阿西莫夫最新科学指南-下 [美]-第45部分
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在翠丸中产生的。
性激素并不是惟一的甾类激素。第一个甾类非性化学信使是
在肾上腺发现的。事实上，这些肾上腺都是双重腺体，是由叫做肾
上腺髓质的内层腺体和叫做肾上腺皮质的外层腺体组成的。肾上
腺素是由髓质产生的。1929年，研究人员发现，动物的肾上腺被
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切除以后，肾上腺皮质的提取物可以使动物存活——切除肾上腺
本来是
100％致命的手术。于是，人们立即开始了对皮质激素的
研究。
这项研究有一个实际的医疗理由支持着。著名的艾迪生氏病
（英国医生艾迪生
1855年首先描述了这种病）的病征和切除肾上
腺所引起的病征非常相似，显然，艾迪生氏病一定是由于肾上腺皮
质不能产生激素而引起的。或许注射皮质激素可以治疗艾迪生氏
病，正如胰岛素能够治疗糖尿病一样。
有两个人在这项研究中非常突出，他们是赖希施泰因（他后来
合成了维生素
C）和肯德尔（在将近
20年以前，他首先发现了甲状
腺素）。到
20世纪
30年代后期，研究人员已经从肾上腺皮质中分
离出了
20多种不同的化合物，其中至少有
4种表现出激素的活
性。肯德尔把这些物质命名为化合物
A、化合物
B、化合物
E、化
合物
F等等。所有的皮质激素都被证明是甾体。
由于肾上腺是非常微小的腺体，因此需要无数个动物的肾上
腺才能提供足够的皮质提取物供一般使用。很明显，惟一合理的
解决办法就是尝试用人工来合成这种激素。
第二次世界大战期间，一个虚假的谣传推动了皮质激素研究
的全速进展。当时有人报告说，德国人在阿根廷屠宰场购买了所
有的肾上腺，以制造皮质激素，来提高他们的飞行员高空飞行的效
能。实际上完全没有那么回事，但这一谣传却起了促使美国政府
的作用。美国政府把人工合成皮质激素方法的研究列到高度优先
的地位，甚至高于给予合成青霉素或抗疟疾药物的优先地位。
1944年肯德尔合成了化合物
A；第二年，默克公司开始大量
生产。令人失望的是，这种化合物证明对艾迪生氏病没有什么价
值。后来默克公司的生物化学家萨雷特经过艰苦的劳动合成了化
合物
E，合成的过程包括
37个步骤，这种化合物后来被称为可的
第十五章 人 体
第十五章 人 体
松。
化合物
E的合成在医学界没有立即引起什么震动，当时大战
已经结束；皮质激素对德国飞行员产生奇效的说法已被证明是谣
言；大有成功希望的化合物
A也终于失败。而后，在完全没有预
料的时刻，化合物
E突然制出来了。
梅奥医院的医生亨奇用了
20年的时间研究类风湿性关节炎，
这是一种非常疼痛、有时会导致瘫痪的疾病。亨奇推测体内具有
对抗这种疾病的天生机制，因为在妊娠期间或在患黄疸病期间，这
种关节炎的病情往往会减轻。他想不出黄疸和妊娠具有什么共同
的生物化学因素。他试着注射胆色素（黄疸中含有物质）和性激素
（妊娠时含有的物质），但两者都无助于他的关节炎病人。
可是，各种证据都表明，皮质激素是可能的答案。
1944年，已
有相当数量的可的松可以买到，亨奇就试用可的松。确实有效！
它不能根治这种病，正如胰岛素不能根治糖尿病一样，但它似乎可
以缓解这种病的症状，对于关节炎病人来说，仅这一点就谢天谢地
了。此外，后来证明可的松对艾迪生氏病也有帮助，而化合物
A
却完全无效。
由于他们在皮质激素方面的工作，肯德尔、亨奇和赖希施泰因
分享了
1950年的诺贝尔医学与生理学奖。
不幸的是，可的松对身体功能的影响是多样的，以至于经常产
生副作用，有些还相当严重。因此，除非在明确而紧迫需要的情况
下，医生们不愿意使用皮质激素疗法。为了避免严重的副作用，现
在人们使用的是与皮质激素有关的合成物质（有的在皮质激素的
分子里插入一个氟原子），但是现在发现都没有达到比较理想的程
度。到目前为止，人们发现的活性最大的一种皮质激素是醛固酮，
它是由赖希施泰因和他的同事们
1953年分离出来的。
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脑下垂体和松果体
是什么东西控制着所有这些种类不同而作用强大的激素呢？
所有的激素（包括我们还没有提到的一些激素）在体内都能够产生
激烈的作用，然而它们配合协调，使身体保持平稳地发挥功能而不
打乱节奏。看起来一定是在某个地方有一个指挥指导着它们的合
作。
最接近答案的就是脑下垂体，悬吊在脑底部的一个小腺体，但
它并不是脑的一部分。
脑下垂体有三个部分：前叶、后叶以及连接两叶的小桥（在某
些动物中）。前叶是最重要的，因为它产生至少
6种似乎专门作用
于其他内分泌腺的激素（全都是小分子的蛋白质）。换句话说，脑
下垂体的前叶可以看成是一个交响乐队的指挥，它使其他腺体按
时演奏并保持和谐。（有趣的是，脑下垂体正好位于颅腔的中央，
好像有意地把它安放在一个最安全的地点。）
脑下垂体的信使之一是促甲状腺激素（TSH），它根据反馈的
信息刺激甲状腺，就是说，它促使甲状腺产生甲状腺激素。血液中
甲状腺激素的浓度上升反过来抑制脑下垂体产生促甲状腺激素，
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
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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
第十五章 人 体
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
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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
