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《激素小史》：激素作用的神秘面纱：认识人体的新视角
铛铛铃2025-09-20【科普】457人已围观
简介
今天为你解读的书是《激素小史》。
什么是激素呢？激素就是动物体内的一些小分子物质，比如胰岛素、肾上腺素等。它们由特定的腺体分泌，经过血液等途径运输到身体各处，作用于特定的细胞和器官，并产生特定的效果，从而影响动物的发育和行为。研究激素的科学叫做内分泌学。
人体激素含量微乎其微，在很长时间内都不为人们所知晓，却默默影响着人类的生活，左右着人类的命运。从食欲到性欲，从愤怒到关爱，无一不与激素有关。所以，认识激素有助于重新认识我们自己。
本书作者兰迪·胡特尔·爱泼斯坦是医学博士，耶鲁大学医学院驻校作家，指导学生的论文与科普写作，常在《纽约时报》等平台发表科普作品。《激素小史》这本书被美国《科学新闻》杂志评为2018年度最受欢迎图书，可以说是认识激素的首选读本。
作者在书中梳理了激素研究的来龙去脉，描写了一些激素研究的趣闻轶事。从胰岛素到甲状腺素，从性激素到催产素等等，每种激素的研究过程都令人印象深刻，其中充满了挫折与谎言，有时甚至让人啼笑皆非。但最终，关于激素的研究仍然取得了伟大的成就。如今，内分泌学已经成为最令人瞩目的生物学科之一。
沿着激素研究的历史脉络，我们将从四个方面解读这本书：第一，激素是怎样被发现的；第二，激素研究如何误入歧途；第三，如何给激素剂量；第四，不同激素的作用机制是怎样的。
首先来谈谈第一个问题：激素是怎样被发现的。
19世纪是科学史上的奇迹时代，达尔文提出了惊世骇俗的进化论，科赫则提出了细菌理论。与此同时，对激素的研究也在悄然展开。
1848年，德国医生阿诺德·贝特霍尔德在自家后院养了六只公鸡，不是为了做烧鸡，而是为了做实验。贝特霍尔德之所以用公鸡来做实验，因为他瞄准了公鸡的两个睾丸。当时人们已经注意到，人体中存在一些结构简单的组织块，当时称为腺体，它们结构单一，功能却不明确，比如甲状腺等。人们迫切想要弄明白，这些腺体到底有什么作用。作为腺体的代表，睾丸就这样成为研究的焦点，大概因为睾丸只存在于雄性动物体内，更能引发人们的好奇。
在贝特霍尔德之前，人们对睾丸的功能充满了猜测。贝特霍尔德是第一个用实验寻找答案的人，开创了激素研究的先河。
说起来，贝特霍尔德的研究并不复杂。他把六只公鸡分为三组，每组两只，然后将第一组公鸡的两个睾丸切掉一个，第二组的两个睾丸全部切掉。至于第三组，处理手法稍微有点麻烦，他先把两只公鸡的睾丸全切掉，然后再把切下来的一个睾丸移植到另一只公鸡体内。这样一来，两只公鸡都只有一个睾丸，而且都是对方的睾丸。
接下来，贝特霍尔德把这些公鸡养了起来，静静等着观察结果。结果很有趣，睾丸全切的公鸡表现得就像母鸡一样，懒散而低调，鸡冠也开始萎缩褪色，对母鸡再也提不起兴趣。而保留了一只睾丸的公鸡行为表现则相对正常，基本没有什么明显的变化，表明一个睾丸也照样有效。至于睾丸对调移植的第三组公鸡，结果却出人意料。起初贝特霍尔德将两只公鸡对调睾丸时，并不是将睾丸移植到原来的位置，而是移植到了肠道之间。结果表明，错误的位置似乎并不影响睾丸的作用，两只公鸡都发育良好，精神抖擞，而且同样对母鸡想入非非。
贝特霍尔德假设，睾丸可能会通过神经向公鸡发送指令，从而影响公鸡的行为。但他切开公鸡的肠道之后，却没有在睾丸附近发现新生的神经连接，而只有一些血管连接。由此，贝特霍尔德推测，睾丸必定产生了某种物质，这些物质就像是从睾丸射出去的箭，可以经由血液传遍全身。
尽管这个实验有效证明了激素的存在，但在当时却被人们忽略了。直到半个世纪以后，英国伦敦大学的生理学教授威廉·贝里斯和同事在狗的身上做了一系列实验，才证明了贝特霍尔德的推测，激素理论最终被科学界接纳。
贝里斯认为，所有腺体，无论是睾丸还是胰腺或者是肾上腺，都有着相似的工作机制，它们并非独立存在，而是属于一个有机的系统。后来我们知道那就是内分泌系统，但当时还没有这个概念。
贝里斯想要证明这个想法，于是决定用狗来做实验。贝利斯的研究目标是胰腺，胰腺与消化作用密切相关，当狗进食以后，胰腺就会分泌大量消化液进入消化道。贝利斯想知道进食行为如何影响胰腺活动，它的具体做法是，给狗做一个外科手术，将它们胰腺四周的神经切断，然后观察喂食行为是否会影响胰腺分泌消化液。结果发现，切断神经并不影响胰腺的分泌功能。由此可以推断，既然胰腺没有收到神经信号，那肯定是接受了其他信号，这种信号是一种小分子物质，后来被命名为促胰腺素，是第一种被分离出来的激素。
不过这一观点，与苏联生物学家巴甫洛夫的条件反射学说产生了直接冲突。当时巴甫洛夫在狗身上做的条件反射实验，已经传遍全世界，而反射的要点在于神经传递。巴甫洛夫认为，胰腺分泌消化液，只能是受到神经控制的结果，所以他激烈反对贝利斯的观点。直到贝利斯用更加严谨的实验，排除了神经的干扰，巴甫洛夫才不得不接受这个事实。尽管如此，巴甫洛夫仍然耿耿于怀，他也就此和激素研究失之交臂。
好在贝利斯并没有就此止步，他和同事进一步指出，机体的许多器官之间，就像消化道和胰腺一样，可能都存在复杂的联动关系，比如在子宫和乳房之间，大脑和心脏之间等等。有些联动是通过神经进行，有些则是通过小分子化学物质。这个观点和半个世纪之前贝特霍尔德的看法基本一致。他们顶着巨大的压力，继续用动物做实验，不断证实了这一想法，并在1905年，正式将这些小分子物质命名为激素。
当激素这个词儿被最终确定，标志着内分泌学就此诞生。而激素作为一种全新的生物学发现，也迅速得到了大众的关注，引发了一波又一波研究浪潮，其中出现了一些夸大激素作用的神话，有些传说甚至让人哭笑不得，那就是我们要谈的第二个问题：激素研究如何误入歧途。
在汹涌而至的激素研究浪潮中，有许多人其实是在浑水摸鱼，最后变成了典型的江湖骗子。有些人虽然无心骗人，却像是在一本正经地胡说八道。比如心理内分泌学家路易斯·贝尔曼，他认为可以通过激素建立起一个理想社会，每个人的身体都保持着化学平衡，没有罪恶、没有肥胖、没有愚昧，所有问题都可以用激素来解决。
在一片混乱之中，仍有一些学者排除干扰，不断对激素展开深入研究，很快发现了许多新的激素，比如皮质醇和肾上腺素等。而关于性激素的研究则是一波三折，引发了大量争议，至今仍被津津乐道。故事的焦点仍然与睾丸有关。出于一种模糊的信念，有人一直想从睾丸中获得强大的力量。法国生理学家夏尔·塞加尔就是一位先行者，他居然在72岁高龄时，用自己的身体做实验，先是收集了一些豚鼠和狗的睾丸分泌物，简单混合了一下，再注入自己体内，然后就声称自己性欲增强，小便尿得更远，简直像年轻了30岁。此事引起了不小的轰动，不断有人模仿塞加尔的做法。然而仅仅5年之后，热潮就突然平息，因为塞加尔居然死掉了，享年76岁。虽然不算早夭，但也没有人们想象的那样长命百岁，对于相信睾丸魔力的人，无疑是一个沉重的打击。从此，塞加尔疗法偃旗息鼓。
但人们对睾丸的兴趣并没有消失。1920年前后，一种新的疗法悄然问世，有人通过复杂的外科手术，把猿猴的睾丸移植到了男人身上，并声称可以强化男性气质。还有人专门贩卖山羊睾丸，不是用来煲汤，而是用来移植，客户可以自己挑选中意的山羊，再摘下它的睾丸，移植到自己体内。手术就在厨房里进行，操刀者不需要任何医学知识，只需要医学的幌子和动手的胆子，就可以赚得盆满钵满。
在这一系列闹剧之中，奥地利生理学家尤金·施泰纳赫和那些骗子不同，他是维也纳有名的医生，而且会设计严谨的实验。施泰纳赫原本并不相信睾丸神话，他只想搞清一个问题：激素可以影响人的行为吗？男人和女人的行为差异是激素决定的吗？为了揭开这个谜团，他在大鼠身上做了一系列研究，结果证明大脑确实会影响激素的分泌，激素反过来也会影响大脑的活动。在此基础上，施泰纳赫发表了大量论文，而且得到了11次诺贝尔奖提名，尽管都没有获奖，但施特纳赫的大名已经无人不知。这让他有能力推广一个疯狂的想法，既然激素可以影响大脑，那为什么不利用睾丸激素刺激人的大脑呢？
从1920年起，施泰纳赫开始宣扬人类复兴计划，具体措施就是结扎输精管，把精液像堵车一样堵在男人体内，以此增强性欲、提高智力，改善衰老造成的所有负面影响。这个不可思议的计划在当时人尽皆知，以至于施泰纳赫这个名字居然变成了一个动词，就是通过结扎输精管而获得更多活力的意思。许多人都听信施泰纳赫的宣传，做了输精管结扎手术，其中不乏社会名流。但施泰纳赫本人却是个例外，倒不是他不相信自己的计划，而是因为他实在太老了，可能已经没有多少精子可以储存了，所以他主动作罢。
现在施泰纳赫的疯狂计划早已破产，因为研究已经证明，结扎输精管以后，睾丸激素水平可能在短时间内略有提升，但长期的影响可以忽略不计。许多声称效果明显的人，基本都是受到安慰剂效应的影响，也就是接收到了心理暗示，让他们自我感觉良好而已。尽管如此，施泰纳赫的研究明确证明了激素与大脑之间的联系，为内分泌学的升级奠定了基础。而升级的关键就在于激素的剂量。
早期激素研究面临的巨大挑战在于，激素的数量实在太少了，科学家必须找到合适的方法对其进行计量，否则相关研究很难再上台阶。下面我们就来谈谈如何测定激素的含量。
呆小症是典型的激素缺乏性疾病，患者身体发育迟缓、智力低下，一度是白痴的代名词。早在100多年前，医生就知道那是甲状腺素分泌不足的结果。甲状腺素由甲状腺分泌，功能和生长激素有点相似，都能促进机体的生长，不同在于生长激素由脑垂体分泌，如果缺乏，就可能造成侏儒症，而不是呆小症。当时医生已经知道如何治疗呆小症，方法很简单，就是服用甲状腺素药物，服用方法也很简单，而且药物价格相当便宜。如此来说，呆小症应该早就可以根治了。然而，事实并非如此，每年仍然会出现许多患者。原来患者刚出生时并没有什么异常表现，看起来似乎都很健康，患儿只有超过六个月大时，才会出现一些基本症状，可那时已经错过了最佳的治疗时间，大脑已经因为甲状腺素缺乏而出现了无法挽回的损伤。所以治疗呆小症的关键在于早发现，早治疗。然而，早发现并非易事，那涉及激素研究的根本性问题：如何计量。
由于人体内激素含量极低，一度被认为无法测量。当时医生除了观察患者的症状，并没有更好的办法测量患者体内甲状腺素水平的高低，他们只能等待患者出现症状再进行治疗，这就造成了许多悲剧。精确测量激素水平，已经成为激素研究的当务之急。
这时，一位杰出的美国女性走上了科学舞台，她叫罗莎琳·雅洛。罗莎琳的名字虽然不如其他科学家那么响亮，但她发明了测量激素水平的技术，却对现代生物医学的发展具有重要价值。罗莎琳于1950年就职于美国退伍军人管理局核医学部，在那里组建了一个实验室，展开了漫长而琐碎研究工作，在不经意之间，发现了一些与激素有关的重要线索。
当时人们认为，由于激素含量太低，不会在体内引起免疫反应，也就是说，人体不会排斥激素的进入，所以在用激素治疗疾病时，也无需考虑免疫排斥的风险。但罗莎琳和同事却发现，人体有时会针对某种外来激素产生抗体，比如胰岛素就能产生抗体。这是一个全新的发现，与当时的主流观点格格不入，论文历经波折，最终才得以发表，不过并没有引起足够的重视。好在罗莎琳很重视自己的研究，她认为可以通过激素的免疫反应来测量激素的含量。这个想法一旦出现，罗莎琳就立即和同事设计了大量实验，以验证这个想法的可行性。事实证明，他们的想法是正确的。
我们不妨以胰岛素为例，介绍一下罗莎琳的方法。胰岛素是一种蛋白质激素，如果从身体里抽一管血出来，里面就会有极少量的胰岛素存在。问题是血样里含有各种各样的化学物质，我们该如何测量其中到底含有多少胰岛素呢？胰岛素有个特点，当注射到动物体内时，就可以产生特定的抗体，胰岛素和抗体之间会进行特异性结合。罗莎琳就利用这一点来做文章，她准备了一些胰岛素标准品，这些标准品不是普通的胰岛素，而是加了放射性标记，可以很方便地用仪器检测出来。将放射性胰岛素与抗体结合后，就得到了测量用的标准液，相当于一把测量胰岛素的尺子。只要将血液样本加到标准液中，血液样本中的胰岛素就会和放射性胰岛素竞争，抢占与抗体结合的机会。
用抢椅子游戏来打个比方，抗体是椅子，血液中的胰岛素相当于穿着红衣服的人，而放射性胰岛素相当于穿着黄衣服的人，他们都要争夺坐椅子的权利。假设原本一个穿黄衣服的人对应着一张椅子，当穿红衣服的人加入以后，就将部分穿黄衣服的人挤了下来。只要数一下有多少黄衣服的人被挤了下来，就知道有多少穿红衣服的人抢到了椅子。同样的道理，用放射仪测定一下游离的放射性胰岛素的变化情况，就可以用一套公式推算出血液中胰岛素的含量。这就是放射性免疫检测技术，不但简单快捷，而且灵敏度极高，可以精确到每毫升1/1000000000克，如今已成为研究微量化学物质的重要工具。
自从有了放射免疫检测技术，全球呆小症患者的数量就直线下降，因为医生可以轻松测量患儿体内的甲状腺素含量。罗莎琳也因此荣获1977年的诺贝尔生理学及医学奖。值得一提的是，罗莎琳放弃了放射免疫检测技术的专利，只为降低甲状腺素检测的成本，让更多的呆小症患者都能得到及时的救治。
正是有了如此方便、快捷又准确的激素测量技术，内分泌研究才如虎添翼，很快取得了大量成果。进一步的研究，当然是想知道激素到底是如何作用于人体的。最后我们就来谈谈激素的作用机制。
随着激素研究的深入，人们对激素功能的认知也越来越全面，大家因此而期待激素可以像抗生素那样，为疾病治疗提供准确的解决方案。但事实上，我们对许多激素仍然一无所知，就算人们发现了某种激素，对其作用机制仍然无法确定，对催产素和瘦素的研究就面临着这样的困境。
1948年，一支医学团队记录了一个有趣的现象，在产妇子宫剧烈收缩的同时，产妇的乳头上也会滴下乳汁。他们由此推测，促进子宫收缩的激素与促进乳汁分泌的激素可能是同一种物质。进一步的分析证明了这个推测，1953年，这种激素被纯化了出来，并被命名为催产素，希腊语是快速生产的意思。仅仅两年之后，该项研究就得到了诺贝尔奖，速度如此之快实属罕见，意味着人们对催产素充满了期待。
几乎同时，另一组科学家则发现，动物母爱的建立是有窗口期的，一旦错过窗口期，母子之间就会形同路人。要是在母羊生产后立即把小羊抱走，仅仅过了5分钟再抱回来，母羊就会拒绝接受小羊，甚至用头将小羊顶开。研究人员推测，可能有一种激素在控制着母爱之情。后来的研究证实，那正是催产素。一时间，催产素作为爱的激素而名声大振，许多人在热烈宣传催产素，同时也在推销催产素。著名的TED甚至推出过一期关于催产素的演讲，演讲者一边与观众聊天，一边向自己鼻子里喷催产素，他声称这样可以制造爱的感觉，并与陌生人产生共鸣。但最近的研究表明，催产素的作用机制其实相当复杂，可能制造信任，也可能产生怀疑，能催生爱的感觉，也能让人更加嫉妒，与同情有关，也与种族歧视有关。种种矛盾的结果让研究人员伤透了脑筋。目前的共识是，催产素并不是在制造某种特定的感觉，而只是在强化当时的感觉，无论好坏。换句话说，正常情况下，催产素似乎对人类行为并没有什么特别的影响，尽管它可能与爱或者性有关，但距离制造相关的药物还差得很远，因为其作用机制实在是过于复杂。
有些激素药物只是在临床确定激素明显缺乏时有效，对健康人根本没有效果，这就好比落在干涸的湖床上的雨水，可以滋润湖底的生物，但如果湖水已满，那么多一滴雨还是少一滴雨，意义都不大。对瘦素的研究也面临着同样的困境。有人特别容易发胖，因此特别希望能有一种药物，让他们怎么吃也吃不胖，而瘦素曾经一度是这些人的福音。
研究人员在20世纪50年代就开始怀疑肥胖和激素有关，有一个实验表明，小鼠下丘脑被部分切除之后，就会疯狂进食，不知节制。研究人员推测，下丘脑很可能与某种控制食欲的激素有关。后来果然发现了瘦素，顾名思义就是可以让人变瘦的激素，它可以在适当的时候让人出现饱腹感，因此不再想吃东西。如果瘦素缺乏，饱腹感不易出现，当然就会大吃特吃，甚至永不满足，那样不变胖才怪。那么人们可不可以利用瘦素来减肥呢？这要从瘦素的工作原理说起，它其实是一种身体报警系统，时刻监视着身体的能量供应水平。在人体能量充足时，瘦素水平升高，能让人产生饱腹感，停止进食；当能量不足时，瘦素水平下降，人就会产生饥饿感，驱动机体摄入更多的食物。如果在食物供应不足或者节食减肥的情况下，机体极度饥饿，瘦素水平就会持续走低，同时会影响下丘脑释放其他激素，进而干扰身体的发育。简而言之，一旦能量不足，整体机能就会降级，有时甚至导致女性提前绝经。
尽管如此，瘦素并不是肥胖人士的福音，因为肥胖是多种因素复合作用的结果，瘦素只是其中的一个因素，并且瘦素的水平会随着能量供应水平而浮动，很难直接用于减肥。更重要的是，瘦素还会影响其他激素的释放，具有牵一发而动全身的效果，明明你想减肥，却可能弄出糖尿病来。总之一句话，瘦素的作用机制远比我们想象的更为复杂。
许多激素都像催产素和瘦素那样，有着复杂的作用机制，因为人体不是一个简单的激素线性作用的结果，不像多米诺骨牌那样，前一张倒下就必然推倒后一张。打一针瘦素就可以减肥的理想状况并没有出现，因为机体是一个复杂的激素网络，不同的激素之间可以相互影响，并干扰最终的作用结果，其中复杂的因果关系，至今仍然没有被完全弄明白。
无论如何，经过不同学者的共同努力，持续提出全新的见解，我们才知道了激素网络的存在，并对这张网络有了宏观的认识。所有的挫折与失败都已成为进步的阶梯，所有的探索与努力都已得到了相应的回报。在特定的情况下，有些激素可以控制我们的高矮，影响我们的胖瘦，甚至左右我们的爱恨，但人类不想成为激素的奴隶，而是要成为激素的主人。或许未来会有更多的激素被制成药物，像胰岛素治疗糖尿病那样不断为人类造福，那才是激素研究中令人向往的故事。
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