1.6.3 内环境稳态与健康
本书反复强调内环境稳态对健康的重要性,甚至不失时机地高喊健康在于平衡的口号。内环境是生命这一美丽“植株”赖以深深扎根的“土壤”,其稳态使这一“植株”的绚丽多姿得以延续,可以说,机体的内环境稳态是机体维持生命活动至关重要的因素。20世纪初,人们开始注意到细胞生存的内环境的重要性,并得出诸如“内环境稳态乃是自由和独立生命的条件,一切生命机制不管它怎样变化,只有一个目的,即在内环境中保持生活条件的稳定”[12]等共识。到了20世纪30年代以沃尔特·坎农(Walter Bradford Cannon)为代表的生理学家又发现,像有机体这样的复杂组织系统处在一种悖论之中,即有机体为了整体的存在需要一系列十分严酷的内部条件。“当脑血管中的血流发生短时间的停滞时,就可导致脑的某一部分活动的突然故障,从而发生昏迷和知觉丧失。”[13]
坎农看到,一方面生命有机体为了生存,除了保持对大脑的供血量维持恒定以外,还要求血中水含量保持恒定、盐(电解质)含量恒定、血蛋白量恒定、酸碱度恒定、体温恒定和供氧量恒定等。一旦这些参数长时间地偏离正常的恒定值,我们将毫不例外地看到疾病甚至死亡。而另一方面,虽然机体不时地受到体内外一系列因素的干扰,但身体内环境始终处在相对稳定状态,甚至身处沙漠中不缺水、严寒的冬天不至于冻僵,虽然海平面和高原地区的氧含量不同,但血中氧分压始终如一,由此可见,机体以惊人的能力克服环境条件的多变和内环境稳态之间的矛盾。“当我们考虑我们的机体结构的高度不稳定性,考虑机体因最轻微的外力所引起的纷乱的敏感性,以及考虑在不利情况下它的解体的迅速出现等情况时,人能活几十年之久这种情形似乎是不可思议的。”[14]
坎农的内环境稳态思想具有普遍意义。任何一个组织系统为了维持其生存,必须保持其内环境稳态,其努力不仅对细胞生存的体液环境、个人生活的周围环境,还是一个组织所处的社会环境都具有现实意义,其本质无非是机体抵抗环境因素对其作为结构和功能的基本单位的细胞的各种干扰,因此,我们对此已有共识,即这种特性乃为适应性。对于单个机体来说,适应性是以血氧稳定、血糖稳定等形式表现出来的,而对于一个组织系统来说,这一特性是以政治、经济和文化的稳定表现出来的。前者,我们对于自己身体的种种变化只能意会,不可言传;而后者,我们愿意通过自己对所处的社会和环境的认识描绘和刻画自己的生活方式。
对于一个有机体而言,细胞、组织和系统才是进行生命活动的主体,如此逐级变得复杂的结构自然是物质演化的结果,而这些结构充斥于有机体这个整体为界的内环境中,构造生命体的结构,运行生命体的功能,各部分互相协调、互相制约。正因为有了这种相互间的协调和制约,才有了信息的传递和行为的调控。在这些过程中,反馈调节扮演重要的角色[15]。坎农在贝尔纳工作的基础上发展了内环境稳态理论,维纳发现了负反馈和适应现象,而艾什比提出交互作用,从交互作用能导出目的性,亦即目的性源于事物之间的相互关系。令方程P(x,y)=0和Q(x,y)=0代表事物之间有耦合关系且有交互作用,它们之间就有平衡点并总能计算出平衡点的数目及位置,这对上述负反馈机制起着重要作用,也是内稳态得以实现的根源。又如体内酸碱平衡,我们假设x为酸(H+),y为碱(OH-),研究发现,血液中碱浓度比酸浓度稍高一些,即在一般膳食情况下,人体酸性代谢产物多于碱性产物,因此内环境酸碱度大概为7.4(pH7.4),机体产生的挥发性酸主要由呼吸道排出体外,而肾脏通过重吸收HCO3-和分泌H+和氨,回收HCO3-来维持酸碱平衡。由此,机体内酸碱的交互作用最终形成恒定的值。如果离开这个中性稍偏碱的反应体系,哪怕是很微小的变动都是致命的[16]。