內(nèi)分泌生理學(xué)的誕生

人體是一個(gè)復(fù)雜的整體，人體的調(diào)節(jié)由很多系統(tǒng)共同作用來完成，這些系統(tǒng)之中有一個(gè)就是內(nèi)分泌系統(tǒng)，它與神經(jīng)系統(tǒng)相互合作使機(jī)體各部分共同活動(dòng)，從而成為一個(gè)協(xié)調(diào)的整體。20世紀(jì)，內(nèi)分泌研究取得了許多成就。內(nèi)分泌生理學(xué)和神經(jīng)生理學(xué)一樣是現(xiàn)代生理學(xué)的重要分支。

豚鼠

1855年，貝爾納在研究胰腺的功能時(shí)，發(fā)現(xiàn)了胰臟的內(nèi)分泌功能，他在這個(gè)研究的基礎(chǔ)上提出了內(nèi)分泌的概念，內(nèi)分泌概念的提出標(biāo)志著內(nèi)分泌學(xué)的萌芽。其實(shí)早在18世紀(jì)，法國人利尤特德已經(jīng)從解剖學(xué)上研究了一些無管腺，他的同時(shí)代人伯德指出每個(gè)腺體或器官會產(chǎn)生一種特殊的物質(zhì)，這種特殊的物質(zhì)進(jìn)入血液后會保持機(jī)體功能的相對平衡。1889年，72歲的賽柯德把狗和豚鼠的睪丸提取物注射到自己身體內(nèi)，感覺到自己的精神明顯好轉(zhuǎn)。他努力宣傳這種物質(zhì)具有的神奇作用，他的宣傳引起了內(nèi)分泌研究界的震動(dòng)，內(nèi)分泌研究在此之后得到了發(fā)展，因此他被人稱為“內(nèi)分泌學(xué)之父”。1902年，斯達(dá)林和貝魯斯發(fā)現(xiàn)了促胰液素。他們用實(shí)驗(yàn)證明動(dòng)物體內(nèi)有些細(xì)胞可以制造出一些化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)通過血液作用于其他器官。1905年，他們運(yùn)用“激素”這個(gè)詞來表述這類化學(xué)物質(zhì)。幾年之后，潘德將激素引入了內(nèi)分泌學(xué)，這標(biāo)志著內(nèi)分泌學(xué)正式誕生。

內(nèi)分泌生理學(xué)的探索

任何科學(xué)的探索都有一個(gè)摸索的階段，內(nèi)分泌學(xué)研究起初只是對個(gè)別的內(nèi)分泌腺和激素進(jìn)行研究。每一種激素的發(fā)現(xiàn)和闡明都有一個(gè)不平凡的過程，比如甲狀腺的研究就經(jīng)過了很多人的努力才得以完善。

1850年，查丁通過研究發(fā)現(xiàn)，地方性甲狀腺腫與呆小癥發(fā)生的地區(qū)的水土和食物中缺碘。早在2000多年前的中醫(yī)文獻(xiàn)中，就有“山居多癭”“海藻治癭”這樣的記錄，癭就是現(xiàn)在所說的地方性甲狀腺腫?！昂Ｔ逯伟`”現(xiàn)在看來也是有科學(xué)根據(jù)的，因?yàn)楹Ｔ逯泻写罅康?。查丁提出地方性甲狀腺腫是由于缺碘所引起，并提議在甲狀腺腫流行地區(qū)的飲水中加碘，可惜他的建議沒有得到法蘭西科學(xué)院甲狀腺腫研究專門委員會的承認(rèn)和社會的重視。1895年，一種活性很高的物質(zhì)從甲狀腺濾泡內(nèi)分離。1914年，結(jié)晶的甲狀腺球蛋白被分離出來。1926年，甲狀腺球蛋白的化學(xué)結(jié)構(gòu)得以確定。1927年，哈林敦和貝格人工合成了甲狀腺素。1951年，格魯斯等發(fā)現(xiàn)并合成了另一種甲狀腺素：三碘甲狀腺氨酸。兩種甲狀腺素以肽鏈與球蛋白連接在一起，存在于甲狀腺濾泡腔的膠體中。根據(jù)臨床觀察和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，甲狀腺素能調(diào)節(jié)基礎(chǔ)代謝——作用于肝、腎、心臟和骨骼肌，促使其中的糖原轉(zhuǎn)化為葡萄糖，用于細(xì)胞呼吸。

胰腺中有兩類組織：一類是分泌消化酶的腺泡組織，另一類是分散在腺泡組織中的胰島組織。1869年，蘭格漢斯發(fā)現(xiàn)了胰島組織，胰島組織被稱為“蘭氏小島”。蘭氏小島能分泌胰島素和高血糖素。臨床觀察和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明糖尿和多尿是胰島素缺乏的典型癥狀。1921年，班廷和麥克勞德合作成功地提取了胰島素，他們用胰島素成功地治療糖尿病。1953年，人們又搞清楚了胰島素是由51個(gè)氨基酸形成的兩條肽鏈所組成的蛋白質(zhì)。胰島素在治病方面有很大的作用，它是已知的唯一降低血糖水平的激素；它能增加細(xì)胞膜對葡萄糖的通透性，促使葡萄糖從高濃度的血漿進(jìn)入低濃度的細(xì)胞中；它是調(diào)節(jié)機(jī)體各種營養(yǎng)物質(zhì)代謝的重要激素之一，對于維持正常代謝和生長是不可缺少的。

胰島素能成功地治療糖尿病

1855年，艾迪遜發(fā)現(xiàn)“青銅病”病人的腎上腺有毀壞性病變，他根據(jù)這個(gè)發(fā)現(xiàn)提出了第一份對內(nèi)分泌缺陷病癥做準(zhǔn)確描述的臨床病理研究報(bào)告。1901年，杜克曼和愛爾德里奇成功地提制出了第一份激素的晶體——腎上腺素，腎上腺素的提制為研究激素的化學(xué)組成和化學(xué)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備了一個(gè)良好的開端。

內(nèi)分泌生理學(xué)的進(jìn)展

20世紀(jì)上半葉，人們測定各種激素的特性、運(yùn)用化學(xué)方法搞清各種激素的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)主要依靠生物學(xué)鑒定法。到目前為止，人們對上百種激素進(jìn)行了定性定量研究。一般認(rèn)為，激素是由一些特定的器官或細(xì)胞在特定的刺激作用下分泌到體液中并通過血液循環(huán)作用于器官。關(guān)于激素的作用機(jī)制，長期以來是生理學(xué)家們普遍關(guān)心的問題。早在20世紀(jì)40年代，薩瑟蘭就發(fā)現(xiàn)腎上腺素和高血糖素都可以作用于肝細(xì)胞，使肝糖原分解成葡萄糖，使血糖升高。1960年，他證實(shí)了磷酸腺昔（cAMP）可以激活磷酸化酶，cAMP是在腺昔酸環(huán)化酶作用下由ATP轉(zhuǎn)化而來的。ATP和cAMP廣泛存在于動(dòng)物的各種組織中。

1969年，薩瑟蘭提出了第二信使論來解釋含氮激素的作用機(jī)制。他認(rèn)為神經(jīng)遞質(zhì)或激素把某種信息由分泌細(xì)胞帶到靶細(xì)胞，這些物質(zhì)是第一信使。含氮激素并非直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，而是與細(xì)胞膜表面特異的受體結(jié)合再進(jìn)入細(xì)胞的。腺昔酸環(huán)化酶與受體緊密結(jié)合在一起，第一信使作用于受體，激活腺昔酸環(huán)化酶從而使ATP轉(zhuǎn)化成cAMP，cAMP再刺激或抑制靶細(xì)胞中特有的酶或反應(yīng)過程，cAMP被稱為“第二信使”。第二信使學(xué)說能夠很好地解釋含氮激素所引起的各種生理效應(yīng)，但由于缺乏有力的證據(jù)，第二信使學(xué)說還有待進(jìn)一步徹底證實(shí)。類固醇激素是小分子，能夠擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞。在靶細(xì)胞中激素與特異受體分子結(jié)合形成“激素—受體復(fù)合物”。這種復(fù)合物在一定的條件下穿過核膜進(jìn)入核內(nèi)，與基因組上的蛋白質(zhì)相互作用，促進(jìn)按DNA樣板轉(zhuǎn)錄成信使核糖核酸（mRNA）的過程。mRNA擴(kuò)散出核膜，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，導(dǎo)致某種蛋白質(zhì)的合成，從而引起這種激素的生理效應(yīng)。

DNA示意圖

內(nèi)分泌學(xué)研究闡明了許多人類以前無法解釋的生理現(xiàn)象，為醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)等實(shí)用科學(xué)提供了理論基礎(chǔ)。例如，1932年，貝特在研究昆蟲時(shí)發(fā)現(xiàn)某些昆蟲能分泌一種性激素到空氣中引誘異性昆蟲，并提出了“外激素”的概念。現(xiàn)在通過人工合成的多種昆蟲性激素在農(nóng)業(yè)上用來誘捕有害昆蟲。20世紀(jì)30年代，人們還認(rèn)識到黃體酮可以阻止排卵。1940年，馬克爾用植物作為原料成功地合成了黃體酮。1952年，辛特克斯藥廠的化學(xué)家得累斯合成了“炔諾酮”。20世紀(jì)60年代，復(fù)方炔諾酮作為避孕藥物被廣泛應(yīng)用，避孕藥物的誕生在一定程度上改變了人類的生活方式。

現(xiàn)在，內(nèi)分泌學(xué)的理論和應(yīng)用研究正有待人們進(jìn)一步地開拓，它和神經(jīng)生理學(xué)一樣是生理學(xué)中大有作為的領(lǐng)域。