发现促胰液素的故事
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“促胰液素”的发现历程及具体步骤摘要:“促胰液素”的发现是人教版高中生物必修三第二章第二节“资料分析”中的内容,较晦涩难懂。
作者通过查找资料总结“促胰液素的发现”历程,并分析其具体实验步骤,便于学生理解此内容,提高理解分析问题的能力,进而提高生物科学素养。
关键词:促胰液素;发现历程;具体实验步骤人教版高中生物教材第三册第二节资料分析中的“促胰液素”的发现是引入人体稳态三大调节中的激素的调节重要内容,笔者在教学过程中发现大部分同学对此实验的过程及得出结论的原因不十分清楚,同时笔者发现,“促胰液素”的发现的实验过程,也是比较晦涩难懂的,因此,梳理“促胰液素的发现”历程及其具体实验步骤,一方面让学生们理解此实验的整个流程,进而为理解以下的知识做铺垫,另一方面通过对此实验的理解,锻炼学生理解实验、设计实验的能力,切实提高学生的生物科学素养,同时给各位同仁提供教学参考。
1.“促胰液素”的发现历程“促胰液素”的发现过程是曲折和漫长的。
从1850年现象的发现,到1902年促胰液素的确定,经历了半个多世纪。
1850年法国实验生理学家克劳得伯尔纳(Claude Bernard)发现酸性食物进入小肠引起胰液分泌现象,没有引起世人注意。
1894年,此现象被俄国巴甫洛夫实验室的道林斯基证实,但是当时神经论是主导思想,也是巴甫洛夫学派特别信仰的思想,所以人们认为,酸性物质引起的胰腺分泌是一个反射。
1896年,巴甫洛夫的另一个学生帕皮尔斯基(Popielski)切断狗的双侧迷走神经、双侧内脏大神经,以及损坏延髓后,反应仍然出现。
他设想可能存在着一个胰液分泌的“外周反射中枢”。
1901年,帕皮尔斯基(Popielski)发现,即使切除了连接够胰腺的全部神经,盐酸溶液仍能引起胰液分泌。
帕皮尔斯基不得不修正他自己过去的假设,认为这是一个“局部短反射”,想方设法把实验的结果向“神经论”靠拢。
在他们进行这样的实验的同时,法国科学家沃泰默(Wertherimer)也进行着同样的实验,他也受到神经论的影响,只得出在小肠和胰腺之间存在着一个顽固的局部反射这个结论。
促胰液素科技名词定义中文名称:促胰液素英文名称:secretin定义:十二指肠分泌的一种二十七肽激素。
能调节肠、胰、肝、胆管的水盐代谢,促进胃酸分泌、促胃液素释放和胃肠运动。
所属学科:生物化学与分子生物学(一级学科);激素与维生素(二级学科)促胰液素第一种被发现的动物激素。
为一种碱性多肽。
由27个氨基酸残基组成,含11种不同氨基酸。
贝利斯与斯塔林(Bayliss与Starling)等于1902年发现。
产生促胰液素的细胞为“S”细胞,主要在十二指肠粘膜,少量分布在空肠、回肠和胃窦。
促胰液素(secretin)近来已在脑中提纯,因此亦加入脑-肠肽行列。
作用为刺激胰腺分泌大量含丰富碳酸氢盐的胰液,对人、狗、猪产生最大刺激的促胰液素剂量,为一次静脉注射或每小时每公斤体重静脉灌注1临床单位,相当于200~250毫微克,对胰酶分泌有弱的加强作用,但如与促胰酶素一起给予,则明显增加促胰酶素分泌,对人、狗、大鼠的胃酸分泌和胃肠道活动有抑制作用。
外源性人促胰液素,其半衰期为4.1分钟,代谢清除率为15毫升/分钟·公斤体重。
发现历程关于酸性食糜进入小肠引起胰液分泌这个现象,早在 1850 年就由著名的法国实验生理学家克劳德• 伯尔纳( Claude Bernard )发现过,但似乎没有引起世人注意。
后来又被俄国巴甫洛夫实验室的生理学家道林斯基(Dolinski )于 1894 年重新发现。
我们知道,巴甫洛夫( Ivan P. Pavlov )被认为是现代消化生理学的奠基人,他对消化生理学的贡献是十分卓越的,获得了 1904 年诺贝尔生理学或医学奖,赢得世界荣誉。
然而正是由于被传统的旧概念所束缚,使巴甫洛夫和他的同事们不能从客观事实出发下结论,轻易地失去了发现一个近在眼前的真理的机会。
根据当时传统的神经论主导思想,也是巴甫洛夫学派特别信仰的思想,他们认为,盐酸引起的胰腺分泌是一个反射。
他们原先设想,迷走神经和内脏大神经都可能是这个反射的传出神经,因为在此之前,他们发现刺激这两组神经,都能引起胰腺分泌。
最早发现的动物激素——促胰液素被发现的故事1902年1月,当英国两位生理学家贝利斯(WilliamM.Bayliss,1860—1924) 和斯他林(ErnestH.Starling,1866~1927) 正研究小肠的局部运动反射时,他们看到—篇新发表的法国科学家沃泰默(Wertheimer)的论文,声称在小肠和胰腺之间存在着—一个顽固的局部反射。
对此,他们感到很大的兴趣。
这个法国人的实验是这样的:当将相当于胃酸的盐酸溶液注入狗的上段小肠时,会引起胰液分泌。
为了进一步分析它的机制,他发现直接把盐酸溶液注入狗的血液循环,并不能引起胰液分泌;中等剂量的阿托品(能阻断副交感神经) 也不能消除这个反应。
Wertheimer甚至还进行了更为关键的进一步实验:他把实验狗的—段游离小肠袢的神经全部切除,只保留动脉和静脉与身体其他部分相连。
当把盐酸溶液输入这段小肠袢后,仍能引起胰液分泌。
但他仍然坚信这个反应是“局部分泌反射”,—个顽固的神经反射,因为他认为,小肠的神经是难以切除得干净、彻底的。
贝利斯和斯他林看了这篇论文后,立即用狗重复了法国学者的上述实验,证实了他的结果,即放置盐酸溶液于这段切除了神经的小肠袢后,确能引起胰液分泌。
但他们深信切除神经是完全的。
那么,怎样解释这个结果呢?他们大胆地跳出“神经反射”这个传统概念的框框,设想:这可能是—个新现象—“化学反射”;也就是说,在盐酸的作用下,小肠粘膜可能产生了一个化学物质,当其被吸收入血液后,随着血液被运送到胰腺,引起胰液分泌。
为了证实上述没想,斯他林立即把同一条狗的另一段空肠剪下来刮下粘膜,加砂子和稀盐酸研碎,再把浸液中和、过滤,做成粗提取液,注射到同一条狗的静脉中去,结果,引起了比前面切除神经的实验更明显的胰液分泌。
这样,完全证实了他们的设想。
一个刺激胰液分泌的化学物质被发现了,这个物质被命名为促胰液素(secretin)。
这是生理学史上一个伟大的发现!促胰液素的发现,使白利斯和斯他林很快意识到,这不仅是发现了一个新的化学物质,而是发现了调节机体机能的一个新概念、新领域,动摇了完全由神经调节的概念。
对有关促胰液素发现过程的详细解析促胰液素这一普遍存在于人类体内的激素,起到着极其重要的调节作用,对于我们的健康有着至关重要的意义。
关于促胰液素发现过程有着极为悠久的历史,其中参与的人物令人敬仰,表现出了无穷的勇气和智慧。
本文将从几个方面来全面的分析历史上促胰液素发现的过程。
首先回顾一下促胰液素发现的简史,根据历史资料记载,促胰液素发现的源头可以追溯到19世纪的意大利,年仅20岁的医学生米哈伊尔洛塔克(Michael Lothar)在了解了胰腺的性质之后,发现了一种神秘的“液体”。
他把它带回了家,经过细心地研究,做出了一系列证明这种液体对体内糖分起着调节作用的实验,最终发现这种液体其实就是促胰液素。
继洛塔克的研究之后,许多研究者都加入了这一行列,尤其是1907年关于促胰液素的大规模研究,使得研究中心齐聚了七位杰出的科学家,包括维也纳大学教授威廉埃斯特勒(William Astell)、墨尔本大学杰出教授约瑟夫鲁宾斯坦(Joseph Rubinstein),以及亲自参加研究的最年轻的研究者英国博士史蒂文威尔士。
这次研究利用了先进的手段,如X射线分析、光学显微镜观察等,总结了促胰液素的性质及其功能,大大贡献了促胰液素的研究。
除此之外,促胰液素的研究还在不断推进,特别是20世纪40年代初,几位英国科学家对胰液与胰液素之间的关系进行了深入研究,发现其中蕴藏着可以利用药物治疗胰腺疾病的思路,使得促胰液素的治疗得到有效的依据。
并且在1960年代,基于促胰液素的作用机制,美国科学家发明了可以制备人工促胰液素的方法,为临床治疗奠定了基础。
从这些研究中,不难发现促胰液素发现的过程充满坎坷,历经无穷的试错,探索出了可以把促胰液素发挥出最大作用的宝贵方法,使得整个过程充满了伟大的激情。
历史上,参与这一行列的科学家们,每个人都贡献了自己的最大努力,尤其是史蒂文威尔士,这位亲自参与而又年轻无知的科学家,他的勇敢和智慧是值得我们学习的。
促胰液素的发现教资作文
今天,老师课堂上讲了一个非常有趣的科学家故事!讲的是一位叫拜尔的医生,他发现了一种神奇的东西,可以帮助我们消化食物!
拜尔医生每隔一天都要给病人配药,他突然发现很多病人胃疼,吃不下东西。
他越来越诧异,想要弄清楚为什么小小的食物会让身体如此难受?他决心研究这个问题,最终发现了一种奇妙的“小帮手”,它可以帮我们把食物分解成身体可以吸收的东西。
它就像一个小小的魔法师,让食物在我们体内变成能量!
老师说,这种神奇的“小帮手”叫做促胰液素,它是由肠道分泌的,可以促进胰腺分泌消化液,帮助我们胃消化食物。
老师还说,拜尔医生的发现非常重要,它改变了我们对消化系统的理解,还帮助很多病人恢复了健康。
我听完之后,非常佩服拜尔医生。
他是一个爱琢磨、好钻研的人,他发现的促胰液素,真是太神奇了!现在我明白了,我们的身体真是太神奇了,还有很多奥秘等待我们去探索!以后我也要认真学习,争取像拜尔医生一样,用知识改变世界!
我突然想起,今天中午,我吃了一碗香喷喷的红烧肉,它们在肚子里面一定也遇上了促胰液素,变成了能量,让我有精神听下午的课!真希望促胰液素也可以帮助我思维更快速,那样的话我就能学到更多知识了!。
发现促胰液素的故事
这里讲述这样一个故事:在新的现象面前,科学工作者摆脱了传统概念的束缚,大胆提出新的设想,从而发现了一个广阔的新领域。
故事发生在1902年1月。
当英国两位生理学家贝利斯(William M.Bayliss,1860-1924)和斯他林(E rnest H.Starling,1866-1927)正研究小肠的局部运动反射时,他们看到一篇新发表的法国科学家 Wer theimer的论文,声称在小肠和胰腺之间存在着一个顽固的局部反射。
对此,他们感到了很大的兴趣。
这个法国人的实验是这样的:当将相当于胃酸的盐酸溶液注入狗的上段小肠时,会引起胰液分泌。
为了进一步分析它的机制,他发现直接把盐酸溶液注入狗的血液循环,并不能引起胰液分泌;中等剂量的阿托品(能阻断副交感神经)也不能消除这个反应。
Wertheimer甚至还进行了更为关键的进一步实验:他把实验狗的一段游离小肠袢的神经全部切除,只保留动脉和静脉与身体其他部分相连。
当把盐酸溶液输入这段小肠袢后,仍能引起胰液分泌。
但他仍然坚信这个反应是"局部分泌反射",一个顽固的神经反射,因为他认为,小肠袢的神经是难以切除得干净、彻底的。
贝利斯和斯他林看了这篇论文后,立即用狗重复了法国学者的上述实验,证实了他的结果,即放置盐酸溶液于这段切除了神经的小肠袢后,确能引起胰液分泌。
但他们深信切除神经是完全的。
那么,怎样解释这个结果呢?他们大胆地跳出"神经反射"这个传统概念的框框,设想:这可能是一个新现象--"化学反射";也就是说,在盐酸的作用下,小肠粘膜可能产生了一个化学物质,当其被吸收入血液后,随着血流被运送到胰腺,引起胰液分泌。
为了证实上述设想,斯他林立即把同一条狗的另一段空肠剪下来
,刮下粘膜,加砂子和稀盐酸研碎,再把浸液中和、过滤,做成粗提取液,注射到同一条狗的静脉中去,结果,引起了比前面切除神经的实验更明显的胰液分泌。
这样,完全证实了他们的设想。
一个刺激胰液分泌的化学物质被发现了,这个物质被命名为促胰液素(se cretin)。
这是生理学史上一个伟大的发现!
促胰液素的发现,使贝利斯和斯他林很快意识到,这不仅是发现了一个新的化学物质,而是发现了调节机体机能的一个新概念、新领域,动摇了完全由神经调节的概念。
也就是说,除神经系统外,机体内还存在着一个通过化学物质的传递以调节远处器官活动的方式。
为了寻找一个新词来称呼这类化学信使,他们采纳了同事哈代(W.B.Hardy)的建议,创用了源于希腊文的一个字"激素"(hormone,"刺激"的意思)这个名称(1905)。
促胰液素便是历史上第一个被发现的激素。
这样,产生了"激素调节"这个新概念,以及通过血液循环传递激素的"内分泌"方式,从而建立了"内分泌学"这个新领域。
从此,国际上一个寻找激素的热潮开始了,使内分泌学出现了惊人的发展。
迄今,不论在植物界和动物界都有激素存在。
在低等和高等动物机体内已经发现了几十种激素,而且每年都有新的激素被发现,激素的重要意义是不言而喻的。
在促胰液素发现之前和之后,贝利斯和斯他林都没有进行过消化腺分泌的研究。
贝利斯应用物理、化学观点,发展了普通生理学概念,著有《普通生理学原理》一书,文字典雅精炼,被誉为经典著作。
斯他
林工作更多,主要在血液循环生理方面,有著名?quot;斯他林心脏定律"等。
其实,这个故事还应当从巴甫洛夫实验室讲起,因为他们对这个问题研究得最早,也很深入,但把问题弄得异常复杂了。
关于酸性食糜进入小肠引起胰液分泌这个现象,早在1850年就由著名的法国实验生理学家克劳o伯尔纳(Claude Bernard)发现过,但似乎没有引起世人注意。
后来又被俄国巴甫洛夫实验室的道林斯基(Dolinski)于1894年重新发现。
我们知道,巴甫洛夫被认为是现代消化生理学的奠基人,他对消化生理学的贡献是十分卓越的。
在上世纪末时,他和他的门徒们积20多年的创造性工作,写成了《消化腺工作讲义》(1897;英译本1902)这部经典著作,获得了1904年诺贝尔生理学或医学奖,赢得世界荣誉。
根据当时传统的神经论主导思想,也是巴甫洛夫学派特别信仰的思想,他们认为,盐酸引起的胰腺分泌是一个反射。
他们原先设想,迷走神经和内脏大神经都可能是这个反射的传出神经,因为在此之前,他们发执碳ふ饬阶樯窬寄芤鹨认俜置凇T?896年,巴甫洛夫的另一个学生帕皮尔斯基(Popielski)对上述现象的产生机制进行了分析。
他发现,切断双侧迷走神经、切断双侧内脏大神经以及损坏延髓后,这个反应仍然出现。
他设想,在胃的幽门部可能存在着一个胰液分泌的"外周反射中枢"。
又过了几年,帕氏发现,即使切除了太阳神经丛、毁坏脊髓以及切去胃的幽门部,盐酸溶液仍能引起胰液分泌。
因此,帕皮尔斯基于1901年被迫修正了他自己过去的假设,认为这是一个局部短反射,其反射弧连接十二指肠粘膜和胰腺的腺泡细胞,通过位置于胰腺外分泌组织中的神经节细胞而实现局部短反射作用。
法国学者 Werther imer等进行同样机制的分析是于1901一1902年独立地在法国进行的。
贝利斯和斯他林的促胰液素的发现于当年发表后,引起了全世界生理科学工作者极大的兴趣,也引起巴甫洛夫实验室工作者的极大震惊。
这个新概念动摇了后者多年来奉为圭璋的消化腺分泌完全由神经调节的神经论思想,使他们一时难以接受。
他们一方面力图收集已有的证据来反驳这个化学调节理论,一方面认真重复贝、斯二氏的实验。
但促胰液素的客观存在是经得起实践检验的。
曾离开苏联定居加拿大的巴甫洛夫的一个老学生巴布金(B.P.Babkin)在撰写巴甫洛夫传记时,有这样一段生动的描述:"巴甫洛夫让他的一个学生来重复贝利斯和斯他林的实验,巴氏本人和其他学生都静静地立在旁边观看。
当出现(提取物引起)胰液分泌时,巴氏一言不发地走出实验现场回到书房。
过了半小时后,他又回到实验室来,深表遗憾地说:'自然,人家是对的。
很明显,我们失去了一个发现真理的机会!"
从以上促胰液素发现的历史,我们从中能取得什么经验教训呢?正是由于被传统的旧概念所束缚,使巴甫洛夫和他的同事们以及法国的 Wertheimer等不能从客观事实出发下结论,轻易地失去了发现一个近在眼前的真理的机会。
而贝利斯和斯他林过去从来没有进行过这方面的工作,却在短短的时间内获得了这项重大成就,难道这是偶然的机遇吗?不是的,这是自然科学唯物主义的胜利成果。
这种历史上的正反两方面的经验教训,是值得我们记取的。