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神秘又強大的荷爾蒙,偉大又令人啼笑皆非的實驗

這種神奇的化學物質,由腺體分泌,借血液循環,進入五臟六腑骨骼肌肉,幾乎控制身體的一切行為,比如長高長胖,變老變矮,衝動安靜,甚至睡覺心跳。

雄性動物的睾丸是人類最早接觸分泌荷爾蒙的腺體。數千年前,人類就開始閹割雄性動物,減少其攻擊行為,並持續至今。雖然歷史久遠,但人類一直知其然而不知其所以然,直到1849年局面才開始改觀。

那一年,德國科學家阿諾德·貝特霍爾德發現公雞幼年閹割後,長大就沒有它該有的雄性特徵,比如大紅雞冠和雞領。他給公雞動手術,把睾丸移植進公雞體內。手術成功後不久,睾丸就得到血液供應,並融入公雞身體。緊接著,公雞便長出了雄性特徵,包括特有的漂亮羽毛,好鬥的求偶行為。

這是人類歷史上最早的內分泌學實驗,但科學家自己也不清楚,公雞重新長出雄性特徵的原因在哪裡,唯一可以肯定的是睾丸起了決定性作用。

儘管貝特霍爾德的實驗很成功,但卻被忽視了。後來,關於荷爾蒙的研究走了偏路,有些實驗讓人啼笑皆非。

1889年,模里西斯生理學家查爾斯-愛德華·布朗-塞加爾把動物睾丸壓碎,擠出其中液體,然後把這些液體注射進自己體內。時年72歲高齡,他卻宣布自己返老還童了,只因注射了狗和豚鼠的「睾丸汁液」!這件事迅速流傳,而且他繼續宣稱,任何疾病幾乎都可以用睾丸汁液治好。1889年底,數以千計的內科醫生也支持這樣做,同時藥劑師從各種動物身上中提取睾丸汁液,標榜為「神葯」對外銷售。這引起一股古怪的時尚之風——注射液體。

實際上,這恐怕只是人們的一廂情願。布朗-塞加爾注射的所謂睾丸汁液幾乎不可能含有睾丸素,而且汁液進入體內會被迅速分解。

這就是荷爾蒙。它如今已經盡人皆知,然而20世紀以前,科學家還不知道它。19世紀中葉,科學家通過解剖發現它,但很長時間不清楚它有什麼用。

儘管不知道它,但人類卻無意中利用了它,長達千年之久。大約公元前200年,中國人從尿液里提取荷爾蒙,作為醫用。公元16-18世紀,義大利有一些歌手必須在青春期前切除睾丸,以保證他們的聲音不受發育影響,從而在成年時達到一種獨特的高音,成就一代歌星。

1891年,內分泌學研究才開始脫離古怪的實驗。英國內分泌學家喬治·雷德梅恩·默里利用羊的甲狀腺提取物,治癒了粘液性水腫患者。這種病現在經確認為甲狀腺功能欠缺,會引起手和眼睛腫脹。

默里同樣壓碎了羊的甲狀腺,擠壓出汁液,但是他用平紋紗布過濾這些混濁液體,而且他的提取物確實含有高水平的甲狀腺素。他的治療效果很好,這次治療因此成為醫學史上內分泌學第一次臨床應用。值得一提的是,這次治療發生在甲狀腺功能被正式發現前許多年。

內分泌學的發展,衝擊了人們對人體的認識。之前,人們都認為神經系統控制著身體機能,事實上這是由內分泌系統的荷爾蒙控制著。但是英國醫學協會剛開始卻接受不了,由此導致內分泌學成了「旁門左道」,步入一段無人理睬的沉寂時期。

奧地利生理學家恩格·施泰納赫宣稱結紮睾丸可以減緩衰老,並增強性能力。20世紀初,成千上萬的人(包括愛爾蘭詩人葉芝)去做這種結紮手術,類似於今天輸精管切除術,並美其名曰「施泰納赫術」,成為一種新時尚。

對女性而言,更為不幸。19世紀末到20世紀初,成百上千位婦女被摘除了卵巢,而且大多是暴力摘除。因為人們認為卵巢會引起婦女喜怒無常、歇斯底里、精神錯亂等不正常狀況。

幾十年下來,這種化學物質的研究崎嶇坎坷,實驗方法野蠻粗暴,連正式名稱也沒有命名,這種局面持續到20世紀初。

1902年,英國生理學家厄內斯特·斯塔林開創了更「文明點」的實驗,並證實了這些化學物質能使人體器官不受神經控制而獨立運作。1905年,斯塔林應邀到英國皇家醫師學院發表演講。演講前一天晚上,他與一位希臘研究詩歌的學者共進晚餐。兩人邊吃邊談,斯塔林突然靈光一閃,他想到一個古希臘詞「荷爾蒙」,意思為「喚起、興奮」。第二天演講時,斯塔林詳細介紹了研究成果,並將這些化學物質統稱為「荷爾蒙」,從此這個詞被沿用至今。

內分泌學的發展也走上了康庄大道。1921年,胰島素被發現,拯救了數以百萬計的糖尿病患者。

在這之前,糖尿病無法治癒,患糖尿病就意味著慢性死亡,而且是痛苦等死。現在已經確認這屬於I型糖尿病,患者因體內分泌不了足夠的胰島素,使飲食所攝糖分滯留在血液中,無法被身體吸收。

加拿大醫學家弗雷德里克·班廷和查爾斯·貝斯特在實驗中發現摘除狗的胰腺後,狗很快就患了糖尿病。當時人們普遍認為胰腺只是分泌消化液,但班廷和貝斯特卻深信胰腺作用不只這麼簡單,對糖尿病而言肯定起著關鍵作用。

他們又拿一條狗做實驗,把狗的胰管拴住堵塞消化液,使胰腺分泌消化液的細胞逐漸萎縮並壞死,然後巧妙地留下了他們想要的部分。從這部分胰腺組織中,他們提取分泌物,並注射進患有糖尿病的狗身上,結果狗的血糖水平很快恢復正常。

他們留下的這部分胰腺組織就是今天所熟知的胰島。就這樣,班廷和貝斯特發現了胰島素,它能讓身體吸收血液中的糖分,轉化為能量。如果身體缺乏胰島素,就會患糖尿病。

快速發展造福人類

發現胰島素一年後,班廷和貝斯特找到了有效方法,用來凈化提取物,然後他們就開始向糖尿病人注射胰島素。起初他們私下裡向糖尿病兒童注射,結果卻令人驚喜。兒童很快走出了糖尿病的死亡陰影,出院回家,這使整個家庭十分高興。

又一年後,美國著名企業禮來製藥公司從牛身上提取製作了大量胰島素,用於治療北美地區的糖尿病患者。20世紀60年代,胰島素已經可以人工合成,不需要從動物身上提取了。

20世紀中後期,現代內分泌學蓬勃發展,取得許多重大突破。這歸功於放射免疫測定技術,它是一種測定超微量物質的新技術,能精確檢測血液中的微量荷爾蒙,由美國醫學物理學家羅莎琳·耶洛發明。藉助這項技術,美國內分泌學家羅傑·吉爾曼和安德魯·沙利精確測定了血液中垂體荷爾蒙的微小含量。因此,他們三人同獲1977年諾貝爾生理醫學獎。

垂體荷爾蒙的微量檢測揭示了腦下垂體的功能,它是內分泌的「主腺」,可以調節其他腺體的荷爾蒙分泌水平。下垂體連接著大腦的下丘腦區與內分泌系統,也就是連接著人體對外界的感受與反應,以及人體內部的化學反應系統,使兩者配合默契,有條不紊地運行。

在過去幾十年里,放射免疫測定技術和高解析度成像技術,共同推動了現代內分泌學幾乎所有的發現和突破,使內分泌學研究和診斷,獲得了革命性進步。

目前科學家發現人體大約有80種荷爾蒙,而且不僅內分泌腺能分泌,其他組織也能分泌荷爾蒙。相關研究繼續深入,科學家試圖發現荷爾蒙與心血管病、肥胖、衰老,以及精神不振之間的關聯,進一步發現荷爾蒙與基因之間的關聯。

今天我們知道,生命基於複雜而深邃的生化系統。內分泌學就是運用現代實驗技術和計算機模擬技術,研究這個生化系統,它是一門尖端的生命科學。然而,我們不應忘記這一切都始於19世紀的內科醫生,以及他們那偉大又令人啼笑皆非的實驗。

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