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陈宜张 - 机体的功能与状态 - 转载

笨笨的猪 2018-05-24 12:15:43

#碎碎念#1）耄耋之年仍笔耕不辍的大家自古有之，但是每每看到这样的生命之辉，总是感动不已。2）人的生命长度太短，#经验#与#理性#共存的时间更是寥若晨星。对科研的研究总需在#还原论#与#整体论#之间做选择，所以还是#延绵#吧。

《生理学报》创刊90年来, 发表了不少生理学及相关领域的研究论文、综述和其它类型的文章, 今后还将在这些方面继续发挥作用。

一般认为, 生理学是一门研究机体 (organism, living body) 功能 (function) 的科学。但如果讲得更具体一点, 应该说, 生理学是研究处于一定状态 (state) 下机体功能的科学。机体本身具一定结构, 研究机体的功能, 就是研究结构与功能之间的关系, 这历来是生命科学所关注的, 也是生理学所关注的;至于机体的状态如何, 过去也有研究, 也有注意, 但相对要少一点, 强调得也不够, 其实这部分还是很重要的。

机体的状态, 在各个水平都有表现：宏观 (macroscopic) 、微观 (microscopic) 和介观 (mesoscopic) , 宏观的状态往往有它微观的分子基础。以脑和神经系统为例, 1906年Sherrington在《神经系统的整合作用》书中就提出, 脊髓活动的时候存在着中枢兴奋状态 (central excitatory status, CES) 和中枢抑制状态 (central inhibitory status, CIS) 两种状态[1,2]。近半个世纪后的1951年, 他的学生Eccles用微电极方法研究脊髓神经元电生理, 记录到兴奋性突触后电位 (excitatory postsynaptic potential, EPSP) 和抑制性突触后电位 (inhibitory postsynaptic potential, IPSP) [3]。后来有不少人认为, 这两者就分别反映了CES和CIS。就脊髓反射活动而言, 以上说法可能是对的;但对一般中枢状态而言, 则远远不够。现在, 我们知道, 所谓脑或神经元的状态, 它所包含的内容, 远比突触后电位更为丰富、广泛。

早在19~20世纪之交, 从基本原理上人们已经知道, 兴奋性组织在发生一次兴奋以后, 紧接着有绝对不应期、相对不应期、超常期、低常期等兴奋性变化, 这些变化都属于状态的范畴。以后, 认识前进了一大步, 知道神经兴奋的本质是离子通道的活动;到现在, 离子通道分子的三维结构也知道了。但是, 即使有了那么强劲、深入的进展, 迄今为止, 关于离子通道的状态, 即它的关闭, 开放, 失活, 仍是一些不十分清楚的问题[4]。由此可见研究状态问题的难度。

脑的活动, 不仅需要离子通道, 也需要递质受体, 神经系统的状态如何, 也反映在递质受体上。以乙酰胆碱受体为例, 它是一个由5个亚单位组成的多聚体, 但它可以有不同的构象 (conformation) 状态。现在知道至少有4种状态: (1) 静息、关闭状态; (2) 短暂的开放状态, 也就是激活状态; (3) 快速脱敏状态; (4) 不反应状态[5]。这些, 实际上都是属于状态的问题, 也都是需要深入研究的问题。

从大体或宏观方面看, 人的觉醒、睡眠当然是两种不同的状态, 与此相联系, 全身麻醉也是一种状态。早年曾经认为, 全身麻醉的作用机理是由于麻醉剂分子干扰了细胞膜脂质, 现在知道, 这种说法不对了。现在认为, 不同类型的全身麻醉剂主要作用于3种分子：GABAA受体, NMDA受体, 2孔域钾通道 (2PK) [6], 所以, 宏观的觉醒、睡眠麻醉的状态有它微观的分子基础。受体和通道分子是一种结构, 其功能就是这些分子的功能, 但这些受体、通道本身还有它自己不同的状态, 只不过对于这些受体、通道状态的研究, 还没有像乙酰胆碱受体那样研究得深入而已。事实上, 当动物处于觉醒、睡眠状态时, 脑内许多部位神经元的细胞内记录也已经显示有所谓“上状态 (更去极化) ”和“下状态 (更超极化) ”的存在。在觉醒、睡眠周期中, 这两种状态所占的份额不同, 觉醒时上状态多一点, 睡眠时下状态多一点[7]。更进一步, 现在知道, GABAA受体不仅存在于突触部位, 以IPSP的形式介导突触抑制;它还可以存在于突触外部位的神经元膜, 介导细胞周围的神经元调制[8], 神经元调制就是微观 (细胞、分子水平) 条件下状态的另一种形式。可见, 从觉醒、睡眠周期及全身麻醉看, 所谓状态, 既有宏观方面的, 也有微观方面的。实际上, 还应当加上一个介观状态, 那就是脑内与睡眠、觉醒有关的各种激活系统的状态, 如促进睡眠的系统, 激醒的系统, 它们都是一些神经回路[9], 各个回路有它自己的状态, 这些系统的状态变化又牵涉到复杂的因素。以上这些, 很令人感兴趣, 都值得好好研究。可见, 如果想要了解脑的功能, 一定要同时了解脑的状态, 了解它的宏观、微观、介观的状态。

中医似乎很注意全身、大体、宏观的状态, 例如讲中风病的发病, 是“在气血内虚的基础上”, 是“脏腑阴阳失调”, 等等[10]。我的理解, 这里的“虚”、“阴”、“阳”等等, 讲的都是状态。可惜, 由于中医对人体结构的解剖学基础不够好, 要想深入分析“状态”, 有很多困难。我国的生理学, 如果能从中医所提出的宏观、整体的状态出发, 深入系统地探讨各种条件下的人体“状态”, 可能会给生理学的发展带来好处, 也会对医学有所推进与提高。若能如此, 这确是我们应该做的, 也是一件很有意义的事。我希望, 《生理学报》能够多多登载生理学方面的好文章, 特别是关于有机体状态方面的研究工作。