应激和疾病
阎克乐
英文中有个词叫stress,这个词在医学和心理学中被译为"应激"、应激状态、紧张刺激、紧张状态等。这个词在作名词使用时,含有压力、重压、紧张、紧迫、强调、重要的意思,在语言学的术语中解释为重音、重读,在物理学中解释为应力。当它作动词使用时,含有着重、强调、重读、使受应力的意思。
这个词之所以有上述许多解释,是因为它既可以当名词表示静态,又可以当动词表示一种活动状态。在原文著作中,作者有时用它表示引起人们精神紧张的刺激物,有时用它们表示受到刺激后所产生的那种反应,有时指持续性紧张的那种状态。
应激这个词是由加那大生理学家汉斯.塞里(Hans Selye)首先提出来的,塞里之所以提出应激这个词是有一定原因的,在这里说一说塞里提出应激这个词的前前后后,有助于我们对这个词的深入理解。
在本世纪二十年代,塞里才十九岁,那时他是一个学医的学生。他学完了作为一个医生所必须的课程,比如解剖学、生理学、生物化学等。当他第一学年学习内科,学习如何检查病人时,使他难忘的事件发生了。听完内科学之后,使他产生了一个奇怪的印象,他似乎觉得所有病人都得了同一种病。特别是临床见习给他的印象更深,当内科老师把病人带进来的时侯,他看到病人衰弱的身体,痛苦的面容,舌苔很厚,诉说浑身酸痛,胃纳不佳。大部分病人都发烧,有的还说胡话,肝脾肿大,扁
桃体发炎,皮肤出现丘疹等。指导实习的老师告诉他,这症状是一般病人都会产生的,随着病情的发展或加重,会出现各种疾病所特有的症状。为什麽不同的病在早期阶段会出现共同的症状呢?一般人不会理会这个问题,也不觉得奇怪,而塞里却对这个一般人感到习以为常的问题抓住不放,想弄清楚这究竟是为什麽。
麻疹、
猩红热和流行性
感冒在发病初期症状都一样,塞里认为这是值得进一步探讨的问题。
一个普通医生常常把注意力集中在每种病所特有的症状的诊断和治疗上,比如诊断一个人是否得了麻疹,冷常常要看看病人第二臼齿旁边的口腔粘膜上是否出现了一个特殊的斑点--考泼里克氏斑。诊断一个人是否得了猩红热,就用手按压病人胸部的丘疹是否留下按压的痕迹,如果按压后局部皮肤变白,不一会儿皮疹复又变红,就可以判断这个人得了猩红热。一般医生对这种特殊表现予以关注,而塞里却一反常态,他认为应当注重各种疾病一开始所表现出来的共同的症状。他把这种想法对指导老师讲了,老师觉得好笑。
后来塞里从事性激素的研究工作,性激素是性腺分泌出来的一种化学物质,这种物质释放到血液中之后,会影响身体许多器官的功能。塞里致力于提取新的性激素,他从雌性大白鼠的性器官中提取一种物质,然后把它注入的另一只大白鼠体内,他希望能有值得庆幸的新发现。当他把动物杀死进行检验时,他在动物体内发现了三种明显的变化:动物的肾上腺(肾赃上部的一块小组织)肿大了,淋巴结萎缩了,并且出现了
胃溃疡。当时他以为这是他提取的那种性激素引起来的,可是当他继续将实验做下去时,所得的结果使他大为失望,因为他发现将任何其它东西注入动物体内,都会产生这种结果,比如注入甲醛也会使动物肾上腺肿大,淋巴结萎缩,并发生胃溃疡。甲醛与性激素毫不相干,但它却与所提炼出来的性激素产生同样的效果。
塞里在实验室里工作了好几个月,只得到了这样一个简单的结论:当把异物注入到动物的体内之后,动物便对这种异物发生反应,其结果就是上述的那三种结果,这使塞里感到灰心丧气。
当塞里头脑冷静下来之后,他又对此大惑不解,他反复这样想,为什麽不同的物质进入动物体内会引起同样的反应?突然一个新的思想火花闪现出来,原来这是有机体对进入体内的有害物质所发生的一种无针对性的、非特异反应,是有机体对有害物质所发生的"千篇一律"的反应。是一种综合征(syndrome),或者说是一种症候群。研究这种综合征对医学来说,比发现一种新激素的作用还要大。
这时塞里想起了他刚刚学习内科时的那种情况,当时他觉得所有病人得病初期,症状都是一样的,都表现为发烧、浑身酸痛、舌苔变厚薄、食欲减退、扁桃腺肿大等症状。也许它和最近的实验结果之间有什麽联系。塞里决定在这个问题上下一番工夫,出乎意料的是,在这些看来风马牛不相及的问题上,塞里却找出了内在的联系,并创造了一套引人注目的理论。
应激综合征:一般适应和局部适应
塞里在继续做实验的过程中发现,大白鼠对任何有害刺激都几乎以同样的方式进行反应,不管是、热、Ｘ线,还是过度的活动,都引起同样的内部变化。当把这些动物杀死之后进行检查时,都发现肾上腺肿大等变化。
为了对他所观察到的现象加以描述,他使用了以下几个名词:他把作用于大白鼠的那些有害因子叫做应激物(stressor),把应激物所引起的各种反应叫做应激综合征(stress syndrome)。塞里对综合征的解释是这样的:当动物在实验过程中处于慢性应激状态时,比如说暴露在寒冷的条件下,塞里设想动物体内会发生一种警报反应,这种情况很象通常所说的"警钟",它使得动物体内处于警戒状态。假如这种应激不会马上将动物置于死地的话,这种应激反应就自然进入抵御期,在此期间动物体内的各种功能会恢复正常,然而如果将动物持续保留在应激状态下,将不可避免地使动物体内的情况趋于恶化,从而进入衰竭期(state of exhaustion)。这时如果不把动物从应激状态下拯救出来,很快便会出现死亡。塞里把警报、抵御和衰竭这三个时期,称为一般适应综合征(general adaptation syndrome)。
当然,就某些应激形式来说比如
烧伤、割伤、感染,只是身体的一部分受到影响,局部表现出适应反应,这种适应反应也分为三个时期:开始时肿胀(报警),继之以抵抗(抵御期),最后,如果应激足够严重的话,那麽受影响的部分就会发生破坏(衰竭)。这一系列反应是与一般适应综合征相类似的,但是由于它限定在局部,塞里把它叫做局部适应综合征。这种情况不仅适用于在实验室里进行实验的动物,也适用于人类。
塞里发现了应激综合征之后,他想进一步对这种情况加以探讨,他想知道当出现应激综合征时,身体里面究竟发生了什麽变化。为了更好地说明这个问,有必要先了解一下与此有关的知识。
自主神经系统及其功能
大脑是一种象嫩
豆腐一样软的神经组织构成的,这样脆弱而又十分重要的器官,如果没有东西保护它,那麽人体的"总指挥所"时时有受到伤害的可能,所幸的是它的外面包有一层坚硬的颅骨。颅骨底部的后下方有一个孔,大脑由此向下延伸,与隐藏在脊椎管里的
脊髓相连。大脑和脊髓统称为中枢神经系统。由脊髓发出的神经纤维走向靶器官并布满全身,一方面支配各器官的活动,另一方面把受到刺激后产生的信号传向中枢。中枢以外的神经组织叫做周围神经系统。
人体有些活动是可以自由支配的,比如走路、用手拿东西,有些是不能自由支配的,比如心脏的跳动,胃肠的消化等。而体内那些不能自由支配的活动,仍然受神经系统的控制,这一部分神经组织叫做自主神经系统。
有一位名叫坎农(Cannon)的科学家,对自主神经系统的功能做过详细的研究,坎农的研究对象主要是
猫和狗,不过他的研究结果也适用于人类。
坎农想要知道一个动物在发怒、害怕或疼痛时,它的自主神经系统发生了什麽变化。坎农有这样一种信念,他相信任何具有生命的机体,有力图保持自身平衡的倾向,他把有机体的这一特点称为"内环境平衡"(homeostasis),如果有机体的内环境稳定性受到破坏,那麽有机体将做出种种反应,努力恢复这种平衡状态。动物发展的越高级,为了保持内环境稳定所做出的反应越复杂。因此当一个动物处于某种危险状态时,也就是说当它体验到疼痛、恐惧或愤怒时,就会产生一整套防御发应,其目的就是为动物进行"战斗或逃跑"做准备。
动物在进行战斗时,体内会发生一系列变化,如血糖升高,心跳加快,呼吸加速,血压升高,瞳孔散大,出汗等,同时胃肠活动减慢。这是因为从事战斗需要更多的能量,因此需要升高血液中糖的浓度,以便产生更多的热量;需要心跳加快,以便把"战备物资"运送到战斗器官中去;需要更多的
氧气,并排除体内的
二氧化碳,这就要求呼吸加快;需要升
高血压加强血液运送营养物质的能力;需要把眼睛瞳孔散大,以便进入更多的光线,对敌人看得更清楚;战斗期间会产生更多的热量,必然会使体温升高,而温度升高又不利于各种器官实施其正常功能,因此就需要在提供产热物质的同时,提供散
发热量的措施,而出汗是散发机体热量的最方便最实用的手段。当动物进入战斗状态时,有利于进行战斗的器官应当积极活动起来,为战斗提供便利条件,而有些器官的活动,比如消化系统的活动(胃肠的收缩,消化腺的分泌),肾脏以及其它与战斗无直接关系的器官,应当停止或减弱其活动,以便使有机体把只要精力更好集中在战斗上。
所有上述变化都是自动发生的,不受人的意志控制,完成上述活动的神经系统叫做自主神经系统,又称为植物性神经系统。
植物性神经系统又分为交感神经系统和副交感神经系统,一般说来这两种神经系统的作用是相反的,比如说交感神经系统可以使心跳加快,使心脏收缩的力量加强,而副交感神经系统则使心跳减慢,心脏收缩力量减弱;交感神经系统的兴奋可以使肺里的支气管平滑肌舒张,从而使支气管管腔变粗,以利于吸入更多的氧气,供应急之用。而副交感神经系统的兴奋则使支气管收缩,血压、血糖降低,瞳孔缩小。
总之,交感神经系统的兴奋,可以使有机体处于战备状态,使有利于战斗的器官积极活动起来,而副交感神经系统的兴奋则有利于储备能量。坎农过去曾推测说,当一个动物受到威胁时,先是交感神经系统做出反应,可是如果情景足够可怕的话,副交感神经系统会接替交感神经系统的工作。如果一个动物掉入陷肼,并面临着强大的敌对者,最初它力图逃跑,当它的努力失败之后,就变得呆板起来,维持动物生命的那些重要功能大受影响,甚至会突然死亡。
世界上有些现象是耐人寻味的,一只大
老鼠偏是怕一只小猫,其实如果两者都尽力拚博的话,小猫怕是要吃亏的。可是老鼠见了猫之后,体内的功能高度紊乱,不能进行正常反应。人有时也如此,"瞠目结舌"、"目瞪口呆"常用来形容一个人在高度紧张的情况下反应失常的那种现象。有的人在危及生命的紧急关头,两腿发软跑都跑不动,有的人被吓得一时"愣住"了,说明这些人的反应脱离了常态。
在正常情况下,当一个人处于紧急状态时,交感神经系统处于兴奋状态,副交感神经系统的兴奋性相对减弱。此外有关的内分泌腺也开始分泌激素,以便使人更好地应付这种情景。比如受到惊吓时,肾上腺便产生
肾上腺素,这种激素进入血液之后,可刺激相应的器官,使之改变原来的工作状态,使心跳加快,血糖和血压升高等,其结果同交感神经系统兴奋相类似。由此我们可以看到,神经系统的兴奋可以使心跳加快,血压和血糖升高,肌肉紧张呼吸变快,激素(比如肾上腺素)的增加也会产生同样的效果。所不同的是神经系统的兴奋,消失得比较快,一个人在盛怒时,交感神经系统高度兴奋,随着怒气的消失,交感神经系统的兴奋性迅速降低,它所支配的那些器官的活动也随之减弱。而激素的分泌相对于神经系统的兴奋来说比较缓慢,一旦它进入血液之后不会马上消失,因此常常会出现"余怒未消"的情景很可能与此有关。在通常情况下,神经系统的兴奋可使激素的分泌增加,激素的增多反过来又影响神经系统的兴奋性,二者是相互协同起作用的,因为神经系统和体液一起对体内的机能进行调整,所以又叫做神经体液调节。
