貝爾納與內環境的提出

張銘

貝爾納（Claude Bernard，1813-1878）法國生理學家，“內環境”概念的提出者。他認為生命有機體（主要指多細胞動物）有兩個環境：一個是體外環境（外界環境），一個是體內環境（內環境）。細胞周圍的體液（血液、淋巴液和組織液等）為細胞提供了一個較為恒定和適宜的生活環境，使細胞不與外界環境直接發生聯系，而是處于一個相對穩定的內環境之中。在此基礎上美國生理學家坎農（Walter Bradford Cannon，1871-1945）提出了“穩態”的概念，認為內環境就是細胞外液，細胞外液處于一個動態平衡。美國數學家維納提出穩態是通過負反饋調節而維持其動態平衡的。從此，負反饋成為生理調節和調節控制的核心環節，并逐漸由生理學擴展到生命科學的眾多領域，成為我們分析生物學問題的重要方法之一。

少年時代的貝爾納非常喜歡文學和戲劇，渴望成為一個劇作家，剛滿20歲的貝爾納就寫了一部悲劇，但他得到的忠告是學醫。自此，貝爾納走上了醫學之路。1834年貝爾納進入巴黎法蘭西學院醫學院學習，1839年在實習期間進入法蘭西學院生理學教授和生理實驗室主任馬讓迪（Francei s Magendie，1783-1855）的實驗室，1847年成為馬讓迪的正式助手。1852年馬讓迪退休后，他接替馬讓迪成為法蘭西學院生理學教授和生理實驗室主任。

馬讓迪是當時世界上最著名的生理學家之一，發現了許多重要的生理現象。貝爾納不僅在馬讓迪處學習了用活體解剖進行生理學研究的方法，而且在研究思想和認識論上也受到馬讓迪的影響。貝爾納在生理學新概念和新思想的創立、生理機制的研究和實驗技術的創新等許多方面都超過了他的老師，成為現代生理學的奠基人之一。他生理學上的主要貢獻有：發現胰腺的消化作用、發現肝臟有生成糖元的功能、發現血管舒縮的神經控制、發現一氧化碳和美洲箭毒的毒理作用等，這些發現對以后相關的生理學、生物化學、毒理學和病理學研究開辟了道路。

貝爾納最偉大的貢獻是提出了“內環境”的概念。1857年，貝爾納在《有機體體液的生理特征和病理變化》的講座中正式提出生物“澳諢肪”潮的概念，認為生物體內的組織實際上并不直接接受外界環境的作用，而是處于一種內環境之中，這一內環境主要由體內循環的體液組成。1865年，貝爾納的《實驗醫學研究導論》（An Introductjon to the Study of Exper imental Medici ne）出版，在導論中他對內環境和內環境的恒定進行了解釋和論述。他認為對于高等動物的實驗，至少要考慮兩種環境：外圍環境或體外環境、內部環境或體內環境。生物越高級，構造越復雜，細胞越精細，它需要的體內環境也越完善。一切體內流動的液體，血液和各種體液真正構成體內環境。一切生物的體內環境原是生物機體的產物，它與體外環境保持必須的交換與平衡：隨著生物的進化，體內環境逐漸趨向特殊化，逐漸與體外環境隔離。高等動物的生理現象在完善的而具有特定理化特性的有機體的內環境中運行。

“內環境”概念的提出不僅有助于生理學擺脫活力論和機械論的思潮，而且發現了當時盛行的還原論的問題和不足，使我們能夠從整體上理解和認識生命有機體。遺憾的是“內環境”概念在當時并未得到應有的重視。美國生理學家亨德森（Lawrence Joseph Henderson，1878-1942）從1904年開始研究血液的酸堿平衡問題，發現血液中包含多種緩沖體系。亨德森在研究中認識到貝爾納關于內環境概念的重要性，使貝爾納有關內環境的理論和思想在美國得以傳播。亨德森在哈佛大學的同事坎衣進一步發展了貝爾納的內環境理論，提出“穩態”的概念，認為穩態是機體內環境中的各種理化因素的動態平衡。1929年，坎農在《生理學評論》（Physiological Revj ews）上發表了《生理穩態的組織》（Organization for physiplogical homeostasis），對穩態的概念進行了詳盡的論述。1932年，坎衣出版了一本面向普通讀者解釋穩態的著作《身體的智慧》（The wisdom of the Body），這本書成為生理學的經典著作之一。1935年，坎農還來到中國，在北京協和醫學院進行了為期半年的講學。1948年，美國數學家維納（Norbert wiener，1894-1964）在《控制論（或關于在動物和機器中的通訊和控制的科學）》（CybernetIcs or Centrel and Communication in the Animal and the Machine）中提出反饋的概念，認為維持穩態的生理機能的調節控制是由負反饋（Negative Feedback）系統實現的，通過負反饋調節而維持生理機能的動態平衡。自此，內環境和穩態成為整個生理學的核心概念。

1878年2月10日，貝爾納卒于巴黎。法國為貝爾納舉行了國葬，這是法國歷史上第一次為一位科學家舉行國葬著名法國作家福樓拜（Gustave FIaubert，1821-1880）記錄了這次國葬。令人回味的是福樓拜的父親是一位著名的醫生，而他成為了一位偉大的作家，想成為作家的貝爾納卻成為一位偉大的生理學家和醫生，被譽為實驗醫學之父。endprint