合体，叫複合物V，它把呼吸链燃烧食物释放出的太阳能量转移到载能分子ATP上。ATP很像是能量磁卡，它线上粒体里充值，在细胞需要能量的地方释放。我们人体每天消耗的能量折合成ATP分子的重量相当于体重，所以我们可以把线粒体看作是“细胞的发电厂”，把複合物I、II、III、IV和V的组合看作是分子发电机组，这个发电机组燃烧的是粮食，製造的是载能分子ATP。
细胞内有很多线粒体，把线粒体切开放大剖面可看到有褶皱的内膜，内膜上有很多功能分子。把线粒体膜局部放大可看到四个複合体构成的呼吸链(蓝色)与ATP酶(紫色)的组合坐落在内膜上，这一组合相当于分子发电机组。线粒体内膜上有很多分子发电机组为细胞製造ATP。图1-3下方三个红色方块是Mitchell理论示意图，Mitchell 于1961年提出了解释线粒体製造ATP的氧化磷酸化分子机制的理论，该理论的核心思想是：呼吸链的複合物传递电子时起到如质子泵一样的作用把质子从线粒体内膜内侧泵到内膜外侧，形成内膜两侧质子浓度差ΔμH+，当质子从高浓度的外侧通过ATP酶的质子通道返回内侧时驱动了ATP酶的磷酸化反应，把ADP磷酸化製造成ATP。
根据热力学定律，“分子发电机组”也遵循“热机”做功原理，即任何“热机”在做“实功”的同时，不可避免地也做“虚功”。“实功”也称为“有用功”，是指热机消耗能量做了对使用者有用的事情。“虚功”也称为“无用功”，是指热机消耗能量用在自身运转时克服摩擦阻力。“虚功”对使用者没有用，但是会造成热机的损伤和老化。
图1-3 生命引擎的结构和工作原理
1-1 引言
汽车因为有引擎才能跑，飞机因为有引擎才能飞。引擎是产生驱动力的能量转换器，引擎燃烧石油是把石油中储存的太阳能转化为推动机器运转的动力。我们人体能活着是因为体内有分子水平的能量转换器“生命引擎”，“生命引擎”的学术名称是呼吸链，它燃烧食物是把粮食中储存的太阳能转化为驱动细胞生命活动的载能分子ATP。人体由百万亿数量的细胞组成，每个细胞中都有成千上万数目不等的“生命引擎”在运转，因此，“生命引擎”才是我们的“命根子”。“生命引擎”正常运转我们就健康地活着，“生命引擎”的损伤和老化就是疾病和衰老的根源。什幺是损伤“生命引擎”的罪魁？怎样保养“生命引擎”？这是人人关心的科学问题。本实验室花费了20多年的实验研究找到问题的答案，损伤“生命引擎”的罪魁正是氧分子在燃烧食物转变成水分子的过程中形成的氧毒性中间体O2_·和H2O2和它们的衍生物。氧毒性中间体含有活泼氧原子，极易引起氧化损伤。所以，氧气有两面性，当“生命引擎”利用氧燃烧食物製造ATP时，氧毒性中间体也会损伤“生命引擎”，这就是我们必然会衰老的原因。比较“生命引擎”与非生命“引擎”的差别，我们发现“生命引擎”自我修复损伤重建健康机体的能力是非生命“引擎”不具备的，基于这一点我们提出了健康长寿的生物能量学原理（图1-1、图1-2）。
图1-1 “生命引擎”和非生命“引擎”的功能都是把太阳能转化为驱动力
图1-2 氧气具有两面性，是双刃剑
1-2 “生命引擎”的结构和工作原理
“生命引擎”由四个分子质量很大的跨膜蛋白複合体(複合物I、II、III 和 IV)组成，它们按照各自氧化还原电位的高低顺序排列，组成一条传递电子的呼吸链，坐落线上粒体的内膜上。线粒体内膜上还有一个与呼吸链密切合作的跨膜蛋白複合体，叫複合物V，它把呼吸链燃烧食物释放出的太阳能量转移到载能分子ATP上。ATP很像是能量磁卡，它线上粒体里充值，在细胞需要能量的地方释放。我们人体每天消耗的能量折合成ATP分子的重量相当于体重，所以我们可以把线粒体看作是“细胞的发电厂”，把複合物I、II、III、IV和V的组合看作是分子发电机组，这个发电机组燃烧的是粮食，製造的是载能分子ATP。
细胞内有很多线粒体，把线粒体切开放大剖面可看到有褶皱的内膜，内膜上有很多功能分子。把线粒体膜局部放大可看到四个複合体构成的呼吸链(蓝色)与ATP酶(紫色)的组合坐落在内膜上，这一组合相当于分子发电机组。线粒体内膜上有很多分子发电机组为细胞製造ATP。图1-3下方三个红色方块是Mitchell理论示意图，Mitchell 于1961年提出了解释线粒体製造ATP的氧化磷酸化分子机制的理论，该理论的核心思想是：呼吸链的複合物传递电子时起到如质子泵一样的作用把质子从线粒体内膜内侧泵到内膜外侧，形成内膜两侧质子浓度差ΔμH+，当质子从高浓度的外侧通过ATP酶的质子通道返回内侧时驱动了ATP酶的磷酸化反应，把ADP磷酸化製造成ATP。
根据热力学定律，“分子发电机组”也遵循“热机”做功原理，即任何“热机”在做“实功”的同时，不可避免地也做“虚功”。“实功”也称为“有用功”，是指热机消耗能量做了对使用者有用的事情。“虚功”也称为“无用功”，是指热机消耗能量用在自身运转时克服摩擦阻力。“虚功”对使用者没有用，但是会造成热机的损伤和老化。
图1-3 生命引擎的结构和工作原理
