中国神经肌肉生理学研究的开拓者冯德培

攻关克险何所惧　无限风光在险峰——中国神经肌肉生理学研究的开拓者冯德培

冯德培，我国著名的生理学家、神经生物学家，中国神经肌肉生理学研究的开拓者，在肌肉和神经的能力学、神经肌肉接头生理学、神经与肌肉间营养性相互关系的研究方面取得了开创性的成果，为促进中国生理科学的发展，作出了杰出的贡献。

负笈求学　终成一代医学名师

1907年2月，冯德培出生在浙江省临海县的一个小康之家。1922年考入复旦大学文科，入学后冯德培对新兴的行为心理学产生强烈兴趣，于次年转入心理学系。当时心理学系朝气蓬勃，生理学家蔡翘等相继从美国回复旦大学任教，很快便由系扩大为生物学院。在生物学各学科中，冯德培对生理学最感兴趣，并在毕业后留校任助教，从此开始了生理学研究生涯。

1927年，复旦大学生物学院因学潮被解散，冯德培转入北京协和医学院，主要从事胃分泌研究。1929年，他考取清华大学公费留美，在芝加哥大学生理系进行神经代谢研究，出色地完成了一项关于神经窒息机制的研究，1930年获硕士学位。同年秋，他转入英国伦敦大学学院，师从著名生理学和生物物理学家、诺贝尔奖金获得者A・V・希尔（Hill），进行神经和肌肉产热的研究，1933年获博士学位。其间，他先后在剑桥大学和牛津大学等生理实验室短期工作，并参加英国生理学会和皇家学会的各种学术会议。博士毕业后，冯德培根据导师希尔的建议，又去美国宾夕法尼亚大学约翰逊基金医学物理学研究所进修一年，学习自制电子仪器，为创建自己的实验室作准备。经过5年留学，冯德培在神经肌肉生理学领域内做出重要的研究成果，在国际学术界初露头角，并同该领域著名科学家进行了广泛的接触。

1934年夏，冯德培回到北京协和医学院生理学系，开始在中国建立和发展神经肌肉生理学。经过一年多的筹备和探索，他成功地开辟了神经肌肉接头的新研究领域。在1936—1941年的6年间，他在英文版《中国生理学》杂志上接连发表了26篇文章，引起国内外同行的高度重视和赞誉，他的实验室也成为这一领域内为国际注目的研究中心。1941年底太平洋战争爆发，协和医学院关闭，他的研究工作被迫中断。1943年，他由北京辗转至重庆，先后任内迁的上海医学院生理系教授、中央研究院医学研究所筹备处研究员兼代主任。1945年底，他应邀访问英国；1946年转赴美国在纽约洛克菲勒医学研究所进行合作研究，同时为筹备中央研究院医学研究所采购仪器设备和搜集图书。1947年夏，他回到已搬迁到上海的医学研究所筹备处，1948年当选为中央研究院院士。

新中国成立后，冯德培先后担任中国科学院生理生化研究所研究员兼所长，生理研究所研究员兼所长、名誉所长，华东分院及上海分院副院长，中国科学院副院长兼生物学部主任，国务院学位委员会委员，中国科学院学位委员会主任，中国生理学会理事长、名誉理事长，《生理学报》主编，英文版《中国生理科学杂志》名誉主编等职务，1955年被选聘为中国科学院学部委员。他还先后当选英国伦敦大学学院院士、美国科学院外籍院士、第三世界科学院院士、印度国家科学院外籍院士，历任第一、二、三届全国人民代表大会代表，第五、六、七届全国政协常委，第五届上海市政协副主席等职。

远见卓识　开拓中国神经肌肉生理学

冯德培的学术成就主要集中在神经和肌肉的能力学、神经肌肉接头和神经肌肉营养性相互关系等研究领域，取得了开创性的成果。

“你如果像林可胜教授说的那样好，来吧！”这是英国伦敦大学学院的希尔给冯德培的信。希尔是当时世界上一位杰出的生理学家和生物物理学家，以用非常灵敏的热电堆测量肌肉和神经活动时所释放的极微热而闻名于世。在林可胜教授的推荐下，冯德培顺利进入希尔实验室，开始神经和肌肉的能力学研究，第一个研究课题是肌肉长时间强直收缩中的张力与产热的关系。很快，冯德培便做完了实验，并写出报告。希尔看后认为无需修改就可送皇家学会会刊发表。在此后的研究中，冯德培还独立地完成了几项重要课题，如发现被其他科学家称为“冯氏效应”的“拉长反应”，并首次证明乳酸代谢在神经活动中起重要作用，修正了前人对此问题的观点。

“你在这里的大部分工作是你独立做的，但人家仍会认为你是在我指导下做的，你要回去开创自己的研究，世界同行才会承认你是真正的独立工作者。”这是冯德培快要结束希尔实验室工作时，希尔对他的嘱咐。回国后，冯德培很快便开拓了神经肌肉接头的新研究领域，发现了高频神经刺激引起的“接头抑制”及神经末梢周围局部收缩，从钙离子对神经肌肉接头的多种作用总结出钙离子增强神经末梢递质释放的假说。他也是最早记录终板电位的人之一，发现了终板电位在强直刺激后的长时程易化或强化；在哺乳类动物神经肌肉接头研究上，首次揭示了毒扁豆碱类药物除了接头后作用外还有接头前作用。

冯德培所取得研究成果有重要意义：首先，突触的化学传递学说在20世纪30年代尚处于奠基时期，他的研究是这个学说的奠基性工作之一，并赋予这个学说以新的证据；其次，他将神经肌肉接头作为生理学、生物物理学的研究对象，开发了这一块“处女地”，成为该研究领域公认的先驱者之一。

奇思妙想　研究神经肌肉间营养性关系

在60年代初，对神经肌肉接头的兴奋传递过程已经有相当多的研究，但是关于神经与肌肉间的营养性关系研究还很少。冯德培决定从神经肌肉接头研究转入神经肌肉间营养性关系的研究，试图在这个有广阔发展前景的研究领域作新的开拓。当时，冯德培任中国科学院生理所所长，他带领同事将之作为一个主要研究方向，虽经“文革”的磨难与停顿，还是取得了很多开创性的成果，主要有以下几点。

一是鸡慢肌纤维去神经后肥大的发现。骨骼肌的神经支配如受到损伤或被切断，肌肉发生萎缩，这是肌肉维持其健康状态有赖于神经的一个明显例子。虽然这个现象早已知道，但当时对它的发生机制还很少了解。冯德培就从这个现象开始，着手开辟神经肌肉营养性关系的研究。他设定的第一个实验，就是切断鸡背部两块肌肉的神经，观察这两块肌肉发生萎缩的情况。实验的结果是惊人的，这两块肌肉并非萎缩程度不同，而是后背阔肌发生显著萎缩，而前背阔肌却发生显著肥大，随后的重复试验和各种追踪试验充分证明这确是一个发现。进一步实验证明，去神经后肥大的现象并非前背阔肌这一块肌肉特有的，而是鸡的所有慢肌纤维所共有的。这个发现，有助于了解肌肉萎缩或肥大的产生机制，随即在世界上其他实验室得到证实。可惜的是，这项研究因“文革”而中断。

二是双神经支配的肌纤维实验与首次证明不活动神经对肌纤维类型特征仍有改造能力。“文革”结束后，冯德培开始研究神经肌肉间营养性关系中的另一个问题，即哺乳类动物骨骼肌纤维类型与其神经支配的关系问题。前人的研究表明，神经支配对肌纤维类型有控制调节作用。对这种作用的产生有两种假说：一是快肌的运动神经元和慢肌的运动神经元有不同的冲动发放模式，决定着快肌和慢肌的不同活动模式；二是运动神经末梢可能通过释放某种或某些有特殊神经营养性作用的物质来控制调节肌肉类型特征。不过，这两种设想一直缺乏明确的实验依据，冯德培试图设计新的试验为第二个假说寻找证据。经过数轮的实验，最终设计了在河豚毒慢性阻断神经传导的条件下进行比目鱼肌神经交叉支配伸趾长肌的实验。结果发现，完全不活动的慢肌神经仍能改造快肌的Z带宽度，这一结果首次证明不活动的神经对肌纤维类型特征仍能产生一定的控制作用。

正是凭着杰出的创造性和想象力，凭着对科学的献身精神和坚强毅力，冯德培在中国生理科学的多方面工作都取得了卓越成绩，为中国生理科学的发展作出了不可磨灭的贡献。

（裴增雨）