烧不死的异端学说----血液循环的发现


跟很多科学知识一样,如今看来浅显易懂的学问大多是经过众多科学家们漫长的求索和残酷的斗争才得到。比如哥白尼的日心说,震动了当时的宗教权威,布鲁诺更因此被施以惨无人道的火刑。无独有偶,在血液循环发现史上也有过惊人相似的一幕。

血液循环指的是血液在全身心血管系统内周而复始地循环流动。血液只有在全身循环流动才能发挥它的多方面的机能。因此,血液循环是机体最重要的机能之一,血液循环的停止就是死亡的先兆,心血管系统的疾病是危害人类健康最大的疾病之一。

烧不死的异端学说----血液循环的发现

血液循环示意图

古希腊哲学家希波克拉底认为脉搏是血管运动引起的,而且血管连通心脏。亚里士多德观察到解剖的尸体中动脉是空的,血液都已流到静脉,认为动脉内充满了由肺进入的空气。古希腊的解剖学家埃拉西斯特拉特在肉眼所能及的范围内详细观察了动脉和静脉在人体全身的分布,甚至注意到了微血管的状态,最早精确地描述心脏的半月瓣、三尖瓣和二尖瓣等结构,他对心脏和血管系统的观察研究,给后人留下宝贵资料。因为当时的统治者禁止解剖人体,古罗马医学家盖仑的解剖学对象还仅限于动物。他提出的血液运动理论认为,把心脏分为两半的中隔上,有肉眼看不见的小孔,血液穿流过这些小孔往复循环。盖仑还认为,血液的流动是以肝脏为中心的,血液在人体内像潮水一样流动之后,便逐渐被身体所吸收。盖伦的理论影响甚广,叙利亚医学家纳菲曾对盖仑的血液循环学说提出过质疑。纳菲发现心脏左右心室之间的隔膜很厚,而且隔膜上面没有像盖伦所设想的那种孔道,血液不可能从右心室直接流至左心室。为了纠正盖仑的谬误,纳菲提出一种血液小循环(肺循环)理论,即血液在此的流程是右心室→肺动脉→肺(交换空气)→肺静脉→左心(房)室,遗憾的是他的学说在当时并未引起人们的重视,被淹没了700多年,直至20世纪才重新被世人在布满尘埃的档案中发现。

意大利文艺复兴时期的著名画家莱昂纳多.达.芬奇学识渊博,多才多艺,在解剖学和生理学上也取得了巨大的成就。他发现了血液的功能,认为血液对人体起着新陈代谢的作用,血液把养料带到身体需要的各个部分,再把体内废物带走,达.芬奇在研究心脏时发现心脏有四个腔。

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达芬奇手稿

比利时医生安德烈.维萨里基于自己的解剖学知识和经验出版了影响巨大的《人体的结构》,系统指出盖仑解剖学中存在的错误,冲破了以盖仑为代表的旧权威们臆测的解剖学理论,以大量、丰富的解剖实践资料,对人体的结构进行了精确的描述。他在书中写道:人体的所有器官、骨骼、肌肉、血管和神经都是密切相互联系的,每一部分都是有活力的组织单位。

维萨里的同学,西班牙医生米凯尔.塞尔维特是一位不迷信权威的人。他通过解剖发现,血液从右心室流入肺部,经空气净化后,通过曲折的路径,鲜红的血液又从肺流入左心室。推翻了盖仑的心脏中隔有筛孔的论点。塞尔维特已接近发现血液循环,但是由于他的观点背叛了宗教,1553年10月在日内瓦被当作“异教徒”活活烧死,终年42岁。

17世纪,英国科学家威廉·哈维找到了血液流通的途径,为人们充分了解人和动物的生理学开辟了新的途径。哈维在帕多瓦学习时,他的老师法布里修斯已经发现了静脉瓣,但是他没有能理解这些瓣膜的真正功能。他认为瓣膜的功能是阻碍血液的过快流动,以使组织有时间吸收必要的养料。

治学严谨的哈维从老师的发现中受到启发,他从实验入手,做了著名的绑扎人体上臂血管和计算血流量的实验。


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哈维小臂绑扎实验

他发现,当丝带扎紧人的上臂时,丝带下方的静脉即靠近肢端鼓起来,动脉却变得扁平;在丝带另一方,动脉膨胀鼓起来,静脉变平。这表明,动脉和静脉中血液流动的方向相反:一个从心脏流向肢端,一个从肢端流回心脏。哈维还对活体动物搏动着的心脏进行仔细观察。他发现,心脏的左右两部分并不是同时收缩的,左右心房和左右心室的房室口的瓣膜是单向阀,静脉中的静脉瓣也是单向阀。很明显,血液从心脏里被推送出来后,沿着动脉流到全身,又循着静脉回到心脏,瓣膜起到防止血液倒流的作用。

通过观察动物搏动着的心脏,哈维还对血流量进行了估算。他发现,心脏每半小时搏送出来的血量将超过全身任何时候所含的血液总量。盖伦认为从消化管吸收的食物经门静脉运送到肝脏,在肝中转变成血液,即血液是由肝脏制造出来的,血液的流动是以肝脏为中心,在人体内像潮水一样流动之后,便逐渐被身体所吸收。哈维从血流量的计算感到,肝脏不可能在半小时内造出这么多血,而且血液也不可能在肢体末端这么快地吸收掉。唯一可能的是,血液在全身沿着一个闭合路径作循环运动。这个循环的路线是从右心房到右心室,从左心室搏出的动脉血沿动脉到达全身,然后再沿静脉回到心脉。哈维预言,在动脉和静脉末端必定有一种微小的通道把两者联结起来。

哈维在1628年出版的《心血运动论》一书中,系统地阐述了他的理论。在书中,哈维用大量实验材料论证了血液的循环运动。他特别强调了心脏在血液循环中的重要作用,通过对40种不同动物的解剖观察,他证明心脏的收缩和舒张是血液循环的原动力。他把心脏比作水泵,并认为心脏在人体中的地位,就像宇宙中的太阳,而太阳是宇宙的心脏。“动物体内的血液是循环不息地流动着的,这就是心脏搏动所产生的作用或机能,也是心脏运动和收缩的唯一目的”。《心血运动论》同维萨里的《人体的构造》一样,也遭到了当时学术界、医学界、宗教界权威人士的攻击,但由于哈维当时是英国国王查理一世的御医,才使他没有像维萨里、塞尔维特那样付出生命的代价。

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哈维的《心血运动论》

哈维的学说也为人们留下了一个没有解答的谜,那就是血液是怎样从动脉流回静脉去的呢?哈维猜想,在动脉和静脉之间一定有一个肉眼看不见的起连接作用的血管网。由于当时没有显微镜,因此无法证实这一假说。哈维去世4年后,意大利科学家马尔比基用显微镜观察到青蛙肺部动、静脉之间的毛细血管,正是这些微细血管把动脉和静脉连接成一个密封管道,使血液在其中循环不息,从而证明了哈维的正确推断。

哈维在前人工作的基础上发现了血液循环,这是他的历史性的功绩。但是他的贡献还不 止于此,他通过发现血液循环把实验方法引入了生物学,作出了一个用实验方法解决生物学 问题的榜样,开拓了这条道路。因此,后人把1628 年哈维发现血液循环作为生理学成为实 验科学的里程碑。


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