現代基礎醫學在廣闊的曆史文化中不斷發展,它的每一個進步都滲透著曆史發展的科學精神和人文精神。它奠基於16—17世紀,在18—19世紀獲得了快速發展。隨著科學技術的不斷進步,到了20世紀,現代基礎醫學實現了真正的輝煌。透過曆史的雲煙,我們仍可看到那些耀眼的亮點在閃爍光芒。
自1901年起,諾貝爾在醫學領域的獎項命名為生理學式醫學獎。在此後的100多年時間內,我們仔細考察諾貝爾生理學式醫學獎的榜單,就可以發現獲獎的項目基本上都是生理學、遺傳學及免疫學等基礎醫學方麵的成果。醫學的觸角探向了尋找真相的基礎醫學層次。人們逐漸認識到各種激素和維生素對人體健康影響重大,缺乏或過多都可引發各種疾病。青黴素的發現和臨床應用成為20世紀劃時代的醫學進步。青蒿素的發現挽救了數百萬瘧疾患者的生命,中國生物醫學界也因此獲得了迄今為止世界級的最高大獎。
6.1小腸黏膜中的“荷爾蒙”
“荷爾蒙”源於希臘文,是“激素”的音譯名稱,原意為“興奮活動”。
6.1.1激素的發現及研究進展
激素的發現經曆了一個漫長而曲折的曆史。
20世紀初,英國科學家貝利斯和斯塔林在長期的觀察中發現:胰腺能夠在食物從胃進入十二指腸之後,很適時地向腸內釋放出胰液。胰腺是怎樣得到這個“該釋放”的信息呢?為了驗證是神經係統傳遞信息的推測,貝利斯和斯塔林將胰腺的神經切斷,可是胰腺仍能適時釋放胰液。實驗的失敗促使他們去尋找另一種信號係統。
1902年,他們經過2年的仔細觀察和研究,找到了一種化學信使——小腸壁分泌的一種物質。當他們把這種物質注射到動物血管中後,即可引起胰腺的分泌。謎底終於解開:正常情況下,食物進入小腸會刺激黏膜分泌這種物質到血液中,隨血液送到胰腺,並觸發了胰腺分泌胰液。他們將這種物質命名為“腸促胰液肽”(這是一種小分子的蛋白質),並稱之為激素。
自此之後,新的激素不斷被發現,人們對激素的認識也不斷加深、擴大。
20世紀20—50年代,相繼發現了垂體蛋白激素、胰島素和胰高血糖素、雌二醇、黃體酮等激素。60年代,我國科學家首次人工合成胰島素,宣告人類第一次合成蛋白質成功——稱得上是一項劃時代的貢獻。60年代放射免疫分析技術的發展,解決了激素的微量測定問題,為內分泌生理和病理的研究及臨床實踐提供了有力的工具。
20世紀60—70年代,人們對激素作用原理的認識又跨進一大步,第二信使概念的建立對整個生物學的研究都產生了積極的影響。
基因工程研究在激素方麵也取得了一係列突破,第一次成功地在細菌中合成有功能作用的動物激素,促生長素、絨膜促乳素和胰島素的基因轉移到大腸杆菌中已獲得成功,胰島素基因已得到表達。
6.1.2激素的分類及應用
激素到底是什麼呢?簡言之,激素是由內分泌腺或內分泌細胞分泌的一些小分子化學物質,是以體液為媒介在體內各細胞之間傳遞信息的信使。
人體分泌激素的內分泌腺主要有腦殼裏的垂體,脖子前麵的甲狀腺、甲狀旁腺,胸部的胸腺,肚子裏的腎上腺、胰島、卵巢及陰囊裏的睾丸。此外,腦殼裏的鬆果體和分布於胃腸道黏膜中的內分泌細胞,以及腦殼裏下丘腦的某些神經細胞,也具有內分泌的功能。
人體的激素按化學結構大體分為四類:第一類為類固醇,如腎上腺皮質激素、性激素;第二類為氨基酸衍生物,如甲狀腺素、腎上腺髓質激素、鬆果體激素等;第三類為肽與蛋白質,如下丘腦激素、垂體激素、胃腸激素、降鈣素等;第四類為脂肪酸衍生物,如前列腺素。
激素在人體內的量雖然極其微小,以毫微克(十億分之一克)計,但卻對我們的健康有著很大的影響,對機體各器官的生長發育、功能活動、新陳代謝起著十分複雜而又十分重要的調節作用。激素缺乏或是過多都會引發疾病,例如,促生長素分泌過多就會引起巨人症,分泌過少就會造成侏儒症;甲狀腺素分泌過多(甲狀腺功能亢進)就會引發心悸、怕熱、多汗、易餓多食而消瘦等症狀,分泌過少(甲狀腺功能低下)就易導致肥胖、嗜睡、怕冷、心搏徐緩等症狀,先天性或幼年時缺乏可引起呆小病(身材矮小、智力低下);胰島素分泌不足就會導致糖尿病,典型症狀為多飲、多尿、多食和體重下降(“三多一少”)。
許多激素製劑及人工合成產物在醫學上有著重要用途。日常生活中,常見的激素類藥物大致可以分為糖皮質激素、去甲腎上腺激素、孕激素、雌激素、雄激素等種類。其中糖皮質激素具有調節糖、脂肪、蛋白質的生物合成和代謝的作用,還具有抑製免疫應答、抗炎、抗毒、抗休克作用。稱其為“糖皮質激素”是因為其調節糖類代謝的活性最早為人們所認識。目前糖皮質激素是臨床應用較多的一類藥物,如可的鬆、潑尼鬆、地塞米鬆等。如氫化可的鬆主要有三類用途:一是用於腎上腺功能不全所引起的疾病,以及類風濕性關節炎、風濕性發熱、痛風、支氣管哮喘等;二是用於皮膚疾病,如過敏性皮炎、脂溢性皮炎、瘙癢症、神經性皮炎等;三是用於眼部疾病,如虹膜睫狀體炎、角膜炎、鞏膜炎、結膜炎等。地塞米鬆主要用於發熱及各種嚴重過敏性疾病,如嚴重支氣管哮喘、血小板減少性紫癜、粒細胞減少症、神經性皮炎、濕疹等。
1948年,美國醫生菲利普·肖瓦特·亨奇將糖皮質激素用於急性風濕病的治療並收到神奇療效,之後糖皮質激素的治療範圍迅速擴展到多種疾病,震動了當時的醫學界。1950年,菲利普·肖瓦特·亨奇也因此獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。至今,糖皮質激素已有60多年的應用曆史,其獨特的藥理作用在臨床上解決了諸多束手無策的疾病治療問題,是醫學發展史上的一次重要革命。
激素類藥物的藥理作用廣泛而複雜,效果明顯且見效快,主要用於嚴重感染並發的毒血症、自身免疫性疾病、過敏性疾病、各種原因引起的休克、血液病、皮膚病、防止某些炎症的後遺症等。但是,激素的治療劑量遠遠超出生理劑量,長期大劑量使用易產生依賴性,快速減藥或突然停藥會導致原病複發或惡化等停藥反應。因此,應用激素治療時,為避免或減輕激素的不良反應,一定要在醫生的正確指導下正規、合理地使用,不可濫用,不能擅自加量、減量或延長使用、驟然停藥;要嚴密觀察使用效果,一旦出現不良反應,及時告知醫生並配合醫生處理。至於長時間使用激素引起的滿月臉、水牛肩、痤瘡、多毛、皮膚紫紋,以及軀幹肥胖、四肢瘦小的向心性肥胖等都是激素的常見不良反應,在停用激素後是可以消退的。
激素的治療作用是肯定的,隻要避免濫用,嚴格按照治療原則使用,大可不必談“激素”色變。
6.1.3減肥人士最關心的激素
研究發現,人在饑餓時會分泌一種“饑餓激素”——腦腸肽,這種激素會提高人們對食物的注意力,同時刺激大腦發出渴望攝入高熱量食品的信息,讓人們不管已經吃了多少,不顧吃得很飽,仍然非常渴望繼續吃東西。
研究人員在給吃過大餐的老鼠注射了腦腸肽後,發現飽餐後的老鼠會越過一個放有淡而無味的常規食物的房間,到一個以前經常能發現高脂食品的房間。實驗表明:腦腸肽可以使飽餐後的老鼠渴望攝入高脂食品。
有了這項發現,就不難解釋為什麼有時候你明明已經吃了很多東西,而且感覺特別飽了,但看到桌上的蛋糕依然難擋誘惑,以致無法管住自己;在豐盛的餐宴上,你為什麼往往會吃得過多;為什麼在吃過飯後,即使肚子都快被撐爆了,你仍會繼續吃餐後巧克力。所以,英國倫敦大學帝國理工學院的內分泌學家托尼·戈史東博士說:“也許利用藥物阻止腦腸肽的這一功能,有助於降低人們對高熱量食品的渴望,因此有助於幫助人們減肥。”
另外,有研究顯示“饑餓激素”除了能令人對食物產生格外的“好感”、提高人對食物的注意力外,還可讓人產生快感、減輕心理壓力。美國得州大學西南醫學中心的科研人員正在研究利用“饑餓激素”幫助厭食者和抑鬱症患者,通過增加“饑餓激素”,使這些人發生積極變化。
6.1.4胰島素的發現和發展
胰島素是由胰島B細胞受內源性或外源性物質如葡萄糖、乳糖等的刺激而分泌的一種蛋白質激素,也是機體內唯一降低血糖的激素。糖尿病就是一種因體內胰島素絕對或者相對不足所導致的一係列臨床綜合征,主要表現為多飲、多尿、多食和體重下降(“三多一少”),以及血糖高、尿液中含有葡萄糖(正常的尿液中不應含有葡萄糖)等。
糖尿病是個曆史悠久的疾病,有文字記載的曆史已有上千年。但對糖尿病病因的了解和治療上有實質性的進展至今還不到100年。19世紀,饑餓療法確實減少了糖尿病患者酮症酸中毒昏迷的次數,延長了一些患者的生命,但禁食使原本已經消瘦的患者更加骨瘦如柴,隻能在毫無生趣、悲慘無望中等待死亡。1921年,胰島素的發現創造了奇跡,改變了糖尿病患者的命運。
1889年,德國醫學家奧斯卡·閔考斯基(俄裔)和約瑟夫·馮·梅林在狗的胰髒移除實驗中發現其尿液含有糖分,從而首次將胰髒與糖尿病聯係在一起。
1921年,加拿大安大略省西醫學院的青年教師弗雷德裏克·班廷,受一篇論文的啟發,試圖分離出胰島素以治療糖尿病。他幾經周折,求得有名的糖代謝權威、多倫多大學生理係約翰·麥克勞德教授的支持,變賣家產籌集實驗資金,不顧一切開始了艱苦的實驗。他沒日沒夜地工作,食無定時,居無定處,連已經與他訂婚的女朋友也與他分手了。但這些都沒能動搖他的信心。功夫不負有心人,1921年8月一個天氣異常悶熱的下午,班廷和他的助手查爾斯·貝斯特終於完成了一項劃時代的重大發現:通過實驗,用健康狗的胰島提取物——胰島素給患糖尿病的狗注射,獲得了降低血糖和尿糖含量及延長病狗壽命的效果,證實了胰島素對糖尿病的治療作用。
緊接著,班廷與麥克勞德合作,首次成功提取到了牛胰島素。
1922年,第一位糖尿病患者得到了一種有效的治療——胰島素注射療法。
班廷和貝斯特為胰島素注冊了專利,但是並沒有收取專利費或控製商業生產,這使得胰島素的生產和使用迅速遍及全世界。