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【生理学课外读物】促胰液素发现的前前后后

 

      关于酸性食糜进入小肠引起胰液分泌这个现象,早在 1850 年就由著名的法国实验生理学家克劳德 · 伯尔纳( Claude Bernard )发现过,但似乎没有引起世人注意。后来又被俄国巴甫洛夫实验室的 生理学家 道林斯基( Dolinski )于 1894 年重新发现。我们知道,巴甫洛夫 ( Ivan P. Pavlov ) 被认为是现代消化生理学的奠基人,他对消化生理学的贡献是十分卓越的。在 19 世纪末叶,他和他的 同事 们积 20 多年的创造性工作,写成了《消化腺工作讲义》( 1897 ;英译本 1902 )这部经典著作,获得了 1904 年诺贝尔生理学或医学奖,赢得世界荣誉。

      根据当时传统的神经论主导思想,也是巴甫洛夫学派特别信仰的思想 。 他们认为,盐酸引起的胰腺分泌是一个反射。他们原先设想,迷走神经和内脏大神经都可能是这个反射的传出神经,因为在此之前,他们发现刺激这两组神经,都能引起胰腺分泌。在 1896 年,巴甫洛夫的另一个学生帕皮尔斯基( Popielski )对上述现象的产生机制进行了分析。他发现,切断双侧迷走神经、切断双侧内脏大神经以及 毁 损延髓后,这个反应仍然出现。他设想,在胃的幽门部可能存在着一个胰液分泌的“外周反射中枢”。又过了几年,帕氏发现,即使切除了太阳神经丛、毁坏脊髓以及切去胃的幽门部,盐酸溶液仍能引起胰液分泌。因此,帕皮尔斯基于 1901 年被迫修正了他过去的假设,认为这是一个局部短反射,其反射弧连接十二指肠黏膜和胰腺的腺泡细胞,通过位于胰腺外分泌组织中的神经节细胞而实现局部短反射。

      1901~1902 年 , 法国学者 Wertherimer 等 在法国也 独 自 进行 了同样的机制分析 。这个法国人的实验是这样的:将相当于胃酸的盐酸溶液注入狗的上段小肠时,会引起胰液分泌 ;而 直接把盐酸溶液注入狗的血液循环, 则 不能引起胰液分泌;中等剂量的阿托品(能阻断副交感神经)也不能消除这个反应。 Wertheimer 还进行了更为关键的一步实验:他把实验狗的一段游离小肠袢的神经全部切除,只保留动脉和静脉与身体其他部分相连。 在 把盐酸溶液输入这段小肠袢后,仍能引起胰液分泌。但他仍然坚信这个反应是“局部分泌反射 ” ,一个顽固的局部反射 。 因为他认为,小肠袢的神经是难以切除得干净、彻底的。

      1902 年 1 月,英国两位生理学家贝利斯( William M. Bayliss, 1860~1924 )和斯 塔 林( Ernest H. Starling, 1866~1927 )正 当 研究小肠的局部运动反射时,他们看到一篇新发表的法国科学家 Wertheimer 的论文,声称在小肠和胰腺之间存在一个顽固的局部反射。对此,他们 很 感兴趣。 他们 立即用狗重复了法国学者的上述实验,证实了他的结果,即放置盐酸溶液于这段切除了神经的小肠袢后, 的 确能引起胰液分泌。但他们深信切除神经是完全的。那么,怎样解释这个结果呢?他们大胆地跳出“神经反射”这个传统概念的框框,设想这可能是一个新现象——“化学反射”;也就是说,在盐酸的作用下,小肠 黏 膜可能产生一个化学物质,当 它 被吸收入血液后,随着血流被运送到胰腺,引起胰液分泌。

      为了证实上述设想,斯 塔 林立即把同一条狗的另一段空肠剪下来,刮下 黏 膜,加砂子和稀盐酸研碎,再把浸液中和、过滤,做成粗提取液,注射到同一条狗的静脉中去 ; 结果,引起了比前面切除神经的实验更明显的胰液分泌。这样,完全证实了他们的设想。一个刺激胰液分泌的化学物质被发现了,这个物质被命名为 促 胰 液 素( secretin )。这是生理学史上一个伟大的发现!

      促 胰 液 素的发现,使贝利斯和斯他林很快意识到,这不仅是发现了一个新的化学物质,而是发现了调节机体机能的一个新概念、新领域,动摇了完全由神经调节的概念。也就是说,除神经系统外,机体内还存在一个通过化学物质的传递以调节远处器官活动的方式。为了寻找一个新词来称呼这类化学信使 物质 ,他们采纳了同事哈代( W. B. Hardy )的建议, 于 1905 年 创 造 了 hormone 一词,即“激素”,该词 源于希腊文 中 的 horman , 意思为 “激 励 ”。 促 胰 液 素便是历史上第一个被发现的激素。这样,产生了“激素调节”这个新概念,以及通过血液循环传递激素的“内分泌”方式,从而建立了“内分泌学”这个新领域。从此,国际上一个寻找激素的热潮开始了,使内分泌学出现了惊人的 快速 发展。迄今,不论在植物界和动物界都有激素存在。在低等 动物 和高等动物体内已经发现了几十种激素,而且每年都有新的激素被发现 。 激素的重要意义是不言而喻的。

      贝利斯和斯 塔 林 发现 促胰液素的 论文 于当年发表( J Physiool, 1902, 28: 325 )后,引起了全世界生理科学工作者 的 极大兴趣,也引起巴甫洛夫实验室工作者的极大震惊。这个新概念动摇了 巴甫洛夫实验室 多年来奉为圭璋的消化腺分泌完全由神经调节的神经论思想,使他们一时难以接受。他们一方面力图收集已有的证据来反驳这个化学调节理论 ; 一方面认真重复贝、斯二氏的实验。但促胰液素的客观存在是经得起实践检验的。在 促 胰 液 素发现之前和之后,贝利斯和斯 塔 林都没有进行过消化腺分泌的研究。贝利斯应用物理 - 化学观点,发展了普通生理学概念,著有《普通生理学原理》一书,文字典雅精炼,被誉为经典著作。斯他林 的 工作 则 更多,主要在血液循环生理方面,有著名的“斯他林心脏定律”等。

      曾离开苏联定居加拿大的巴甫洛夫的一个老学生巴布金( B. P. Babkin )在撰写巴甫洛夫传记时,有这样一段生动 的 描述:“巴甫洛夫让他的一个学生来重复贝利斯和斯 塔 林的实验,巴氏本人和其他学生都静静地 站 在旁边观看。当出现(提取物引起)胰液分泌时,巴氏一言不发地走出实验现场回到书房。过了半小时后,他又回到实验室来,深表遗憾地说:‘自然,人家是对的。很明显,我们失去了一个发现真理的机会!'”。

从以上 促 胰液素发现的历史 来看 ,我们从中能 吸 取 到 什么经验教训呢?正是由于被传统的旧概念所束缚,使巴甫洛夫和他的同事们以及法国的 Wertherimer 等不能从客观事实出发下结论,轻易地失去了发现一个近在眼前的真理的机会。而贝利斯和斯 塔 林过去从来没有进行过这方面的 研究 工作,却在短短的时间内获得了这项重大成就 。 难道这是偶然的机遇吗?不是,这是自然科学唯物主义的胜利成果。这种历史上的正反两方面的经验教训,是值得我们记取的。

 

(张建福 供稿)

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