柯奈爾·海門斯（比利時(shí)醫(yī)學(xué)家）

柯奈爾?海門斯，比利時(shí)醫(yī)學(xué)家，1892年3月28日出生在比利時(shí)根特。其父親J. F. Heymans是原根特大學(xué)藥理學(xué)教授和校長(zhǎng)、該校藥理學(xué)和治療學(xué)的創(chuàng)始人。1920年，海門斯在根特大學(xué)拿到博士學(xué)位，之后開始在法蘭西學(xué)院、洛桑大學(xué)、維也納大學(xué)、倫敦大學(xué)學(xué)院和凱斯西儲(chǔ)醫(yī)學(xué)院任職。海門斯因發(fā)現(xiàn)了頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體調(diào)節(jié)呼吸的作用，于1938年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

生平

海門斯是比利時(shí)人，生于1892年3月28日。他的父親老海門斯是一位藥理學(xué)教授，海門斯的成就有很大一部分要?dú)w功于老海門斯的指點(diǎn)和幫助。1920年，海門斯于根特大學(xué)獲得醫(yī)學(xué)博士學(xué)位，并于兩年后成為該大學(xué)藥理系的講師。1930年，海門斯榮升根特大學(xué)藥理系教授，并接替自己的父親成為系主任。他通過精妙的實(shí)驗(yàn)，找到了調(diào)節(jié)呼吸活動(dòng)的神經(jīng)機(jī)制，這一成果為他贏得了1938年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

研究?jī)?nèi)容

人類關(guān)于呼吸活動(dòng)的研究由來已久。一方面，呼吸是一種受意識(shí)支配的生理活動(dòng)，人們完全能夠憑意志來控制呼吸的深淺和快慢；另一方面，即使離開主動(dòng)意識(shí)，呼吸也不會(huì)停止。在日常生活的大多數(shù)時(shí)間里，人們往往會(huì)完全忘記呼吸這回事；在睡夢(mèng)中，呼吸也在有條不紊地進(jìn)行著。憑借經(jīng)驗(yàn)，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了不少能夠影響非自主呼吸活動(dòng)的因素。例如，當(dāng)人們自溫暖的環(huán)境跳入冷水中時(shí)，呼吸會(huì)暫停一段時(shí)間；疼痛或情緒激動(dòng)時(shí)人們會(huì)加大呼吸的次數(shù)和幅度；當(dāng)空氣中二氧化碳濃度升高時(shí)，人體也會(huì)加快呼吸頻率，不由自主地深吸氣。而在這一切影響因素的背后，又是怎樣一種神經(jīng)生理活動(dòng)在進(jìn)行具體的支配呢？海門斯的研究就圍繞這些問題而展開。

海門斯的實(shí)驗(yàn)對(duì)象仍然是狗。不過，海門斯顯然對(duì)這些狗沒有太多的情感投入，否則無法解釋他甚至沒有給自己的實(shí)驗(yàn)伙伴取一個(gè)像樣的名字，而只是簡(jiǎn)單地稱它們?yōu)锳，B和C。其實(shí)這件事也好理解，生理學(xué)家眼中的狗與伴侶動(dòng)物完全不同，愛狗的讀者不必對(duì)他們過于苛求。海門斯父子給以A、B和C為代表的狗做了一系列手術(shù)，手術(shù)過后，呼吸調(diào)節(jié)的細(xì)節(jié)便一一變得清晰起來。

首先，海門斯將B狗的頭顱和軀干分離，僅保留迷走神經(jīng)。為使分離后的B狗頭顱不至于因喪失血液供應(yīng)而死掉，海門斯將A狗的頸血管與B狗頭相吻合，這樣B狗頭便能獨(dú)立存活，他與軀干的唯一聯(lián)系便是保留下來的迷走神經(jīng)。B腦部的呼吸中樞狀態(tài)良好，B軀干依靠人工呼吸器維持。

接著，海門斯研究了B狗軀干血液循環(huán)對(duì)B狗呼吸活動(dòng)的影響。他經(jīng)股動(dòng)脈測(cè)量血壓，并同時(shí)給予升壓藥物和降壓藥物。結(jié)果顯示，當(dāng)B狗軀干的血壓降低時(shí)，B頭顱的呼吸運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)了；反之，當(dāng)軀干的血壓升高時(shí)，B頭顱的呼吸運(yùn)動(dòng)減弱。由于B頭顱并不與B軀干共享同一套血液循環(huán)，這說明軀體血壓的變化通過迷走神經(jīng)對(duì)頭顱的呼吸運(yùn)動(dòng)施加了影響。海門斯同時(shí)觀察到，如果在實(shí)驗(yàn)過程中中斷B軀干的人工呼吸，隨著軀體內(nèi)二氧化碳濃度的升高，B頭顱的呼吸反射也加強(qiáng)了，這說明體液化學(xué)性質(zhì)的改變同樣通過迷走神經(jīng)影響呼吸中樞。

下一步，海門斯試圖找出這種反射調(diào)節(jié)的具體位置。這時(shí)，C狗加入了實(shí)驗(yàn)。海門斯將B狗軀干的血液循環(huán)進(jìn)行了改造，令肺循環(huán)和體循環(huán)分別被C狗取代。結(jié)果，肺動(dòng)脈血壓的變化并未引起呼吸調(diào)節(jié)，而主動(dòng)脈的血壓變化依然引起了B狗頭顱的呼吸變化。據(jù)此，海門斯終于確定，主動(dòng)脈血管區(qū)存在一個(gè)感受器，當(dāng)主動(dòng)脈血壓變化時(shí)，感受器能夠通過神經(jīng)反射調(diào)節(jié)呼吸。

在海門斯之前，已經(jīng)有兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)鉗夾頸部血管會(huì)引起呼吸的變化。海門斯更進(jìn)一步，在對(duì)狗的頸部血管進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)后，海門斯發(fā)現(xiàn)，在位于頸動(dòng)脈分叉的動(dòng)脈竇處同樣存在一個(gè)感受器，當(dāng)血管內(nèi)壓力變化時(shí)，該感受器一樣能夠引起神經(jīng)反射并作用于呼吸中樞，調(diào)節(jié)呼吸活動(dòng)。

此后，海門斯又通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了頸動(dòng)脈竇和主動(dòng)脈處的兩個(gè)神經(jīng)感受器還能夠感知體液的化學(xué)變化。也就是說，主動(dòng)脈和頸動(dòng)脈竇處的神經(jīng)感受器既包含壓力感受器部分，又包含化學(xué)感受器部分。于是，無論是血壓變化還是血氧濃度變化引起的呼吸調(diào)節(jié)，都通過神經(jīng)感受器誘導(dǎo)的反射活動(dòng)得到了解釋。此后，海門斯等又對(duì)這兩處神經(jīng)感受器的結(jié)構(gòu)和功能做出了準(zhǔn)確闡述。

就這樣，憑借精巧的手術(shù)和扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)，海門斯和他的狗又一次為生理學(xué)做出了重要貢獻(xiàn)。海門斯的發(fā)現(xiàn)加深了人類對(duì)于呼吸以及循環(huán)調(diào)節(jié)的認(rèn)識(shí)，利用按摩頸動(dòng)脈竇產(chǎn)生的慢心率反射長(zhǎng)期以來被臨床醫(yī)生嘗試用于終止某些快速型心律失常。在感謝海門斯的同時(shí)，我們也不應(yīng)忘記那些在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)中犧牲的狗，它們同樣為人類的科學(xué)研究奉獻(xiàn)了一切。