第十四章 躯体结构与机能的安全界限
3个月前 作者： 坎农
I
1907年，麦尔策(Meltzer)在一篇重要的、富有启发性的论文中提出了他为阐明一个问题所收集的一批事实而引起了人们的注意，这个问题是：究竟我们的躯体是建造在一个有宽绰余地的、还是卡紧了的设计方案之上?他指出，当一个工程师估计一个桥梁必须支承的重量，或一个蒸汽锅炉所要经受的压力时，他不会在结构建造中仅仅限于准备承受那些应力。工程师为了使结构充分可靠，要将他估计的数字扩大3倍，6倍，甚至20倍。所谓“安全系数”(factor of safety)，就是对加大材料强度的一种估量，这种强度要高于根据需要计算出来的数值。我们的躯体是如何建造的呢?这是麦尔策提出的问题。躯体是否建立在过于狭窄的设计基础上?防备机能是否刚够保持我们的安全?或者，有没有预计到不测事故，即是否已把面临紧急状态时我们需要算进去的安全系数考虑在内?
我们已掌握了回答这些问题的若干证据。我们已经知道身体里存放着糖、蛋白和脂肪的储备品，以备外界供应中断之时的所需。我们已弄清楚血糖虽经常保持在90或100毫克％的水平上，实际并不需要这么高，它可以降到65或者70，有时还可以更低而不发生不适的症状，而且一般来说，只有在45—50的低水平时才出现严重问题。如果把50毫克％作为我们所说的“适度供给阈”(threshold of adequate supply)，或叫做“不足阈”(deficiency threshold)，那么血糖的安全界限可能大约在100毫克％。
类似情况也见于血钙的调节。如我们所知，正常浓度约为10毫克％。当浓度降至近一半时就发生惊厥；但此浓度可以降到6或7毫克而不致有损害机体的危险。犹如血糖浓度的百分率一样，血钙浓度的百分率也具有相同的界限。
II
我们看到在循环器官及其机能上也存在着一个大的安全系数。虽然我们的正常收缩血压是110—120毫米汞柱，它可以降至70—80(即约1/3)而不达到引起组织供血不足的临界水平。显然这里有一个安全界限。在抽出大量血液，甚至多达估计血容量的30％或40％之后，血压仍可以很快回升到接近于正常的水平，这一点证明血管舒缩装置是为安全而建立的。如同机体内其他重要配备一样，一系列装置保证着维持充分的血液流通。血管舒缩中枢位于最靠近脊髓的脑部(延髓)。当该部分遭到损伤或破坏时，辅助中枢很快就确保了控制，而当后者也被除掉时，交感神经节就取代了支配地位。最后，如B．坎农(Cannon)最近所证明，可以除去所有交感神经的作用，其后，血管壁本身就能根据血管内的血量来适当地调节血管的容积。因此，甚至在这种血量减少的最后可能阶段，血压仍保持在接近通常的高度。
我们也曾有机会观察到心脏具有应付非常需求的巨大能力。通常它以中速搏动并搏出中等量血液，但在任何一瞬间都能立即以加倍的速度收缩，每次搏出加倍的血量，而且是在动脉压可能升高30％或40％的情况下!这是一个拥有丰富的力量储备，具有惊人的能力和适应性的器官。
III
如同在循环系所看到的一样，我们在呼吸机能上也发现一个大的安全界限。疾病证明，即使在肺的大部分被破坏的情况下，生命仍可维持。在某些肺炎病例中，一侧肺可以变得坚实如肝脏，而不致严重影响躯体的氧气供应或二氧化碳的排除。这一点被如下的观察所支持：在一侧肺萎陷以致不能再换气或在半个肺被切除的情况下，机体仍能忍受而不发生严重困难。因此单就肺而言，其安全系数至少是2。
此外，从肺运送到组织的氧量比日常需要量大得多。如同我们在前面已经注意到的，从肺部流走的血液负荷着大约18体积％的氧，当我们处于静止状态时，流回的血液中所携带的氧仍有14体积％。在血液流经远处的细胞群时，它提供的氧比实际消耗的要多3．5倍。
失血，或登上空气稀薄的高处，或因一氧化碳中毒而限制了红细胞带氧的能力时，适应这些状态的综合作用——心率加快，血压升高，从脾内释放额外红细胞——也应当包括在呼吸机制结构的安全系数之内。
IV
在躯体结构中一个值得注意的事实是，它的器官有许多是成对的。机体要继续生存和维持其工作效率是否一定要成对器官同时存在呢?不是的。两侧肾可以切除一个——实际上甚至可以切除每侧肾的2/3——而不发生肾功能的严重障碍。尿液分泌的量和成分实际上是保持不变的。这个有意义的观测结果也许能够联系到费城的理查德(Richards)所做的重要观测，即在任何一个时间内肾脏的许多肾小球是不进行工作的——这个情况直接提示了应付特殊负荷的一个丰富储备。
在其他成对器官也有这种类似的甚而更大的安全界限。众所周知肾上腺的皮质是生命所必需的。如两侧腺体都被摘除，则通常在36小时内发生死亡，但只要留下1/10的腺体组织，机体的生存就不致遭到威胁。此外，甲状腺完全摘除会导致黏液水肿，其表现为代谢低下，反应时间延迟，皮肤干而厚，以及其他的不正常后果。但甲状腺可以摘除4/5的组织而不出现任何上述症状。如前已指出，4个小的甲状旁腺对维持血钙的固有浓度有极端的重要性。如果全部摘除除非给予最熟练和明智的护理，否则就会发生惊厥、昏迷和死亡。但是，至少除掉其中的两个是完全不会发生任何障碍的。
在神经系统中，高度伸长了的起传导作用的细胞与其原来简单的、圆的形状相比，发生了十分特殊的改变。细胞从这种简单形态开始，分化程度越高，就越不易再生。根据目前的证据，如果任何这种长的神经元被破坏，是不可能像在肝细胞局部破坏后所发生的那样由邻近细胞分裂、生长来取代的。因此，视网膜鼻侧神经细胞的损伤永远不能得到修复；在损伤部位会留下一个经久的盲点，不过可以通过另一只眼的对应侧或颞区的作用而得到代偿。无疑，成对感觉器官的安全系数至少是2。同样的关系也适用于迷走神经。虽然切除两侧迷走神经导致明显的消化和呼吸方面的障碍，并且可能在数日之内死于肺炎，但只要保留一侧迷走神经就能发挥作用而不致产生任何明显的障碍。像迷走神经一样，向腹腔内脏广泛发布冲动的内脏大神经，当其中一侧被切断后，并不发生明显的损害。与它有关的腹腔器官重要机能在一切方面都十分正常地继续下去。
基于神经细胞不能再生这个概念——在我们身上这些细胞只有一份，如遭破坏或损害则不能再生或修复——我们可以假设脑的安全系数为零。但是丹迪(Dandy)曾报告，由于肿瘤的生长而需要手术时，他曾将基底神经节以上全部右侧大脑半球切除，不仅未发生生命危险，而且在精神特征或机能方面也未见明显的变化。同样，切除脑的两侧额叶也未发生显著的后果。病人完全能分辨时间、地点和人物；记忆未丧失；他能读、写并正确地回答数学测验，在谈话中与正常人没有区别。切除左侧枕叶或左颞叶的下半部也未损害智力。事实上，只有在左侧大脑前动脉供给的脑区供血中断时才发生永久性意识丧失。显然只就支配意识活动的大脑机能而言，存在着一个广阔的安全界限。的确，切除一侧大脑半球会造成躯体对侧肢体的瘫痪，但并不影响两侧同时收缩的那些肌肉——例如对保持生存不可缺少的呼吸肌和吞咽肌。
值得注意的是，脑和脊髓由于本身负有协调及控制机体活动的重要职责，并因其受伤后缺少组织再生能力的特点，而被特殊地保护在坚固的骨质容器中。颅骨虽薄，是由坚硬骨质构成的；而包围着脊髓的脊柱，虽然分为许多椎节(vertebral segments)以保持一定程度的屈伸性，是得到了韧带和周围肌肉强有力的支撑的。
V
单独器官的安全系数可能比成对器官的更为突出。胰腺产生的内分泌即胰岛素，是机体对糖的正常利用所必需的。如前所述，完全摘除胰腺会立即产生严重的糖尿病。但可以切除该器官的4/5而不产生有害后果；只要五分之一就能满足机体对胰岛素的需要。
肝脏提供了另一个有趣的例证。如麦尔策所指出，这是一个具有许多重要机能的器官。它对糖、脂肪和蛋白的代谢起着很重要的作用。它供给血液凝固所需要的因子来保</a>障内环境，它把有毒的氨化合物转变为相对无害的尿素，它排泄由红细胞破坏而形成的色素，它守卫并阻止金属毒物由消化道进入大循环，从而防止它们散布到整个机体，它还可能与红细胞生成有着重要的联系。肝脏是体内最繁忙和最具有多方面能力的器官。尽管它所担负的功能是多种的和重要的，仍能摘除3/4而不引起任何表明有严</a>重障碍的症状。肝脏结构的组成明显地大大超出正常需要以上。
此外我们在消化道发现的证据说明我们躯体的器官不是在节约和省俭的程度上构成的。在处理疾病或事故的手术时，胃被切去大部，而消化和营养并未受到严重的损害。切除大约10英尺小肠而病人并未遭受重大的有害后果。在许多病例中切除了大部分大肠而事实证明的确带来了有利的后果很明显，消化道从其结构的数量上来看是大大超过其功能的需要的。
胃切除之所以能不给消化作用带来大的影响，一个理由是胰液含有与胃液中类似的能分解食物中蛋白的酶。机体作用中像这种留有余地的重复装置也见于淀粉的消化装置中；唾液腺和胰腺二者都产生淀粉酶。因此，我们的6个唾液腺对消化来说并没有根本的重要性；它们可以全部去掉而不影响机体对糖的利用。脂肪也是这样，如果能把它乳化得很细(例如像牛奶中的脂肪)，则没有胰液的脂肪酶也能得到消化和吸收，因为在胃液中有类似的能乳化脂肪的酶。因此我们在消化道的结构和机能中再次看到有大量而充足的装置来保证机体的生存。
VI
可以引用更多的例子来说明我们躯体各个不同部分的结构存在着一个广阔的安全界限。例如，麦尔策写道：
“大多数器官内所具有的活动组织大大超过了这些器官正常机能的需要。某些器官中这种多余量达到实际需要量的5倍、10倍甚至15倍。生殖器官的组织，为保证其机能的成功，存在着惊人的过剩和耗费现象。此外，某些器官如心脏、横膈等拥有的潜在能量十分丰富，远远超过了正常生命活动的需要。许多机能装置是双重或三重的，以保证机能的迅速运转。在许多例子中，一个器官的机能得到了其他器官的及时支援。安全系数的保持还得到了活的机体所特有的自我修复的机制的支持。这样我们就可以有把握地说，有生命机体的结构装备不是建立在节省的原则上。相反，组织与机制的超量现象，明确地反映了安全才是动物机体的目的。”
VII
医学的先驱者曾用过这样的提法：“天然治愈力” [1] (vis medicatrix naturae)。当然，这表示对如下事实的承认：伤后的修复和病后的康复这类过程在相当程度上不依赖医生的治疗而得以进行。至今为止我所作的关于躯体中各种保护与稳定的装置的全部论述，是对天然的治愈力(vis medicatrix)提供一个现代的解释。如我们已知，自动的生理反应通过各种不同的方法在许多年期间使机体的正常状态得到维护或使其被打乱的平衡得到重建。在人类历史上曾有过各式各样的方法用来治疗疾病，从敲鼓避灾到手摸治瘰疬 [2] 以及求助于祈祷，这一切都曾因病人在这些方式下得到恢复而被合法化。只是最近时期内，有一些相当数量的人想单独试一试天然作用的效力并想看到这种作用是恢复健康的有效因素。但是如果身体在很大程度上能保护自己的话，医生的作用又是什么呢?
首先，受过良好训练的医生熟知躯体的自我调节及自我修复的可能性与局限性。他掌握并应用这方面的知识，不仅用来指导自己合理地行动，而且也用来鼓励希望从他那里得到指导的病人。例如，外界的热加上体内劳动部分所产生的热可达到如此之多以致迫使体温升高到危险的程度——也就是说适应机制可能被压垮，除非机体马上得到精干的医生所能提供的那种外部帮助。或者举另外一个例子来说，严重的恐惧心理及其伴随引起的准备反抗的体内变化，在原始生活中紧迫需要肉体上努力时可有其作用，但在文明的生存条件下可能是对重要生命机能产生有害影响的因素。这些都是一个有知识的医生所理解并能以有益的、有利于治疗的方式给以解释的事情。
此外，医生比一般人更了解，机体许多显著的自动调节能力(包括一切修复过程)需要的是时间，只要得到时间上的保证，这些机能就能对机体恢复其功效发挥重要作用。因此，高明的医生极力强调这样的条件：即保证各种必要的机体作用直到所丧失的或受损害的部分得到再生、加强或代偿为止。
另外，医生知道自己掌握着治疗药物的支配权，这些药物是能够支持或代替我们曾讨论过的那些生理性自动校正或自我保护作用的。例如当他用胰岛素治疗糖尿病时，他知道他所用的治疗正是以自然方式来执行一个被破坏的自然机能，并且不是正骨术或精神疗法所能代替的。或者在他对黏液水肿或克汀病使用甲状腺素时，他也知道他是对一个生理缺陷使用一种生理因子。他还十分了解，抗毒素是用来帮助作为躯体自卫所必备之一的防卫反应的一种手段。他也能认识到如下事实，即一种治疗方式用于病人以恢复健康通常比用于健康人的更有效。所以应用冷却法能降低高热，而同样的方法并不降低正常体温。又如，一剂甲状腺素能显著提高甲状腺机能减退所造成的低代谢，但对提高正常代谢则效果极微或全无；对一个重度糖尿病例所用的一剂胰岛素比对一个轻病例具有更大的作用。自然机能本身照例是和人为治疗因素共同作用的，所以作为医生，理解到了这一点，就能对机体被打乱的或需要加强的自动调节适应能力发挥自己的作用，使之得到恢复或加强其效能。
最后，医生所能提供的一个重要帮助是，给他的病人带来希望和增强勇气。仅仅这一点就能证明医生的价值。他通过工作曾见到许多病例中机体的恢复作用。通过我们所考察的各种事实，我们已很了解给病人以希望和鼓励的充分理由：体内存在着针对扰乱的内外条件而设置的维持稳定的极好装置，有抵御敌人——包括野兽和镜下细菌——以保护自身安全的出色防备，以及在结构强度和机能负荷上有着超出通常需要以上的非常宽绰的界限。当我们为疾病所恼，并且我们机体的力量似乎不足时，我们应当想到这些时刻准备为机体利益而工作的保护和康复的力量。
参考文献
Cannon, B. Am. Journ. Physiol., 1931, xcvii, 592.
Dandy. Am. Journ. Physiol., 1930, xciii, 643.
Meltzer. “The Harvey Lectures,” 1906—1907, i, 139.
Richards. “The Harvey Lectures,” 1920—1921, xvi, 163.
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[1] 拉丁文，意为“天然的治愈力”。相当英语的healing force of nature．——译者
[2] 原文是royal touch。过去的一种迷信疗法，认为用手摸人可治好瘰疬(即颈淋巴结核)，瘰疬在英语又称royal evil或king''s evil。——译者
