发现神经递质的故事

19201920 年年 3 3 月德国科学家奥托月德国科学家奥托洛维（洛维（Otto LoewiOtto Loewi）做了一个极为巧妙的实）做了一个极为巧妙的实 验， 第一次在历史上证明： 迷走神经末梢释放一种化学物质可抑制心脏的活动；验， 第一次在历史上证明： 迷走神经末梢释放一种化学物质可抑制心脏的活动； 而交感神经末梢释放另一种化学物质可加速心脏的活动。从而奠定了神经冲动而交感神经末梢释放另一种化学物质可加速心脏的活动。从而奠定了神经冲动 化学传递学说的基础。这个实验的设计和完成具有神秘色彩，成为科学史上的化学传递学说的基础。这个实验的设计和完成具有神秘色彩，成为科学史上的 一段佳话。这里需要解释一下。在一段佳话。这里需要解释一下。在 19211921 年以前，一般认为，神经末梢向其所支年以前，一般认为，神经末梢向其所支 配的器官传递信息是由伴随着神经冲动的电波直接传导的。但电波的性质在各配的器官传递信息是由伴随着神经冲动的电波直接传导的。但电波的性质在各 处是一样的，因此难以解释下列现象：刺激某神经可增进某一器官的功能但却处是一样的，因此难以解释下列现象：刺激某神经可增进某一器官的功能但却 降低另一器官的功能。这就使人猜疑，是否有不同传递方式的可降低另一器官的功能。这就使人猜疑，是否有不同传递方式的可能性。能性。 梦中的设计梦中的设计 洛维曾对上述问题思索过多年，但总没有想出一个解决的办法。忽一天在洛维曾对上述问题思索过多年，但总没有想出一个解决的办法。忽一天在 梦中获得了实验设计， 欣喜万分。 这里根据他本人在自传中的描述， 摘录如下：梦中获得了实验设计， 欣喜万分。 这里根据他本人在自传中的描述， 摘录如下： 开亮了灯， 在一片小纸上匆匆记录下梦中所想到的， 一躺下又进入了梦乡。 第二开亮了灯， 在一片小纸上匆匆记录下梦中所想到的， 一躺下又进入了梦乡。 第二 天早晨天早晨 6 6 点钟起床后， 想起晚间曾写下一些很重要的东西， 但由于写得太潦草，点钟起床后， 想起晚间曾写下一些很重要的东西， 但由于写得太潦草， 无法辨认。第二晚无法辨认。第二晚 3 3 点钟，这个想法又在梦中出现。这是一个实验设计，目的点钟，这个想法又在梦中出现。这是一个实验设计，目的 是验证我于是验证我于 1717 年前所设想的那个化学传递假说是否正确。醒后，我年前所设想的那个化学传递假说是否正确。醒后，我立即起床，立即起床， 奔赴实验室，按照梦中的设计用蛙心完成了这个简单的实验奔赴实验室，按照梦中的设计用蛙心完成了这个简单的实验将两个蛙心分将两个蛙心分 离离出来，第一个带有神经，第二个没带。两个蛙心都装上蛙心插管，并充以少量出来，第一个带有神经，第二个没带。两个蛙心都装上蛙心插管，并充以少量 任氏液。 刺激第一个心脏的迷走神经几分钟， 心跳减慢； 随即将其中的任氏液吸任氏液。 刺激第一个心脏的迷走神经几分钟， 心跳减慢； 随即将其中的任氏液吸 出转移到第二个未被刺激的心脏内，后者的跳动也慢了下来，正如刺激了它的出转移到第二个未被刺激的心脏内，后者的跳动也慢了下来，正如刺激了它的 迷走神经一样。同样地，刺激心脏的加速（交感）神经，而将其中的任氏液转移迷走神经一样。同样地，刺激心脏的加速（交感）神经，而将其中的任氏液转移 至第二心脏，后者的跳动也加速起来。这些结果无疑地证明神经并不直接影响至第二心脏，后者的跳动也加速起来。这些结果无疑地证明神经并不直接影响 心脏，而是在其末梢释放出特殊的化学物质，后者产生众所周知的刺激神经所心脏，而是在其末梢释放出特殊的化学物质，后者产生众所周知的刺激神经所 特有的心脏功能的改变” 。特有的心脏功能的改变” 。 洛维回忆： 如果他在白天经过深思熟虑， 想到这种梦中的设计， 他肯定不会洛维回忆： 如果他在白天经过深思熟虑， 想到这种梦中的设计， 他肯定不会 动手动手去做它， 因为从神经末梢释放的物质， 数量一定很少， 也许仅仅够影响它的去做它， 因为从神经末梢释放的物质， 数量一定很少， 也许仅仅够影响它的 效应器官， 不会有多余的量溢出到心腔的液体中， 而且还要被任氏液所稀释。 但效应器官， 不会有多余的量溢出到心腔的液体中， 而且还要被任氏液所稀释。 但 事实上这个被稀释的物质居然能抑制另一个心脏的跳动， 这实在是没有想到的。事实上这个被稀释的物质居然能抑制另一个心脏的跳动， 这实在是没有想到的。 但他又说： “幸运的是：在梦中预感到的东西，我没有去思考它，而是立即动手但他又说： “幸运的是：在梦中预感到的东西，我没有去思考它，而是立即动手 去做了”去做了” 1717 年的思索年的思索 洛维对上述问题的思索可追溯到洛维对上述问题的思索可追溯到 1717 年前，即年前，即 l903l903 年。当时他在英国伦敦年。当时他在英国伦敦 的斯他林（的斯他林（StarlingStarling）实验室留学，遇到过几位著名生理学家，了解了他们的工）实验室留学，遇到过几位著名生理学家，了解了他们的工 作，还遇到当时年轻的生理学家伊利奥特（作，还遇到当时年轻的生理学家伊利奥特（T TR RElliottElliott） ，后者发现刺激交感） ，后者发现刺激交感 神经的作用与注射肾上腺素的作用相似。 洛维深受启发， 忽然想到： 刺激迷走神神经的作用与注射肾上腺素的作用相似。 洛维深受启发， 忽然想到： 刺激迷走神 经或交感神经，或许在其末梢释放化学物质以传递其神经冲动于各自的效应器经或交感神经，或许在其末梢释放化学物质以传递其神经冲动于各自的效应器 官。 这个想法在回国后渐渐淡忘了， 直到在梦中设计出现， 前几年的想法才又在官。 这个想法在回国后渐渐淡忘了， 直到在梦中设计出现， 前几年的想法才又在 他脑中复活起来，使他经常陷于沉思。他脑中复活起来，使他经常陷于沉思。 洛维在其自传中也曾这样说： “一个新思想可以沉睡几十年，但会在无意中洛维在其自传中也曾这样说： “一个新思想可以沉睡几十年，但会在无意中 突然出现” 。他把这种现象称为“直觉” 。诚然，在科学思维中，直觉的例子突然出现” 。他把这种现象称为“直觉” 。诚然，在科学思维中，直觉的例子 还是很多的。 最突出的是： 当人们不自觉地想着某一问题时， 突然戏剧般地出现还是很多的。 最突出的是： 当人们不自觉地想着某一问题时， 突然戏剧般地出现 某一想法。这种情况有时某一想法。这种情况有时称为“灵感”或“预感” ，但这几个词常常还有别的意称为“灵感”或“预感” ，但这几个词常常还有别的意 思。 这种突然的思想， 不是出现在精神疲惫或伏案工作的时候， 而往往是在一夜思。 这种突然的思想， 不是出现在精神疲惫或伏案工作的时候， 而往往是在一夜 酣睡之后的早晨， 或心情闲散之时。 但像洛维这种在梦中重复出现的例子， 似还酣睡之后的早晨， 或心情闲散之时。 但像洛维这种在梦中重复出现的例子， 似还 很少。很少。 洛维于洛维于 18731873 年生于德国的法兰克福，为犹太人。在德国受医学教育，年生于德国的法兰克福，为犹太人。在德国受医学教育，18961896 年毕业，开始研究药理学。年毕业，开始研究药理学。19091909 年被奥地利格拉茨（年被奥地利格拉茨（GrazGraz）大学聘为药理学教）大学聘为药理学教 授。主要进行药物对心脏作用的研究，早年就曾利用青蛙离体心脏研究药物的授。主要进行药物对心脏作用的研究，早年就曾利用青蛙离体心脏研究药物的 作用。他曾指出，外用的药物可以模拟正常心功能，特别是神经系统的作用。由作用。他曾指出，外用的药物可以模拟正常心功能，特别是神经系统的作用。由 于他发现了神经递质，于于他发现了神经递质，于 19193636 年与英国的亨利年与英国的亨利戴尔（戴尔（Henrp DaleHenrp Dale）分享诺贝）分享诺贝 尔生理学或医学奖。在尔生理学或医学奖。在 19381938 年，当德国纳粹进军奥地利时，迫害犹太人，洛维年，当德国纳粹进军奥地利时，迫害犹太人，洛维 被捕入狱，备受折磨。经国际科学团体大力营救，才被释放并离开奥地利，先在被捕入狱，备受折磨。经国际科学团体大力营救，才被释放并离开奥地利，先在 英国停留，受到戴尔等著名科学家的热烈欢迎，后于英国停留，受到戴尔等著名科学家的热烈欢迎，后于 19401940 年被美国纽约大学医年被美国纽约大学医 学院聘为研究教授，直至学院聘为研究教授，直至 19611961 年逝世。年逝世。 最后的鉴定最后的鉴定 洛维最初发现的迷走递质（他用德语称为洛维最初发现的迷走递质（他用德语称为 VagusstoffVagusstoff）以及交感递质）以及交感递质 （AcceleranstoffAcceleranstoff）究竟是什么物质，当时不知道，直到）究竟是什么物质，当时不知道，直到 19261926 年他初步把迷走年他初步把迷走 递质确定为乙酰胆碱。 英国的戴尔等又于递质确定为乙酰胆碱。 英国的戴尔等又于 19291929 年发现乙酰胆碱是动物机体内一年发现乙酰胆碱是动物机体内一 个正常组成成分， 进一步支持了洛维的乙酰胆碱极可能是一个神经递质的观点。个正常组成成分， 进一步支持了洛维的乙酰胆碱极可能是一个神经递质的观点。 至于交感递质究竟是什么， 由于技术上的困难， 争论很多， 鉴定工作进展一直很至于交感递质究竟是什么， 由于技术上的困难， 争论很多， 鉴定工作进展一直很 慢。美国生理学家坎农（慢。美国生理学家坎农（W WB BCannonCannon）于）于 3030 年代初认为是肾上腺素，洛维于年代初认为是肾上腺素，洛维于 19