生理人生
一位生理學家的讀書、思想及翻譯筆記
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內分泌學源起(一)--胰泌素的發現

2007-10-24 05:39迴響:0點閱:1855

 

自然界的奧秘,除了四季更迭、萬物生長、氣候變化以及浩瀚星空引人無限遐思外,就屬自己的身體給人帶來無盡遐思;譬如吃進肚裡的蔬果穀肉,怎麼就變成了排出體外的糞便?還讓我們長高長壯?碰上了緊急情況,我們的感官怎麼曉得要變得更敏銳?心跳、呼吸及肌肉收縮又如何變得更強而有力?再來,兩性相吸、陰陽調和,以至於孕育出下一代,又是由什麼引起、怎麼樣進行?

 

對古人而言,這一切奧祕在在顯示了人體內有個「生命力」的存在,主宰了一切人體活動。不過,以不可捉摸的生命力,甚至是超越有形物質的神力,來解釋問題,固然方便好用,卻未能滿足某些人的好奇心。就拿人體內擁有各種外形質地互異的構造,究竟都有些什麼功能,可是困擾了幾千年來的智者,其中尤以一些稱為腺體(gland)的獨立器官為最。

 

        曉得體內有腺體構造的存在,可是有數千年的歷史,但腺體功能的確知,則是進入十九世紀以後的事。通常那是腺體出現異常的增生(腫瘤)或壞死,引發疾病以後,才為人所知;譬如一八三五年發現的格雷夫氏症(Graves’ disease)與甲狀腺有關、一八五五年發現的愛迪生氏症(Addison’s disease)是腎上腺的毛病,一八八九年則得知糖尿病是胰臟出了問題。然而,這些腺體器官究竟如何運作,卻仍然未知;一直要到二十世紀初,才有兩位英國生理學家貝里斯(William M. Bayliss, 1860-1924)及史達靈(Ernest H. Starling , 1866-1927)發現:體內不同器官之間,存在以血液輸送的化學物質進行調控的機制。

 

        貝里斯及史達靈是十九、二十世紀之交,英國兩位知名且成就非凡的實驗生理學家;他倆不但是同事、好友,還是連襟。現代生理學當中,無論心血管、腎臟、消化、內分泌等系統,都看得到他倆的貢獻,其中尤以心臟收縮強度的「史達靈定律」、微血管滲透的「史達靈力」以及「激素」等最為人所熟知。

 

一九二年,貝里斯與史達靈著手研究胰臟分泌至小腸(十二指腸)的消化液控制。之前俄國的生理學家帕甫洛夫(Ivan Pavlov, 1849-1936)認為,胰液的分泌完全是由迷走神經控制:當酸性食糜從胃進入十二指腸,就刺激了位於腸壁的迷走神經末梢;該訊息經由迷走神經的傳入及傳出路徑傳遞,而刺激了胰臟分泌。然而貝里斯及史達靈事先以手術仔細切除了實驗動物小腸以及胰臟上頭所有的神經纖維,再將酸性溶液注入十二指腸,發現仍可刺激胰液的分泌;因此他們認為:除了神經以外,胰臟應該還受到其他的機制控制。

 

        接下來,貝里斯及史達靈進行了一項實驗,建立了百年來內分泌學家用以發現新腺體及新激素的標準做法:他們刮下動物十二指腸的內膜,加入酸性溶液磨碎及過濾後,再把過濾液注入另一隻實驗狗的靜脈。結果在幾秒鐘內,實驗狗的胰臟就分泌了大量胰液。顯然,小腸內膜含有某種物質,能刺激胰液的分泌。貝里斯及史達靈將該未知物質定名為「胰泌素」(secretin),並嘗試了簡單的定性及純化工作;但限於當時蛋白質化學技術的不夠成熟,他們並未能將其純化,構造就更不用說了。一直要到一九六二年,才有人定出胰泌素的結構,是一條含有二十七個胺基酸的胜肽(peptide,短鏈蛋白質的名稱)。因此,從第一個激素的發現,到其構造的確認,正好一甲子時光。

 

        一九五年六月二十日到二十九日,史達靈應邀在英國皇家醫學會地位最崇高的克魯年講座(Croonian Lecture)給了一系列四場演講,講題為「身體功能的化學相關」。在第一講當中,史達靈首次提出了「激素」(hormone)這個名詞(取其希臘字源的「興奮、激發」之義,音譯則是「荷爾蒙」),來形容「由某個器官製造,利用血液循環輸送,而作用於另一個器官的化學信使。」他還說:「生物體持續出現的生理需求,必然決定了這種物質的不斷生成以及在全身的循環。」這個定義,至今仍然適用。

 

        雖然目前通用的激素一詞是由史達靈於一九五年提出,用來描述三年前他和貝里斯發現的胰泌素,但胰泌素卻不是第一個得到分離及純化的激素,該頭銜得讓給一九○○年就得到分離純化的腎上腺素(adrenaline epinephrine),也就是從腎上腺髓質(adrenal medulla所分泌的激素。腎上腺素的發現經過,比胰泌素更為曲折離奇,參與競爭的人也更多,且聽下回分解。

 

原載 2005/12/13 中副「生理人生」專欄

 

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引用:http://blog.chinatimes.com/jenntser/archive/2007/10/24/210213.html
2007-10-24 05:39作者:潘震澤分類:生理講義迴響:0點閱:1855

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