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主题:【原创】胰岛素传奇 -- 爱莲

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家园 【原创】胰岛素传奇 (2):巴甫洛夫的狗(怕血的慎入)

现在我们知道胰岛素是人体内的胰脏分泌的一种激素,其作用是控制血液中血糖的平衡。那胰脏在人体内处于什么位置、是什么样子的呢?

下图所示的“ Pancreas ” 便是胰脏,从图看上去,它像一座桥一样,跟左右两个肾脏(Kidney) 紧挨着。其实,胰脏在我们体内是一个大而细长的葡萄串状的腺体,横于胃后,居脾脏和十二指肠之间;其右端(胰头)较大、朝下,左端(胰尾)是横着的,尾部靠着脾。胰脏的分泌液经胰管输入十二指肠,其中含有各种消化酶。

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人体内胰脏的位置

希腊人在两千三百年前就注意到了这个外形特殊的器官,但一直不知道它有什么用。直到1869年,德国医生、病理学家保罗•兰格尔翰斯(Paul Langerhans)才给了个说法。

兰格尔翰斯是个天才,他的父亲就是医生,他子承父业,22岁的时候便完成了医科的学业。在他的毕业论文里,他描述了胰脏在显微镜下有一些与周围组织不同的岛状细胞团,也就是我们今天所说的“胰岛。”

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显微镜下的胰脏橫切面〈中间颜色较淡的部位是胰岛〉

说兰格尔翰斯是天才并不是因为他观察到了那种岛状细胞团,而是他准确地推测了那种岛状细胞团可能是分泌激素的。当时,人们对他的推测不以为然,他的一位论文评委说他的工作毫无新意,认为那些“胰岛” 不过是一些淋巴结,而兰格尔翰斯只不过是希望以此来博得评委们的同情,好混个学位走人了之。

科学是经得起时间的考验的。今天,没人知道那位评委的名字,却记住了兰格尔翰斯的发现。可好人没长命,兰格尔翰斯后来历经磨难,生过肺疾核,最后死于尿毒症,年仅41岁。为了纪念他,人们将“胰岛” 也称之为“兰格尔翰斯岛。”

“胰岛” 虽然被发现了,它确切的功能直到20年后的1889年,才被兩位德国科学家梅林〈J.von Mering〉和明考斯基〈O. Minkowski〉将狗的胰脏切除后,才算确认了。

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胰脏在狗体内的位置

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开了膛的狗

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狗的胰脏(最下面的Pancreas)

那是一个非常巧妙的实验,只不过看上去有些残忍。狗是人类最忠实的朋友,特别是在西方世界,狗是残害不得的。这两人为什么会设计出这样的实验,将给狗开膛破肚,把胰脏摘除的呢?

这一实验方法源自另一位大名顶顶的科学家,以研究狗的条件反射现象而闻名与世的俄国科学家巴甫洛夫(1849年9月14日—1936年2月27日) 。

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伊万•彼得罗维奇•巴甫洛夫(Ivan Petrovich Pavlov)

巴甫洛夫是一位很了不起的生理学家,他的父亲是位牧师,收入微薄,母亲是牧师的女儿,也是牧师的老婆。因为穷,她不时还需要去富人家做女佣以贴补家用。巴甫洛夫是家里 5 个孩子中的长子,他穷人的孩子早当家,运气也不错,赶上了沙皇亚历山大二世颁布法令,允许家庭贫穷但有天赋的孩子免费上学。巴甫洛夫两个条件都符合,便得到了免费的小学和中学教育。中学毕业后,他起初上的是神学院,打算做传教士,后来对自然科学产生了兴趣,便放弃了神学,于1870 年进了圣彼得堡大学,改学自然科学,专攻生理学。

巴甫洛夫的手很巧,他通过非常巧妙的外科手术,将狗的食管进行改道。那些被改造了狗,有的吃了食物到达不了胃里,有的食物被直接送进胃里却没通过嘴和食管,以此来研究各种食物与唾液和消化液的关系。

除了食管和胃之外,巴甫洛夫对胰脏也做过详细的研究,他对胰脏分泌物消化功能的确认,成为他1904年获得诺贝尔生理与医学奖的原因之一。可在他对胰脏的研究中,却没有注意到胰脏还有调节血糖的功能。

巴甫洛夫从早期对心脏和消化系统的研究,进一步拓展到狗对食物的诱导反应方面。他意外地发现,除食物之外, 在食物出现之前的其他刺激,比如送食物来的人员或其脚步声等等,也会引起狗的唾液分泌。这就是所谓的"巴甫洛夫的效应。" 此一发现,使他不仅名噪一时,也流芳千古。

巴甫洛夫在狗身上所建立的条件反射规律,仰仗于他有一个能够精确地测量狗所流出的口水的方法。与研究狗的消化系统类似,他用外科手术,在狗的腮部唾腺位置连接了一条导管,引出唾液,并用仪器记录下唾液分泌的滴数。

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巴甫洛夫的条件反射的装置

此图便是巴甫洛夫所使用的装置,看上去跟萨达姆被绞的绞架有些相似。根据巴甫洛夫在诺贝尔奖颁奖仪式上的讲话,他的实验室给狗做外科手术的时候,一滴血也不会流,他开过刀的狗都很快乐。

也许被巴甫洛夫开过刀的那些狗真的很快乐,可被梅林与明考斯基切除了胰脏的那些狗就没有那么幸运了。他们发现,将健康狗的胰脏切除后,那些无胰脏的狗虛弱不堪,而且尿多,那种尿液还吸引了许多蒼蠅。经过分析,他们发现那种无胰脏狗尿的含糖量很高,类似于糖尿病人尿中所含的糖份。

如此一来二去,巴甫洛夫确立了胰脏的消化功能,梅林与明考斯基则确立了胰脏是导致糖尿病的病因。其后的二十年间,许多研究者想从胰脏中分离出能夠抑制糖尿病的物质,却沒有成功。后来,几位加拿大科学家(多伦多的,很多河友们应该都见过的)又想起了巴甫洛夫的狗,才将迷团解开。

(待续)

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