医学形态学实验的发展
自人类诞生以来,关于疾病的原因和性质的探索就从来没有停止过。古今中外,人们不断通过大量实验和临床实践来探究人体和疾病的秘密。延续了数千年的医学历程,正是不断在实践与认识的曲折道路上发展至今。
中国秦汉时期的医学典籍《黄帝内经》中就有疾病的发生和死后解剖等的记载。南宋时期著名法医学家宋慈的《洗冤集录》,对尸体解剖、伤痕病变、中毒以及烧灼等病变都有比较详细的记载。这些著作对中国医学的发展做出了重大贡献。
2500年前古希腊医生希波克拉底(Hippocrates,公元前460—公元前370)打破了迷信与巫术禁锢医学的枷锁,使医学回归到经验与理性的道路上来。他提出了体液学说,认为有机体的生命决定于四种体液,即血、黏液、黄胆汁和黑胆汁。四种液体平衡,则身体健康,反之则多病,从而创立了液体病理学。公元2世纪左右,古罗马医学家盖伦(Claudius Galenus,129—199)总结古代医学的知识并加以系统化,发展了机体的解剖结构和器官生理学的概念。他认为研究和治疗疾病应以解剖学和生理学知识为基础。他虽没有解剖过人的尸体,但在研究解剖学时采用了各种动物。他的成就为西方医学中解剖学、生理学和诊断学的发展奠定了初步基础。
16世纪,欧洲医学摆脱了古代权威的束缚,开始独立发展,其主要成就是人体解剖学的建立。英国生理学家威廉·哈维(William Harvey,1578—1657)最先在研究中应用活体解剖的实验方法,直接观察动物机体的活动。同时,他还精密地算出自左心室流入总动脉和自右心室流入肺动脉的血量。他断定自左心室喷入动脉的血,必然是自静脉回归右心室的血,这样就发现了血液循环,他因此被誉为“生理学之父”。此外,哈维还用放大镜观察鸡胚和一些哺乳动物胚胎的发育,指出发育必须来自亲代双方,强调“一切动物皆起源于卵”,并著有《胚胎发生论》一书。1590年,荷兰光学匠师詹森父子(Hans and Zacharias Janssen)在一根管子的两端分别装上一块凹透镜和凸透镜制成复式透镜系统,由此诞生了第一台显微镜。(https://www.daowen.com)
17世纪,医学注重观察和实践,意大利生理学家圣托里奥(Santorio,1561—1636)制作了体温计和脉搏计,还通过长期观察体重的变化进行了最早的新陈代谢研究。显微镜在17世纪初的出现,把人们对物质世界的认识带到一个新的水平。科学家们利用显微镜在医学领域取得了一系列重要成果。1661年,意大利的解剖学家马尔比基(Marcello Malpighi,1628—1694)在观察青蛙的肺脏和肠系膜后,终于发现末梢动脉和静脉是由一种直径像头发一样细微的血管网所衔接,而将之命名为毛细血管,填补了哈维理论的漏洞,血液循环论因而大功告成。同时,他也因此获得“显微医学之父”的美名。1665年,英国博物学家罗伯特·胡克(Robert Hooke,1635—1703)在用自制的显微镜观察软木及其他植物组织的薄片时,将细胞壁围成的小室称为“cell”,创立了“细胞”一词。
18世纪,医学家通过解剖无数尸体,对人体的正常构造有了清晰的认识。1761年,意大利解剖学家莫尔加尼(Morgagni,1682—1771)根据700 多例尸体解剖的发现,出版了《论疾病的位置和原因》一书,描述了疾病影响下器官的变化,并且据此对疾病原因做了科学的推测。他认为一切疾病的发生都有一定的位置,只有脏器的变化才是疾病的真正原因,把病灶和临床症状联系起来,由此创立了器官病理学。18世纪末,英国乡村医师爱德华·詹纳(Edward Jenner,1749—1823)观察到牛患牛痘,挤奶女工因接触病牛脓疱物质而得“牛痘”,可是这些得“牛痘”的女工从不感染天花,后经反复试验,终于得出结论,牛痘接种预防天花。这不仅为人类预防并消灭天花做出了重要贡献,也为疫苗防止传染病提供了重要的启示。法国医生比沙(Bichat,1771—1802)肉眼观察了人体结构,看到分离的膜和脏器,认为它们是不同质地的编织物,称为“tissu”(组织);他把人体分为21种组织。他的工作为组织学的发展奠定了基础。
19世纪,在改良的光学显微镜的帮助下,德国病理学家鲁道夫·魏尔肖(Rudolf Virchow,1821—1902)认为细胞损伤是一切疾病的基础,从而创立了“细胞病理学”,指出“疾病是异常的细胞事件”。这一学说不仅为现代病理学,而且为所有的医学基础学科奠定了基础。他被誉为“病理学之父”。19世纪中叶,由于发酵工业的需要,同时物理学、化学的进步和显微镜的改进,细菌学诞生了。法国微生物学家路易·巴斯德(Louis Pasteur,1822—1895)开始研究发酵的作用,后研究微生物,证明发酵及传染病都是微生物引起的。巴斯德是第一个以令人信服的实验证明:特定的病原会造成特定的疾病。德国细菌学家罗伯特·科赫(Robert Koch,1843—1910)发现霍乱弧菌、结核杆菌及炭疽杆菌等,并改进了培养细菌的方法和细菌染色方法,还提出科赫三定律。他们的研究成果是微生物、细菌学发展史上的里程碑。19世纪中叶,奥地利遗传学家孟德尔(Gregor Johann Mendel,1822—1884)选用豌豆做实验材料,进行形态实验观察,根据种子的圆滑和皱缩、子叶的黄色和绿色、种皮的白色和灰色等性状总结出了遗传分离规律和基因自由组合规律,被公认为遗传学的奠基人。美国遗传学家托马斯·亨特·摩尔根(Thomas Hunt Morgan,1866—1945)在实验室证实了染色体的基因决定生物性状,创立了基因连锁互换定律,被誉为“遗传学之父”。
20世纪的医学,牢固地建立在实验基础之上,在技术上有了空前的进步。在研究层次上,向微观和宏观发展,分子医学和系统医学并进;在学科体系上,学科分立和学科之间的交叉融合并进。20世纪60年代,电子显微镜技术的建立,使形态学研究进入到亚细胞水平。近几十年来,免疫学、细胞生物学、分子生物学、细胞遗传学的发展以及免疫组织化学、流式细胞术、图像分析技术和分子生物学等新技术的应用,对疾病的认识产生了深刻的影响。学科互相渗透为疾病的研究带来了新的动力和机遇,出现了一些新的分支,如免疫病理学、分子病理学、遗传病理学和定量病理学等,使得对疾病的研究不仅在器官、组织、细胞和亚细胞水平进行,而且深入到分子和基因水平,并使形态学观察结果从定位、定性走向定量,更具客观性、重复性和可比性。不仅如此,对疾病的观察和研究也从个体向人群和社会发展,并且和环境结合,出现了地理病理学、社会病理学等新的分支。这些发展大大加深了对疾病本质的认识,同时也为许多疾病的防治开辟了光明的前景。