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第六节 血液循环系统的形成和发展及完善
我们以血液循环系统为例,阐明医学在形成和发展过程中不断经历着自我否定、自我修正、自我发展的过程。
公元前1552年左右的古埃及Ebers纸草文就已经认识到心是全身血液的中枢,“由心脏发出,经由多数血管通连于身体各部”。纸草文还提到,不仅在心区发现心的运动,而且用手指触摸头、手、臂、腿等处也可觉出心动。公元前4世纪,希波克拉底曾经确认心脏并不是一种肌肉,而是精神所在,动脉和静脉是两个互相独立的系统,静脉输送血,动脉输送气;肝脏是产生血的器官,进入右心室,然后通过静脉输送到全身,而左心室及动脉乃是灵气所在,灵气是肺从空气中吸入体内的,但却将血管的运动归之于脉搏。亚里士多德(Aristotle,公元前384—前322)认为心脏不仅是脉管系统的中心,还是身体热和智慧的中心。胃将食物雾化成血液,再经血管送行到身体各部。亚力山大里亚的医生Erasistratus在公元前290年即描写过心脏的瓣膜,他也认为动脉中含有空气。
中医“心脉”的理论首见于《黄帝内经》时代。《素问·六节藏象论》曰:“心者,生之本,神之变也;其华在面,其充在血脉;为阳中之太阳,通于夏气。”心脏的功能在《黄帝内经》中有详述,心为君主之官,主神明。心是人体生命的主宰,一切精神思维意识统一归于心脏。心脏为五脏六腑之君主,能够统一领导脏腑分工合作,并加以协调,产生整体效应。心主血脉,其华在面,脉的作用是裹血,并使血液周流全身,循环不息。因为主司血液循环的主要器官是心脏,所以反映血脉的现象大都与心脏有关。由此可见,中医“心脉”理论晚于古埃及1000多年,但较之同时代的古希腊医学更具系统性。古埃及、古希腊的这些循环论只能出现在医学史著作中,但中医的心脉理论直到今日还有效指导临床实践。
盖伦的循环理论认为,心室间隔膜有看不见的小孔,这些小孔是从胎生时期遗留下来的,血液即由此自右心室直接透入左心室。他认为血液循环的起点不在心脏而在肝。血液在肝形成,然后分布全身,血出肝后不复回。他证明动脉内含有血液而不是空气(而以前他却认为动脉中含有空气)。他认为静脉血粗杂,是身体一般营养的根源。动脉血较静脉血稀,鲜明,温暖且多“灵气”,这种血在心室中产生热,温暖全身。动脉和静脉系统仅仅靠位于两心室壁的小孔相交通,而小动脉、小静脉则吻合于末梢部分。他知道心脏的瓣膜能决定出入于心脏血液的方向。当空气从肺吸入到左心室的时候,“生命灵”便产生了(图3-3A)。
图3-3 CharlesSinger在1922年出版的 The discovery of the circulation of the blood著作中解释的盖伦循环系统图(A)和哈维创立的现代循环系统图(B)
阿拉伯最杰出的医生阿维森纳在他的传世著作《医典》中继承和发展了盖伦的循环理论。他仍然相信心脏室间隔是可以渗透的,因此阿维森纳也就不可能对循环论有什么发展。13世纪,阿拉伯医生Annafis(1210—1288)可能是首先对盖伦循环论发起挑战的人。他对希波克拉底的著作和阿维森纳的《医典》一书进行了系统的评注。他在论述《医典》解剖部分时曾5次明确肯定心室中隔是不能渗透的。他认为心脏的功能之一是产生“精气”(spirit),这精气被认为是高度稀释的血液和一种气体样物质在心脏内相遇而彻底混合后形成的,血液是在心脏的右侧腔室内稀释。由于心脏的左右两腔室之间完全隔开而不能相通,因此血液稀释后只能先通过肺动脉,在肺组织中和空气相遇,然后通过肺静脉进入左侧心腔,在这里形成“精气”。他的这些论述成为循环系统发展史上重要的一章。
维萨里特别抨击了盖伦的循环论,指出了有关心室隔膜有孔的错误,因为在他的解剖实验中并未发现有任何孔道存在于两室之间。几年之后,西班牙学者,也是维萨里同学的塞尔维(Servetus,1509—1553)从解剖学角度确认左右心室是不相通的。那么血液只能通过较长的途径,即从右心经过肺动脉而至肺静脉,然后到达左心。然而,就在他接近要确立血液循环的机制时,不幸在瑞士遭受火刑,连同他描述肺循环的著作《基督教的复兴》( Christianismi Restitutio)一起被烧毁了。
1559年,维萨里的学生,意大利解剖学家Columbus明确指出血液是从动脉样的静脉流到肺,在这里血液变得稀薄,并和空气相结合,再经过静脉样的动脉回到左心室。他指出:肺静脉总是充满血液的(这一结果与前人所认为的只有空气被运到左心室的说法不同);两侧心室之间是没有孔道可以让血液通过的;心房和心室之间以及主动脉和肺动脉与心室之间都存在瓣膜,只让血液单方面流动。关于肺循环和心瓣膜的发现,给哈维的心脏血液循环理论奠定了可靠的科学基础。
哈维的老师Fabricius(1537—1619)在1603年发表了《静脉瓣膜》一书。他描述了静脉内壁上有小的薄膜,血液流过时它们朝心脏的方向打开,血流朝相反方向回流时瓣膜则关闭。
哈维是现代循环理论的倡导者。哈维从古代经典医学著作中了解到,他的前辈们的著作中有许多错误。当时横在哈维面前的有3个错误观念:①动脉中含有空气;②心室间隔是有孔的;③血液仅只沿着静脉流到身体周围。经过哈维的研究,他的初步结论是:血液能从动脉透入静脉;心脏是一种肌肉,他的瓣膜阻止了血液的逆流;心跳是为了“血液在循环时的一种不息的运动”。他又根据实验证明:心脏若每搏射血15ml,每分钟跳72次,则每小时血流量为15×72×60=64.8L。因而他提出:①血液是循环的;②动脉与静脉的移行在四肢和身体的远端部分有着直接的吻合;③动脉是心脏输出血流的血管,静脉是运回血液到心脏的血管;④心脏的运动和鼓动是血流的唯一原因。1628年,哈维出版了划时代的专著《动物心脏和血液运动的解剖论》。他的基本论点是:动脉的搏动乃是心脏收缩时使动脉管内血液充盈;由于动脉管壁本身的弹性而被动地扩张,这就形成了脉搏。哈维指出,左心室收缩时,把血液射到主动脉;而右心室收缩时则把血液射到肺动脉。肺组织虽然呈多孔状,但血液始终是经过肺而流到肺静脉的(图3-3B)。
在哈维提出血液循环的理论之后,还有一些重要事实尚未明白,其中最主要的是动脉与静脉之间是怎样连接的?这一问题在当时被认为肺动脉是分散地通过肺组织的孔隙,而后集合于肺静脉的。1666年,意大利解剖学家Malpighi(1628—1694)利用简单的显微镜直接观察到肺的毛细血管网,从而断定毛细血管网是连接动脉和静脉的血管,从而血液循环理论得以确立。
从以上论述可以看出,人类建立血液循环理论经过了漫长的岁月,并不断地自我否定、自我修正、自我完善,其发展模式经历了朴素循环理论(假说)→实验验证→修正理论→建立完整现代循环理论几个不可跨越的阶段。