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卡茨告诉你神经怎么工作

2022-07-07潘悦云夏媛媛

祝您健康·文摘版 2022年7期
关键词:神经递质国籍神经

潘悦云 夏媛媛

伯纳德·卡茨爵士因发现神经末梢中的神经递质及其储存、释放和抑制机理,与奥伊勒、阿克塞尔罗德同时获得了1970年的诺贝尔生理学或医学奖。

1911年,卡茨出生在德国莱比锡,是家中独子。由于俄裔犹太人的身份,他无法拥有国籍,出生就是“黑户”。卡茨自小拔尖,每次考试都是全班第一,却因为他的“黑户”问题,被名牌中学拒之门外,最终只能进入一所私立中学。此事对卡茨打击很大,甚至在荣获诺奖后,回忆起小升初的遭遇,年近六十的他依然潸然泪下,“在中学入学考试那天,我特别激动,因为我相信自己一定能够考上名牌中学。我知道,如果考不上,我母亲会非常失望。可最后……母亲当时非常伤心,不停地掉眼泪,父亲就默默地坐着。当时我只有10岁,心中无比难过”。

进入中学后,卡茨更加刻苦,因成绩优异,提前一年毕业。自此一路绿灯,1929年他考入莱比锡大学医学院,仅用5年就完成本科到博士的全部学业,获得医学博士学位。1935年,卡茨在英国教授希尔(1922年诺贝尔奖得主)的指导下,开始从事肌肉与神经组织方面的研究。他说,那时的自己“邋里邋遢,身无分文”。1939年,卡茨离开英国,来到悉尼医院埃克尔斯实验室研究神经肌肉活动。3年后,他取得了澳大利亚国籍,自此正式结束了30年的“黑户”生活。

在接下来的两年里,埃克尔斯和卡茨等人从事神经肌肉接头处的研究工作,并发表了具有里程碑意义的论文。当时,关于神经冲动在传递过程中是利用电信号还是化学信号(神经递质即乙酰胆碱)“跳过了神经—肌肉连接间隙”的争论十分激烈。有一次,卡茨帮埃克尔斯修剪草坪时,意外切断了电缆,导致割草机失控。为了避免灾难再发生,埃克尔斯把电力割草机换成了汽油驱动的除草工具。在埃尔克斯慢慢接受“神经递质”的理念后,卡茨则开玩笑地说,就是那一刻他把埃克尔斯从“电模式”转换为“化学模式”。

1946年,卡茨进入伦敦大学任教,其主要研究领域是神经和肌肉生理学,重点在神经肌肉传递的物理、化学机制。其间,他与英国姑娘玛格丽特·彭丽结婚,加入了英国国籍,后来还被授予了爵位。直到1970年,卡茨和同事悉心研究神经末梢受到刺激后產生的电脉冲沿神经传送的过程,特别是这些电脉冲由神经向肌肉的传送。他们发现,电脉冲使细胞外液中的钙离子进入神经细胞后,会引起神经递质以“小泡”的形式释放,并运送到下级细胞上,导致钠离子和钾离子通过扩散进出下级的神经细胞或肌肉细胞,使其继续产生电脉冲,将刺激反应传递下去。卡茨因此成果获得了诺贝尔奖。

1966年,卡茨所著《神经、肌肉和突触》一书成了该领域的入门指导,然而,这本经典差点无法面世。当时,卡茨在写作过程中一直携带手稿进出实验室,并没有电子备份。在完成手稿的那天,他将装有唯一原稿的公文包落在了伦敦地铁上,当他想起时,却并不打算再重写一份。幸运的是,最后在终点站找到了公文包,这部经典才得以出版。此外,他还写了《神经的电激发》(1939年)和《神经发射器物质的释放》(1969年),至今仍被广泛引用。

2003年4月20日,卡茨在英国伦敦逝世,享年92岁。卡茨作为神经活动认识研究的先驱,其学术上的发现在现代神经生理学史上具有里程碑意义。终其一生,获誉颇多,但比起虚名,卡茨从科学中获得的巨大喜悦才是他最看重的东西。

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