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表皮基底层和棘层为什么叫马尔皮基层?

时间:2020-12-01 08:19

张景岳是1624年写的《景岳全书》。4年之后,1628年,欧洲也出版了一本医书武汉假体隆胸医生五州1,就是哈维的《论心脏和血液的运动》。

张景岳的泪点书,继承了古代中医理论。这些理论,在中国,以及海外的华人圈里,至今仍然是中医们的标准指导理论。

哈维的书,推翻了古代欧洲医学理论(盖伦的血液理论),阐述了人体血液循环原理,这个原理是现代医学理论的奠基石之一。这种理论现在在世界各国指导着现代医学的研究和实践,包括中国的现代医院和医学院。

哈维发表《论心脏和血液的运动》这一年,也就是1628年,意大利有个婴儿出生在一个殷实家庭里。

这孩子的名字叫马尔切洛-马尔皮基(Marcello Malpighi)。虽然他不是故意挑的1628年出生,但是他长大之后,创下的业绩,跟哈维比起来也不算逊色,他在现代医学和生物学领域的一系列贡献,都可以算是奠基石级别的。根据他在医学领域的贡献,咱基本可以说他是开创了一个医学新学科:组织学。

马尔皮基一生颇多坎坷。父母早亡,晚年家中曾经失火烧掉很多重要研究资料。但是他小时候还是算是顺畅的。家境优渥,自幼聪颖过人,17岁进博洛尼亚大学,入学之后一门心思专攻亚里士多德古典哲学。21岁完成文科学习,本来还想继续研究哲学,但他老妈建议他转学理科。这个建议极其英明。若不是这样,马尔皮基可能会把天份用来研究那个没过几年就进入博物馆的亚里士多德哲学,而医学领域就失去了一个天才人物。

马尔皮基听从了老妈的建议,一个急转弯改学医科。以他的天份,学业进展毫无悬念。25岁拿到医学兼哲学博士学位。28岁被美第奇家族的费迪南二世邀请到比萨大学当医学教授,在那里结识了比他大20岁的知名生理学家乔万尼-波莱利(Giovanni Borelli)。波莱利博学多才,同时研究数学、物理学、天文学、植物学和动物运动。就这开眼角前后对比照片么着他好像时间还耳轮缺损重建术有富余,他又拿着最近出现的显微镜去看看植物的气孔。

波莱利的最后这个爱好对马尔皮基有关键影响。马尔皮基拿着显微镜观察了几个样本,对显微镜下微观世界的兴趣一发不可收拾,逮着啥看啥,一不小心就在医学、昆虫学和植物学领域都做出了重大贡献。重大到什么地步呢?这几个领域里都有很多解剖结构是用他的名字来命名的。不是他自己命名。是因为别人觉得这是他的功劳,就用他的名字来命名了。

昆虫学和植物学我不熟,我就不多说了。我只说他医学领域的发现。就算只是说医学领域,他的发现还是太多,我不能都详细说。我重点就说他那个一锤定音的发现:毛细血管。

为啥说一锤定音?因为,马尔皮基出生的那一年,哈维发表了血液循环理论。但是,这种革命性的新理论,总免不了要遭到抵制。哈维的论文发表之后,一批老学究们最尖锐的质疑就是说哈维的那个循环系统连不成一个环。哈维的解剖观察,能有力的推导出血液必须是循环,途径是从心脏出发,经过动脉到达身体各处,然后从静脉返回,但是哈维没有显微镜技术。靠肉眼观察,他看到的动脉末端是“盲端”,没有出路的。所以他没有证据证明血液确实能从动脉系统进入静脉系统,形成一个回路,也就是循环通路。这就是血液循环系统的一个“缺环”。当时给哈维最大压力的,就是关于这个缺环的质问。不能证明动脉末端和静脉末端确实有通路,人们对他的血液循环理论就还是将信将疑。

马尔皮基找到了毛细血管,为血液循环理论弥合了这个缺环,从此以后,试图反对血液循环理论的人,终于停止了攻击——除了一些处于对古代理论热爱到了偏执水平的情怀人士。

说起来哈维没能发现毛细血管,某种意义上也可以说是失之交臂。因为,他那个年代,显微镜其实已经出现,只不过没有普及而已。列文虎克用他的独家秘技制作单孔显微镜,但是秘不外传。其他的光学仪器爱好者用多个透镜叠加,获得不同放大效果。有的用作望远镜,比如伽利略就研制了一系列这种类型的望远镜。有的用作显微镜。望远镜对天文学研究是个利器。而显微镜用到生物学研究上,可以说是打开了一扇新的大门。当时因为文艺复兴运动,欧洲不缺求知欲强的人,很多人用显微镜观察各种事物。最著名的是罗伯特-胡克用显微镜发现了细胞。马尔皮基的师长波莱利也加入战团,用显微镜研究过植物。不过,可能波莱利兴趣太过广泛,在显微镜观察方面着力不多,所以没有留下著名业绩。但是他的这个爱好激起了马尔皮基的兴趣,这就产生了一系列非凡后果。

开始,马尔皮基跟波莱利学,观察对象都是大型动物,比如绵羊。但是这些动物个头太大,那时候标本切片技术还不成熟,用原始的显微镜看大动物的器官,“看不透”,结果不理想。

大型动物看不透,马尔皮基就找小型的。最好是来源丰富,干净,还不咬人。那时欧洲的城市还很有田园风味,野生池塘多,马尔皮基到外面走一圈,就发现青蛙是个很好的研究对象。他效法前辈解剖学家哈维的做法,给青蛙做活体解剖,然后在显微镜下观察青蛙肺脏,结果大有斩获。因为,他能直接在显微镜下看到青蛙肺部的血液流动!他看到血液从动脉这头进入肺脏,然后看到静脉有血液流回心脏。情形确实是像哈维说的,血液是在循环流动。

不过,活着的青蛙肺,虽然能看到血液流动,却不可能看到细微结构。血丝呼啦的现场毕竟是很干扰视线的。这种情况下,马尔皮基还是看不清血液到底是怎么从动脉那头进入静脉这头的。

于是马尔皮基把青蛙肺取出来,挤干血液,再放到显微镜下察看。这么着,他首先看到了前人从未看到的结构:肺泡。然后,他在肺泡四壁上看到很多细丝,从小动脉末端延伸出来,形成一个网络,然后,网络的另一头,是跟微静脉的末端连上了。

看到这个结构,马尔皮基就知道,哈维的血液循环理论,现在再也没人可以撼动了。

因为,这个就是血液循环回路里的那个缺环。动脉流过来的血液,从这些网络流到静脉,然后返回心脏。血液循环系统,确实是一个闭合的回路。血液就是在这个回路里川流不息。

马尔皮基把这种网络叫做毛细血管(capillaries)。这个词的拉丁文词根原意是“毛发”。马尔皮基觉得这些血管细如毛发,所以给它们起了这么个名字。

毛细血管的发现,不仅让血液循环理论成为一个完美理论,也引领了“组织学”研究这个医学新领域。

大致回顾一下医学知识的发展过程,也是有点意思的。古代没有显微技术,只能在肉眼可见范围做研究。然后,那时各种基于迷信的禁忌很多,包括官方法律和民间习俗,都不让做人体解剖。所以那时候仅有的一点解剖知识也错得厉害。中医的经脉是把血管和神经混为一谈,而且以为经络里面走的是“气”。盖伦能区分动脉静脉,能发现颅神经,甚至能观察到各种脊椎动物的喉返神经都有类似曲折走向。在那个年代盖伦的解剖学算非常不错,但仍然有很多根本错误。

文艺复兴之后,欧洲人恢复理性思维,开始对人体解剖和功能做科学考察,最早的里程碑成果是16世纪维萨里的现代解剖学。但是这个时候还没有显微技术,所以维萨里的解剖学,在医学上叫做大体解剖学。就是说,只看大体形态,细微的组成结构不在研究范围之内。

然后,17世纪初,哈维对血液循环做了更细致的研究,着眼点很细,不过仍然属于肉眼可见范围。再想深入,裸眼目力达不到,就只能作罢。

到了马尔皮基这儿,显微技术开始成形,于是他就更上一层楼,往微观世界里开拓新领域。这个层次上的人体结构研究,后来在医学上就叫做“组织学”。

为啥叫组织学?用一个比喻来说话吧。咱如果把一个器官比做一个公司,那么,我们如果研究这个公司的结构,会去探究它有什么部门,每个部门里有什么人,各个部门之间是什么关系。这些就是一个公司的“组织结构”。根据类似原理,我们要研究一个器官,比如肺脏,就要研究它的“下属部门”,比如气管,肺泡,和肺泡里的毛细血管。然后,还要研究这些“部门”的关系和作用,比如肺泡是通过气管吸纳空气,然后通过毛细血管把氧气送入血液。这些就是一个器官的“组织结构”。

这就是为什么我们把研究人体显微结构的学科叫做组织学(histology)。就是说,咱研究的是一种器官是“由什么组成的”。这个词有一个比较容易看懂的同义词:显微解剖学。不过,当初组织学产生的时候,研究的是光学显微镜能看到的水平,比如肺泡、真皮层,最多到细胞。现在因为显微技术高度发展,电子显微镜不光能看到细胞,连分子都能看到。分子水平的研究,叫做显微解剖学(组织学)就不合适了。因为没有什么手持器械能剖开分子。这样的研究,现在叫做分子生物学。

不过,马尔皮基当时只是观察到肺泡里有毛细血管,从而给血液循环回路补上关键一笔。但他并不知道这些毛细血管在肺泡那儿有啥作用。人类那时还不知道氧气,更不知道氧气是人体代谢必需的元素。那得等一百多年之后,约瑟夫-普莱斯特里才做出这种发现。所以,马尔皮基没能完全理解肺脏的真正功能。他观察到两种不同颜色的血(动脉含氧血和静脉缺氧血)在肺脏里“混合”,但是不知道这种“混合”的意义。

马尔皮基的其他很多发现不能详细说,但是他对肺泡的发现必须多说两句。

因为没有显微技术,当初维萨里能精确描绘肺脏的外表,但是没法知道肺脏内部的组织结构是啥。他看到新鲜尸体的肺脏如血一般红,然后能感觉到肺脏组织很蓬松,于是他以为肺是血液泡沫凝固而成的。后来的哈维也没有接触过显微技术,在这个方面同样不能有新发现。他们都只能沿袭古代医学的错误见解,以为肺的作用就是为了给人体降温。这跟中医的“肺主皮毛”一样,都没能看到肺脏的真正功能。

马尔皮基从青蛙肺脏入手,然后比较了很多种动物的肺脏。细致的观察之下,他看到肺组织的微观结构:气管从喉部往下走,不断分成越来越细的分支,到了末端,变成非常薄的透光的膜,这些膜形成蜂巢似的小气泡。肺可以说就是这些小气泡组成的。他发现的毛细血管,就是在这些肺泡壁上找到的。当然,因为不知道氧气对人类的意义,马尔皮基也没能猜到肺泡起什么作用。不过他已经开始怀疑“肺主降温”的学说了。

马尔皮基别的发现能写一本书,我这里不可能详细说,我简单列举一下跟医学有关的部分好了:

  • 他最早观察到血液里的红细胞,也正确判断出血液的红色来自红细胞。只不过他不知道红细胞的功能是携带氧气。
  • 发现胆汁不是胆囊分泌的,而是肝脏分泌的。这推翻了盖伦的黄胆汁和黑胆汁的说法,于是也就推翻了盖伦那个流传千年的四大体液理论。
  • 发现并且精确描述了舌乳突和真皮乳突,猜测它们是神经末梢所在地(正确猜测)。
  • 他发现皮肤不是只有“一层皮”,而是分很多层,各有不同功能。其中两层现在仍然以他的名字命名,叫做马尔皮基层。
  • 他发现神经不是管子也不是结构单一的条状物,而是很多细细的纤维组成。大脑的白质也是这种纤维组成。
  • 他还研究描述了视神经的组织结构。
  • 他详细描述了肾脏组织结构,识别出肾脏的基本结构肾小体,看到肾小体跟输尿管连接,他猜测到肾小体是产生尿液的组织。因为他的这些准确描述,所以肾小体曾经被叫做马尔皮基小体。
  • 他纠正了当时一个错误观点,指出脾脏不是腺体。脾脏里面的一组淋巴组织也是以他的名字命名的。
  • 他用鸡胚研究胚胎学,详细描述了鸡胚发育的各个阶段,这属于一个叫做胚胎学的学科的研究,对医学研究有很重要的意义。

不过,说来有点可笑,马尔皮基的这些发现,有点类似于哈维的血液循环学说,也有点太超前了,当时的医学临床知识还跟不上,不可能具体运用这些知识做什么改进。所以当时很多医学界的守旧势力攻击马尔皮基,说他这些发现都是花架子,没有实用价值。这虽然主要是因为庸人对新理论新技术的习惯性抵触,加上一些嫉妒心理,但从现实角度说,这种指控也真是无法反驳,因为马尔皮基的这些发现,当时确实对临床没什么指导意义。我们现在知道毛细血管容量增加能导致休克,知道毛细血管括约肌功能失调能导致水肿,但这些都是多年之后的研究成果。那个时候人们并没有足够的知识积累来运用马尔皮基的新发现。

所以,1666年,英国皇家协会秘书亨利-奥尔登伯格(Henry Oldenburg)邀请马尔皮基给协会的学术期刊投稿的时候,并不是因为他在医学领域的发现,而是因为他在蚕虫解剖研究方面的成绩。或许是因为,蚕的知识能直接对丝绸工业形成影响吧。

这个英国皇家协会,应该多说两句。它挂着个“皇家”的形容词,但不是个贵族俱乐部。它的全称是伦敦皇家自然知识促进协会,是个学术组织。名字带个“皇家”,是因为英国是君主制国家,普天之下,莫非王土,所以不管啥组织都想投靠皇室。当然想归想。能不能靠上去得看运气。说起来英国皇室还算有见识,给这个自然知识促进协会做了保护人,一直到现在,国王换了很多个,这个保护人的承诺仍然没变。

至于这个皇家协会它都干嘛了,篇幅有限咱不多说,就说一个:它是最早编辑发行科学期刊的协会。

从事学术研究的人应该都知道学术期刊对学术研究有多重要。现代科研不是靠“独家秘技不可外传”的小农意识来开展的。现代科技的复杂度,注定了它必须依靠全球科研人员的大脑通力合作,所以,及时的信息交流对现代科研至关紧要。

说个小故事:我一朋友在日本读研究生的时候,他们科室有个规定:每个星期三早上开早会,每个人要报告一篇本周读到的本领域最新研究进展。

一开始我朋友觉得这做法特形式主义,就跟天朝官营机构的定期政治学习一样的无聊。可是半年下来,他体会到这里面的意义了。这个做法,其实是逼着大家及时了解学术界最新发展。这不仅仅是在研究战略上有知己知彼的作用,就是自己正在进行的研究,也常常因为受到不同视角的启发,忽然给激出个思想火花。

定期出版的科学期刊,其实可以说是把这种“逼着你学习”的做法体制化。看似机械刻板的操作形式,却能促进学术界积极参与学术交流。而且,期刊着眼于新知识新发现,讲求时效,不像学术专著那样,必须等定论出来才会收录。所以期刊最大特点是快速交流学术界的最新进展。这种做法确实效果很蝶妆好,后来就成为学术界的惯例了。

马尔皮基接到皇家协会的邀稿的时候,对蚕的显微解剖研究已经小有名气——不然皇家协会也不会来找他了。但是马尔皮基自律颇严,他觉得自己的研究还不够全面。皇家协会去年刚办的学术期刊,今年就来找自己要稿子,这确实是很高的荣誉。马尔皮基大受鼓励,激情暴涨,对蚕的各个生命周期的解剖做了一番彻底研究,对蚕的气孔的描述更是史上第一。所以他的第一篇投稿就被皇家协会的《自然科学学报》采用。而且从那以后,皇家协会对马尔皮基的投稿是来者不拒,有一篇发一篇。

当然,17世纪还是现代医学起步的时代,医学领域各个分支还有许多原理没被发现。缺乏对人体解剖和的全面认识,马尔皮基也免不了有一些错误观点。比如他认为几乎所有活物组织都是腺体,大型器官,比如肺脏脏,无非是无数腺体堆砌起来的,目的是分泌液体。这大概是因为他在显微镜下能看到各种细胞都有分泌液体的功能。这个现象是存在,只不过,以当时的知识积累,他还不能区分出哪些器官是以分泌为主要功能(比如胰脏),哪些器官只是兼有分泌功能(比如肾脏)。这需要后来观察技术进一步提高才能解决。

中文资源里几乎找不到介绍马尔皮基的文章。(百度百科的介绍稍微详细一点,中文维基是简单到极点的几句话了事。别的中文资料就欠奉了)这对马尔皮基实在有点失敬。不提他那一系列跨越医学、昆虫学和植物学的发现,单说他对毛细血管的研究,就足以在现代医学史里占有一席之地。