神農嘗百草,他嘗鴉片樟腦顛茄,邊中毒邊評估藥性……

說到浦肯野纖維、浦肯野細胞,相信很多學過生理學的同學都不陌生,甚至,與視覺有關的浦肯野效應,不少人也有所耳聞。

然而,如果問你對本浦肯野人了解多少,是不是你也感覺一片迷茫?今天,我們就一起了解這位建樹頗豐的生理學家。

豐富的研究成果

浦肯野全名Jan Evangelista Purkynë,出生於1787年12月,捷克實驗生理學先驅,他在組織學、胚胎學和藥理學等不同研究領域都頗有作為,他的研究成果對後世影響深遠,我們今天對眼睛和視覺、大腦和髒功能、哺乳動物繁殖和細胞組成的現代理解,都和浦肯野的研究密不可分。

浦肯野畫像

浦肯野畫像

1804年,完成高中學業的浦肯野以修道士的身份加入了Piarists的修道會,但很快選擇離開,轉而「去更自由地探求科學」。

1818年,浦肯野在布拉格大學獲得醫學學位,正是在這期間的研究,他發現了一種被稱為浦肯野效應(Purkinje effect)的現象(當光的強度降低時,人們認為相同亮度的紅色物體比藍色物體更暗,即人眼對微弱紅光的敏感度遠低於微弱藍光)。

浦肯野曾經在自己的作品中描述紅色在不同光線強度下的變化,圖片來源Wikipedia

為了清楚地闡釋這一發現,浦肯野完成了《Observations and Experiments Investigating the Physiology of Senses》和《New Subjective Reports about Vision》兩篇文章。

他對視覺的研究引起了德國詩人歌德的注意,在歌德的幫助下,浦肯野得了普魯士佈雷斯勞大學生理學和病理學教授的職位,在這裡,浦肯野建立了世界上第一個獨立的生理學系和第一個正式的生理實驗室,他的這一發現還促成了實驗心理學的誕生。

與浦肯野效應相比,浦肯野更加廣為人知的發現是浦肯野細胞(Purkinje cells)和浦肯野纖維(Purkinje fibres)。

其中,浦肯野細胞是存在於小腦皮質的最大神經元,具有許多分支;而浦肯野纖維則存在於心臟,能夠將心臟起搏信號沿心室內壁傳導至心臟各部分的一種特殊心肌纖維,是心臟傳導系統的組成部分。他的這些發現,為我們今天了解大腦及心臟的信號傳導奠定了基礎。

共聚焦顯微鏡下的小腦浦肯野細胞圖像,圖片來源wikipedia

此外,浦肯野在描述動物胚胎時,首次使用了「原生質(protoplasm)」一詞,這個詞後來成為描述細胞內全部生命物質的學術用語。

浦肯野還率先切片機(一種製作組織切片的機械裝置)、冰醋酸、重鉻酸鉀和加拿大樹膠(Canada balsam)來製備組織切片,用於顯微鏡觀察。這種做法,直到今天仍是實驗室常用的研究方法。

浦肯野使用過的顯微鏡,圖片來源 wikimedia

浦肯野的研究內容還有很多,比如發現了皮膚的汗腺以及生髮泡(即卵母細胞的細胞核)、嘗試將指紋識別作為一種身份識別手段、觀察並記錄了胰腺提取物具有消化蛋白質的能力、記錄了一系列藥物的藥效及安全劑量等等。

瘋狂的藥物實驗

在浦肯野參與的大量研究中,當屬他對藥物如何影響人體的研究最為瘋狂,因為他是用自己的生命在做實驗。

從1829年開始,浦肯野陸續描述了樟腦、鴉片、顛茄和松節油等一系列藥物對人體的生理影響,在研究過程中,他通過嗅聞、品嚐等方式,來評估藥物的效用及安全性。

比如說,浦肯野曾服用了過量的洋地黃(這種藥常被用作強心藥,但它有個副作用,會讓服藥的人視力變模糊),服藥後,他的心跳變得不穩定,視力在長達兩週的時間內受到影響。即便如此,浦肯野仍堅持觀察眼睛的視力變化,並注意到了「浦肯野樹」(實際上是位於視網膜上的血管)。

浦肯野曾親身試驗過數十種藥物的安全性,他吞服過3顆肉豆蔻粉,並因此「經歷了數天的頭痛、噁心、興奮和幻覺」;內服並外用莨菪(顛茄提取物),分離出了可用於散瞳的阿托品;用樟腦做實驗以至於頭暈了好幾天,得出了樟腦不宜給兒童服用的結論(當時樟腦是小兒咳嗽的治療藥物之一)。

在做這些實驗的時候,浦肯野很清楚自己面臨的風險,他自己就曾說「要謹慎操作以免將自己推向危險」(雖然在我們看來這些操作並不謹慎……),但為了弄清楚藥物會引起人體哪些生理反應,他甘願冒險把自己當成「小白鼠」。

浦肯野這些以身犯險的瘋狂實驗,幫助人們認識到了明確藥物安全劑量的重要性,也為藥物的規範使用奠定了基礎。

浦肯野紀念郵票,圖片來源 colnect

對了,月球上有以浦肯野命名的隕石坑,小行星3701同樣以浦肯野的名字命名,下次再遇到各種與浦肯野有關的學術名詞,可別忘記這些詞的背後還有一位涉獵廣泛的傳奇科學家哦。