神秘又强大的荷尔蒙

大科技大科技 大科技 2016-08-28 1865 0

这种神奇的化学物质,由腺体分泌,借血液循环,进入五脏六腑骨骼肌肉,几乎控制身体的一切行为,比如长高长胖,变老变矮,冲动安静,甚至睡觉心跳。
这就是荷尔蒙。它如今已经尽人皆知,然而20世纪以前,科学家还不知道它。19世纪中叶,科学家通过解剖发现它,但很长时间不清楚它有什么用。
尽管不知道它,但人类却无意中利用了它,长达千年之久。大约公元前200年,中国人从尿液里提取荷尔蒙,作为医用。公元16-18世纪,意大利有一些歌手必须在青春期前切除睾丸,以保证他们的声音不受发育影响,从而在成年时达到一种独特的高音,成就一代歌星。

神秘又强大的荷尔蒙

 

啼笑皆非的实验

雄性动物的睾丸是人类最早接触分泌荷尔蒙的腺体。数千年前,人类就开始阉割雄性动物,减少其攻击行为,并持续至今。虽然历史久远,但人类一直知其然而不知其所以然,直到1849年局面才开始改观。
那一年,德国科学家阿诺德·贝特霍尔德发现公鸡幼年阉割后,长大就没有它该有的雄性特征,比如大红鸡冠和鸡领。他给公鸡动手术,把睾丸移植进公鸡体内。手术成功后不久,睾丸就得到血液供应,并融入公鸡身体。紧接着,公鸡便长出了雄性特征,包括特有的漂亮羽毛,好斗的求偶行为。
这是人类历史上最早的内分泌学实验,但科学家自己也不清楚,公鸡重新长出雄性特征的原因在哪里,唯一可以肯定的是睾丸起了决定性作用。
尽管贝特霍尔德的实验很成功,但却被忽视了。后来,关于荷尔蒙的研究走了偏路,有些实验让人啼笑皆非。
1889年,毛里求斯生理学家查尔斯-爱德华·布朗-塞加尔把动物睾丸压碎,挤出其中液体,然后把这些液体注射进自己体内。时年72岁高龄,他却宣布自己返老还童了,只因注射了狗和豚鼠的“睾丸汁液”!这件事迅速流传,而且他继续宣称,任何疾病几乎都可以用睾丸汁液治好。1889年底,数以千计的内科医生也支持这样做,同时药剂师从各种动物身上中提取睾丸汁液,标榜为“神药”对外销售。这引起一股古怪的时尚之风——注射液体。
实际上,这恐怕只是人们的一厢情愿。布朗-塞加尔注射的所谓睾丸汁液几乎不可能含有睾丸素,而且汁液进入体内会被迅速分解。

崎岖黑暗的偏路

1891年,内分泌学研究才开始脱离古怪的实验。英国内分泌学家乔治·雷德梅恩·默里利用羊的甲状腺提取物,治愈了粘液性水肿患者。这种病现在经确认为甲状腺功能欠缺,会引起手和眼睛肿胀。
默里同样压碎了羊的甲状腺,挤压出汁液,但是他用平纹纱布过滤这些混浊液体,而且他的提取物确实含有高水平的甲状腺素。他的治疗效果很好,这次治疗因此成为医学史上内分泌学第一次临床应用。值得一提的是,这次治疗发生在甲状腺功能被正式发现前许多年。
内分泌学的发展,冲击了人们对人体的认识。之前,人们都认为神经系统控制着身体机能,事实上这是由内分泌系统的荷尔蒙控制着。但是英国医学协会刚开始却接受不了,由此导致内分泌学成了“旁门左道”,步入一段无人理睬的沉寂时期。
奥地利生理学家恩格·施泰纳赫宣称结扎睾丸可以减缓衰老,并增强性能力。20世纪初,成千上万的人(包括爱尔兰诗人叶芝)去做这种结扎手术,类似于今天输精管切除术,并美其名曰“施泰纳赫术”,成为一种新时尚。
对女性而言,更为不幸。19世纪末到20世纪初,成百上千位妇女被摘除了卵巢,而且大多是暴力摘除。因为人们认为卵巢会引起妇女喜怒无常、歇斯底里、精神错乱等不正常状况。

神秘又强大的荷尔蒙

 

正名并踏上康庄大道

几十年下来,这种化学物质的研究崎岖坎坷,实验方法野蛮粗暴,连正式名称也没有命名,这种局面持续到20世纪初。
1902年,英国生理学家厄内斯特·斯塔林开创了更“文明点”的实验,并证实了这些化学物质能使人体器官不受神经控制而独立运作。1905年,斯塔林应邀到英国皇家医师学院发表演讲。演讲前一天晚上,他与一位希腊研究诗歌的学者共进晚餐。两人边吃边谈,斯塔林突然灵光一闪,他想到一个古希腊词“荷尔蒙”,意思为“唤起、兴奋”。第二天演讲时,斯塔林详细介绍了研究成果,并将这些化学物质统称为“荷尔蒙”,从此这个词被沿用至今。
内分泌学的发展也走上了康庄大道。1921年,胰岛素被发现,拯救了数以百万计的糖尿病患者。
在这之前,糖尿病无法治愈,患糖尿病就意味着慢性死亡,而且是痛苦等死。现在已经确认这属于I型糖尿病,患者因体内分泌不了足够的胰岛素,使饮食所摄糖分滞留在血液中,无法被身体吸收。
加拿大医学家弗雷德里克·班廷和查尔斯·贝斯特在实验中发现摘除狗的胰腺后,狗很快就患了糖尿病。当时人们普遍认为胰腺只是分泌消化液,但班廷和贝斯特却深信胰腺作用不只这么简单,对糖尿病而言肯定起着关键作用。
他们又拿一条狗做实验,把狗的胰管拴住堵塞消化液,使胰腺分泌消化液的细胞逐渐萎缩并坏死,然后巧妙地留下了他们想要的部分。从这部分胰腺组织中,他们提取分泌物,并注射进患有糖尿病的狗身上,结果狗的血糖水平很快恢复正常。
他们留下的这部分胰腺组织就是今天所熟知的胰岛。就这样,班廷和贝斯特发现了胰岛素,它能让身体吸收血液中的糖分,转化为能量。如果身体缺乏胰岛素,就会患糖尿病。

快速发展造福人类

发现胰岛素一年后,班廷和贝斯特找到了有效方法,用来净化提取物,然后他们就开始向糖尿病人注射胰岛素。起初他们私下里向糖尿病儿童注射,结果却令人惊喜。儿童很快走出了糖尿病的死亡阴影,出院回家,这使整个家庭十分高兴。
又一年后,美国著名企业礼来制药公司从牛身上提取制作了大量胰岛素,用于治疗北美地区的糖尿病患者。20世纪60年代,胰岛素已经可以人工合成,不需要从动物身上提取了。
20世纪中后期,现代内分泌学蓬勃发展,取得许多重大突破。这归功于放射免疫测定技术,它是一种测定超微量物质的新技术,能精确检测血液中的微量荷尔蒙,由美国医学物理学家罗莎琳·耶洛发明。借助这项技术,美国内分泌学家罗杰·吉尔曼和安德鲁·沙利精确测定了血液中垂体荷尔蒙的微小含量。因此,他们三人同获1977年诺贝尔生理医学奖。
垂体荷尔蒙的微量检测揭示了脑下垂体的功能,它是内分泌的“主腺”,可以调节其他腺体的荷尔蒙分泌水平。下垂体连接着大脑的下丘脑区与内分泌系统,也就是连接着人体对外界的感受与反应,以及人体内部的化学反应系统,使两者配合默契,有条不紊地运行。
在过去几十年里,放射免疫测定技术和高分辨率成像技术,共同推动了现代内分泌学几乎所有的发现和突破,使内分泌学研究和诊断,获得了革命性进步。
目前科学家发现人体大约有80种荷尔蒙,而且不仅内分泌腺能分泌,其他组织也能分泌荷尔蒙。相关研究继续深入,科学家试图发现荷尔蒙与心血管病、肥胖、衰老,以及精神不振之间的关联,进一步发现荷尔蒙与基因之间的关联。
今天我们知道,生命基于复杂而深邃的生化系统。内分泌学就是运用现代实验技术和计算机模拟技术,研究这个生化系统,它是一门尖端的生命科学。然而,我们不应忘记这一切都始于19世纪的内科医生,以及他们那伟大又令人啼笑皆非的实验。

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