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交互之感——發現去甲腎上腺素

提要:人在應激狀態,如大出血,缺氧、憤怒、恐懼之時,機體內各個臟器會迅速動員起來,交互感應,施以援手,在交感-腎上腺系統的協調下,統一行動,使心跳加快,血壓上升,支氣管擴張

提要:人在應激狀態,如大出血,缺氧、憤怒、恐懼之時,機體內各個臟器會迅速動員起來,交互感應,施以援手,在交感-腎上腺系統的協調下,統一行動,使心跳加快,血壓上升,支氣管擴張,瞳孔擴大,血糖濃度增高,以幫助機體度過難關。各臟器交相呼應,交互感應,即為“交感”。


一、山羊的腎上腺提取物

1893年的秋天,英國醫生奧勒弗(G.Oliver)閑來無事,自行研制出一種儀器,通過這臺儀器,他可以測定各種動物腺體對橈動脈的作用。

在實驗中,他發現,隻要受試者吞下山羊的腎上腺提取物,就能用這臺儀器檢測到橈動脈的收縮。

要知道,腎上腺提取物經過胃腸道之後將有90%以上都要失去活性,而這臺儀器竟然還能測出橈動脈的搏動,真的是很靈敏。

橈動脈為什麼會收縮呢?

為瞭弄清這個問題,這年冬天,他前往倫敦大學,向生理學教授沙弗請教。兩人研究瞭一個冬天,發現除瞭腎上腺的提取物之外,腺垂體的提取物竟然也具有很強的生理活性!

他們發現,用水、乙醇和甘油從腎上腺中提取的物質對活體動物的血管、心臟和骨骼肌都具有強烈的興奮作用。

很快,腎上腺的提取物開始在德國市場出售。(莫非是當“大力丸“”賣瞭?)

二、分離、提純與生產腎上腺素

1897年,霍普金斯大學的生理學教授艾貝爾(J.J.Abel)分離得到瞭不純的腎上腺有效成分,並將之命名為“腎上腺素”(adrenaline,epinephrine,英文大寫縮寫為 :A 或 E)。

1902年,沙弗的兩位同事,貝裡斯(William Maddock Bayliss ,1860-1924)和斯塔林(Ernest Henry Starling,1866-1927)創造瞭“激素”(“hormone”,音譯“荷爾蒙”)這個詞。

1901年,日本工業化學傢塔卡明(Takamine Jokichi,高峰讓吉,1854-1922)解決瞭腎上腺素提取工藝中的一個難題,成功地從大約一萬頭公牛的腎上腺中分離出大約4克腎上腺素結晶,命名為“Adrenaline”,並獲取瞭專利。

1905年,德國化學傢施托爾茨解決瞭還原反應後的分離提純問題,終於在實驗室中獲得瞭腎上腺素的純品,並於次年投入生產,這是人類歷史上第一次用人工方法合成激素。

三、腎上腺素實驗

化學傢們合成瞭與天然物相同的腎上腺素,接下來,該生理學傢登場瞭!

他們紛紛開始用這種物質為動物進行註射,並且觀察到瞭一系列生理反應:

1埃利奧特的設想

1902年,英國劍橋大學的學生托馬斯·埃利奧特(T.R.Elliott)(對,就是那位瞭啟發奧托·洛伊在夢中設計出蛙心灌註實驗的學生)給動物註射瞭腎上腺素,看到這種激素能引起許多器官發生反應,而這些反應竟然跟電刺激交感神經所引起的反應極其相似!

於是,他就猜想,腎上腺素可能就是交感神經末梢釋放的化學刺激物——這或許是有史以來關於神經遞質存在的最早暗示,遺憾的是,他本人沒有重視這個設想,而他的導師——著名的生理學傢約翰·蘭格利也不支持他做進一步的研究。

後來,埃利奧特轉入臨床工作,成為瞭倫敦大學的一名內科教授。

2 奧托·洛伊與亨利·戴爾的實驗

幾年以後,埃利奧特的朋友,亨利·戴爾也發現註射腎上腺素可以增強交感神經的作用,這說明刺激交感神經可以產生一種類似於腎上腺素的物質作為遞質。

但遺憾的是,戴爾也沒有循著這個思路繼續研究,用他自己的話來說,就是“我覺得已經接近真理,我好不容易爬行到此,現在需要短暫的歇一歇瞭。”(天哪!他歇著去瞭!)

而發現迷走物質的奧托·洛伊也曾經做過刺激灌註蛙心的交感神經的實驗,發現瞭加速心跳的“交感物質”,可“交感物質”究竟是什麼?誰都說不清。

轉眼到瞭三十年代。

3坎農的猶疑

美國哈佛大學的生理學傢坎農( Walter Bradford Cannon,1871-1945年)認為,這個神經遞質就是腎上腺素。

但不久後他又做出瞭更正,認為這個物質並不完全與腎上腺素相同,而是一個“特異而又未知的因子”,並將其命名為交感素,將引起興奮作用的稱為“交感素E”,而引起抑制作用的稱為“交感素I”。

1936年,洛伊也加入瞭論爭的行列,認為在蛙心提取液中的交感活性物質就是腎上腺素。

四、原來交感神經釋放的是——去甲腎上腺素

以上都是序幕,終於輪到主角登場!

他就是瑞典生理學傢烏魯夫·馮·奧伊勒(Vlf von Euler,1905-1983年)。

他發現,如果切除瞭動物的腎上腺,血液中的腎上腺素就消失瞭,但是去甲腎上腺素的濃度變化卻不大。

這說明去甲腎上腺素並不是由腎上腺釋放的,而是來自交感神經節後纖維。

1946年,奧伊勒成功地從人體內分離出這個擬交感物質——去甲腎上腺素!

他認為,無論從生物學作用上,還是在化學結構上,交感神經興奮後所釋放的主要遞質就是——去甲腎上腺素。

(這可是正瞭八經由交感神經釋放的遞質啊!所以在臨床上還有個別名——正腎素!根正苗紅!而大名鼎鼎的搶救藥物腎上腺素呢,主要是由腎上腺髓質釋放的,隻能被稱為——副腎素!)

自此,幾十年的爭論終於得以平息。

五、應激狀態下的交互感應

一般情況下,我們每一個人機體內環境的穩定,都是靠自主神經系統在不知不覺中維持著,不受意識的控制。

但是,當機體陷於應激狀態時,比如大出血,缺氧、憤怒、恐懼等,機體內各個臟器就要迅速動員起來,交相呼應,交互感應,在交感-腎上腺系統的協調下,統一行動,以幫助機體度過難關。

去甲腎上腺素(由交感神經節後纖維釋放)與腎上腺素(由腎上腺髓質釋放)一起,並肩作戰,使心跳加快——血壓上升以保證供血;支氣管擴張——加強供氧;瞳孔擴大——看清周遭情況;血糖濃度增高——加快釋放能量,為逃跑或戰鬥做好準備。

正是這些臟器的協調一致,交互感應並施以援手,才使得機體得以度過難關。

“交感”之意正在於此。

交感神經節後纖維正是靠釋放去甲腎上腺素這種神經遞質,才實現瞭這些反應。

六、發現前列腺素

奧伊勒一生中除瞭成功分離去甲腎上腺素,並證實其為交感神經節後纖維釋放的遞質之外,他還有另一大成就——就是在1935年,從人類的精液中提取出一種全新的激素——前列腺素。

雖然後來證明這是一個誤稱,因為它不僅在精液中存在,也可以在身體的許多組織中存在,但是他推想這是一種脂肪類物質,則是正確的。

由於他對交感神經遞質更感興趣,就將這一課題交給瞭學生貝裡斯特倫(Sune K.Bergstrom,1916-2004年)。

後來,貝裡斯特倫成功的分離和純化瞭前列腺素,榮獲瞭1982年諾貝爾生理學或醫學獎。

奧伊勒出身科學世傢,其父馮·奧伊勒·歇爾平(Hans von Euler-Chelpin)是1929年諾貝爾化學獎的獲得者,其母阿絲蒂·開爾文(Astrid Cleve)是一位植物學傢,而外祖父佩·T·開爾文是銩元素鈥元素的發現者,是烏普薩拉大學的化學教授。

虎父焉能有犬子,在傢庭濃鬱的學術氛圍影響下,奧伊勒自小就喜愛自然科學,並最終選擇瞭醫學作為自己的終身事業。

1966年,奧伊勒被選為最有權威的諾貝爾基金會主席,任職9年,並於1970年榮獲諾貝爾生理學及醫學獎。

奧伊勒將自己畢生的精力都奉獻給瞭人類的科學事業。

從奧勒維與沙弗最早對山羊的腎上腺進行研究,到後來腎上腺素的分離提純,歷經五十餘年,由數位化學傢與生理學傢共同努力,才最終確立瞭去甲腎上腺素作為交感神經所釋放的神經遞質的地位。


如果去甲腎上腺素完成瞭使命,它又是怎樣消失的呢?

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