胰腺是消化系统的枢纽,分泌多种重要的消化酶;它也是消化健康攻防战的重镇,溃疡、糖尿病等都和胰腺健康脱不了干系。不过,这个低调的内脏器官藏在胃的后方,位置十分隐蔽。
在《打工人胰腺养护指南》一书中,北京协和医院副院长、北京协和医院基本外科主任医师、博士生导师吴文铭与北京协和医院基本外科主治医师、临床博士后张靖承一同揭开了有关胰腺的奥秘——胰腺疾病很难发现,容易被误诊;可是,一旦发展到能被察觉的程度,就已经非常严重了。急性胰腺炎发作令人非常痛苦,重症比例极高;胰腺癌更是有“癌王”之称,异常凶险……但正如作者所言,“如果大家能对胰腺多一些了解,早点发现病因,可以免去病痛。”
以下内容选自《打工人胰腺养护指南》,较原文有删节修改。已获得出版社授权刊发。
原文作者|吴文铭 张靖承
《打工人胰腺养护指南》
作者:吴文铭 张靖承
版本:中信出版集团 2025年8月
在远古的医学星空中,胰腺如同一颗神秘的星辰,等待着人类探索者的发现。
约公元前3世纪,伟大的希腊解剖学家和外科医生希罗菲卢斯勇敢地踏入了这片未知的领域。他被誉为“解剖学之父”,在埃及的亚历山大这个迅速崛起的文化中心,他与同事埃拉西斯特拉图斯为探索人体生理,经国王许可对罪犯进行活体解剖,这一行为在当时引发了巨大争议。尽管被某些人批评为残忍,甚至被称为“屠夫”,但希罗菲卢斯仍坚定地追求知识。
希罗菲卢斯不仅细致地描述了胰腺的形态,还赋予十二指肠“duodenum”(意为“12个手指长”)之名。
有学者指出,“胰腺”一词最早出现在亚里士多德的《动物志》中,以“所谓的胰腺”形式提及,表明当时该词已暂被使用。传统上认为胰腺首先由希罗菲卢斯描述,但目前缺乏直接证据。
虽然希罗菲卢斯描述了胰腺,但他没有给这个器官命名。长期以来,胰腺都被认为是十二指肠的一部分。除了分泌液体,胰腺的其他功能也不被人们所关注。
目前已知的第一张胰腺图片是由意大利解剖学家巴尔托洛梅奥·欧斯塔基奥(约1500—1574)制作的。欧斯塔基奥在《论解剖》一书中,描述了对犬类胰腺、十二指肠和胆总管的解剖观察。解剖学家维萨里也在《人体的构造》一书中进一步明确了胰腺的位置。
在希罗菲卢斯时代过去了400年后,另一位希腊解剖学家鲁弗斯首次全面论述胰腺的解剖结构并为其命名,将胰腺与其他器官明确区分。
胰腺内具有导管意味着什么?
1642年,德国解剖学家约翰·乔治·维尔松(1589—1643)发现了胰腺导管(胰管)。
维尔松的这一著名发现是与他的老师韦斯林合作的结果,这一发现说明他们具备超前的勇气和打破常规的探索精神。在1642年的春天,一个名叫维亚罗的年轻人因为谋杀罪被判处死刑,他的尸体成为维尔松的研究对象。
那是一个普通的3月2日,公开的解剖学尸检活动已经在3月1日结束——这是当时唯一的合法解剖途径。但维尔松没有停下探索的步伐。在圣弗朗西斯科医院,他私下里对维亚罗的尸体进行了深入的研究。正是这次私下的尸检,让维尔松有了一个惊人的发现:胰腺内具有导管。
也许你难以理解这个发现的重大意义。它不仅代表了对一根小导管的描述,在当时增加了人们对胰腺结构的了解,而且确立了胰腺作为分泌腺的作用,废除了先前的理论(如胰腺常被视为腹腔内软组织),让人们开始重新思考胰腺的功能和角色。这一发现对胃肠道生理学的研究产生了深远影响。
值得一提的是,胰腺导管的研究也激励了其他领域的研究和探索。维尔松的发现直接导致了托马斯·沃顿(1614—1673)在1656年发现下颌下腺管,以及尼尔斯·斯滕森(1638—1686)在1662年对腮腺管的重新发现,并引领了分泌生理学的新领域。
《念念手纪》(2017)剧照。
在18世纪的医学探索历程中,德国医学家阿布拉罕·法特(1684—1751)是一位不可忽视的研究者。他的贡献,特别是关于十二指肠壶腹的发现,对医学界产生了深远的影响。
法特的研究建立在前人成果的基础上。在回顾了50年前维尔松关于胰管的发现后,法特并没有停下脚步,而是继续深入探索。1711年,法特取得了一项重大突破:完整描述十二指肠壶腹这一微小但关键的结构。在此之前,医学界对于这一区域的认识相当有限。
这是一个形似小壶的结构,也被称为“肝胰壶腹”。它小巧玲珑,却十分重要。“壶口”连接着胆总管,这是肝脏产生的胆汁通往肠道的必经之路;而“壶腹”的另一端,则与胰管(胰腺导管)相连,胰管负责输送胰腺分泌的消化液。
这个小小的壶状结构,就像是肠道与胆道、胰腺之间的一个精密调控站。当食物进入十二指肠时,它会根据需要,适时地打开“壶口”,让胆汁和胰液顺畅流入,帮助分解食物中的脂肪、蛋白质和碳水化合物,确保营养素的充分吸收。同时,它还具备调节功能,防止消化液过度涌入,保护肠道免受刺激。
法特通过精确的观察和细致的描述,揭示了十二指肠壶腹的形态和结构特点。他不仅指出了其与周围组织的紧密联系,还特别提到了胆总管中的一个重要瓣膜,即今天所称的“海斯特瓣”(也称螺旋瓣)。该瓣膜的重要作用就是防止胆汁反流,这些发现为后来的医学研究提供了宝贵的资料和线索。
法特的贡献不仅仅在于他揭开了十二指肠壶腹的神秘面纱,更在于他的发现让人们对胆道系统和胰腺有了更深入的了解。他的工作为后续的消化病学和胰腺病学研究奠定了坚实的基础,推动了医学科学的进步。因此,十二指肠壶腹也被称为“法特壶腹”(以法特的名字命名)。
历史上胰腺功能的百年探索
在探索胰腺奥秘之旅中,对胰腺真正功能的揭示,是一场跨越时代的智慧接力。
起初,旧有的观念如同顽石,难以在短时间内被撼动。人们虽然知晓胰腺,却对其功能知之甚少。然而,随着物理、化学等基础学科的不断进步,科学家开始试着揭示它的功能。
在这场探索的浪潮中,来自哥本哈根著名解剖学家家族的年轻学者托马斯·巴托林(1616—1680)成为先行者。他在学生时代亲眼见证了维尔松对胰腺导管的发现,并在其书中结合当时对胃肠道功能的认知,探讨了胰腺的功能。他观察到胰腺导管与胆管相邻,有时甚至共享一个开口,这一发现为后来的研究者提供了重要的线索。
巴托林提出,胰腺能够自行分泌液体,这种液体并非来自脾脏,而是由胰腺本身产生。这一观点在当时无疑是革命性的,它挑战了人们对胰腺功能的传统认知。
真正将胰腺功能研究推向高潮的是法国医生弗朗西斯·西尔维乌斯(1614—1672)。他深受巴托林观点的影响,进一步推测胰液是在腺体中产生的,来源于血液和某种“动物精神”。西尔维乌斯认为,胰液只有与胆汁结合才能发挥作用,它们的混合物会在肠道中产生一种“沸腾”现象,帮助溶解食物,并将可吸收部分与不可吸收部分分离开来。
西尔维乌斯的这一理论,虽然带有一定的想象成分,但为后来的研究者提供了重要的启示。
西尔维乌斯有一个年轻的学生取得了从推测到实验观察的历史性飞跃。雷尼埃·德·格拉夫(1641—1673)在西尔维乌斯的激励下,于1663年进行了关于胰腺的著名实验。实验结果于1664年12月17日作为格拉夫的第一篇论文呈现。
格拉夫精心设计了一项实验。首先,他对一只狗进行了脾脏摘除术,这样做是为了消除脾脏对实验结果的可能干扰。两个月后,当狗的身体逐渐恢复时,格拉夫巧妙地建立了胰腺瘘管,这一创举使得他能够直接收集到胰液,从而对其进行深入研究。
《我想吃掉你的胰脏》(2018)剧照。
实验的结果令人振奋:胰液是独一无二的,它并非来自脾脏。这一发现直接证实了巴托林的观点,为胰腺功能的独立性提供了有力证据。然而,格拉夫的实验目的并不仅限于此,他更希望验证自己的老师关于胰液和胆汁的“沸腾”理论,即消化是一个发酵过程。
为此,他小心翼翼地打开十二指肠,并用鹅毛管巧妙地插入胰腺导管。通过这种方法,他成功地收集到了纯净的胰液。他尝试将胰液与胆汁在体外混合,希望能重现那种神秘的“沸腾”现象。遗憾的是,他的尝试并未成功。面对这一困境,格拉夫并没有轻易放弃,而是提出了一个大胆的假设:是身体的内部热量(“内在热量”)促进了这种沸腾。他认为,在生物体内,这种特殊的热量环境可能是实现消化过程中“沸腾”现象的关键。
虽然格拉夫的实验未能完全验证他老师的理论,但他的勇气和创新精神为后来的研究者树立了榜样。他的实验设计巧妙、逻辑严密,为胰腺功能的探索开辟了新的道路。
同一时期,瑞士医生约翰·康拉德·布伦纳(1653—1727)的研究同样引人注目。他通过一系列精心设计的实验,观察了胰腺切除和导管结扎后狗的变化。他切除了狗的胰腺的主要部分,保留了与十二指肠相连的部分,在某些情况下还结扎了胰管。
实验的结果令人震惊:尽管这些狗被切除了大部分的胰腺,但它们仍然能够吃喝、排泄正常,甚至有的狗在手术后还能活泼地跑动。然而,布伦纳也注意到了一些异常现象:所有接受胰腺切除手术的狗都表现出口渴,有的甚至出现了狂饮不止的情况。更令人惊奇的是,有几条狗在术后出现了类似糖尿病的症状,尽管这些症状只是暂时性的。
通过进行切除部分胰腺和胰管结扎的实验,布伦纳证明了胰腺对消化来说似乎不是一个不可或缺的器官;他的发现与西尔维乌斯的观点相悖。有人对布伦纳的结果表示怀疑,并继续教授西尔维乌斯的“沸腾”理论。
因此,1685年布伦纳决定进行一个新的实验。
在新的实验中,布伦纳只切除了一条猎犬的胰尾部分,结扎了其分支的胰腺导管,并结扎了剩余腺体部分的主导管,使胰液无法到达十二指肠。
手术完成后,布伦纳紧张地观察着猎犬的恢复情况。令人惊讶的是,尽管经历了如此重大的手术,猎犬却在短短几天内就恢复了活力。它饥饿地“要求”吃食物,它的伤口也愈合得非常好。不久之后,这只勇敢的猎犬甚至逃跑了,回到了主人的身边。
通过上述实验,布伦纳已经证明,至少在一定程度上,没有胰液也可以进行消化。但他并没有对胰腺的功能做出积极的结论。因此,他没有解决科学家同行们关于胰腺“用途”的许多分歧。
在整个18世纪,胰腺被认为是“最大的唾液腺”。尽管人们积极讨论,但胰腺的精确功能在18世纪结束时仍然基本上不为人知。正如阿尔布雷希特·冯·哈勒(1708—1777)在该世纪初所说的那样,他对胰腺的内分泌作用一无所知,“这种液体可能有多种功能,而这些功能尚未被充分了解”。
在这100多年的时间里,科学家尽管做了巨大的努力,但最后也只证明了:胰腺可以向消化道分泌独特的液体,可能与消化相关。
胰液在消化过程中的关键作用
1685年,勇敢的先行者、德国生理学家约翰·博恩(1640—1718)提出了一个大胆的假设:胰液能将食物转化为乳糜。这就像在黑暗的森林中点亮了一支火把,为后来的探险者指明了方向。
随着时间的流逝,1815年,亚历山大·马塞尔注意到乳糜中的乳化脂肪,这就像是发现了宝藏的第一道光芒。然而,真正的宝藏——胰液的消化功能——仍然隐藏在深邃的黑暗中。
直到19世纪上半叶,随着化学分析技术的飞速发展,胰液的秘密才开始逐渐被揭示。德国有机化学先驱利奥波德·格麦林(1788—1853)和德国解剖学家弗里德里希·蒂德曼(1781—1861)利用狗胰腺瘘管的研究,打开了通往真相的大门。他们惊奇地发现,胰液并非此前人们所认为的酸性物质,而是碱性的,并且含有蛋白质成分。
与此同时,法国科学家也进行了类似探索。他们收集到的胰液透明如水,流出时呈丝状,形似蛋清,并在水中缓慢扩散。通过研究,科学家发现这种液体带着明显的咸味,与唾液完全不同。进一步研究发现,胰液与“肠道内容物”(肠道中的部分消化食物)混合后,能促进肠道内蛋白质的吸收。但他们错误地归纳为,唾液主要消化蛋白质,而胰液消化淀粉(事实恰好相反)。不过,他们的工作将对胰腺功能的研究转向了以生物化学为基础的研究。
1834年,德国年轻医生约翰·尼波穆克·埃贝勒(1798—1834)发现了胰液的淀粉分解和脂肪乳化特性。他观察到胰液(实际上是胰腺组织研磨提取液)能够让脂肪维持稳定的乳化状态,并且淀粉暴露在这种液体中时会产生甜味,不再保留遇碘变蓝的特性。
1838年,捷克解剖学家、生理学家浦肯野(1787—1869)和S.帕彭海姆共同发现,如果加入胰液和胆汁,脂肪不仅被乳化,还可以被分解。
《修复生命》(2016)剧照。
随着时间的推移,研究者对胰液的了解越来越深入。1846年,法国生理学家克劳德·贝尔纳(1813—1878)在狗身上的实验中观察到,狗进食后肠系膜淋巴管充满白色淋巴液。1849—1856年间,他专注于胰腺研究,以犬类胰腺瘘管模型为中心,研究了胰液的消化活性,最终证明了胰液在消化过程中的关键作用:它能够将脂肪、蛋白质和淀粉分解成更小的分子,供身体吸收。
1856年,贝尔纳发表了一篇完整的著名论文《关于胰腺的研究》,包括解剖学研究、比较解剖学和生理学研究结果,结合狗胰腺切除实验。他的研究不仅纠正了早期关于胰液功能的误解,也对消化过程的正确研究方向进行了归纳和总结。这时人们认识到的胰液功能,已经与当代认知类似。
巴浦洛夫的狗与胰腺研究史
在19世纪末到20世纪初的医学领域,胰腺及其神秘的分泌物成为众多研究者关注的焦点。其中,伊万·彼得罗维奇·巴甫洛夫(1849—1936)的名字与这一研究紧密相连,他的发现不仅揭示了胰腺的秘密,还开启了消化生理学的新篇章。
1903年,在马德里的第十四届国际医学大会上,巴甫洛夫向全世界介绍了他的杰出发现:狗的条件反射与胃分泌之间竟有着奇妙的联系。仅仅一年后,这位俄国科学家就因其在消化生理学领域的卓越贡献荣获了诺贝尔生理学或医学奖。这不仅是对他个人的肯定,更是对整个研究领域的极大推动。
中学生物课本中对此有一些经典介绍,我们将更仔细地介绍这段历史。
巴甫洛夫与他的学生们对胰腺进行了深入细致地研究。他们发现,刺激迷走神经能够引发胰酶的分泌,但令人惊讶的是,这种刺激对胰液的总体流量影响甚微。为了更深入地探索胰腺的奥秘,巴甫洛夫独创了一种方法,成功创建了具备永久功能的外部胰腺瘘管,使得研究者能够长期观察和研究胰腺的功能,甚至有机会收集到纯净的胰液。
随后,巴甫洛夫的团队对胰腺的神经支配机制进行了深入研究,他们使用了迷走神经切断术、电神经刺激和疼痛刺激等多种方法。通过这些实验,他们证实了刺激迷走神经确实能够增加胰液的流量。
《伊凡·巴甫洛夫》(1949)剧照。
与此同时,巴甫洛夫的学生也在各自的研究领域取得了显著进展。尼古拉·彼得罗维奇·舍波夫尼科夫在他的论文中揭示了一个令人惊奇的发现:胰液中的胰蛋白酶原本并无活性,直到它与十二指肠分泌的液体相遇,后者如同一把钥匙,激活了胰蛋白酶。巴甫洛夫将肠激酶形象地称为“酶的激活因子”,这一发现无疑为酶的研究开辟了新的道路。
另一个学生多林斯基则对促胰液素的效果进行了深入地探索。他在1894年报告说,当盐酸被引入肠道时,胰液的分泌似乎受到了刺激。然而,最初巴甫洛夫对这一观察结果产生了误解,他认为这是一种胰腺的反射神经刺激。尽管后来巴甫洛夫强烈否认了盐酸可能通过血液作用于胰腺的观点,但这一发现仍然为激素与胰腺功能之间的联系埋下了伏笔。不久之后,巴甫洛夫的另一个学生波皮耶尔斯基发现了一种奇特的现象:当盐酸被注入回肠时,它刺激的胰腺分泌物并不能通过切断迷走神经来消除。他猜测可能存在一个“分泌神经中心”,以及十二指肠黏膜和胰腺分泌细胞之间的一条短的反射弧。
而在遥远的伦敦,英国生物学家威廉·马多克·贝利斯(1860—1924)和欧内斯特·亨利·斯塔林(1866—1927)也在进行着胰腺相关的研究。他们似乎并不知道多林斯基的研究,却重复并扩展了他的实验。在一条被麻醉的狗身上,他们巧妙地创建了一个闭合的回肠环,肠的神经供应被完全切断了。然后,他们将稀盐酸溶液引入正常的十二指肠,并观察到胰液的流量因此受到了刺激。即使他们切断了肠神经,胰腺也还是会继续分泌液体。这让他们意识到,除了神经,还有一种叫作激素的东西在控制着胰腺。这一发现首次证明了激素机制的存在。
为了进一步研究这种激素的来源和作用,贝利斯和斯塔林进行了一系列精心的实验。他们切除一段回肠,用沙子和稀盐酸摩擦其黏膜,过滤液体并将其注入动物的颈静脉。结果令人震惊:胰液的流量比之前实验中观察到的要大得多!他们发现,除了十二指肠和回肠黏膜,体内没有其他部位含有这种激素。这种激素的注射还导致胆汁流量增加。回想起过去将胰腺视为“腹部唾液腺”的日子,他们测试了这种提取物对唾液腺液体流量的影响。然而,他们并没有检测到它对唾液流量的刺激。这些实验奠定了“激素理论”的基础,贝利斯和斯塔林将这种激素命名为“促胰液素”,它成为第一种被识别的激素。
多年来,促胰液素一直是唯一被证实的消化激素。然而,随着研究的深入,更多的激素被逐渐发现。1928—1929年,美国生理学家安德鲁·艾威和埃里克·奥尔伯格发现了第二种从十二指肠和肠道黏膜释放的激素——胆囊收缩素。它被证明不仅能刺激胆囊收缩,还能增加胰腺对消化酶的分泌。
而在1943年,A.A.哈珀和H.S.拉珀观察到食物使得胰腺的分泌受到刺激,但胰液的总体积流量并没有增加。这个实验让他们推测存在一种名为“促胰酶素”的激素。令人惊讶的是,20世纪60年代,瑞典生物化学家约翰·埃里克·约普斯和维克多·穆特分离并纯化了胆囊收缩素,并发现其化学结构与“促胰酶素”完全相同!这一发现揭示了激素之间的奇妙联系和复杂性。
随后,其他的一些肠道和胰腺激素也在探索中陆续被发现。其中一些,如神经降压素(于1973年发现)、血管活性肠肽(于1970年发现)对胰腺外分泌物有轻微的刺激作用;而胰高血糖素(于1959年发现)、生长抑素(于1973年发现)和胰多肽(于1968年发现)则具有抑制作用。
胰腺研究史是一部不断发现与探索的历史。从最初的解剖学研究到胰腺功能的研究,再到胰腺神经-内分泌调节机制,我们对胰腺的认识不断加深。科学家前赴后继,如同繁星点点照亮了道路。你是不是没有想到,这么一个小小的器官,生物课本上的短短一两句话,竟是经过先贤数百年的努力才得以验证的结论。这正是科学的魅力,我们每个人都站在巨人的肩膀上。
原文作者/吴文铭 张靖承
摘编/何也
编辑/走走 商重明
校对/卢茜
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