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命运多舛的蛋白质

时间:2006-01-15 12:28来源:东方早报 作者:bioguider 点击: 183次
        19世纪中期,人们普遍认为自然形成的蛋白质只有四种,虽然他们在不同的组织里可能会有所变化(现在我们知道人体有1万到3万种蛋白质,这还不包括变化后的形式)。Liebig和Dumas的理论是蛋白质摄入体内的过程中没有发生任何形式的变化。然而其他人广泛地认同从早期的动物实验得出的结果,即固体蛋白质食物在消化过程中能被溶解,它们的形式遇到胃液可能发生变化。

        1843年,伟大的法国生理学家ClaudeBernard在他辉煌事业的起步时,进行了一个至关重要的实验,他将蛋白质注入狗的静脉,蛋白质由小便排泄出来后,基本上没有发生形式变化,也没有找到任何胃液作用的痕迹。很快,大家认识到消化系统将蛋白质分解成很小的分子,使之能够自由地出入薄膜,一位德国生理学家CarlLehmann将这些蛋白质碎片称为消化蛋白质。从理论上讲如果组织得到很好的修复不大容易死亡,那么至少有部分蛋白质必须以完整的状态进入血液。人们发现蛋白质可以穿过肠壁,虽然速度无法与消化蛋白质比拟。Bernard随后又观察到,将蛋白质注入动物的血液中会造成肾脏损坏,因此上述实验中没有发生形式变化的传输可能不是一种生理过程。

        一些德国生理学家已经能够提炼,至少是部分的胃酸里一种具有很强能力用以消化蛋白质的物质,它叫胃液素,被形容为“溶解酵素”。酵素(Ferment)是酶的德语词,它能使蛋白质加速生物反应。数年来这个发现只引起了很小的关注。而Bernard又认为蛋白质还能被胰液消化,之后Heidelberg的WilyKuhne在此处提炼出蛋白质水解酶,将其称为胰蛋白。不久,更多的这类酶被发现。结束了一餐含蛋白质的膳食,酶发生作用以后,从肝脏流到门静脉的血液,于是找不到蛋白质或消化蛋白质的踪迹。下述理论逐渐被接受,即身体必须从淀粉里合成自己的蛋白质,而不是将消化蛋白质全盘吸收或者重新召集。

        随着消化系统将蛋白质分解成许多碎片这个现象的发现,生理学家们观察到如果有营养的高蛋白食品遇到淀粉或胰脏的提取物,就会造成先消化的蛋白质腾出衰弱的身体应付消化作用。当然,这将有利于病人。19世纪后半期,大多数医生不情愿地确信牛肉茶和Liebig的浓缩肉具有很少的营养价值,尽管这仍然被看作是增强食欲的良方。

        胰液不同于胃液,不是酸性的,它被认为是好的物质。胰液以许多种形式在市场上露面,高蛋白的饮食也被大规模地吹捧。胨化乳被认为是有益健康的病人食品,虽然通常会加入奶油用以掩饰破裂的牛奶蛋白质的苦味。其他那些比如基于玉米淀粉的食物也得到类似的待遇。随后,Fairchild的胰粉问世,获得了许多顾客的追随。此外,在医学界,学者们总是在思索用于灌肠剂的食品是否能起到一种弱的消化作用,比如打散的生鸡蛋加入白兰地就经常被用来灌肠。而认为这种食品可以用于消化的舆论经历过上升的势头也有过下降的情景,航程从来不曾清楚。

        Bernard是19世纪,也可能是任何时期以来卓越的生理学家。1813年,他出生在靠近Villefeanche的RhoneValley,他的父亲是一个酒农,在生意遭到失败后抛下一贫如洗的家庭离世了。Bernard的一生并不顺利,但他热爱自己的工作并且宣布科学发现所给予的精神愉悦要远远超过其他一切的人类体验。

        在生理学研究上,只有极少数的领域Bernard没有涉足。对营养学而言,他最重要最伟大的贡献是碳水化合物代谢。Bernard认为德国学院关于物质和能量平衡的偏见是愚蠢的,这种“只是数据”的研究方法是不可取的,它就好像是“通过在大门口张望有谁进去,在烟囱里观察有谁出来,然后就告诉大家屋子里发生了什么”一样。

        Bernard的第一个里程碑是关于蔗糖成为葡萄糖的论证。将蔗糖注射进入狗的静脉,它没有发生任何变化就由小便排泄出;而将葡萄糖以同样的方式注入,它却从眼前消失了,由此可以肯定葡萄糖被身体所吸收。

        Bernard的下一个发现是一餐淀粉膳食之后,葡萄糖融入血液里面,以前人们认为血液里糖的出现是糖尿病的特征,而Bernard通过10年时间持续不断地研究体内的碳水化合物,他吃惊地发现饿了一天的狗的血液里居然有葡萄糖。这个葡萄糖是从哪里在何时进入的呢?

        Bernard因此数天里只用肉喂狗,然后检查它的组织里是否有葡萄糖的存在。他在狗的门静脉发现了大量的葡萄糖,它们将营养物质从食物输送到肝脏。他接着发现,动物的肝脏充满了葡萄糖,而这与吃什么没有多大关系。当Bernard使劲几乎掐断狗的门静脉时,他观察到葡萄糖从肝脏流转回来,而不是如上述那般随食物进入静脉。随后Bernard相当意外地发现葡萄糖继续在切除掉的肝脏内产生。为了探索这个完全没有意料到的现象,Bernard对分离的肝脏进行了实验,这是一个具有高度创造性的步骤,在此他表现了惊人的技巧。当Bernard将肝脏制造糖分的来源隔离———一种淀粉物质(现在我们知道是肝糖原,糖的储存形式,在那里等待被利用转化成能量),洗净血液的肝脏仍然继续制造着糖分。

        这些具有纪念意义的发现引导Bernard进入营养学的领域,他将他的精力奉献给腺、神经、血液的氧气输送这些研究中。据他同时代人的说,Bernard不仅仅是生理学家,他是“生理学本身”。 (责任编辑:泉水)
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