人与自然 系列丛书-第170章
按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
19世纪，化学的发展，促进了麻醉药物的研究与应用。1798年，英国化学家H·戴维发现了氧化亚氮（■N2O）具有镇痛和令人发笑作用。1839年，化学家斯考芬证实吸入多量氧化亚氮可使人呈现醉态，甚至失去知觉。某些牙科医生在做拔牙手术时首先使用这种化合物，以减轻牙齿疾病患者的痛苦。1842年，美国医生朗格在做外科手术时，第一次采用了使用乙醚进行全身麻醉的方法。1846年，美国人莫顿和沃伦在用乙醚对病人实行全身麻醉的情况下，完成了切除颈上肿瘤的手术。后来，这种手术方法迅速传遍美国，而且，又传到了欧洲。
在乙醚之后，人们又开始使用氯仿。英国爱丁堡大学妇产科教授辛普森于1813年研制出氯仿麻醉药，并于1834年获得使用氯仿麻醉药的完美方法。
外科手术中的局部麻醉是在1888年由奥地利眼科医生科列尔首先用可卡因实现的。后来，作为改进措施，于1902年增加了肾上腺素，随后到1904年，则用毒性较小的奴佛卡因取代了可卡因。此后，全身麻醉也取得了相应的进步，研制出了周围持续麻醉术可以代替全身麻醉，特别是用于产妇分娩时，把麻醉药注射到脊髓的硬脊膜上，那里有通向手术区的神经，从而可使手术区麻醉得既彻底，又不波及其他部位。1962年在德国生物化学家菲舍尔实现了佛罗那的合成之后，开始推广静脉麻醉法。除了巴比妥酸剂（即佛罗那）外，1903年以后还研制出了安米妥、戊巴比妥纳以及戊硫巴比妥等静脉麻醉药物。
免疫法
自从人类诞生以来，战争一直不断。不是国与国之间的战争，就是民族与民族之间的战争。最激烈的是世界各国都卷入的世界大战。瑞士人巴贝尔估计，大约从公元前3500年以来，只有292年无战争记录。
我们人体内，也时时在发生战争，人体内的战争，医学上叫做免疫战争。
免疫战争的敌人是病毒、细菌，医学上把它们称为抗原。免疫战争的一方是白细胞和免疫细胞，外来入侵者是病毒、细菌。白细胞存在于血液中，免疫细胞主要是淋巴细胞，是由我们人体的免疫器官：脾脏、淋巴结产生的。病毒、细菌一旦侵入人体后，就大量繁殖，不断向人体正常细胞施放毒素，使正常细胞受到损伤。这时，接到命令的白细胞立即投入战争，大量吞噬病毒，其中部分“卫士”因吞噬病毒、细菌过量而牺牲了，它们的“尸体”变成脓排出体外。紧接着，淋巴细胞前来助战，淋巴细胞有两位“勇将”，一位叫T细胞，一位叫B细胞，它们都能排斥异己，杀死入侵敌人。T细胞跟入侵的细菌、病毒等抗原敌人接触时，就直接把它们杀死；同时，它还能释放一种叫淋巴激活素的物质，增强白细胞的战斗力，使白细胞大量吞食入侵者——外来细胞。B细胞与入侵者接触时，立即产生一种抵抗抗原的特殊物质，叫抗体，抗体将病毒紧紧缠绕，直到把它杀死。抗体把抗原消灭以后，仍留在人体内当卫士，如果以后同样的病毒再次入侵人体，就会被体内存留的抗体所消灭。经过免疫战争，人体获得了免疫力，人类正是由于有了免疫力，才不会被疾病干扰而使人类灭绝，才使人类从诞生以后，世世代代繁衍。
200多年前，天花还是很可怕的一种疾病，死亡率非常高，即使没有死亡的人，大都变成了麻子。英国医生琴纳对防治天花很有兴趣，在研究中，他发现挤奶姑娘没有得天花的。是不是由于她们接触牛，染过牛痘，有了免疫力，所以不患天花呢？于是，他找到一位患牛痘的挤奶姑娘，取出她手上牛痘疱疹中的浆水，用这种浆水注射到一个儿童身上。两个月后，他再把天花浆液注射到这个儿童身上，果然，儿童没有感染。1798年，琴纳作了第二次试验，又获得成功。原来，牛痘病毒侵入人体后，虽然会带来一些反应，比如发烧或肿胀等，但这是个好征兆，因这表示身体正在制造抗体来对付疫苗，这些抗体可以保护我们几年甚至一辈子。因为，等人病好后，抗体还留在人体里，这个人就获得了免疫力，以后不会再得天花了。如今，全世界儿童在婴儿期都要接种牛痘。
医学科学家在对癌症病人长期诊治实践中，发现癌症治疗的效果和复发，和人体内存在的免疫功能有密切关系。因为每个人的体质不同，有的人免疫力强，有的人免疫力弱，甚至缺乏免疫力，他们之间的癌症发生率是有明显区别的。例如，老年人免疫功能衰退，所以，癌的发生率就高。
为此，医学科学家们设想，能否制造出一种肿瘤疫苗，像种牛痘消灭天花那样，增强人体免疫功能，达到防治肿瘤的目的。今天，这个设想已经变为现实。医学科学家们用肿瘤病人的自身肿瘤细胞制成瘤苗，再接种于肿瘤病人体内，以增强机体抗癌反应，来战胜肿瘤。医学科学家们将肿瘤病人体内的肿瘤组织，制成抗原，注射到动物体内，使动物产生对这种肿瘤的免疫抗体，然后，再从动物体内有了免疫力的淋巴细胞中，提取出免疫物质，注射给肿瘤病人，促使人体提高免疫力，达到控制和杀伤肿瘤细胞的目的。
免疫治疗可以提高肿瘤病人的免疫功能，抑制和消灭肿瘤细胞，而又不会损害正常细胞，降低了恶性肿瘤的复发率，提高了生存率。特别是肿瘤病人经过一系列治疗后，体内的肿瘤细胞已减少到最少的限度，如果再接受免疫治疗，将会取得更令人满意的效果。免疫方法是肿瘤治疗的一种有效手段。
近一二十年来，免疫方法有了很大的发展，已应用在医学的各个领域，如用免疫方法诊断和治疗许多慢性病，用免疫方法防止人的衰老等。将来，免疫方法会更广泛地造福于人类。
遗传密码的破译
奥地利物理学家薛定谔不仅在物理方面才华出众，而且在生物学上也有独到建树。1944年，他在《生命是什么？》一书中，用物理概念解释生命现象，用量子力学观点论证基因突变是分子跃进的结果，提出了关于遗传密码的最初设想。他猜想染色体是一种微小而复杂的有机分子，并以遗传密码的形式来决定生物体的遗传性状，就像电报密码，用点与划两种符号，可以编排出各种不同的字母一样。这部著作被称作“唤起生物学革命的小册子”。
美国物理学家伽莫夫当读到沃森和克里克在英国《自然》杂志上发表的DNA双螺旋结构模型后，立即提出一种设想，并于1954年2月在该杂志上发表。他认为DNA的四种碱基可能就是薛定谔所说的点与划，即密码子。它们的不同排列组合表示蛋白质中氨基酸的种类。伽莫夫把双螺旋结构中由于氢键生成而形成的空穴用氨基酸填上，就像钥匙和锁一样。每一个空穴的四角是4个碱基，即四种碱基排列组合形成了遗传密码。1955～1956年，伽莫夫又发表文章，从排列组合计算，1种碱基对应1种氨基酸不够；2种碱基只有16种组合，也不够；4种碱基组成256种又太多；只有三联密码可组成64种较合适。他进一步推论，1种氨基酸可以用几种碱基密码重复表达。但由于伽莫夫的设想没有实验作依据，因而当时并未引起人们的重视。
1959年，克里克提出的“中心法则”有力地支持了伽莫夫的假说。1961年，克里克与布伦纳用实验证明核酸密码的确是由3个核苷酸组成的。这一年的夏天，美国尼伦伯格领导的生物化学小组合成了碱基尿嘧啶（U），然后用3个尿嘧啶合成了苯丙氨酸，这就确定了苯丙氨酸的密码是UUU，这一结果震惊了科学界。
与此同时，美籍西班牙生物学家奥乔亚和他的同事在实验室也进行了一系列相似的译码实验。他们在一年时间里搞清了许多氨基酸的密码子的经验公式，如查明U2A是酪氨酸和异亮氨酸的密码子，U2C是丝氨酸和亮氨酸的密码子，U2G是缬氨酸和半胱氨酸的密码子等。
但是，这些经验公式，只知其密码组成而不知其排列顺序。1964年，美籍印度生物学家柯拉那做了一个出色实验。他首先合成了一个UG交替的共聚物。。UGUGUGUGUG。。。然后用它作为合成蛋白质的信使，结果产生了一个半胱氨酸和缬氨酸交替的多肽链。。半胱氨酸——缬氨酸——半胱氨酸——缬氨酸。。。这样，就确定了UGU只产生半胱氨酸，GUG只产生缬氨酸。
到1969年，64种遗传密码的含义全部得到解答，克里克在此基础上，排出了一个遗传密码表。这是20世纪自然科学史上激动人心的大事，它在生物学上的意义，可以和元素周期表在化学上的意义相比，为遗传工程的兴起创造了条件。尼伦伯格及其小组成员柯拉那、霍利一起获1968年诺贝尔生理学或医学奖。
生命起源的模拟实验
奥巴林的《生命起源》出版之后，生命起源的研究迅速发展起来。1953年，美国芝加哥大学年轻的毕业生斯坦利·米勒根据奥巴林的假说和他的老师尤里提出的原始大气成分的资料，设计了一个别出心裁的实验——原始大气模拟实验。他把甲烷、氨、水蒸气、氢气的混合气体装在一个封闭的装置内，让它们循环流经一个模拟太阳紫外辐射的电唬经过一个星期的昼夜连续放电之后，他用纸上色层法分析这些溶液，发现除了那些简单物质以外，还有甘氨酸和丙氨酸等11种氨基酸出现，其中有4种氨基酸存在于天然蛋白质中，米勒实验揭示了简单分子变成复杂分子的途径，为我们提供了几十亿年前原始地球上合成有机物的生动景象。
艾贝尔森继续了米勒的工作。他用由不同气体以不同方式组合的材料，进行了一系列类似的实验。他发现，只要开始时所用的分子中有碳、氢、氧、氮等原子，就能形成在蛋白质中普遍存在的那些氨基酸。1959年，德国科学家格罗特和维森霍夫设计了一个用紫外线代替放电的实验。他们也得到了氨基酸。1961年，美国的生物化学家奥洛把氧化氢加到实验开始时的混合物中，得到了很多种氨基酸，还有一些短链的肽。此外，还制成了一些嘌呤，特别是核酸的重要成分——腺嘌呤。1962年，奥洛又用甲醛作为原料之一，制成了核糖和脱氧核糖。1963年，波南佩鲁马也做了同米勒相似的实验。他用电子作能源，制成了腺嘌呤。接着，他同马里纳、萨根一起，进一步把腺嘌呤加到核糖溶液里，在紫外线作用下，制成了腺嘌呤和核糖分子结合而成的腺嘌呤核苷。
近年来，组成蛋白质的20种氨基酸已全部通过人工模拟自然条件的方法合成。中国科学家利用火花放电方法，合成了胱氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸等几种氨基酸。1965年，中国成功地人工合成胰岛素。这些都进一步丰富和发展了生命起源的理论，开创了探索生命起源的新阶段。
优生学的创立
优生学是运用遗传学原理来改善人类遗传素质的一门学科。是由英国遗传学家高尔顿把他表兄查理·达尔文的进化概念扩充到改良人种的研究上而创建的。高尔顿自幼聪颖，22岁即获得牛津大学和剑桥大学的博士学位。兴趣广泛，博学多识，先后创立了生物统计学、人类遗传学，并用数学方法研究人类遗传，对从事各种职业的300人的家谱及其他情况进行调查，采取统计方法计算人口数量，着重研究人类身体和精神上的复杂遗传现象，提出在当时很少有人接受的心理和生理特征是遗传的这一观点，并受到达尔文的大加赞赏和承认。
高尔顿在深入研究、详细调查、广泛论证的基础上，于1883年提出优生学的概念，正式创立了优生学说。他的主要观点是：人类要繁荣昌盛，一代胜过一代，就必须促使有优良或健全素质的人口增加，使有不良素质的人口减少，以改进人类的遗传素质。
优生学又分为消极优生学和积极优生学，前者目的在于寻找各种方法，以减少产生不利表型的等位基因的频率，后者则是设法增加或维持产生有利表型的等位基因的频率。实践上，人们通过调查，查明遗传素质的人节制生育，以尽可能防止遗传素质的人节制生育，以尽可能防止遗传缺陷产生的原因和遗传疾病传递的机制，并相应地采取适当措施，鼓励具有优良的遗传素质的人生育后代，劝说具有有害的遗传缺陷的出现，减少患遗传疾病婴儿的诞生，阻遏致病基因的扩散，以逐步改善人类的素质。根据高尔顿的建议，伦敦大学于1904年建立优生研究所，并开设了优生学讲座。
人体解剖图首次绘出
1490年，意大利艺术家、科学家达·芬奇第一个用精湛的绘画艺术绘出人体解剖�
