貝爾納對(duì)機(jī)體環(huán)境的論述

學(xué)習(xí)永遠(yuǎn)不晚。

——高爾基

機(jī)體生存在兩個(gè)環(huán)境中。一個(gè)是不斷變化的外環(huán)境，另一個(gè)是比較穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。貝爾納是這樣認(rèn)為的。

內(nèi)環(huán)境是圍繞在細(xì)胞周?chē)捏w液，包括血液、淋巴、組織液等。深居于機(jī)體的內(nèi)部，為機(jī)體的細(xì)胞提供了一個(gè)適宜的生活環(huán)境。內(nèi)環(huán)境本身的一個(gè)很大特點(diǎn)，就是它的理化性質(zhì)變動(dòng)得非常小。例如它的組成成分的數(shù)量和性質(zhì)，都是相當(dāng)恒定的。如從狗的血清和組織液內(nèi)所含的離子相對(duì)成分來(lái)說(shuō)則K為6．62，Ca為2．8，Mg為0．76、Cl為139，而且，所有哺乳動(dòng)物和人其血清和組織液中的離子成分非常相近。再如血液的PH，正常時(shí)為7．4。它的變動(dòng)范圍一般僅在7．35～7．47。最大變化范圍在7．0～7．8。超過(guò)這個(gè)限度，機(jī)體就不能生存了，這是多么令人驚奇的穩(wěn)定程度。這里不妨再舉一個(gè)例子。18世紀(jì)英國(guó)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)生理學(xué)家勃來(lái)登于1775年進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)指出：如果空氣干燥，人可以在120℃室溫下停留15分鐘，并無(wú)不良反應(yīng)，體溫仍可保持穩(wěn)定。在此溫度下，只用13分鐘，就可使一盤(pán)牛肉烤熟。這說(shuō)明人或高等動(dòng)物維持體溫恒定的能力是極強(qiáng)的。但是需要注意，若在濕度飽和的空氣中，室溫雖然只有48℃～50℃，人只能忍耐很短的時(shí)間。這是因?yàn)楹挂翰荒苷舭l(fā)的緣故。也正是因?yàn)閮?nèi)環(huán)境變動(dòng)得非常小，就能在機(jī)體的外環(huán)境不斷變化的情況下，使細(xì)胞有更大的活動(dòng)自由。貝爾納還觀察到，高等動(dòng)物機(jī)體許多特性保持的恒定程度比低等動(dòng)物的要大。他認(rèn)為，這種差異是由于在進(jìn)化上逐漸發(fā)展了一個(gè)內(nèi)環(huán)境的緣故。根據(jù)這些觀察，他總結(jié)出一句話(huà)：“內(nèi)環(huán)境恒定是機(jī)體自由和獨(dú)立生存的首要條件?！?/p>

這被有識(shí)之士認(rèn)為是貝爾納對(duì)生命現(xiàn)象高度概括的具有豐富內(nèi)容的一句名言。貝爾納認(rèn)為身體內(nèi)所有的活命機(jī)制，盡管種類(lèi)不同，功能各異，但是只要一個(gè)目的，那就是：使內(nèi)環(huán)境保持恒定。這也是他的一個(gè)高度概括的極為精辟的見(jiàn)解。因?yàn)橐坏﹥?nèi)環(huán)境恒定遭到破壞，生命即告終止。這樣看來(lái)，對(duì)多細(xì)胞動(dòng)物的細(xì)胞來(lái)說(shuō)，內(nèi)環(huán)境不僅提供了一個(gè)供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和排除代謝尾產(chǎn)物的媒介，而且也提供了一個(gè)穩(wěn)定的生活環(huán)境。

磷脂與膽固醇的結(jié)合方式

人體進(jìn)行新陳代謝的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是一系列復(fù)雜的、相互關(guān)聯(lián)的生化反應(yīng)的過(guò)程。而且主要是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的。這些生化反應(yīng)都離不開(kāi)水。體內(nèi)水的容量和分布以及溶解于水的電解質(zhì)濃度都由人體的調(diào)節(jié)功能加以控制。使細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外體液的容量、電解質(zhì)濃度、滲透壓等能夠經(jīng)常維持在一定的范圍內(nèi)。這就是水與電解質(zhì)平衡。這種平衡是細(xì)胞正常新陳代謝所必需的條件，是維持人體生命，維持各臟器生理功能所必需的條件。

但是，這種平衡可能由于疾病、創(chuàng)傷、感染等侵襲或不正確的治療措施而遭到破壞。如果機(jī)體無(wú)能力進(jìn)行調(diào)節(jié)，或超過(guò)了機(jī)體可能代償?shù)某潭缺銜?huì)發(fā)生水與電解質(zhì)紊亂。當(dāng)然，水與電解質(zhì)平衡紊亂不等于疾病本身。它是疾病引起的后果，或同時(shí)伴有的現(xiàn)象。討論和處理水與電解質(zhì)平衡紊亂問(wèn)題，不能脫離原發(fā)病的診斷和治療。不過(guò)，當(dāng)疾病發(fā)展到一定階段，水與電解質(zhì)平衡紊亂問(wèn)題甚至可以構(gòu)成威脅生命的主要因素。因此，對(duì)于每一個(gè)臨床醫(yī)生來(lái)說(shuō)，正確理解水與電解質(zhì)平衡紊亂問(wèn)題的基本概念和生理原則，對(duì)于提高醫(yī)療質(zhì)量，特別是救治危重病人都十分重要。

人體的組織由內(nèi)部含有體液的細(xì)胞組成，而細(xì)胞又浸浴在體液之中，于是，構(gòu)成了兩大體液間隙：細(xì)胞內(nèi)液間隙和細(xì)胞外液間隙。細(xì)胞外液成為細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境。這兩種體液固然有著明顯的差異，各種電解質(zhì)的濃度截然不同，但是兩者之間卻維持著相應(yīng)的平衡。人體水與電解質(zhì)如此組成和平衡，在生理上有重大意義。它的由來(lái)可以追溯到生命的起源。大家知道，地殼年齡約40億年，海洋的形成約在15～20億年前，早期海洋沉積物少，幾乎是淡水，由于陸地上各種各樣礦物質(zhì)，或多或少溶在水里，由河流灌入海洋，海水的成分發(fā)生了改變。按地質(zhì)年代劃分，寒武紀(jì)以前，遠(yuǎn)古的海洋內(nèi)，鉀的含量遠(yuǎn)比現(xiàn)代海洋高。而鈉鹽的含量較少。到7億年前，海洋的鈉鹽的含量才達(dá)到現(xiàn)在的60%。生命起源于海洋，海水具有維持生命的微妙性能：

1．海水不僅是電解質(zhì)的溶劑，也是氧和二氧化碳的溶劑。但是二氧化碳易于揮發(fā)，很容易從海面逸散。

2．海洋容量很大，海水的溫度、氫離子濃度和滲透壓都較穩(wěn)定。

3．海水的成分改變極為緩慢，以?xún)|年計(jì)，才顯示其變化。

海洋的上述性能，為生命的維持和發(fā)展，提供了理想的環(huán)境。人類(lèi)以及其他脊椎動(dòng)物的細(xì)胞內(nèi)液具有普遍的共性，即鉀的含量較高，與細(xì)胞外液不同。根據(jù)推測(cè)，人類(lèi)細(xì)胞內(nèi)液的電解質(zhì)組成近似寒武紀(jì)以前，遠(yuǎn)古時(shí)期的海水，與現(xiàn)代的海水不同。這是生命起源于海洋的一種遺跡，也是一個(gè)佐證。億萬(wàn)年過(guò)去了，自然的演變使地球經(jīng)歷了無(wú)數(shù)的變化。海水的組成變了，海內(nèi)生物也相繼適應(yīng)了這個(gè)環(huán)境的變化。隨后，有的生物脫離了廣闊的海洋，向陸地遷移。這些生物在遷移的過(guò)程中，在它們的體內(nèi)帶上了個(gè)小“海洋”，把海水環(huán)境封閉在一個(gè)狹小的細(xì)胞外間隙中，成為體液的一個(gè)組成部分。這樣，生物生存的環(huán)境變了，但是，細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境仍然不變。昔日的海水，相當(dāng)于今日的細(xì)胞外液，細(xì)胞依然浸浴在海水之中。這是生物進(jìn)化中耐人尋味的演變。

細(xì)胞內(nèi)液——相當(dāng)于寒武紀(jì)前遠(yuǎn)古的海洋。

細(xì)胞外液——相當(dāng)于寒武紀(jì)后，現(xiàn)代以前的海洋。

一個(gè)富有興趣而重要的問(wèn)題是：內(nèi)環(huán)境是怎樣發(fā)生的？這曾經(jīng)引起過(guò)許多科學(xué)家的研究和注意。

一般認(rèn)為，生命起源于海中。在海中，生物從最原始形式發(fā)展到較復(fù)雜的形式。此后，有的仍舊居住在海中，有的則移向淡水，有的甚至進(jìn)而移行到陸地上生存。單細(xì)胞生物生活在海中，它的環(huán)境只有一個(gè)，那便是它周?chē)乃Ｋ梢韵蛩峁┦澄锖脱鯕?，又可以把它排泄出的廢物帶走。這樣，它的命運(yùn)也便完全由這個(gè)外環(huán)境來(lái)決定。水在，就可以繼續(xù)生存，水枯，就不能免于死亡。但是海水的量是那么浩瀚，海水的性質(zhì)變動(dòng)得也非常慢。由于海水的比熱比較高，大量的熱也只能使海水的溫度產(chǎn)生極小的變化。由于海水的粘滯度比較大，在劇烈的機(jī)械動(dòng)蕩下它受的影響也很小。因此，對(duì)單細(xì)胞生物來(lái)說(shuō)，環(huán)境是很穩(wěn)定的。

細(xì)菌的形態(tài)

但是，由單細(xì)胞發(fā)展為多細(xì)胞生物，情況就不同了。若僅依靠水為唯一的環(huán)境，那么，那些在外面的細(xì)胞離海水近，就會(huì)“近水樓臺(tái)先得月”，而那些深居于內(nèi)部的細(xì)胞，就會(huì)因?yàn)榈貌坏綘I(yíng)養(yǎng)，排泄物不能排泄而死亡。生物進(jìn)化也就不可能。但是，正是由于產(chǎn)生了內(nèi)環(huán)境，才敲開(kāi)了生物進(jìn)化的第一道大門(mén)。如果我們比較一下不同動(dòng)物體液內(nèi)所含的離子的相對(duì)成分，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)重要現(xiàn)象：從低等到高等動(dòng)物，包括淡水動(dòng)物和陸生動(dòng)物，它們體液中的離子成分非常相似。因此，使人推想，它們是否有一個(gè)共同來(lái)源呢？在20世紀(jì)20年代，麥卡拉姆曾提出一個(gè)重要理論：一切動(dòng)物的體液皆導(dǎo)源于海水。他認(rèn)為，原始有機(jī)體的細(xì)胞是與其周?chē)暮Ｋ噙m應(yīng)的。隨著動(dòng)物的進(jìn)化，體腔與外界隔開(kāi)，被包入體內(nèi)的體液，雖然經(jīng)多種演化，但是，還保持其在體腔封閉前與原始海水相似的成分。

溶酶體的降解功能

如果這個(gè)論斷是正確的話(huà)，那么，我們的血液只不過(guò)是經(jīng)過(guò)了或多或少改變的海水而已。但是為什么我們?nèi)说难灞群Ｋ邢鄬?duì)更多的鉀和更少的鎂呢？麥卡拉姆認(rèn)為，根據(jù)地質(zhì)學(xué)家的估計(jì)，原始的或古代的海水中含有比現(xiàn)代海水更多的鉀和更少的鎂。自那以后，由于不同的化合物沉積于海底，以及江河逐漸沖刷陸上的一些鹽類(lèi)到海里，就使得現(xiàn)代的海水含有更少的鉀和更多的鎂。麥卡拉姆還相信，脊椎動(dòng)物發(fā)源于原始脊椎時(shí)代的海水中。那時(shí)海水的成分與現(xiàn)代脊椎動(dòng)物的血清的離子成分極為近似。這樣，原始脊椎時(shí)代海水的成分，卻由脊椎動(dòng)物的細(xì)胞外液保持下來(lái)。

總之，麥卡拉姆觀點(diǎn)的要點(diǎn)是，生命在若干萬(wàn)年前發(fā)源于海水中。不同動(dòng)物的血液系統(tǒng)在不同的時(shí)間封閉起來(lái)與海水隔離，但它們的后代的血液成分，卻一直由于遺傳關(guān)系原封不動(dòng)地保存下來(lái)。以上麥卡拉姆關(guān)于內(nèi)環(huán)境導(dǎo)源于海水的理論看起來(lái)確實(shí)是夠吸引人的，但是，后來(lái)的研究者認(rèn)為，他的看法顯得太簡(jiǎn)單了。這是他的理論的最大的弱點(diǎn)。如果我們把海中的一個(gè)無(wú)脊椎動(dòng)物，例如海蟹，放置在稀釋的海水中，那么，我們會(huì)看到，它體內(nèi)的鹽類(lèi)會(huì)逸出到周?chē)?。如果我們將鉀離子注入這個(gè)動(dòng)物的體內(nèi)，很快就會(huì)看到鉀離子也由體內(nèi)逸出到周?chē)小＿@說(shuō)明離子是可以透過(guò)動(dòng)物的體表面的。因此，動(dòng)物的血液系統(tǒng)在進(jìn)化中封閉后，不可能長(zhǎng)期保持其成分不變。它與外環(huán)境必然存在著一種主動(dòng)的生理過(guò)程以維持二者之間的動(dòng)態(tài)平衡。如果以上觀點(diǎn)是正確的話(huà)，那么我們將會(huì)看到，當(dāng)動(dòng)物的排泄器官在進(jìn)化中變得更為有效時(shí)，它的血清和海水成分的差別將越來(lái)越大。最后，關(guān)于內(nèi)環(huán)境來(lái)源于海水的理論，可以作如下幾點(diǎn)結(jié)論：

1．在過(guò)去很早的一個(gè)時(shí)期，海水的成分適宜于生命的發(fā)生，生命發(fā)源于海洋。

2．今日的動(dòng)物，雖然都是多少萬(wàn)年以來(lái)沿著不同的進(jìn)化道路演變的產(chǎn)物，但它們體液中的離子成分卻非常的相似。這使人設(shè)想：體液來(lái)源于原始的海水。

3．原始的海水比現(xiàn)代海水含有更多的鉀和更少的鎂。而正是那個(gè)時(shí)候，海水的成分與今日動(dòng)物血清的成分極為相似。

4．自從動(dòng)物的體腔與原始海水隔開(kāi)以來(lái)，其血清的成分并不是靜止地靠遺傳影響保留下來(lái)的，而是靠主動(dòng)過(guò)程的泵的作用，與外環(huán)境保持著動(dòng)態(tài)平衡。排泄器官起著重要作用。動(dòng)物越進(jìn)化，其維持內(nèi)環(huán)境與現(xiàn)代海水成分的差別的能力就越強(qiáng)。