文 | 王承志
在神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展史上,Ulf von Euler是一位舉足輕重的科學(xué)家柄延。在他六十多年的科研生涯中,發(fā)現(xiàn)了多種重要的神經(jīng)活性物質(zhì)缀程,包括P物質(zhì)搜吧,前列腺素以及去甲腎上腺素等。
Euler于1905年2月7日出生在瑞典的斯德哥爾摩一個(gè)群星閃耀的科學(xué)世家杨凑。他的父親Hans von Euler-Chelpin因發(fā)現(xiàn)了糖酵解的酶而獲得了1929年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)滤奈,母親Astrid Cleve von Euler是一位植物學(xué)家,他的外祖父Per Teodor Cleve是一位化學(xué)家蠢甲,曾發(fā)現(xiàn)了鈥和銩元素僵刮,并且他還有一位聞名世界的祖上——?dú)W拉(Leonhard Euler),人類歷史上最偉大的數(shù)學(xué)家之一鹦牛。
出生在這樣一個(gè)家庭搞糕,Euler的成長自然擁有了最好的科學(xué)氛圍,為其科研生涯打下了極為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)曼追。他17歲時(shí)就發(fā)表了第一篇科研論文遂鹊,25歲獲得卡羅林斯卡研究所醫(yī)學(xué)學(xué)位驼卖。同年,Euler獲得洛克菲勒基金會資助前往倫敦,在諾貝爾獎(jiǎng)得主Henry Hallett Dale實(shí)驗(yàn)室做研究程剥。
Dale發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)沖動的傳遞物質(zhì)是乙酰膽堿,并且還發(fā)現(xiàn)了乙酰膽堿在神經(jīng)沖動引起的肌肉收縮方面也發(fā)揮作用而芥。Euler在Dale實(shí)驗(yàn)室研究乙酰膽堿介導(dǎo)的神經(jīng)沖動可都,做實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)兔的一段腸道在使用小腸提取物處理時(shí)會發(fā)生收縮。但他意外發(fā)現(xiàn)使用膽堿能受體抑制劑婚陪,如阿托品族沃,并不能抑制這個(gè)反應(yīng),所以他大膽推測可能還存在一種乙酰膽堿之外的活性物質(zhì)泌参。
接下來的幾個(gè)月中脆淹,他和實(shí)驗(yàn)室的一位同事John H. Gaddum系統(tǒng)地研究了這個(gè)現(xiàn)象。他們發(fā)現(xiàn)兔腦中的一種物質(zhì)也能使腸道發(fā)生收縮反應(yīng)并且還能降低血壓沽一。當(dāng)時(shí)為了研究方便盖溺,他們將這種物質(zhì)稱為“純化產(chǎn)物”(purified preparation)并簡寫為P,此后這種活性物質(zhì)被稱為P物質(zhì)并延用至今铣缠。后來烘嘱,Euler又鑒定出P物質(zhì)為多肽昆禽。直到今天,依然有很多科學(xué)家在不斷地發(fā)現(xiàn)P物質(zhì)在各種生理病理?xiàng)l件下起著各種不同的作用拙友。
結(jié)束了在Dale實(shí)驗(yàn)室的研究后为狸,Euler回到卡羅琳斯卡研究所繼續(xù)神經(jīng)活性物質(zhì)的研究。1934年遗契,他做出了科研生涯中第二項(xiàng)重要的工作辐棒。他測試了各種組織提取物的活性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)山羊血管腺提取物能夠顯著降低血壓牍蜂,這使他意識到這其中還有未知的活性物質(zhì)漾根。其后他發(fā)現(xiàn)人類精液中也含有相同活性的物質(zhì),由于他當(dāng)時(shí)誤認(rèn)為該物質(zhì)來源于前列腺鲫竞,故將該物質(zhì)命名為前列腺素辐怕。
Euler試圖弄清楚該物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì),但限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)手段沒有成功从绘。他將前列腺素的工作介紹給他的同事Sune Bergstr?m寄疏,后者通過近二十年的努力終于成功鑒定出前列腺素并非一種單一的化學(xué)物,而是多種成分的復(fù)合物僵井,并起著廣泛的生理作用陕截。Sune Bergstr?m和他的學(xué)生Bengt I. Samuelsson因此項(xiàng)工作獲得了1982年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
Euler后來在《脂質(zhì)研究進(jìn)展》雜志發(fā)表的一篇評論中寫道:“做出一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)在原則上和一種發(fā)明甚至一種藝術(shù)是相似的批什,即得到的結(jié)果比組成它的各個(gè)部分的總和要更多……有人說前列腺素在被發(fā)現(xiàn)后沉寂了20年农曲,這是不完全正確的。自1945年Sune Bergstr?m從我手上接過前列腺素的研究后驻债,他用精湛的技藝和驚人的毅力進(jìn)行了化學(xué)分離和鑒定乳规,實(shí)際上開啟了前列腺素研究歷史的第二階段『夏牛”
由此可見前列腺素的工作是一項(xiàng)接力的工程暮的,Euler作為接力賽的第一棒雖然沒有因?yàn)檫@項(xiàng)工作獲得諾獎(jiǎng),但他在前列腺素的開拓性工作并不會被科學(xué)史遺忘淌实。
在研究前列腺素的同時(shí)冻辩,Euler繼續(xù)著神經(jīng)遞質(zhì)的研究。他特別感興趣神經(jīng)細(xì)胞之間的信號傳遞翩伪,早在1904年英國生理學(xué)家Thomas Renton Elliott就提出過神經(jīng)元之間可能通過某些化學(xué)物質(zhì)相互交流。他觀察到腎上腺髓質(zhì)可以產(chǎn)生一種與交感神經(jīng)活動增強(qiáng)效應(yīng)很相似的物質(zhì)腎上腺素谈息,所以他推測交感神經(jīng)效應(yīng)的傳遞是通過化學(xué)物質(zhì)如腎上腺素傳遞缘屹,而并非是大家曾經(jīng)認(rèn)為的類似于電線導(dǎo)電的純物理過程。但直到1921這個(gè)猜想才被實(shí)驗(yàn)證明侠仇,而這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程十分傳奇轻姿。
德國生理學(xué)家Otto Loewi在1921年復(fù)活節(jié)的星期六夜里做了一個(gè)夢犁珠,夢見自己做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了神經(jīng)間的信號傳導(dǎo)是靠化學(xué)物質(zhì)而不是電信號。他從夢中驚醒互亮,開燈在床頭柜上的一張紙上記下了夢中的實(shí)驗(yàn)犁享,然后又倒頭睡去。第二天早上6點(diǎn)他就醒來豹休,并且想起夜里他寫了非常重要的東西炊昆,可是Loewi卻發(fā)現(xiàn)他完全讀不懂自己夜里寫的東西。一整天威根,Loewi都在苦思冥想試圖回憶夢境卻一無所獲凤巨。Loewi后來回憶說,那一天是他人生中感覺最長的一天洛搀。
神奇的是敢茁,當(dāng)晚夜里三點(diǎn),Loewi又做了那個(gè)相同的夢留美,夢里他又做了那個(gè)美妙的實(shí)驗(yàn)彰檬。他驚醒了,然后立刻跑到實(shí)驗(yàn)室按照夢境做了這個(gè)簡單而完美的實(shí)驗(yàn):他把青蛙的心臟放到裝有營養(yǎng)液的玻璃器皿中谎砾,該心臟還與神經(jīng)干相連逢倍。電刺激神經(jīng)干后,把該心臟泵進(jìn)或泵出的液體倒入另一個(gè)玻璃器皿中的心臟棺榔。
Loewi驚奇地發(fā)現(xiàn)這樣的液體可以使別的心臟產(chǎn)生與之前受神經(jīng)干電刺激的心臟相同的變化瓶堕。這個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)證明了神經(jīng)刺激可以釋放調(diào)節(jié)心跳的化學(xué)物質(zhì),且這些物質(zhì)是通過化學(xué)方式傳遞到器官的症歇。這個(gè)實(shí)驗(yàn)中交感神經(jīng)所釋放的遞質(zhì)后來被證明為乙酰膽堿(該工作獲1936年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng))郎笆。
后來按照這個(gè)思路,Loewi考慮刺激心臟或其它臟器的交感神經(jīng)也會釋放化學(xué)物質(zhì)忘晤,而這種物質(zhì)與之前就發(fā)現(xiàn)的腎上腺素有很多共同之處宛蚓,但Loewi一直苦于無法直接證實(shí)這個(gè)猜想。直到1934年设塔,J.Gaddum和 H. Schild發(fā)明了一種檢測腎上腺素的化學(xué)方法凄吏。Loewi利用這種方法證實(shí)了在神經(jīng)刺激增效期后,不僅在青蛙心臟浸出物闰蛔,而且在心臟的灌注液中都存在腎上腺素痕钢。
但Loewi并沒有想到,他用青蛙做的實(shí)驗(yàn)實(shí)際上只是一種特殊情況序六,因?yàn)镋uler后來在哺乳動物中做實(shí)驗(yàn)時(shí)卻發(fā)現(xiàn)腎上腺素能神經(jīng)(比如脾臟神經(jīng))和這些神經(jīng)支配的器官提取物有與腎上腺素相似的活性但又不完全相同的物質(zhì)任连。該物質(zhì)隨后被鑒定為腎上腺素的去甲基化同系物,即去甲腎上腺素例诀。
去甲腎上腺素的工作還有另一個(gè)插曲随抠,在Euler發(fā)現(xiàn)去甲腎上腺素的幾乎同一時(shí)間裁着,生理學(xué)家Peter Holtz也在腎上腺提取物與尿液中發(fā)現(xiàn)了能夠使血壓升高的活性物質(zhì),并命名為尿交感素(Urosympathin)拱她。這一物質(zhì)實(shí)際上含有多巴胺二驰,腎上腺素和去甲腎上腺素。這項(xiàng)工作的手稿于1944年10月8日(二戰(zhàn)期間)被送到萊比錫的施普林格出版社秉沼,但一周后在印刷時(shí)被空襲摧毀桶雀。直到1947年該工作才重新發(fā)表,但此時(shí)距Euler的工作發(fā)表已經(jīng)晚了一年氧猬。
Euler在發(fā)現(xiàn)了去甲腎上腺素是交感神經(jīng)遞質(zhì)后背犯,做了非常系統(tǒng)的工作,他發(fā)現(xiàn)幾乎所有的器官和組織都有去甲腎上腺素盅抚,只有胎盤是個(gè)例外漠魏,而胎盤是唯一沒有神經(jīng)的組織,所以神經(jīng)應(yīng)該是它的來源妄均。Euler實(shí)驗(yàn)室的Goodal又做了一個(gè)非常讓人信服的實(shí)驗(yàn)柱锹,他切斷到心臟或其它器官的腎上腺素能神經(jīng)后,器官中去甲腎上腺素的含量會降到很低丰包,而切斷的神經(jīng)再生后禁熏,器官的去甲腎上腺素濃度又上升到正常水平。
為了弄清楚去甲腎上腺素的功能邑彪,Euler帶領(lǐng)他的研究團(tuán)隊(duì)做了很多有趣的實(shí)驗(yàn)瞧毙,比如他們發(fā)現(xiàn)軍官們跳傘后比在地面運(yùn)動后尿液中去甲腎上腺素含量顯著增加了,再比如機(jī)體在寒冷中也會分泌大量去甲腎上腺素寄症。這些實(shí)驗(yàn)可以總結(jié)為機(jī)體在應(yīng)激狀態(tài)時(shí)宙彪,腎上腺素能神經(jīng)活動會加強(qiáng),去甲腎上腺素的分泌也會加強(qiáng)有巧。
Euler還與他的同事Nils-Ake Hillarp合作释漆,發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)元中去甲腎上腺素是以一種微小的顆粒形式合成與貯存的,這些工作成為神經(jīng)遞質(zhì)細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸?shù)闹匾拍罾河男图?上У氖牵?970年諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給Euler時(shí),Hillarp已經(jīng)去世甜橱,未能見證他們的工作獲得此項(xiàng)殊榮逊笆。
Euler在1970年獲諾獎(jiǎng)前,曾多年任諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)委員會成員和主席岂傲。他卸任后难裆,此前在諾獎(jiǎng)委員會的同事趕緊給他發(fā)了1970年的諾獎(jiǎng)。他的學(xué)生如法炮制譬胎,卸任諾獎(jiǎng)委員會委員后在1982年也“被迫”黃袍加身差牛。
Euler不僅是一位成果卓著的科學(xué)家,而且是一名能夠啟發(fā)學(xué)生好奇心的好老師堰乔。他曾經(jīng)寫道:“對于一名科學(xué)家來說偏化,最有回報(bào)的事情中就包括了指導(dǎo)年輕學(xué)生開始他們的研究生涯并作出原創(chuàng)的發(fā)現(xiàn)。見證年輕人的成長是一種享受镐侯,科學(xué)家有充分的理由對能用自己的經(jīng)驗(yàn)來幫助他們感到高興……我們必須守護(hù)心靈的自由侦讨,并記得一些“異端學(xué)說”經(jīng)常是精神生活健康的標(biāo)志」斗”
Euler因其巨大貢獻(xiàn)一生獲得了很多榮譽(yù)和頭銜韵卤。他終身致力于科學(xué)研究,直到1983年3月因心臟手術(shù)后并發(fā)癥去世崇猫。
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