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2、对中医理论中“气和气机”的概念从现代科学知识来理解
从现代科学的角度来看,“精、气、神”中的气主要是指人体生命活动的各种功能。气与气机可能与人体内的多种生化反应、能量转换以及生理功能有关,其中的气机活动可能涵盖了生命体中的各种生命活动,比如新陈代谢、细胞活动、神经传导、内分泌调节等多个方面。这种“气和气机”在人体内的活动和变化,对于维持人体的正常生理功能和生命活动至关重要。
现代生命科学研究对人体生命活动的描述大致可以三个层次:细胞级;器官级和整体级的功能。我们可以从这三个层次来理解中医的气和气机。
(2·1)从细胞生命活动的活动能力来对中医的气机的理解:
经过科学家的深入研究,发现地球上各式各样的差别巨大的生物生命体,从简单到复杂,从植物到动物,各种各样的花鸟鱼虫,飞禽走兽,从低级细菌到最高级别的人类,它们居然都是由非常微小的,结构类似的细胞组成。细胞是这些生物体的结构和运动功能的基本单位,所有的生命体都是由各种细胞组成。
每一个细胞就是一个相对独立的生命运动组织,它就是一团被包裹起来的具有生命特征的特殊的有机物质。每一个细胞都会自动完成新陈代谢,分裂繁殖以及与环境有关的协调等基本生命活动。也就是说生命科学确定是生命体三大基本特征,在每个细胞中都可以完全实现。每一个细胞就是一个完全的生命体。各种不同形态的生物体都是由各种不同特性的细胞组成。可以说各种生命现象都建立在构成细胞的活动的基础之上。
而更加奇妙的是,自从地球上以某种原因产生了细胞这种生命体形式以后,地球上所有生命体的细胞都是从其它细胞生长出来,而不是像原始细胞那样“无中生有”的创造出来。好像生命的火炬被上帝点燃之后就以细胞的形式不断传承下去了。围绕细胞生命活动的各种科学研究是生命体研究的基础。细胞结构和运动系统的研究是细胞生物学的主要内容。把细胞单元的各种生命运动搞清楚,就可以进一步了解生命的秘密。
人体和其它多细胞生物一样也是由各种细胞组成。整个人体就是由一个受精母体生殖细胞分裂繁殖而成长成为一个完整的整体。在这个生长过程中不同的细胞构成人体的各种器官,各个器官经过复杂的组合和协调运动,实现了人体的整体结构和生命活动。
所以细胞活动也是人体生命活动的基础。一个生命体内不同的细胞组成了不同的器官组织,这些不同的组织细胞组成了生命体的整体。所有的生物无论多么复杂,都是由一个生殖细胞成长起来的。生殖细胞在分裂生长成一个完整的生命体过程中,把遗传基因组复制到所有的细胞中。但是不同的器官,不同的部位,不同的细胞会自动地选择不同的基因段来生成不同的细胞,产生不同的运动方式。而生命体系统的整体神奇特性完全不同于各个组成部分的简单相加,而是各个组成部分的所有细胞共同协调活动的结果。
细胞的新陈代谢是细胞内一系列的生化反应来实现的,它是生命体系统的基础活动式。这一系列的化学反应的物质是来自吸收外界的营养物质,反应所需要的能量是通过营养物质的内部结构代谢转换而释放的。这些化学反应中产生了一些无法进一步使用,甚至可能会对细胞产生破坏作用的分子,如二氧化碳分子等会作为廢料排出细胞。
细胞新陈代谢的基本过程可分为合成代谢和分解代谢两个类别。分解代谢则是指细胞将有机分子分解成一些小分子物质,并释放出维持各种生命活动所需要的能量。细胞的能量代谢主要在细胞质内的线粒体中完成。线粒体是细胞中的“能量工厂”,它负责将有机物质葡萄糖中的化学能转化为细胞可以直接使用的三磷酸腺苷ATP中的能量。不同的细胞的细胞质中根据活动能量需求可以有不同数量和不同的蛋白质结构的线粒体。
ATP的能量通常来自于葡萄糖分解产生的化学能。这个过程主要分为三个步骤:
l 糖酵解:在细胞质中,葡萄糖被分解为两个分子的丙酮酸,并产生少量的ATP和NADH(还原辅酶)。
l 三羧酸循环(Krebs循环):丙酮酸进入线粒体后,参与三羧酸循环,生成大量的NADH和FADH2(分解辅酶),并释放CO2。
l 氧化磷酸化:NADH和FADH2通过电子传递链(也称为呼吸链)传递电子给氧,产生水,并在此过程中释放能量。这些能量被用来驱动ATP合酶合成ATP。
ATP(三磷酸腺苷)分解成ADP(二磷酸腺苷)和磷酸时,会释放出大量的能量,这些能量可以被用于驱动各种生物化学反应和细胞活动。ATP直接参与了蛋白质、糖类、脂肪等物质的代谢过程,提供了这些生化反应所需的能量。ATP也为其他如肌肉收缩、神经传导、物质运输等过程提供所需要的能量。在细胞生长和修复过程中ATP也为细胞的生长、增殖和分化提供必要的能量支持。所以线粒体中生成的ATP分子是细胞活动的能量提供者。
细胞的合成代谢是指细胞利用无机物质、有机小分子物质和能量,建立更复杂的有机大分子,例如蛋白质,糖类和脂质细胞成分。合成代谢的过程包括基因表达、蛋白质合成和细胞分裂等。细胞的合成代谢是在DNA基因的控制下进行的。蛋白质,糖类和脂质物质构成了细胞组织。
细胞的结构和内部各种组成的功能和运动是生物学的基础内容。而每个细胞的组成结构(各种蛋白质分子和互相的结合),运动方式(以蛋白酶为催化作用的有机化学反应)取决于细胞核内的DNA基因密码。所以DNA的基因密码更像是一种算法和运动方程,其中的运动原理是如此奇妙复杂,人类还在对它的工作情况进行深入的探讨。
单个细胞就具有了生命体的基本特征。每个细胞就是一个生命体系统,细胞运动要摄取营养物质,要进行与外部氧气和二氧化碳分子的交换的呼吸活动。通过营养物质的代谢来获取维持细胞运动的能量和生成由各种蛋白质组成的内部组织。单个细胞有一定的生命周期,并且可以通过分裂进行自我繁殖。同时细胞可以感知外界环境信息,也对环境有良好的适应性反应。所以单个细胞就可以构成一个完整的生命体系统。地球上也还有数量巨大的单细胞生物比如细菌,海洋浮游生物和一些原始的虫类。
随着生命系统的进化,基本的细胞单元组成更加复杂的多细胞生物体。多细胞生物体的器官和整体组织由不同形态特征的细胞组成。同一个生物体的细胞虽然形态不同,但是具有相同的基因DNA分子。而不同的器官中的细胞会选择DNA长链上不同的基因组分来生成不同形态的细胞组成。细胞遗传基因在细胞分裂的时候一般都可以完整地保留遗传信息,偶尔也可能会发生一点局部的突变。这些突变在一定的环境条件下可能引发生物的进化。关于DNA分子控制蛋白质生成的过程在前面的先天之精的基因精华中已经做过介绍。等等这些复杂的的生命运动过程目前还在深入地研究中。
人体虽然复杂,但是每一个相对简单的细胞里的生命活动是人体生命活动的基础。人体内所有细胞的新陈代谢需要的物质是通过血液的循环流动来提供的。血液主要由血浆和悬浮在其中的血细胞组成。血浆中含有水、电解质、营养物质(如葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等)、蛋白质(如白蛋白、球蛋白等)、激素以及多种酶和抗体。血细胞则包括红细胞、白细胞和血小板。血液通过遍布全身的血管中循环流动为所有的细胞提供营养物质(主要有氧,葡萄糖和蛋白质等),并且带走新陈代谢产生的废料物质(二氧化碳和各种生化反应的废弃物质)。
血液在全身循环中,将细胞代谢产生的排泄物质,如二氧化碳、尿素、肌酐等,从细胞内部运送到排泄器官,如肺、肾脏等,以排出体外。每一个成熟的血红细胞中平均含有3亿个血红蛋白分子,而每一分子血红蛋白可以携带4氧气分子。红细胞携带氧合血红蛋白在全身血液中流动,为器官组织细胞提供氧气。当组织细胞进行代谢活动时,会产生二氧化碳。这些二氧化碳会通过细胞壁和毛细血管壁进入血液。
在红细胞中,二氧化碳是以碳酸、重碳酸离子以及钾和钠的重碳酸盐的形式进行运输。当携带有二氧化碳的红细胞随着血液运输到肺部毛细血管时,红细胞中的二氧化碳会被释放到肺部并排出体外。这一过程中,血液起到了“运输队”的作用,确保了细胞代谢需要的营养成分和产生废物的及时清除。血液循环还为各细胞的运行环境,比如温度,水份,酸碱度平衡等提供保障。血液循环的情况,中医理论用营气,宗气,血气等概念来表述。
细胞作为生命体的基本单位,可以接受外界的信息并且做出相应的反应,以适应环境。单细胞生物感知周围环境的信息后会自动做出一些相应的反应,比如做出避让动作,改变细胞内的生化反应等。在多细胞生物中通过分工协作,有专门的组织细胞可以接受外界的信息。比如皮肤表面的神经细胞可以感知外界的温度,震动等信息。而身体内部的细胞之间可以通过其表面接收的受体蛋白来感知周围环境中的信息。这些受体蛋白能够识别并结合特定的分子信号,如激素、神经递质、细胞因子等。这些信号分子可以是身体里其他细胞释放的,也可以由体外产生。细胞因子可以在细胞之间直接通过扩散传递;神经递质在神经细胞的突触之间交换;而激素分子则通过血液和体液输送到全身相应的器官细胞。
当细胞表面膜上和细胞内的受体蛋白与信号分子结合后,会触发一系列的生物化学反应,这些反应被称为信号转导。信号转导的过程可以将细胞外的信息转化为细胞内的化学信号,进而改变细胞的生理状态或行为。细胞通过这些复杂的信息处理机制,达到与外界,与其它细胞,以及其它器官之间的适应性反应。这些适应性功能不仅仅是每个细胞维持正常生命活动的基本功能,也是与周围其它细胞协调关系的必要能力。各种复杂的协调机制,保证了各个细胞,各个器官的正常运行。同时也是器官组织之间互相协调工作的基础。
人体细胞在正常时间周期中维持正常的生命活动。同时各器官的细胞在人的整个生命周期内,大部分细胞是要进行不断地更新的。也就是说正常细胞会通过分裂方式进行繁殖,而无法完成分裂繁殖的细胞会死亡,被更新。人体内一些主要器官组织的细胞都有自己的更新过程及其周期。如:小肠上皮细胞通过基底部细胞的分裂增生来修补缺损,新生的上皮细胞起初为立方形,以后增高变为柱状细胞。这些细胞寿命较短,仅活2-3天。皮肤表层通过基底层细胞的分裂增生,向缺损中心迁移,逐渐覆盖整个受损区域。自我更新是2-4周一次。血液细胞中红细胞更新频率是4个月。白细胞更新周期为13天。血小板更新周期为7-14天。肝细胞有活跃的再生力,在受损时可通过周围肝细胞分裂增生来恢复。肝细胞寿命为5个月。神经细胞通常不会再生,但神经干细胞在某些情况下具有再生能力,普通神经细胞基本不会更新。其他细胞如淋巴细胞更新是3天左右。肺表面细胞的寿命大约是2-3周。骨骼细胞的更新周期约为10年。心脏干细胞的寿命是20年。
据科学家研究表明,人体所有需要更替的细胞平均在7~10年内都会全部更新一次。所以人体的寿命可以说取决于身体细胞的更新能力。不同器官的细胞更新周期是否稳定,这主要取决于个体的年龄、健康状况以及外部环境因素。年轻人的细胞更新周期通常较快,而随着年龄的增长,细胞更新速度会逐渐减慢。在健康状况下,细胞的更新周期相对稳定,但在疾病或应激状态下,细胞的更新速度可能会发生变化。总之,人体各器官组织内的细胞再生更新过程是一个复杂的动态过程,涉及多种不同类型的细胞以不同的速度进行更新。了解这些细胞更新过程有助于我们更好地理解人体的生理功能和健康维护。
中医理论的气机从基本细胞单元的活动来看,就是各器官细胞的生命活动能力。具体来说就是各器官组织细胞的新陈代谢(能量物质交换)活动和细胞生长繁殖活动的正常进行的能力。对中医的气机也可以理解为,细胞的能量代谢能力越强,细胞的阳气越足;而细胞的增长能力越强,那细胞的阴气越足。器官细胞的活动能力是中医气机的基础,细胞的能量代谢能力是中医理论中阳气机,而细胞的生长繁殖能力是阴气机的基础。而这两方面的活动能力达到平衡,细胞的生命力达到最佳状态。在每个细胞活力的基础上,细胞之间的配合工作保证了器官的正常活动能力。而器官之间的进一步协调工作构成身体的整体活动能力和健康的气机活动。所以中医的气和气机还可以从器官之间的协同关系,以及身体的整体状态来理解。中医认为的身体的健康状态应该是阴阳平衡,气机通畅。
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