氣功外氣對生物分子構象作用研究

【摘 要】 以D-聚谷氨酸鈉鹽水溶液為試樣，在氣功作用前后測定其圓二色譜，與對照樣作比較。在1990-2001年期間先后用過JASCO500C，JASCOJ-715和62DS（Lakewood，NJ）等幾種不同型號的圓二色譜儀分別在北京、上海和美國的不同實驗室內分別請25位氣功師對126組樣品和適量的對照樣做氣功外氣（簡稱EQQ）實驗。實驗結果表明：（1）實驗樣品的圓二色譜在EQQ作用下發生了具有統計意義的改變。提示氣功外氣可能使分子構象發生改變；（2）受到EQQ作用的樣品之CD譜摩爾橢圓率改變值△[θ]與氣功師當天的狀態有關；（3）△[θ]值可正可負，其符號和氣功師發功時的想法有關聯性。本文將對實驗結果作詳細報道和討論。

【關鍵詞】 蛋白質； 聚谷氨酸； 分子構象； 圓二色譜； 氣功外氣；有序與無序

1 前言

氣功是中華民族傳統文化的瑰寶之一，近二十年來對促進中國人的保健康復有較大影響。但是氣功外氣是否存在？學術界歷來有較大分歧，或者認為外氣的存在早在《黃帝內經》中就已解決，或者認為“外氣”是所謂“偽氣功”的標志。我們認為學術上的分歧只有通過科學實驗的實踐才能逐步達到共識。本課題力圖用現代科學實驗方法作最簡單最基礎的實驗來檢驗外氣是否存在。

所謂外氣通常指氣功師發出某種能量對別的生物體及事物發生影響或作用，例如氣功治病為許多人接受，但其機理至今不清楚，有人將其歸結為心理作用，現代醫學認為心理因素對病人的治療及康復具有重要作用，但是也存在一些單純用心理作用解釋不了的氣功現象。問題是氣功治病是否還有某種心理因素以外的物質基礎？研究氣功有多種角度，本課題的基本設想就是排除一些不易界定的復雜因素，從物質變化的分子層面來考察是否存在外氣及其對生命體可能引起的變化。在實驗中，選用聚谷氨酸一類聚肽作為蛋白質模型，因為蛋白質是構成生命的基本物質，考察外氣對蛋白質的作用，可為探究外氣對生命體的作用提供某些線索，同時采用分子樣品可排除心理作用等不確定因素；從實驗設計來看，本課題的基本思想是從蛋白質結構與功能的關系出發，假設氣功師能發出外氣作用在人體上，考慮其能量強度，最大的可能是首先引起蛋白質構象的改變，從而引起某些功能的變化。因此，研究氣功外氣對蛋白質等生物分子構象的作用是研究氣功對人體作用的基礎課題；實驗方法采用圓二色譜儀測量樣品分子構象在接受外氣作用前后的改變。圓二色譜是目前檢驗生物分子構象變化的最靈敏最可靠的方法之一，測試圖譜過程一般不會受到實驗人員主觀意志的影響，故其實驗具有可操作性，其結果具有客觀性。

為了考察這類實驗的真實性、可靠性、可重復性，有必要通過實驗積累，給出統計學結果；為了探尋實驗現象的普遍性，還要求在不同的地方，不同的實驗室，采用不同型號的儀器，由不同的人主持，請不同的氣功師作實驗，考察是否能得到同類的結果。在1990～2001年期間先后用過JASCO50 0C，JASCOJ-715和62DS（Lakewood，NJ）等幾種不同型號的圓二色譜儀分別在北京、上海和美國的不同實驗室先后邀請25位氣功師對126組樣品和適量的對照樣做氣功外氣（簡稱EQQ）實驗。本課題研究報告之一[1]、之二[2]的實驗是在北京大學化學院分析中心圓二色譜實驗室完成的，報告之三是在美國賓西法尼亞州立大學化學系完成的[3]。第四部分是與復旦大學人體信息科學研究組合作在復旦大學遺傳所211工程實驗室完成的。

實驗結果表明：1）實驗樣品的圓二色譜在EQQ作用下發生了具有統計意義的改變。提示氣功外氣可能使分子構象發生改變；2）受到EQQ作用的樣品之CD譜摩爾橢圓率改變值△[θ]與氣功師當天的狀態有關；3）△[θ]值可正可負，其符號和氣功師發功時的想法有關聯性。本文將對實驗結果作詳細報道和討論。

2 實驗部分

2.1 試劑和樣品

主要試劑為D-聚谷氨酸鈉鹽，簡稱p-Glu（POLY-D- GLUTAMIC ACID sodium Salt，MW（vis） 15，000， SIGMA CHEMICAL CO.）。

用二次去離子水配制約5×10^-5m ol / L的p-Glu溶液，原始pH值為6.9，用0.1M HCl將pH值調至5.8左右。

2.2 儀器

本文實驗是在不同地方的不同實驗室用不同型號的圓二色譜儀（簡稱CD譜儀）完成的。第I、II部分在北京大學化學院分析中心圓二色譜實驗室，用Jasco J-500C 自動記錄譜儀（Shimadzu， Japan）完成，其工作條件是：靈敏度10mdgr/cm；波長 260-180nm； 掃描次數4；光程1cm.

第三部分（III）[4]在美國賓西法尼亞州立大學化學系，用62DS（Lakewood，NJ）型圓二色譜儀，其工作條件為：靈敏度1nm/L；時間常數2；掃描次數3；恒溫25C；對poly-Glu波長260-200nm對RNA測試340-240nm.In。

第（IV）部分[5]在復旦大學遺傳所211工程實驗室，用JASCOJ715型CD譜儀（Shimadzu，Japan），工作條件：恒溫20C，波長范圍260～200nm，靈敏度100 mdgr/Fs，響應時間0.5sec，分辨率0.2nm，掃描次數4，掃描速度100nm/min.用該儀器特備的1mm光路石英池。

2.3 實驗步驟

主持實驗與測試圖譜分別由專人負責；另設二位專人負責觀察氣功師對樣品發氣時的姿態、手法、時間、詢問發功時的想法（意念）并作記錄。氣功師在儀器室外間對樣品發氣，測試過程中除主持人外其他人員不得進入儀器室，樣品由主持人傳運。

用兩個石英池裝入同一樣品，分別測量CD譜，其一作為對照樣留在儀器室內，試樣由主持人拿到外室請氣功師發氣。規定氣功師發功時雙手或身體其他部位距離樣品池至少10cm以外；實驗期間不得照相，避免由于閃光燈引入外界能量。發功方式和時間不做統一規定，由氣功師自行決定。發功后，主持人將樣品池連同架子一起拿回測試室，交由儀器操縱人測試，然后再次測定對照樣品的圖譜。實驗數據由圖譜測試人和課題負責人共同處理。

2.4 氣功師

由1990至2001年的11年間，先后邀請北京、上海及國內外的25位氣功師參加實驗，作了約126組實驗，其中34組為對照樣。見表1。

3 結果和討論

3.1 氣功測試樣的CD譜在外氣作用后產生了統計學意義的變化 [1， 3， 4， 5]

首先判斷受試樣品譜圖確實因受外氣作用發生了改變。1998年《中國氣功外氣存在性檢驗組（籌備）》專家組提出譜圖改變值如果大于該實驗的標準偏差三倍以上則可確認有明確變化。本文使用的J715型等各種類型圓二色譜儀自動調整譜線零點，偏差自動消除（用標準樣品測量小于千分之一）。對照樣品經過相同或更長時間后測量的譜圖也略有改變，對照樣在實驗前后CD峰值變化幅度大約0.2%和0.4%，為了明確氣功的作用，我們仍以三倍為度，同時期內凡△θ值大于對照樣改變值三倍者（△[θ]≥1-1.2%）可認為是因氣功作用引起的明確變化。

生物分子在溶液中的構象通常在下列情況下發生改變：當溫度、濃度、pH值、溶劑任一條件改變時；或加入影響溶劑性質的其他添加物；向溶液中加入能與生物分子結合的其他物質如金屬離子，其他蛋白質或小分子等。本實驗將以上所有因素保持固定不變，唯一引入的外來因素是氣功師對樣品發功。對照樣是在其他條件都相同但未經過氣功師直接發功的樣品。實驗結果表明樣品經氣功師發功后的CD譜發生了明顯的改變，本實驗中明確改變的樣本占總數71.7%。CD譜的改變提示聚肽的分子構象在氣功外氣作用下可能發生了改變。

由表2，在氣功外氣作用下，和同期實驗的對照樣品相比，92個氣功試樣中有66個CD譜特征峰的橢圓率θ產生了明顯的改變，占總樣品數的71.7%，同期的對照樣基本未變。典型的氣功試樣和對照樣圖譜如圖1A、B，圖2所示為變化較大的圖譜。

3.2 摩爾橢圓率改變值△[θ]與受外氣作用前的

[θ]值之比（△[θ]/[θ]Qi-before）

為了對不同批次的實驗結果進行比較，將橢圓率的測定值按下式轉化為摩爾橢圓率[θ]

△[θ]=△θ/（c·l）dgr·cm2·dmol-1

式中△θ—橢圓率測定值 （mdgr）

C—樣品溶液濃度 （mol/dm3）

l—樣品池光程長 （1cm或0.1cm）

本文報道的每批實驗中CD譜摩爾橢圓率改變的一般值和最大值如表3所示。與受氣功外氣作用之前相比一般改變1%～10%，最大可以達到-82.5%。

3.3 △[θ]與氣功師狀態具有關聯性

3.3.1 △[θ]與氣功師的狀態有關

實驗結果表明測試樣CD譜摩爾橢圓率的改變值與氣功師的功力有關，還與氣功師實驗當天的健康、心理狀態有關。氣功師功法不同，發放外氣的方法和途徑也可能不同，有的用勞宮穴，有的用天目穴、膻中穴或用劍指的，有的還用結手印，也有僅用眼盯著樣品看的。因此不同人的實驗結果不可能相同，既便同一個人所做圖譜改變也很難使△[θ]數值完全重復。盡管引起變化的程度不同，在氣功師的狀態基本正常時，都能使試樣的CD譜發生不同程度的改變，這一點具有普遍性。

3.3.2 CD譜的變化方向與氣功師發功時的想法（意念）有關。

本文第4批實驗作了有關氣功師意念對實驗結果影響的實驗。通常我們建議的想法是“使分子構象更加有序”（包含螺旋結構增加、分子折疊增加），“使樣品分子結構破壞，更加無序”；有人還用了“液體膨脹”（相當于更加無序）、“液體收縮”（相當于更加有序）；或直接想象波譜上的“峰值增加”、“減少”。CD譜的變化值與氣功師發功時的想法（意念）的關系見表4。

表4中多聚-D-谷氨酸CD譜有兩種類型[2]。2型的雙正峰圖譜標志聚肽的構象高度有序，主要為螺旋狀，因其殘基帶有羧基，當介質酸性增加時螺旋結構減少。實驗表明雙正峰橢圓率值隨pH值下降，其構象向無序轉化，出現負峰時標志無序度加大[1]。因此2型圖譜上摩爾橢圓率改變值△[θ]的正號表明樣品分子構象朝有序度增加變化，△[θ]為負號時反映向無序方向轉化。1型為微分型譜圖（左峰為正值右峰為負值），△[θ1]正號，△[θ2]負號反映有序度增加， 反之，有序度減小。表4摘自本文第4批實驗的結果[5]，No1至No12為微分型譜圖，△[θ1]、△[θ2]符號相反，符合上述規律，例如No1與2；No4與5；No7與8，△[θ]的符號與氣功師的想法一致；對于雙正峰的No13至No38除個別例外，氣功師發功時想“樣品更加有序”時，△[θ]為正號，想“無序”時，△[θ]為負號。如No19與20；No21與22；No37與38（液體膨脹相當于結構更無序，液體收縮相當于結構更有序）。有趣的是對同一樣品連續用同樣發功方法但想法不同時，△[θ]結果得到相反符號，例如No1與2；No4與5；No10與11，表明外氣引起的改變還可能具有可逆性。

3.3.3 發功時間對結果影響不大。實驗中發功的時間各人不同，由氣功師自己掌握，最短1分鐘，最長20分鐘。結果表明并非發功時間越長變化越大.

4 結論

4.1 氣功外氣可能使分子構象發生改變。

本文實驗結果表明經氣功師發功后樣品的CD譜發生了明顯的改變， 改變的樣本占總數71.7%。（見圖1A、B）

圖1.A. D-聚谷氨酸鈉鹽水溶液在受氣功作用前后的CD譜.

1線- 受氣前； 2線-受氣后.

工作條件：樣品濃度C= 5.43×10-5mol/L，pH5.8

波長范圍：260-200nm；分辨率：0.2nm；響應時間：0.5 sec

掃描次數：4；掃描速度：100nm/min

CD譜的改變提示聚肽的分子構象在氣功外氣作用下可能發生了改變。如果我們把存在性定義為：某種事物能夠影響已經存在的其他事物那么它也是存在的，從而由試驗結果推斷氣功外氣是客觀存在的。

4.2 氣功師發功時的想法（意念）可以影響結果。

本實驗的意義是表明人類的思維具有某種物質性，這一點已為現代腦電波的研究所揭示。

5 需要進一步研究的問題

5.1 氣功師對分子構象有個學習認識的過程，如何發放外氣與分子作用也有個探索過程，一位氣功師在作了三天實驗后說“會越做越好”，也就是這個原因。如果進一步篩選人員和方法，實驗結果中顯變樣本的比例很可能會進一步提高。

5.2 在可能引起分子構象改變的諸因素中，除了樣品溶液的pH值外都是確定不變的，樣品池容量約300μl，因為沒有準確的微量pH計，故本實驗未測樣品受氣功作用后的pH值。試樣在接受氣功作用前后pH值是否有改變需要進一步實驗，這將有助于認識氣功引起生物分子構象改變的機理。

5.3 關于氣功可使分子構象改變具有可逆性和可恢復性的研究。本文已涉及氣功可使分子構象變得更加有序或更加無序。受氣功作用后試樣的CD譜在第二天或一周左右繼續變化的趨勢如何？以往曾報道過有復原的趨勢[1]。這兩個問題都是值得在今后進一步實驗的。

5.4 其它蛋白質或生物酶的分子構象以及酶促生物反應動力學受氣功外氣作用的研究。

參考文獻

1.褚德螢，賀衛國，周永芬，楊文治，陳秉才，氣功外氣對生物分子構象作用的研究，中國人體科學，1998，8（4）

2.Kiwamu Yamaoka， Takumi Matsuda， and Mineo Takatsuki， An Application of the Extended Principal Component Analysis to Circular Dichroism and Optical Rotatory Dispersion. A Case of Poly（α-L-glutamic acid） in the Helix-Coil Transition Region， Bull. Chem. Soc.Jpn.， 53， 968-974（1980）

3.褚德螢，宏杰，賀衛國，周永芬等，氣功外氣對生物分子構象作用的研究（二），待發表

4.褚德螢，楊文治，何斌輝，陳科文，氣功外氣對生物分子構象作用的研究之（三），2001年11月29日-12月4日夏威夷科學和精神康復研討會論文，論文集：填補康復科學空白的世界橋梁，羅納德·蔡斯編著，2002，P133-137

5.褚德螢，楊文治，沈云虎，虞惠華，方林虎，淳于俐娟，沙淑華，氣功外氣對生物分子構象作用研究之（四），2001年11月29日-12月4日夏威夷科學和精神康復研討會論文，論文集：填補康復科學空白的世界橋梁，羅納德·蔡斯編著，2002，P138-149。