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血液循环:从塞尔维特到哈维(一)

已有 10091 次阅读 2019-4-1 23:24 |个人分类:医学史话|系统分类:论文交流| 血液循环, 塞尔维特, 哈维

我们今天所知道的血液循环,是由体循环和肺循环两条途径构成的双循环(图1)。血液由左心室射出经主动脉及其各级分支流到全身的毛细血管,在此与组织液进行物质交换,供给组织细胞氧和营养物质,运走二氧化碳和代谢产物,动脉血变为静脉血再经各小静脉中静脉最后经过上、下腔静脉及冠状窦流回右心房,这一循环为体循环(即大循环)。血液由右心室射出经肺动脉干的各级分支到肺毛细血管,在此与肺泡进行气体交换,吸收氧并排出二氧化碳,静脉血变为动脉血然后经肺静脉流回左心房,这一循环为肺循环(即小循环)

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图1  现代血液循环示意图

医学史里,这两个循环不是一个人同时发现的,而是相距半个多世纪由两个科学家所发现。肺循环由西班牙医学家、神学家米凯尔˙塞尔维特(M˙Servetus,1511-1553)发现,后者是哈维·威廉姆William Harvey,1578-1657)1628年发现的。围绕血液循环的发现史,有一系列曲折感人的故事。

一、旧血液运行说

实证科学家对生命活动的研究,通常采用两种基本方法,即观察与实验。在科学发现之前,古人已经开始观察到人体内的血液运行的现象。但由于历史的局限,传统医学在形成过程中往往借助粗糙的解剖学认识,加上自然哲学的思辨,来推测其内在的生理机制。正如恩格斯所说,“自然哲学只能这样来描绘:用理想的、幻想的联系来代替尚未知道的现实的联系,用臆想来补充缺少的事实,用纯粹的想象来填补现实的空白。”(《马克思恩格斯选集》第4卷第242页

公元前4世纪,古希腊医学家希波克拉底(Hippocrates, 约公元前460-377)就清楚心脏的位置与血管以及脉搏的关系,他认为脉搏是血管运动引起的,而且血管连通心脏。因为观察的是尸体,在尸体里的血液都被驱入静脉,而动脉中则是空的。因此他们猜测,人体动脉内充满着来自肺里的空气。不过希波克拉底提出了“体液学说”,认为人体由血液(红色)、粘液、黄胆和黑胆(储存于脾)4种体液组成,这4种体液的不同配合,维持人体的正常机能和形成不同的体质。

随后,古希腊哲学家亚里士多德(Aristotle,公元前384-322)描述了心脏和心包的轮廓、大血管在心脏的出入口,以及血液经由心脏流至其他部分而营养全身。亚里士多德的认为:①食物在心脏内转变成血液;②心脏给血液加热;③动脉里充满了空气;④心脏产生 “元气”;⑤静脉和动脉血都有涨有落,有时向心脏流入,有时从心脏流出。这种观点来自于当时的一种理念:天体运行是永无休止的匀速圆周运动,大地上的一切现象都是自始至终的直线运动。

希腊解剖学家赫罗菲拉斯(约公元前320年-?)是第一个当众进行解剖表演的人,他刻苦钻研了人体结构和动物结构的比较。他注意到动脉不同于静脉是跳动的,并用水钟来测定脉搏的时间,但他未能弄清动脉搏动和心跳之间的关系。他认为动脉是运输血液的,还以为放血具有治疗价值。

另一希腊医生埃拉锡斯特拉特(约公元前304年-250年第一个精确地描述了包括半月瓣、三尖瓣、二尖瓣在内的心脏构造;并把心脏看作是一个水泵,“瓣”即“膜”被看作是单向活动的阀门。他认为每种器官都有三种脉管:静脉、动脉和神经。他研究了这三种脉管分枝再分枝地在全身的分布,直到肉眼看不见为止,他认为这种分枝还会继续下去。并且认为神经是中空的,神经输送“神经元气”,动脉输送动物的元气(否定了动脉输送血液),静脉输送血液。另一方面他又认为,空气通过肺脏输入心脏,并将它变为输入动脉的“生命元气”。三尖瓣能阻止“生命元气”离开心脏,并使它只通过主动脉离开心脏(如果我们没有忘记血液输送的正是氧,如果我们把氧化的血红蛋白与“动物元气”联系起来,把普通的血红蛋白与血液联系起来,那么他的观点并没有很大错误)。事实上,埃拉锡斯特拉特已接近掌握血液循环的概念,但他错误地认为血液是从静脉通过极细的脉管进入动脉的,即把血液流动的方向弄反了。此概念不得不再等待1000多年,才由哈维来确立。 

到了公元2世纪,古罗马医学家盖仑(Claudius Galen,129-199)提出了新的血液运动的理论。他曾经亲自做过大量的解剖(主要是动物),对心脏和血管做过细心的研究,认识到心脏有左右两个心室,并否定了血管内充满气的说法。他的理论可以用“三灵气说”表述:人的静脉血带着从食物营养中来的“自然灵气”,与空气接触后变成带有“生命灵气”的动脉血,再流经大脑变成“动物灵气”,动物灵气通过神经系统支配全身的感觉和运动。这一臆测性学说,直到16世纪哈维的血液循环理论建立起来以后才被人们抛弃。

盖伦这套血管理论思辨地非常完整,为当时人们看到的各种生理现象提供了全套解释。是有一个问题:心脏的左心室和右心室有室间隔在盖伦的理论体系里,血液是怎么从右心室进入左心室的?

盖伦认为,肝脏将人体吸收的食物转化为血液。血液由腔静脉进入右心,一部分通过室间隔肉眼看不见的小孔(实际上,动物解剖可以看到,室间隔是一块很厚实的隔膜,上面没有孔洞)由右心室进入左心室。心脏舒张时,通过肺静脉将空气从肺吸入左心室(左心室是自然灵气的储蓄池),与血液混合,再经过心脏由上帝赐给的热的作用,使左心室的血液充满着生命灵气(vital spirit)。这种血液沿着动脉涌向身体各部分,使各部分执行生命机能,然后又退回左心室,如同涨潮和退潮一样往复运动。右心室中的血液则经过静脉涌到身体各部分提供营养物质,再退回右心室,也像潮水一样运动。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。他的这种称之为“血液潮汐论”。除了自然灵气生命灵气,盖伦体系还有第三种灵气,叫做动物灵气animal spirit)。自然灵气的来由是这样:携带生命灵气的血液,大部分去到身体各处,维持生命力。一小部分往上走,去到大脑。大脑底部有一片疏松的血管网,叫做迷网(rete mirabile)。迷网以血液和自然灵气做原料,提炼出动物灵气动物灵气主要负责人的感觉和运动。一部分物精会变成脑涎,通过颅底的筛骨小孔进入口鼻,就是鼻涕。 

在后来的1000多年,大家对盖伦的“三灵气说”深信不疑,尽管从来没人看到室间隔中的微孔,也找不到三种“灵气”之间转化和营养身体各个部位的可靠证据,直到1628年哈维发表的划时代著作《关于动物心脏与血液运动的解剖研究》(中译名称《心血运动论》) 

以上可以看出,西方传统医学中自然哲学的猜测既不能证实也无法证伪,不会带给医学研究任何积极正面的影响,甚至造就一代又一代膜拜者,从而抹煞人们的好奇心和探索意愿。同时代的中医学也是这样,《灵枢·营卫生会》说:“营行脉中,卫行脉外,营周不休,五十而复大会。”认为由饮食水谷化生的精微物质形成营卫之气,其“精专”部分即营气从中焦进入肺脉,通过心及其所主血脉的化赤作用,在脉中化为血液,循行流注于经脉之中,沿着十四经脉的分布路线,始而手太阴肺经,终而足厥阴肝经。其“慓悍”部分直至上焦(胃上口),并咽上膈,布胸中而走腋,沿手太阴肺经之分,在经脉之外,随着营气运行的同一路线、方向和速度,在经脉外与营气并行不已。

另外还有一种观点,认为卫气在经脉外循行,当平旦阴气消尽时,卫气出行于六阳经,自目内眦上行至头,下入足太阳经之分,其中散行的部分,别出于目锐眦而下手太阳经,同时也入足少阳经和手少阳经;散行的另一部分,出行至耳前合于足阳明循行在颔部的经脉,而下入五趾间,并且从耳下下入手阳明经之分。行于六阳经的卫气,惟行于足阳明经的一支循阴跷脉上行入目。而再循手足太阳经脉之分,按上述规律,手足少阳、手足阳明,循环不息。计日行于阳经二十五周,到夜间至阴跷脉,注于足少阴经,而至肾脏之分,由肾注入心、至肺、至肝、至脾、再至肾,如此循环,亦二十五周,至平旦,又行至阴跷,上出于目。

虽然“流行不止”、“营周不休”、“如环无端”的说法,部分猜测到“血液循环”的特征,但缺乏实证精神的自然哲学思辨,永远不可能导致准确精细并允许修正的“血液循环”理论。

二、 塞尔维特《基督教的复兴》

(未完待续)



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