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奥托·勒维之梦——记乙酰胆碱的发现

          当时的医学界，正在经历一场大争论：神经与神经之间到底是如何传递信号的?有些人认为是化学物质，有些人则认为是生物电。　　1780年，意大利的医生路易吉·伽伐尼(Luigi Galvani)在一次实验中偶然发现，用金属剪刀接触青蛙腿，会产生电火花，而这微弱的电火花，能让蛙腿抽搐。生物电的支持者们认为，这个实验以及之后类似的实验，已经无可辩驳地证明了他们的观点，即神经与神经之间，依靠电流传递消息。　　

          既然神经依靠生物电互相连接，要想治疗跟神经、肌肉有关的疾病，压根用不着寻找新药，只要用合适的电流刺激患者的神经即可。　　

          奥托·勒维(Otto Loewi)是化学物质派的。他在研究中发现，用同一种电流刺激同一根神经，神经支配的不同器官会有不同反应。生物电学没办法解释这种现象，但化学物质学说可以——神经会释放不同的化学物质，用以控制器官的活动。　

         从1908年到1921年，13年间，勒维一直在关注争论，他坚信自己是对的。然而，对与错不能看信念的强弱，要看证据。他进行了大量与神经有关的实验，但一直没有找到让自己满意的、能够终结争论的结果。　 

        1921年，在奥地利的维也纳，一个春寒料峭的复活节之夜，在忙碌了一天之后进入梦乡。正所谓“日有所思，夜有所梦”，他梦到了验证这个问题的一种实验方法。勒维猛然醒了过来，匆匆在纸上把这个想法记了下来，旋即又倒头呼呼大睡。第二天早上刚醒来，他就急忙看那张纸，但是令他万分沮丧的是，他竟连一个字也认不出来，因为字迹实在太潦草了。勒维在后来的回忆中说，那是他一生中最沮丧的一天。好在幸运之神对他特别眷顾，第二天晚上，他居然又做了同样的梦。这次，他再也不敢粗心大意了，立刻披衣而起直奔实验室进行实验。　

          根据解剖学的学习，心脏上有两种神经：一种是迷走神经，另一种是交感神经。当时的生理学家们已经知道，用电流刺激迷走神经，会让心脏跳动变慢，若是刺激交感神经，则结果相反，心率会上升。　　

          勒维苦苦寻找的突破，就在这两根神经上。他找来两只青蛙，把它们的心脏暴露出来。一只青蛙的心脏上保留着神经(记作甲心)，另一颗心脏，直接切除神经(记作乙心)。接着，他配置了一些林格液(Ringer solution)。这是他先前做神经学研究时学会的，一种特殊的液体，含有氯化钠、氯化钾等，跟青蛙的生理环境非常接近。接着，他把两颗心脏放到两个容器里，每个容器中都充满了林格液。为了描述方便，我们分别称之为甲容器和乙容器。和预料的一样，它们都保持平稳的跳动，没有出现什么异常。再接着，他用电流刺激甲心的迷走神经。随着他的刺激，甲心的跳动频率降了下来。此时的勒维，肯定悄悄舒了一口气。因为，接下来就要进行最为关键的部分了：他把甲心容器中的林格液，滴到乙容器中。猜猜发生了什么?乙心的跳动，也变慢了！甲心和乙心之间，没有电缆。如果神经之间依靠生物电互相传播，那么，甲心的变化是怎么传递给乙心的呢?真相只有一个：甲心的神经在刺激下，分泌了一种物质，而这种物质才是神经操纵器官的关键。随后，勒维又进行了一次实验，过程基本相同，只不过刺激部位从迷走神经换成了交感神经。实验结果正如他所料，甲心的跳动加速，将甲容器里的溶液滴到乙容器中，乙心的跳动也加速了。就这样，勒维通过双蛙灌注实验，以清楚明白的结果，终结了医学家十几年的争论，而刺激心脏后容器中出现的化学物质，就是乙酰胆碱。乙酰胆碱的分子简式为₃₂₂₃₃CH₃COOCH₂CH₂N+(CH₃)₃,是一种神经递质。

    1929年,勒维的好友英国生物学家亨利·哈雷·戴尔(Henry Hallett Dale)在牛、马的脾脏中发现了高浓度的ACh，证明ACh真的存在于动物的组织器官中。1930年，戴尔及其合作者又通过实验证实了副交感神经的兴奋是由它所释放的ACh引起的。而且所有副交感神经节后纤维末梢都能释放ACh，ACh释放出来后，副交感神经支配的心肌、平滑肌、腺体等就出现了相应的效应(心肌抑制、平滑肌收缩、腺体分泌等)。　　

          此后几年，戴尔等人陆续发现，不仅是所有的副交感神经的节后纤维，所有的交感神经和副交感神经的节前纤维以及运动神经，它们的神经末梢释放的神经递质都是ACh。以ACh作为递质的神经也称为胆碱能神经(cholinergic nerve)，人体内支配骨骼肌的运动神经纤维、所有自主神经节前纤维、大多数副交感神经节后纤维和少数交感神经节后纤维，都属于胆碱能神经。

         勒维和戴尔也因此一起获得1936年的诺贝尔生理学或医学奖。