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故國,我的大學 (六)

(2025-02-03 21:09:19) 下一個

機體的結構與功能是相關的,學習了人體結構之後就要學習機體功能活動規律,即生理學。有人說生理學從三百多年前哈維William Harvey)發現了血液循環係統開始就進入現代生理學時代。循環係統是結構與功能相結合的一個絕佳的例子。心髒是分成四個的,左邊的兩個腔分別是左心房和左心室,構成左心,右邊的兩個腔分別是右心房和右心室,構成右心,左心和右心是不通的,但各自的心房和心室是相通的,有瓣膜像門一樣的隻向心室方向開,保證血液隻能從心房向心室一個方向流動。進入心室的血液又被泵出來,進入與心室直接相連的大動脈,也有瓣膜開向大動脈,保證血液隻能從心室流向大動脈而不能返流回心室。右心室通過動脈把血液泵到肺裏進行氣體交換,然後再通過肺裏的靜脈回流到左心房,進入左心室並被泵到遍布全身的動脈,而全身的靜脈則把血液收集回流,通過右心房進入右心室並再次被泵到肺部,實現一次血液循環。動脈裏的血液是通過靜脈回流到心髒的,所以哈維還預測在動脈與靜脈之間應該被一些看不見的細小毛細血管鏈接起來的,在他死後才發現毛細血管,他沒有看到他的預言成真。

我爹患有肺氣腫,淤積在肺內的氣體造成肺內壓力升高,壓迫肺內血管,使血液流經肺部的阻力加大,右心室需要費更大的力氣泵血,久而久之右心室就積勞成疾,累趴下來了,造成肺心病,就是右心功能衰竭,進而全身靜脈回收到右心的血液不能被全部蹦出,造成積壓,很大一部分的血液淤積在毛細血管裏,如果液體從毛細血管裏向外滲透多餘向內吸收,就會形成水腫。這種因為心功能衰竭引起的水腫叫心原性水腫,最常見於下肢末端腳踝部位。

其實牛羊豬狗的心髒和人的心髒結構都一樣,那麽人是從牛進化來的,還是從狗進化來的?我們宿舍的大俠們就開始討論這進化論到底是怎麽一回事。其實我們誰也沒有讀過《進化論》或與其相關的書籍,但是我們就在那胡亂地辯論。陽城大俠和我是一夥的,我們兩個在宿舍裏也是有名的臭棋簍子,有一次和我下象棋,他看著棋盤琢磨了半天,興奮地大喊:“我吃你的炮!”說完,他拿起我的車就把他自己的炮吃掉了。他幕後觀棋不語的都看不下去了,他倒非常大度:“就這麽走吧,就當作是有部隊叛變起義了。”還有一次,我們在宿舍裏辯論共產主義能不能最終實現,我們倆的觀點是能實現,反方當然就是不能實現,爭論了半天最後落實到一個具體的問題,“共產主義社會有沒有三角戀愛?”根據當時我們辯論的理論根據,我倆隻能硬著頭皮否認。西山大俠在他的上鋪居高臨下,用食指指著我倆的頭頂:“說什麽?共產主義沒有三角戀愛?你們這是滅絕人性!”

這次關於進化的辯論,我們全宿舍都同意牛羊豬狗和人之間沒有進化關係,人不是從豬進化來的,問題就在於我們怎麽找到令人可信的證據。我倆的觀點是從胚胎發育找證據。在組胚課上,我們重視組織學的內容,但對胚胎學不太感興趣。人類胚胎發育大約9個月,前三個月是器官形成期,致畸物在懷孕的前三個月最危險。反應停就是孕婦在懷孕早期服用治療妊娠反應的,結果造成很多畸形兒的反應停事件。我們衛生係的專業課涉及到胚胎學內容的就是關於化學物的致畸作用,再就沒有用到胚胎學。怎麽從胚胎學看生物進化?陽城大俠不知從哪兒聽說的,人類進化的信息都儲存在受精卵裏了。在器官形成期的胚胎還看不出來人形,和其它胎生的哺乳動物的早期胚胎看起來都差不多。如果把人類的進化濃縮到這九個月的懷胎的話,起碼到心髒形成之時,人和哺乳動物的進化是走過相同的路線的,隻是到晚期人和動物才分開,至於從什麽時候才是分開的,從神經係統的發育可能更容易找到岔路口。低等生物沒有大腦,隻有脊髓,所以神經係統是從脊髓向大腦方向發育,而調節呼吸和心跳的低級中樞人和哺乳動物一樣都位於大腦底部與脊髓相連的部位,而哺乳動物不具備的語言高級中樞則位於大腦頂部皮層,表明人和哺乳動物進化分開的比較晚,人和哺乳動物可以說是表兄弟的關係。

相比於心髒,研究大腦比較難,大腦就看不出解剖結構與功能之間的關係,導致神經係統的功能研究比循環係統更難。大腦切開是實體器官,隻看到淡淡的灰質和大部分白質,表麵是皺皺巴巴的勾回,裏邊有一些很小的腦室,充滿了腦脊液,滿打滿算也還不到200毫升,大腦的這些結構與功能到底有哪門子關係根本就看不出來。發現循環係統二百多年以後發明了神經組織染色,才發現神經細胞原來是張牙舞爪地分出很多枝杈,而且枝杈之間還相互勾肩搭背的,並根據這些形態結構創立了神經網絡學說。後來好不容易弄出來一個反射弧的概念:感受器接收信號,經過傳入神經傳到中樞大腦,大腦一通分析研究之後,通過傳出神經把指令發送到效應器。舉一個例子,大腳趾頭踩到釘子被紮破,大腳趾頭就是感受器,被紮破作為一個信號通過傳入神經(也叫感覺神經)傳到大腦這個中樞,大腦研究發現這不是一個愉悅的感覺,趕緊發出指令,通過傳出神經(也叫運動神經)傳到作為效應器的腿部肌肉,抬起腳來,別再踩了。可神經反射信號到底是怎麽在神經裏運輸的根本就不清楚。從腳踩釘子到挪開腳正常人用不了一秒鍾,對於一個中等身材的人來說,信號從大腳趾頭傳入大腦應該是至少一米五的距離,從大腦再傳出來又是一米五,中間還有許多神經細胞在跑接力,神經細胞與骨骼肌纖維也交接棒,神經信號跑得快,交接棒也快。什麽性質的信號能像電一樣快?

最早是從高年級同學聽說的生物電概念。確實,生物有機體相比於木頭棒子是很好的導電體,我們能被電擊,救被電擊的人不能用手直接去拉他,而要用不導電的木頭棒子去捅他。人民衛生出版社統編教材《生理學》第二章就開始介紹細胞生理功能,細胞生理功能也同樣與細胞結構相關,在生理學上著重介紹的是細胞膜的結構與功能的關係。在中學時就知道細胞膜是磷脂雙層,體液不能自由出入細胞。在生理課上會進一步介紹細胞膜上的一些蛋白運輸通道控製細胞對物質攝取和排放,特別介紹了帶電的無機鹽離子,以鈉鉀離子為例,細胞外鈉離子濃度比細胞內鈉離子濃度高近十倍,而鉀離子正好相反,細胞外比細胞內低,在細胞膜內外兩側有一個很微小的內負外正電壓差,隻有幾十毫伏,受到刺激以後,電壓差會反轉為內正外負,通過微電極可以檢測到細胞電壓差的變化,這種變化會像波浪一樣在神經纖維上傳播,就是神經信號。神奇的是,從眼睛傳來的視覺神經信號和從耳朵傳來的聽覺神經信號都是這種電壓信號,但大腦處理後給我們卻分別是視覺和聽覺。如果大腦也能處理電腦信號,那我們就不用學習了,需要時隻要腦機連通就行了。

細胞生理這一章和感覺器官一章都是由山西醫學院喬健天教授編寫,但喬教授並沒有給我們上過課,當時給我們上生理大課的是吳博威教授,身長一米九,剛剛人到中年的樣子,但已經禿頂。吳教授給我們講過一個驗證快感中樞的實驗。小白鼠大腦某一部位手術植入電極,小白鼠腳踩踏板就通上電,該大腦部位就受到了電刺激,鬆開踏板則電刺激停止。如果該部位是快感中樞部位,小白鼠腳踩踏板就獲得快感,腳一鬆開快感就消失,當小白鼠發現了這個秘密以後,它就拚命地腳踩踏板,據講一分鍾腳踩踏板上百次。當我們看到某些人心裏有些小興奮,就形容說這人 “興奮的像個小白鼠”。至於“興奮的象打了雞血”是後來才聽到的說法。

細胞外液與血液裏血漿的離子成分是一樣的。既然細胞外液鈉離子濃度比細胞內液鈉離子濃度高,是不是意味著人的血液比人的肌肉更鹹?陽城大俠就跟我們講了一個故事,說他們村裏一個老頭年輕時曾吃過人肉。當時他們幾個人在森林裏迷路了,輾轉了好多天也沒有走出來,饑寒交迫,他們的同伴死後,他們就把屍體用來充饑,比較它嚐過的人體各部位後,他得出的結論是:“人的腳後跟最鹹。”

我對生理學最感興趣的是機體內環境穩態的反饋調節機製,包括正反饋和負反饋。所謂的穩態,就是機體內部環境的穩定狀態,比如正常體溫,正常的體液PH值,正常的血壓,正常的血糖濃度,等等。所謂的負反饋,以血糖為例, 當血糖升高時,胰島素分泌使血糖下降,當血糖降低時,胰高血糖素分泌使血糖升高,這就是血糖的負反饋調節,是一種矯枉過正式的調節機製,使機體的正常生理指標處於一種動態的波浪式的穩定狀態,是一個耗能的狀態。當這個波浪式的穩態變成一條直線,那就意味著生命的終結,在電影搶救室監測器上經常看到這種現象。對於一個植物人來說,不動用四肢跑馬拉鬆,也不動用大腦思考,但照樣需要供給食物或其它方式的能量來源,因為需要維持穩態這種最基本的生命特征。

對於血糖的反饋調節,如果是正反饋調節,當血糖升高時,胰高血糖素分泌使血糖越來越高,現在我們都知道不是這樣的。那什麽時候用正反饋調節機製呐?往往是我們機體要擺脫某物時利用正反饋調節讓它快點離開。順產分娩生小孩就是這樣的一個正反饋調節機製。順產時胎兒腦袋先抵達宮頸口,胎兒腦袋對宮頸的擠壓刺激腦垂體分泌催產素,以刺激子宮壁平滑肌收縮,向下擠壓胎兒繼續加大力度擠壓宮頸,受到更強烈擠壓的宮頸向腦垂體求救分泌更多催產素,最後胎兒被擠出來了,母體終於擺脫了胎兒。如果是負反饋,胎兒的腦袋擠壓宮頸後催產素分泌減少,宮縮下降,那孩子還能生出來嗎?這個分娩的例子是來美國後重新複習學來的,在大學時學到的正反饋例子是拉屎撒尿。撒尿就是尿道括約肌開閘放水,此時尿液流經尿道刺激膀胱壁收縮擠壓使尿液快速排空,如果是負反饋,尿液流經尿道刺激膀胱壁舒張,膀胱內壓下降,尿液下流減慢,那我們撒泡尿需要多長時間還真就不好計算了。

生理學越來越壯大,後來從中分出其它分支學科,包括生物化學、營養學、藥理學、病理生理學等基礎學科。像血糖的調節就是主要在生物化學課上講的。第二年的上學期,除了生理學,我們還有生物化學課。第一個上階梯教室大課的是鴻仁教授,一口東北口音,聽說是沈陽人,給我們講生物大分子蛋白質,首先介紹蛋白質的營養學,我們每天要代謝並損失蛋白質,所以我們應該每天從食物補給,蛋白質的最好食物來源是魚肉蛋奶,但我們現在還不能保證每天充足供應這些優質蛋白,因為我們還是社會主義的初級階段,課堂一陣哄堂大笑。有一次他板書了半個黑板,同學們跟著做筆記也把這半個黑板的內容都筆錄下來了,結果突然發現不對了,把黑板上的內容全搽掉,結果教室裏一片唉聲歎氣。單教授在講台上直直地站著,自我調侃地說:“有錯就改,改了就好嘛。”相對比較年輕的張祖珣老師講新陳代謝,合成膽固醇的一個中間代謝產物叫β--β-甲戊二酰輔酶A,名稱很複雜,張老師三字一頓地教我們:貝塔羥、貝塔甲、戊二酰、輔酶A,至今回想起來她的聲音還能在我的耳畔回響。

當時的生化教研室主任是劉德文教授,講課非常清晰,他的嗓音回想起來也是就在耳邊。講電解質鈉鉀平衡時,他最後給我們總結:鈉是“多吃多排,少吃少排,不吃不排”。而鉀則是“多吃多排,少吃少排,不吃也排”,以為總結到此就結束了,他卻又加上一句,“有尿就排”,印象非常深刻。生化課結束時,他給我們介紹他在歐洲幾個國家的見聞與經曆,鼓勵我們要誌存高遠。比如,他講到實驗室裏一個年輕的歐洲同事,家裏很有錢,劉教授跟他聊的大意就是,“你為什麽不利用家裏條件好好享受,而偏要每天來辛苦上班做實驗”,結果這個同事非常激動:“米斯特劉,你,你侮辱我!”這在當時都是非常新鮮的國外故事,我很喜歡聽劉老師跟我們分享他的國外經曆,但不知為什麽有些同學認為劉老師是在炫耀他自己的國外遊學經曆。

 

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