内分泌生理学的诞生

内分泌生理学的诞生

人体是一个复杂的整体，人体的调节由很多系统共同作用来完成，这些系统之中有一个就是内分泌系统，它与神经系统相互合作使机体各部分共同活动，从而成为一个协调的整体。20世纪，内分泌研究取得了许多成就。内分泌生理学和神经生理学一样是现代生理学的重要分支。

豚鼠

1855年，贝尔纳在研究胰腺的功能时，发现了胰脏的内分泌功能，他在这个研究的基础上提出了内分泌的概念，内分泌概念的提出标志着内分泌学的萌芽。其实早在18世纪，法国人利尤特德已经从解剖学上研究了一些无管腺，他的同时代人伯德指出每个腺体或器官会产生一种特殊的物质，这种特殊的物质进入血液后会保持机体功能的相对平衡。1889年，72岁的赛柯德把狗和豚鼠的睾丸提取物注射到自己身体内，感觉到自己的精神明显好转。他努力宣传这种物质具有的神奇作用，他的宣传引起了内分泌研究界的震动，内分泌研究在此之后得到了发展，因此他被人称为“内分泌学之父”。1902年，斯达林和贝鲁斯发现了促胰液素。他们用实验证明动物体内有些细胞可以制造出一些化学物质，这些化学物质通过血液作用于其他器官。1905年，他们运用“激素”这个词来表述这类化学物质。几年之后，潘德将激素引入了内分泌学，这标志着内分泌学正式诞生。

内分泌生理学的探索

任何科学的探索都有一个摸索的阶段，内分泌学研究起初只是对个别的内分泌腺和激素进行研究。每一种激素的发现和阐明都有一个不平凡的过程，比如甲状腺的研究就经过了很多人的努力才得以完善。

1850年，查丁通过研究发现，地方性甲状腺肿与呆小症发生的地区的水土和食物中缺碘。早在2000多年前的中医文献中，就有“山居多瘿”“海藻治瘿”这样的记录，瘿就是现在所说的地方性甲状腺肿。“海藻治瘿”现在看来也是有科学根据的，因为海藻中含有大量碘。查丁提出地方性甲状腺肿是由于缺碘所引起，并提议在甲状腺肿流行地区的饮水中加碘，可惜他的建议没有得到法兰西科学院甲状腺肿研究专门委员会的承认和社会的重视。1895年，一种活性很高的物质从甲状腺滤泡内分离。1914年，结晶的甲状腺球蛋白被分离出来。1926年，甲状腺球蛋白的化学结构得以确定。1927年，哈林敦和贝格人工合成了甲状腺素。1951年，格鲁斯等发现并合成了另一种甲状腺素：三碘甲状腺氨酸。两种甲状腺素以肽链与球蛋白连接在一起，存在于甲状腺滤泡腔的胶体中。根据临床观察和动物实验的结果，甲状腺素能调节基础代谢——作用于肝、肾、心脏和骨骼肌，促使其中的糖原转化为葡萄糖，用于细胞呼吸。

胰腺中有两类组织：一类是分泌消化酶的腺泡组织，另一类是分散在腺泡组织中的胰岛组织。1869年，兰格汉斯发现了胰岛组织，胰岛组织被称为“兰氏小岛”。兰氏小岛能分泌胰岛素和高血糖素。临床观察和动物实验表明糖尿和多尿是胰岛素缺乏的典型症状。1921年，班廷和麦克劳德合作成功地提取了胰岛素，他们用胰岛素成功地治疗糖尿病。1953年，人们又搞清楚了胰岛素是由51个氨基酸形成的两条肽链所组成的蛋白质。胰岛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；它能增加细胞膜对葡萄糖的通透性，促使葡萄糖从高浓度的血浆进入低浓度的细胞中；它是调节机体各种营养物质代谢的重要激素之一，对于维持正常代谢和生长是不可缺少的。

胰岛素能成功地治疗糖尿病

1855年，艾迪逊发现“青铜病”病人的肾上腺有毁坏性病变，他根据这个发现提出了第一份对内分泌缺陷病症做准确描述的临床病理研究报告。1901年，杜克曼和爱尔德里奇成功地提制出了第一份激素的晶体——肾上腺素，肾上腺素的提制为研究激素的化学组成和化学结构准备了一个良好的开端。

内分泌生理学的进展

20世纪上半叶，人们测定各种激素的特性、运用化学方法搞清各种激素的化学组成和分子结构主要依靠生物学鉴定法。到目前为止，人们对上百种激素进行了定性定量研究。一般认为，激素是由一些特定的器官或细胞在特定的刺激作用下分泌到体液中并通过血液循环作用于器官。关于激素的作用机制，长期以来是生理学家们普遍关心的问题。早在20世纪40年代，萨瑟兰就发现肾上腺素和高血糖素都可以作用于肝细胞，使肝糖原分解成葡萄糖，使血糖升高。1960年，他证实了磷酸腺昔（cAMP）可以激活磷酸化酶，cAMP是在腺昔酸环化酶作用下由ATP转化而来的。ATP和cAMP广泛存在于动物的各种组织中。

1969年，萨瑟兰提出了第二信使论来解释含氮激素的作用机制。他认为神经递质或激素把某种信息由分泌细胞带到靶细胞，这些物质是第一信使。含氮激素并非直接进入细胞内，而是与细胞膜表面特异的受体结合再进入细胞的。腺昔酸环化酶与受体紧密结合在一起，第一信使作用于受体，激活腺昔酸环化酶从而使ATP转化成cAMP，cAMP再刺激或抑制靶细胞中特有的酶或反应过程，cAMP被称为“第二信使”。第二信使学说能够很好地解释含氮激素所引起的各种生理效应，但由于缺乏有力的证据，第二信使学说还有待进一步彻底证实。类固醇激素是小分子，能够扩散进入细胞。在靶细胞中激素与特异受体分子结合形成“激素—受体复合物”。这种复合物在一定的条件下穿过核膜进入核内，与基因组上的蛋白质相互作用，促进按DNA样板转录成信使核糖核酸（mRNA）的过程。mRNA扩散出核膜，进入细胞质，导致某种蛋白质的合成，从而引起这种激素的生理效应。

DNA示意图

内分泌学研究阐明了许多人类以前无法解释的生理现象，为医学、农学等实用科学提供了理论基础。例如，1932年，贝特在研究昆虫时发现某些昆虫能分泌一种性激素到空气中引诱异性昆虫，并提出了“外激素”的概念。现在通过人工合成的多种昆虫性激素在农业上用来诱捕有害昆虫。20世纪30年代，人们还认识到黄体酮可以阻止排卵。1940年，马克尔用植物作为原料成功地合成了黄体酮。1952年，辛特克斯药厂的化学家得累斯合成了“炔诺酮”。20世纪60年代，复方炔诺酮作为避孕药物被广泛应用，避孕药物的诞生在一定程度上改变了人类的生活方式。

现在，内分泌学的理论和应用研究正有待人们进一步地开拓，它和神经生理学一样是生理学中大有作为的领域。