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第八章 化学部门 三个月还你一个新的肝(第1页)

第八章化学部门:三个月还你一个新的肝

“我希望这结石病再也不回来,如蒙上帝开恩,愿它顺着小便自行消失,但我会去看医生的。”

——塞缪尔·佩皮斯(SamuelPepys),17世纪英国政治家,日记作者

I

糖尿病是一种可怕的疾病,但从前更难对付,因为当时的人们拿它几乎毫无办法。患有糖尿病的青少年确诊后大多撑不过一年就会死,而且死得很可怜。要想减少体内糖含量、稍微延长一点岁数的唯一方法是让患者始终处于饥饿边缘。有个12岁的男孩饿得太厉害了[1],竟然偷吃起了金丝雀笼托盘里的鸟粮。最终,他还是死了,就跟所有的糖尿病受害者一样,饥肠辘辘,悲惨可怜。他体重仅为两石半(约为16公斤)。

20世纪20年代末发生了科学进步史上最幸福也最侥幸的一幕:安大略省伦敦市一位勤奋的年轻全科医生从医学杂志上读到一篇有关胰腺的文章,冒出了一个治疗糖尿病的设想。他的名字叫弗雷德里克·班廷(Frederig),而他对糖尿病所知甚少,在笔记里连名称都拼错了。他没有医学研究经验,但确信自己的设想值得一试。

解决糖尿病的挑战在于,人体胰腺具有两种完全独立的功能。它的主要工作是制造和分泌有助于消化的酶,但胰腺也含有称为胰岛的细胞簇。1868年,柏林医学生保罗·兰格尔翰斯(PaulLangerhans)发现了胰岛,他坦率地承认自己不知道它们在胰腺里是干什么的。20年后,法国人爱德华·兰古斯(Eduesse)推断出它们的功能是,产生一种最初被称为isletin的化学物质,这就是我们如今所说的胰岛素。

胰岛素是一种小蛋白质,对维持体内血糖的微妙平衡至关重要。太多或太少都会产生可怕的后果。我们需要大量的胰岛素。胰岛素每个分子只能持续5~15分钟,因此,人体对它有着不间断的补给需求。

在班廷的时代,胰岛素在控制糖尿病方面的作用已经众所周知,难的是把它跟消化液分离开来。虽说毫无证据,班廷却坚定地认为,如果把胰腺管系住,阻止消化液进入肠道,胰腺就会停止产生它们。尽管没有理由认为情况会这样,但他说服多伦多大学教授麦克劳德(J。J。R。Macleod)分配给自己一些实验室空间、一名助手和若干可供进行实验的狗。

他的助手是加拿大裔美国人,名叫查尔斯·赫伯特·贝斯特(CharlesHerbertBest),在缅因州长大,父亲是小镇家庭医生。贝斯特尽职尽责也任劳任怨,但和班廷一样,他对糖尿病几乎一无所知,对实验方法也知之甚少。尽管如此,他俩着手工作,把狗的胰管绑起来,出人意料地取得了良好的效果。他们几乎犯了所有的错误(一位观察者说,他们的实验“构思有误、执行有误、阐释有误”[2]),但短短几个星期,竟然就开始生成纯胰岛素了。

胰岛素用在糖尿病患者身上的效果可谓神奇。骨瘦如柴、无精打采、简直没法说还算活着的患者,迅速恢复了活力。借用迈克尔·布利斯(MichaelBliss)在经典作品《发现胰岛素》[3](TheDiscoveryofInsulin)一书中的说法,这是现代医学带来的最接近死而复生的事情。实验室的另一位研究人员克里普(J。B。Collip)提出了一种更有效的胰岛素提取方法,很快,胰岛素的产量足以拯救世界各地的患者了。“胰岛素的发现,”诺贝尔奖得主梅达沃说,“或许可以评为现代医学的第一个伟大胜利。”

对所有相关人员来说,这原本应该是个美好的故事。1923年,班廷和实验室负责人麦克劳德一起获得了诺贝尔生理学或医学奖。班廷震惊不已。麦克劳德不仅没有参与实验工作,研究取得突破时甚至都不在美国,而是正在自己的祖国苏格兰做访问学者。班廷显然认为麦克劳德配不上这项荣誉,宣布自己会跟值得信赖的助手贝斯特共享奖金。与此同时,克里普拒绝向团队的其他成员公开自己改进过的提取方法,还说打算以自己的名义为该工艺申请专利,此举惹火了其他人。不管怎么说,至少有一次,班廷似乎气炸了肺,对克里普动起了手,周围的人不得不把他们拉开。

至于贝斯特,他受不了克里普和麦克劳德,也并不喜欢班廷。一句话,这伙人多多少少地彼此厌恶。但至少,全世界有了胰岛素。

糖尿病分为两种。实际上,这原本是有着类似并发症和管理问题的两种病,在整体病理上并不相同。1型糖尿病是身体完全停止产生胰岛素。2型糖尿病是胰岛素效果变差,一来是因为生成数量下降,二来是因为胰岛素所作用的细胞没有做出正常的响应。这叫作胰岛素抗性。1型糖尿病多为遗传,2型通常是生活方式导致的结果。但也没这么简单。尽管2型的确跟不健康的生活有关,但也常在家族中延续,暗示它存在遗传的成分。同样,虽然1型糖尿病与人的HLA(人类白细胞抗原)基因缺陷有关,但只有一部分带此种缺陷的人患有糖尿病,暗示这里还另有一些没能识别出来的触发因素。许多研究人员怀疑它跟人早期生活里接触了一系列病原体有关。另一些人则提出,患者的肠道微生物不平衡[4],说不定还跟婴儿时期在母体子宫内的舒适和营养状况有关。

可以这么说,各地的糖尿病患病率都在飙升。从1980年到2014年,世界上患有1型或者2型糖尿病的成年人数量[5],从1亿多人增加到4亿多人。其中90%患的是2型糖尿病。一些发展中国家采用了西方的糟糕习惯,饮食不良,缺乏锻炼,在这些国家,2型糖尿病患者增长尤为迅速。与此同时,1型同样增长迅速。在芬兰,它自1950年以来上涨了550%。而且,几乎在所有地方,它都以每年3%~5%的速度持续上升,原因没人明白。

尽管胰岛素改变了数百万糖尿病患者的生活,但它并非完美的解决方案。最主要的是,它不能口服,因为口服的话,它将先在肠道里分解,无法得到吸收和利用。因此必须采用注射的方式,这是个既烦琐又粗鲁的过程。在健康的人体里,胰岛素水平受监控,且逐秒调整。在糖尿病患者中,只有在患者自我治疗的时候,胰岛素才定期调整。这意味着胰岛素水平[6]在大多数时候都不怎么对头,有可能产生累积的负面效应。

胰岛素是一种激素。激素是身体的自行车快递员,在你这座热闹忙碌的大都市里传递化学信息。按照定义,激素是身体某个部位产生、能导致其他地方行动的任何物质,但除此之外,不容易描述它们有什么特征。它们有不同的尺寸、不同的化学成分,去不同的地方,到达目的地时会有不同的效果。有些是蛋白质,有些是类固醇,有些来自一种名叫胺的群体。它们根据目的而非化学建立链接。我们对它们的理解还远远不够完整,而且,我们所知道的大部分内容,都是最近才了解的。

牛津大学内分泌学教授约翰·沃斯(JohnWass)致力于激素研究。“我爱激素。”[7]他喜欢这么说。我们见面是在牛津的一家咖啡馆,一个漫长工作日结束的时候,他正抱着一大堆乱七八糟的论文。不过,他当天早晨刚从美国内分泌学会2018年会现场飞回来,从这个角度看,他还显得挺有精神。

“真是疯了,”他用高兴的声音对我说,“足足有8000~10000名来自全球各地的内分泌学家。会议从早上5点半开始,一直持续到晚上9点,所以,要吸收的东西太多了,最后,你手里会有——”他晃了晃论文,“很多要读的东西。很有用,但也有点疯狂。”

一说到怎样更好地理解激素和它们能为我们做什么,沃斯就成了一位不知疲倦的宣传员。“激素是身体里最后一套被发现的重要系统。”他说,“而且我们仍然不断有所发现。我知道自己心存偏爱,但这真是一个令人兴奋的领域。”

直到1958年,只有大约20种激素为人所知。而现在,没人知道到底存在多少种激素。“哦,我认为至少有80种,”沃斯说,“但多达100种也说不定。我们真的不断有所发现。”

直到最近,人们才知道激素仅存在于体内的内分泌腺(endlands,医学里内分泌科endy这一分支也是从它而来)。内分泌腺是一种直接将产物分泌到血液里的腺体,跟外分泌腺相对,外分泌腺是分泌到表面(如汗腺分泌汗液到皮肤,唾液腺分泌唾液到口腔)。主要的内分泌腺——甲状腺、副甲状腺、垂体腺、松果体、下丘脑、胸腺、睾丸(男性)、卵巢(女性)、胰腺——散落在身体各处,但密切配合。它们大多很小,总重量不过几盎司,但它们对你的幸福和健康所具有的重要意义,跟其羞怯的尺寸完全不成比例。

垂体腺埋藏在你大脑深处,眼睛正后方的地方,它只有一颗烤豆子般大小,但影响极大。伊利诺伊州奥尔顿市的罗伯特·瓦德洛(RobertWadlow),是有史以来个头最高的人,他患有一种垂体病症,导致他生长激素持续过度产生,进而让他不停长高。这是个害羞又快活的人,8岁时就高过了自己的父亲(正常体格),12岁时身高2。1米,1936年高中毕业时身高超过2。44米——完全是因为他颅骨中间这颗烤豆的小小化学作用过度。瓦德洛从未停止生长,而且,在他巅峰的时期,他还差一点点就长到2。75米了。虽然不胖,但他体重约为227公斤。他的鞋子是美国的40码。到20岁出头,他行走极为困难。为了支撑自己,他不得不佩戴腿支架。腿支架擦伤了皮肤,导致严重的感染,感染发展成败血症。1940年7月15日,他死于睡梦中,年仅22岁。死时,瓦德洛的身高为2。71米。他深得人们喜爱,至今在家乡都是个名人。

如此庞大的身躯,竟然是一处微小的腺体发生故障所致,显然十分讽刺。垂体腺通常被称为主腺,因为大部分激素都受它控制。它生成(或调解生成)生长激素、皮质醇、雌激素和睾酮、催产素、肾上腺素,等等。当你剧烈运动时,垂体腺会将内啡肽喷入你的血液。内啡肽就是你进食或发生性行为时所释放的化学物质。它们跟阿片类药物密切相关。“跑步者**”的说法也正是由此而来。你生活中几乎没有哪一个角落无关垂体腺,但直到进入20世纪多年以后,它的功能才得到广泛理解。

由于一位叫作查尔斯·爱德华·布朗-塞卡德(CharlesEdouardBrown-Sequard,1817—1894)的天才人物热情但误入歧途的努力,现代内分泌学领域有一段颇为坎坷的起步阶段。布朗-塞卡德是个不折不扣的多国籍人士。他出生在印度洋岛国毛里求斯,由于当时毛里求斯是英国殖民地,他同时成为毛里求斯人和英国人,但他母亲是法国人,父亲是美国人,所以,从第一次呼吸的那一刻开始,他就拥有四重国籍。他从未见过自己的父亲,那人是位船长,在儿子出生前就消失在海上了。布朗-塞卡德在法国长大,并在当地接受医学培训,之后,他在欧洲和美国两地奔波,很少在同一个地方长时间停留。他曾在25年里横跨大西洋60次(在当时,一个人一辈子横跨一次大西洋都是件稀罕事),接受过英国、法国、瑞士和美国各种各样的职位,其中不少职位都有着颇高的地位。同一时期,他写了9本书,发表了500多篇论文,编辑了3本期刊,在哈佛大学、日内瓦大学和巴黎医学院任教,到各地讲学,并成为癫痫、神经学、尸僵和腺体分泌领域的顶尖权威。但1889年,他72岁时在巴黎主持的一项实验,为他带来了永久的名声(不过这名声有些可笑)。

布朗-塞卡德将驯养动物的睾丸(各个出处最常引用的是狗和猪,但他最喜欢使用哪种动物,没有任何两种出处给出相同的意见)碾碎,将提取物注射到自己体内,报告说感觉就像40岁一般精力充沛。事实上,他所感受到的任何改善都完全是心理作用。哺乳动物的睾丸几乎不含睾酮,因为它一经生成就立刻进入身体,再说,我们自己制造的睾酮非常少。如果布朗-塞卡德真的吸收到了睾酮,那也无非是一星半点。尽管塞卡德完全搞错了睾酮的返老还童作用,但这的确是一种强效物质——时至今日,合成睾酮都被视为管控药物。

布朗-塞卡德对睾酮的热情,严重损害了他的科学可信度,而且他没过多久就死了。讽刺的是,他的努力促使其他人更密切也更系统化地观察控制我们生活的化学过程。1905年,也就是布朗塞卡德逝世10年后,英国生理学家E。H。斯塔林(E。H。Starling)接受剑桥大学一位古典学家的建议,创造出“hormone”[8](激素,荷尔蒙;它来自一个指代“启动”的希腊单词)一词。不过,之后的10年,内分泌学科并未真正启动。第一本专门研究内分泌的学术期刊直到1917年才创办,而对身体无管腺体的总称,也即内分泌系统(eem),出现得则更晚。它是1927年英国科学家霍尔丹(J。B。S。Haldane)创造的。

可以说,真正的内分泌学之父反倒来自布朗-塞卡德之前的一代人。托马斯·艾迪森(1793—1860)是19世纪30年代伦敦盖伊医院人称“三巨头”的三位优秀医生之一。另外两人分别是理查德·布莱特(RichardBright),他是布莱特病(现称为肾炎)的发现者,以及托马斯·霍奇金(ThomasHodgkin),他专门研究淋巴系统疾病,霍奇金淋巴瘤和非霍奇金淋巴瘤这两个名字,都是为了纪念他。艾迪森大概是这三人里才气最出众的,毫无疑问也是最有成效的。他第一个准确地论述了阑尾炎,是各类贫血症的顶尖权威。至少有五种严重的医疗病症因袭他的名字,其中最著名(而且至今仍叫)的是艾迪森病,这是艾迪森1855年描述的一种肾上腺退行性疾病,也是第一种得以确认的激素类疾病。尽管名气很大,但艾迪森饱受抑郁症的困扰,1860年,在确定艾迪森病5年后,他退休回到布莱顿,自杀身亡。

艾迪森病是一种罕见但仍很严重的疾病。它影响患者的比例大概在万分之一。历史上最著名的受害者是[9]约翰·肯尼迪(JohnF。Kennedy),他于1947年确诊,尽管他和家人总是强烈地加以否认,睁着眼睛说瞎话。事实上,肯尼迪不仅患有艾迪森病,还很幸运地带病生存下来。当时糖皮质激素(一种类固醇)还没有问世,80%的患者都在确诊后1年内死亡。

我们见面的时候,约翰·沃斯正在专注研究艾迪森病。“这可能是一种很悲伤的疾病,因为症状主要是食欲不振和体重减轻,很容易遭到误诊。”他对我说,“我最近看到了一桩病例,一位十分可爱的年轻姑娘,才23岁,未来充满希望,结果却死于艾迪森病,因为她的医生认为她患的是厌食症,把她送到了精神专科。事实上,艾迪森病是来自皮质醇(这是一种调节血压的压力激素)水平失衡。它的悲剧性在于,如果你纠正了皮质醇问题,患者可以在短短30分钟内恢复正常健康状态。她完全不必死。我工作的很大一部分内容是给全科医生办讲座,帮助他们发现常见的激素失调症。这类病常遭漏诊。”

1995年,内分泌学领域爆发了一场地震:纽约洛克菲勒大学的遗传学家杰弗里·弗里德曼(JeffreyFriedman)发现了一种没人料到会存在的激素。他把它命名为瘦素(leptin,来自希腊语中的“thin”)。瘦素不是内分泌腺产生的,而是脂肪细胞所产生。这是一个最惊人的发现。没有人曾想过,除了专属的腺体,激素也能在别的部位产生。事实上,我们现在知道,激素遍布人体:胃里、肺里、肾里、胰腺里、大脑里、骨骼里,到处都是。

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