阿西莫夫最新科学指南-下 [美]-第51部分

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而当血液中促甲状腺激素下降又会减少甲状腺的分泌，于是又刺
激脑下垂体产生促甲状腺激素，就这样反复循环保持一种平衡。

促肾上腺皮质激素（ACTH）以同样的方式维持皮质激素的水
平。如果把额外的促肾上腺皮质激素注射到体内，它就会提高这
些激素的水平，从而可以达到和注射可的松本身同样的目的。因
此人们已经使用促肾上腺皮质激素来治疗类风湿性关节炎。

因为促肾上腺皮质激素和关节炎紧密相关，所以对促肾上腺
皮质激素结构的研究充满了活力。到　
20世纪　
50年代初期，它的
分子量就被测定为　
20　000，但是它很容易分解成比较小的片段，这
些片段仍具有完全的活性。其中有一个片段是由　
39个氨基酸的


第十五章　人　体

第十五章　人　体

链组成的，它的结构已被全部弄清，同时还发现，即使更短的链也
是有效的。

促肾上腺皮质激素能够影响动物的表皮色素沉着，甚至人的
皮肤也会受影响。人患有产生促肾上腺皮质激素过多的疾病时，
皮肤就会变黑。人们已经知道，在低等动物特别是两栖类动物中，
存在着专门使皮变黑的激素。　
1955年在人的脑下垂体产物中终
于发现了这种激素，被称为促黑激素，通常简写成　
MSH。

促黑激素的分子已经基本上搞清楚了。人们有兴趣地注意
到，促黑激素和促肾上腺皮质激素有一个共同的七氨基酸顺序，这
表明结构和功能有密切的联系（实际上确实如此）。

在谈到色素沉着的时候，我们不妨谈一谈松果体。它是一个
圆锥体，同脑下垂体一样，附着在脑的底部。因为它的形状像一个
松果，所以命名为松果体。虽然松果体看上去像腺体，但在　
20世
纪　
50年代以前没有找到它所分泌的激素。后来，发现促黑激素的
研究人员终于用　
20万个牛的松果体分离出了一种微量的物质，把
这种物质注射到蝌蚪体内，可以使蝌蚪的皮颜色变浅，这种激素被
命名为降黑素，但它对人的黑色素细胞好像没有任何作用。

脑下垂体分泌的激素还没有全部列出。有两种垂体激素控制
着有关生殖器官的生长，它们是促黄体素（ICSH）和促卵泡激素
（FSH）。此外，还有一种催乳激素，刺激乳汁的产生。

催乳激素还刺激其他妊娠后的活动。给年青的雌鼠注射这种
激素后，它们就忙于筑巢，尽管它们还没有生产。另一方面，在雌
鼠快要生产以前把它们的脑下垂体切除，它们则表现出对幼鼠不
感兴趣。于是报纸立即把催乳激素称做“母爱激素”。

这些与性组织有关的垂体激素合在一起统称为促性腺激紊。
这类激素中还有一种物质是由胎盘产生的（胎盘是用以把营养成
分从母体的血液传送给发育中的胎儿的血液，再以相反的方向把


阿西莫夫最新科学指南

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废料从胎儿传送给母体的一种器官）。胎盘激素叫做人绒膜促性
腺激素（HCG）。在开始怀孕后的　
2～4周，人绒膜促性腺激素产
生的量相当大，因此会在尿中出现。如果把孕妇的尿的提取物注
射到小白鼠、青蛙或兔子体内，就会发现明显的效应，利用这种方
法可以在非常早的阶段测定出是否已经怀孕。

前叶垂体激素中最引人注目的是促生长激素（STH），更普及
的名称是生长激素。它的作用是普遍的，即刺激整个身体的生长。
一个小孩如果不能产生足够的这种激素供应，他就会成为一个侏
儒；如果产生的过多，他就会长成一个巨人。如果一个人成熟以后
（即骨骼已完全形成并且已经硬化）才发生这种生长激素分泌过多
的病征，就会使只有肢体的末端如手、脚和下巴等长得特别大，这
种情形叫做肢端巨大症。1970年李卓浩合成的就是这种生长激
素（他在　
1966年首先确定了这种激素的结构）。

脑的作用

激素作用缓慢。它们必须先由腺体分泌出来，再由血液运送
到靶器官，而且还要蓄积到某一适当的浓度。神经作用则非常快。
慢速控制和快速控制都是身体在各种情况下所需要的，有两个系
统作用要比只有两者之中的任何一个功效高。

脑下垂体是一种主要腺体，它非常靠近脑，人们怀疑它几乎就
是脑的一部分。脑下垂体通过一个狭长的茎状体附着在丘脑下
部。自　
20世纪　
20年代以来，人们一直怀疑脑下垂体和丘脑下部
有着某种联系。　


1945年，英国生物化学家哈里斯提出，丘脑下部的细胞产生
的激素，可以由血液直接传递给脑下垂体。这些激素已被探测到
并命名为释放因子。每一种特殊的释放因子会使前叶垂体产生其
中的一种激素。


第十五章　人　体

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这样，在某种程度上，神经系统能够控制激素系统。事实上，
脑不仅越来越像一个排列复杂的神经细胞的“交换台”，而且可能
被证明是一个同样复杂的高度专门化的化工厂。

例如，脑含有某些接受神经冲动的感受器，在通常的情况下，
通过产生痛感而作出反应。如果把麻醉剂，如吗啡和可卡因，附着
在感受器上，就会感觉不到疼痛。

有些时候，人们在正常情况下会感觉到的疼痛，在情绪激动时
却感觉不到，此时一定是某种天然化学物质阻碍了痛觉感受器。　
1975年，在一些实验室里从动物的脑中发现并分离出了这类化学
物质。它们是一些肽，即一些短链氨基酸，最短的是脑啡肽，只有　
5个氨基酸组成，比较长的是内啡肽。

情况可能是这样的：脑快速地产生大量不同的肽，每种肽都会
以某种方式影响脑的作用，这些肽既容易产生，又容易分解。要了
解脑，看来必须从化学方面和电学方面进行深入的研究。

前列腺素

在离开激素以前，我还要谈一组激素，这组激素近年来日益突
出，它们既不是由氨基酸也不是由类固醇核组成的。

在　
20世纪　
30年代，瑞典生理学家奥伊勒…凯尔平从前列腺中
分离出一种脂溶性物质，少量使用可以降低血压并使某些平滑肌
收缩。（奥伊勒　
…克尔平是诺贝尔奖金获得者奥伊勒　
…凯尔平的儿
子，由于他对神经传导方面的研究，　
1970年也和别人分享了诺贝
尔医学与生理学奖。）奥伊勒　
…克尔平把这种物质命名为前列腺素，
因为它是从前列腺中分离出来的。

后来证明，前列腺素不是一种物质，而是多种物质。现在已经
知道的前列腺素至少有　
14种。它们的结构已经研究清楚，人们发
现它们都与多不饱和脂肪酸有联系。这可能是因为身体合成前列


阿西莫夫最新科学指南

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腺素时需要从食物中摄取这些自己不能制造的脂肪酸。所有这些
激素对血压和平滑肌的作用都相似，但程度不同。它们的功能目
前还没有完全搞清楚。

激素的作用

激素是怎样工作的呢？

看来可以肯定，激素并不像酶那样作用，至少，没有发现任何
激素能直接催化一种特异的反应。另一个想法是，一种激素即使
其本身不是一种酶，它也对一种酶起作用：促进或抑制一种酶的活
性。所有的激素中研究得最彻底的是胰岛素，而胰岛素似乎与葡
萄糖激酶有一定的关系。葡萄糖激酶是葡萄糖转化成糖原所必需
的。前叶垂体和肾上腺皮质的提取物可以抑制这种酶，而胰岛素
能够解除这种抑制。因此，血液中的胰岛素可能起着活化这种酶
的作用，从而加速葡萄糖转化为糖原的过程。这会有助于说明胰
岛素是怎样降低血液中的葡萄糖浓度的。

然而，胰岛素的存在与否对代谢的影响是多方面的，所以很难
说明这一种作用是怎样引起糖尿病人体内化学存在的所有异常现
象的。（对其他激素来说也是这样。）于是生物化学家们倾向于寻
找一些更总体和更全面的作用方式。

有人提出，胰岛素以某种方式起着使葡萄糖进入细胞的作用。
根据这种学说，糖尿病患者血液中之所以含有高葡萄糖水平，只是
因为糖不能进入他的细胞，因而他不能利用它。（在解释糖尿病人
难以满足的胃口时，我前面提到的那个　
J。　迈耶曾经提出，这是因
为病人血液里的葡萄糖很难进到食欲中枢的细胞里去。）

如果胰岛素帮助葡萄糖进入细胞，那么，它一定以某种方式作
用于细胞膜。到底是怎样作用的呢？细胞膜是由蛋白质和脂肪物
质组成的。我们可以推测，作为一种蛋白质分子的胰岛素，可能以


第十五章　人　体

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某种方式改变细胞膜蛋白质上氨基酸侧链的排列，从而为葡萄糖
（也可能为许多其他物质）把门打开。

如果我们对这种一般性的推测表示满意，我们可以进一步假
设，其他的激素也作用于细胞膜，每种激素都有自己的作用方式，
因为每种激素都有其特殊的氨基酸排列。同样，甾类激素，如脂肪
物质，可能也作用于细胞膜的脂肪分子，打开或关闭某些物质的
门。显而易见，通过帮助一种给定物质进入细胞或阻止它进入细
胞，一种激素会对细胞内进行的活动产生激烈的作用。它可以给
一种酶提供大量的作用底物和剥夺另一种酶的作用底物，从而控
制细胞的产生物。假定一种激素可以决定一些不同的物质进入或
不进入细胞，我们就可以明白，一种激素的存在与否为什么能够深
刻地影响代谢，就像实际上胰岛素的情况所表明的那样。

上面我描绘的这幅图画是吸引人的，但又是模糊的。生物化
学家们更想知道，在一种激素的影响下细胞膜上发生的精确反应。
这方面的了解起始于　
1960年发现的一种特殊核苷酸，它很像腺苷
酸，只是磷酸基连接在糖分子的两个不同的地方，它的发现者萨瑟
兰和拉尔给它命名为环化腺嘌呤单核苷酸（cAMP）。由于这项研
究萨瑟兰获得　
1971年的诺贝尔医学与生理学奖。

环化腺嘌呤单核苷酸一被发现，人们就发现它广泛地分布在
组织中，并发现它对多种不同酶的活性和细胞过程具有显著的作
用。环化腺嘌呤单核苷酸是通过位于细胞表面的腺苷酸环化酶作
用于普遍存在的腺苷三磷酸（　
ATP）而产生的。这种酶可以有许多
种，每一种都在一种特定的激素存在的情况下产生活性。换句话
说，激素的表面活性可以使腺苷酸环化酶活化，从而导致环化腺嘌
呤单核苷酸的产生，环化腺嘌呤单核苷酸再改变细胞内酶的活性，
使细胞产生许多变化。

毫无疑问，这些过程的细节是非常复杂的，除了环化腺嘌呤单


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核苷酸外可能还有其他化合物（很可能有前列腺素）参加作用，但
这是一个开端。

死　亡

现代医学在治疗感染、癌症和营养缺乏病方面所取得的进展，
增加了任何一个人长寿的可能性。这一代出生的人有一半可以期
望活到　70岁高龄（只要不发生核战争或其他重大灾害）。

古时候活到老年的人非常稀少，这无疑是当时对老年人特别
尊敬的一个原因。例如，在荷