- 心血运动论:关于动物心脏与血液运动的解剖研究
- (英)威廉·哈维
- 6452字
- 2023-04-04 16:02:51
前言
指出关于心脏和动脉的运动和功用的既有观点是站不住脚的
我们将要思考心脏和动脉的运动(motus)、搏动(pulsus)、行动(actio)、功用(usus)和适用性(utilitas)[1]。在此之前,我们首先应当看看其他人在著作中如何看待这些问题,关注那些广泛流传的观点。我们将运用解剖、大量的实验和小心翼翼的观察来确证那些正确的说法,修正那些错误的说法。
目前几乎所有的解剖学家、内科医师和哲学家都认可盖伦(Claudius Galenus,约129—216),认为脉搏的功用和呼吸是一样的,它们只在一个方面有区别,即前者来自动物灵魂的能力(facultas animalis),后者来自植物灵魂的能力(facultas vitalis)[2],两者在其他方面都相似,无论是功用还是运动机制。他们认为——正如法布里修斯(Fabricius ab Aquapendente,1537—1619)在他讨论呼吸的新书中所说——由于心脏和动脉的搏动不足以散热和冷却,因此自然才将肺造在心脏附近。由此表明,传统的观点凡是谈到心脏和动脉的收缩与舒张,总是和肺有关。
但是心脏的运动和构成与肺不同,动脉的运动机制也不同于胸部,因而它们的功用很可能也是不同的。心脏和动脉的搏动及功用理应与肺部和胸腔相去甚远。假如按照通常的理解,脉搏和呼吸服务于相同的功用,动脉在舒张时通过皮肤和肉上的小孔吸入空气,在收缩时排出烟气(fuligo),在收缩和舒张的间隙,动脉里也有空气滞留。也就是说,在任意一个时段里,动脉都容纳着空气、精气(spiritus)或烟气。如果是这样的话,持有这些观点的人如何回应盖伦?盖伦曾在书中表明,动脉本质上只包含血液,除此之外别无他物,没有所谓的精气或空气,从那本书的实验和推理中我们很容易得出这样的结论。如果越有力的脉搏,吸入的空气越多(动脉在舒张时吸入并充满了空气),那么当你在脉搏强劲的时候把整个身体浸入浴池,或者是水、油里,脉搏理论上就会减慢,变得十分微弱。因为在身体被水环绕的情况下,空气进入身体、流入动脉是非常困难的。同样地,如果所有的动脉——包括位于表层的和位于深层的——都同时以相同的速度扩张,那么空气如何能够自由且迅速地穿过皮肤、肉以及全身各个地方到达身体内部,宛如只穿过了一层皮肤一样?胎儿的动脉如何能够通过母亲的腹部以及子宫吸入空气?海洋深处的鲸、海豚、所有鲸属动物和鱼类又是如何能够穿越无边无际的水通过动脉快速的舒张和收缩吸入和排出空气?如果说这些动物吸收的是渗入水中的空气,把烟气也释放回水里,这无异于天方夜谭。再者,如果动脉在收缩时从皮肤和肉上的小孔排出烟气,那为什么没有同时排出精气?按照他们的说法,动脉也包含精气,而且精气比烟气更轻薄。因而,如果动脉的确像肺一样,舒张时吸入空气,收缩时排出空气,那为什么在动脉切口中并非如此呢?当切开气管的时候,空气进入和返回两种相反的运动是很明显的。但在动脉切口中,可以清楚地看到只有血液持续向外喷涌,没有空气的进出。还有,如果说动脉的搏动是为身体各部分散热,就像肺为心脏散热一样,那么为什么又认为动脉运输的血液富含生命精气(spiritus vitalis),为身体各部分提供了热,在各部分失去知觉时唤醒它们,在精疲力竭时复原它们?而且也无法解释,当你结扎动脉,身体各部分不仅会变得麻木、冰冷、苍白,而且最终会停止运作。根据盖伦的解释,这个现象是由于动脉被结扎后,来自心脏的热也被阻碍,因而不能进入身体各部分。因此我们可以很容易地得出,动脉为各部分提供热,而不是散热。另外,动脉舒张时怎么可能一边从心脏输送精气温暖身体各部分,一边从外部输送使它们冷却的事物?更进一步地,有些人声称肺、动脉和心脏服务于相同的功用,但他们一边同意心脏是精气的加工厂,动脉包含着精气并向身体各处输送;一边又不同意科伦坡(Realdus Columbus,1515—1559)的观点,否认肺也是精气形成的场所。同样也是这些人又同意盖伦,反对埃拉西斯特拉图斯(Erasistratus,前304—前250)的观点,认为动脉中只包含血液而没有精气。这些观点互相矛盾,互相排斥,因此它们都是值得怀疑的。很显然的是,动脉里包含着血液,而且只有血液,从盖伦的实验(盖伦著作中诸多地方都确证了动脉包含血液)和动脉切口的现象都能得出这个结论。动脉切口显示,血液大量而有力地喷涌而出,半小时之内,全身的血液流尽。盖伦的实验则是,“用细绳在动脉两端结扎,在中间划开一道纵向的口子,会发现里面只有血液,没有别的”。由此盖伦验证(probat)了动脉只包含血液。用相同的方法结扎静脉,就像我经常在尸体或其他动物身上操作的那样,我们会发现静脉里的血液和动脉里的一样,通过类似的理由我们可以得出结论:动脉包含着和静脉相同的血液,除此之外别无他物。有些人试图解开这个疑难[3],声称动脉血富含精气,他们实际上是默认了动脉的职能是把血液从心脏传递到全身各处,默认了动脉里充斥着血液,因为富含精气的血液也是血液。同样没有人会否认静脉里流淌着的血液也含有精气,而静脉血就是人们原本称之为血液的东西。尽管动脉里的血液含有更丰富的精气,但我们应该要理解精气和血液是不可分的,就像静脉里的精气一样。血液和精气合为一体(就像牛奶中的乳清和黄油、热水中的热和水一样)。动脉中充斥着的就是这个统一体,动脉从心脏运输到全身的也是这个统一体,它就是血液,而不是别的。但如果按照传统的说法,动脉在舒张时从心脏吸入血液,那么他们就预设了动脉在舒张时充斥着血液而不是之前所说充斥着空气。如果此时动脉充斥着空气,那么它是在什么时候,以怎样的方式再从心脏接收血液的呢?如果回答是在收缩时,这看起来是不可能的,因为这样的话动脉就会在收缩的时候充盈,换言之,动脉充盈但却没有膨胀。如果回答是在舒张时,那么动脉就会同时具有两种相反的功用,同时接收血液和空气、同时传输热和冷,这也是不可能的。更进一步地,如果认为心脏和动脉是同时舒张,同时收缩,那将会有另一个不协调,因为两者如此紧密地相连,在同时舒张的情况下它们如何从对方那里吸收物质?又或是在同时收缩的情况下,它们如何从对方那里接收物质?另外,任何事物似乎不可能在被动膨胀的时候主动吸收进另一个物质,除非它如同被挤压过的海绵,在恢复原本的形状时吸收物质。我们很难想象动脉是这样的情况。但我相信我能很轻松地阐明,而且我实际上已经阐明了动脉的膨胀是以酒囊、皮袋子的方式鼓胀,而不是像风箱的输风管那样被吹胀。不过,盖伦在他的《动脉包含血液》(Quod Sanguis continetur in Arteriis)一书中得出了相反的结论。他切开一条暴露的动脉,在切口处插入一根芦苇管或者空心管,阻止伤口往外流血,“只要维持这个状态,动脉就会正常搏动,但是,一旦对动脉进行结扎,将动脉管壁和空心管紧紧地绑在一起,结扎处以下的动脉就不再搏动”。我没有做过盖伦这个实验,我也不认为这能在活体上进行,光插一条管子不可能阻止血液从动脉里流出,除非做一个结扎。我毫不怀疑血液会从管子和血管之间流出。但无论如何,盖伦通过这个实验似乎想要验证,动脉膨胀是由于搏动力(facultas pulsifica)从心脏传递到动脉管壁,即像风箱那样,而不是像水袋那样。但是我们很明显能看到相反的现象,无论是在动脉的切口中还是伤口中,血液从动脉中有力地喷射出来,时而喷得远些,时而喷得近些,但是喷射总是伴随着动脉舒张,而非伴随着收缩。这清晰地表明,动脉的膨胀是由于血液的充盈。因为动脉无法做到在凭借自身扩张的同时把血液喷得这么远,根据传统的观点,动脉甚至同时还要从这个豁口吸入空气。动脉管壁的厚度不能成为我们认可这个观点的理由,即搏动力从心脏传递到动脉管壁使其膨胀,因为一些动物的动脉和静脉几乎相同,而且在人体的末端,例如大脑、手等等,人们也无法分辨动脉和静脉,它们的管壁是相同的。另外,动脉受伤或是被腐蚀之后长出来的动脉瘤(Aneurism)也有和动脉相同的脉搏,但是它并没有像动脉那样的管壁。博学多识的里奥朗(Johan Riolanus,1577?—1657)和我一起见证过这个现象,参见他著作的第7卷。另外,不能认为脉搏和呼吸都会随着身体的不同状态或强或弱,或快或慢,例如奔跑、愤怒、沐浴或其他与热有关的事物都会影响脉搏和呼吸,就凭此认为两者是出于相同的原因,具有相同的功用。不仅有实验结论与此相反(尽管盖伦试图辩解):在过度充盈的动脉中,脉搏更强烈而呼吸更微弱;而且在小孩身上,脉搏较快,呼吸较慢。同样地,在精神上感到害怕、担忧和焦虑时,以及某些发烧的情况下,脉搏又快又急,而呼吸的频率则更加平缓。关于动脉的搏动和功用一直存在着这些无法调和的观点,同样,对于心脏的搏动和功用的传统看法中也有着剪不断理还乱的困难。他们普遍认同心脏是生命精气的源泉和加工厂,生命精气为全身各部分注入活力(vita),但他们不认同右心室制造了精气,认为右心室只是为肺部提供营养(alimentum)。他们提供论据说,鱼类没有右心室(无肺动物的确都没有右心室),所以右心室仅仅是为了肺而建造的。
1.试问既然两个心室的组成是一样的,它们的纤维、肌腱、瓣膜、血管和心房的构造都是一样的。在解剖的过程中,两者都充满了血液,呈现出黑色的凝固状态。既然如此,两者的行动、运动和搏动都是一样的,为什么我们要设想它们的功用是不一样的呢?如果位于右心室入口的三尖瓣是为了阻挡血液流回腔静脉,位于肺动脉入口的三个半月瓣也是为了阻挡血液流回右心室,当我们发现左心室的瓣膜与它们是如此相似,我们难道要否认前者也是为了调节血液的进出吗?
2.既然我们已经看到,左右心室的瓣膜在各个方面都几乎一样,大小、形状、位置,那为什么说左心室的瓣膜是用来调节精气的进出,而右心室的瓣膜针对的是血液呢?相同的器官(organum)[4]似乎并不能同等地适用于调节血液和精气两种不同物质的运动。
3.既然肺动脉和肺静脉在大小上相互关联,也就是动脉式静脉(vena arteriosa)和静脉式动脉(arteria venosa)[5],那为什么我们认定其中一个具有特定的功用,即营养肺部,而另一个具有普遍的功用?
4.以及,正如科伦坡所说,营养肺怎么可能需要如此巨大的血量?通向肺的血管,即肺动脉,比腔静脉的分支股静脉的两倍还要大。
5.我还想问,既然肺离心脏这么近,肺动脉又这么大,它们一刻不停地在运动,那么右心房的搏动是为了什么?自然又有何必要仅仅为了营养肺多加一个心室?
根据传统的说法,左心室从肺接收空气,从右心窦接收血液,合成精气,并将富含精气的血液输送进主动脉,将烟气通过肺静脉返回肺,将精气送入主动脉。如果是这样的话,心脏如何把烟气和精气区分开?两者又是如何交叉通过而没有混合?如果说二尖瓣不会阻止烟气回到肺部,那么它们怎么又能阻止空气返回呢?以及在心脏舒张时,半月瓣又如何阻止精气从主动脉返回心脏?还有,传统上认为富含精气的血液从左心室经由肺静脉流动到肺部,无论是以怎样的方式,二尖瓣难道不会从中阻挡吗?按照他们的断言,空气正是经由这条通道从肺部进入左心室,二尖瓣的作用就是阻挡空气的回流。天哪,二尖瓣怎么会只阻挡空气而不阻挡血液呢?再者,肺动脉(动脉式静脉)具有动脉的管壁,管道粗大,他们却认定它只有营养肺部这一个功用;而肺静脉(静脉式动脉)具有静脉的管壁,柔弱而松弛,他们却认为它有好几个——三到四个不同的功用?根据他们的说法,空气从肺进入左心室要经过肺静脉;烟气从左心室返回肺要经过肺静脉;一部分富含精气的血液从左心室分配给肺也要经过肺静脉,精气为肺注入活力。他们让同样的管道既要往外送烟气,又要往里送空气,但自然从不会为相反的运动和功用只建造一条管道、设定一条路径,这在别处也从未见过。
如果他们坚持烟气和空气就是走的这条通道,就像在肺的支气管中那样,那么为什么在切开肺静脉的时候没有发现空气和烟气?我们在肺部能发现残余的空气,可为什么肺静脉总是充满浓稠的血液,而不是充满空气?
如果有人试做盖伦的实验,切断一只活狗的气管,往肺里猛灌空气,绑紧气管。然后切开狗的胸部,他会发现肺里有大量的空气,即使在最末端的腔体里都充满了空气,但是肺静脉和左心房里没有一丝空气。其实这个基于活狗的实验可以得到更多的结论,探明心脏是否从肺吸收了空气,或者说肺是否向心脏传输了空气。但如果在解剖室做这个实验,往尸体的肺里充气,任何人都不会怀疑空气只有这一条路径,难道还有别的路径?他们非常确信肺静脉的功用就是为了向心脏传输空气,法布里修斯甚至断言,整个肺就是为了这条管道而生,肺静脉是肺最核心的结构。
但我还是想问,如果肺静脉是为了传输空气而造,那它为什么具有血管的结构?
如果要传输空气,自然会造一条环状的管道,实际上支气管就是如此。它需要保持通畅,因而不能轻易被压扁;它需要避开血液,否则液体会阻碍气体的流通。当肺生病时,肺的通道阻塞了或者有痰进入支气管时,我们的呼吸就会带有嘶嘶的杂音,这是很明显的。
还有一种观点更加难以接受,在预设空气和血液是合成生命精气的必要物质之后,他们断言血液是通过心脏中隔不可见的小孔从右心室渗透到左心室,而空气则是通过一根较大的血管——肺静脉,从肺流向左心室。这样一来,为了能更好地传输血液,心脏隔膜上的小孔数量就要更多。但这些小孔并不存在,我们也无法在演示中指出它们。
由于心脏的隔膜较厚,比除了骨骼和神经的身体其他部分都更为致密,因而如果隔膜上有小孔,在左右两个心室同步舒张的情况下,它们是如何从另一个那里吸入物质,也就是说左心室是如何从右心室吸入血液的?比起让我相信左心室从右心室吸入血液,为什么不让我相信右心室从左心室吸入精气?在这个过程中,血液从隐秘的通道便捷地进入心脏,而空气则通过非常公开可见的方式进入,这是多么令人惊奇而又不协调的事。因此我想问,为什么他们宁愿选择不可见的、不确定的、隐秘的小孔作为血液到达左心室的通道,而放着肺静脉那条公开可见的通道不要呢?这的确非常困扰我,为什么他们宁可从心脏隔膜这样坚实且致密的事物上发明或者编造一条血液流通的路径,也不愿意通过公开可见的肺静脉,或者说选择肺脏这样稀松柔软、像海绵一样的事物作为血液的通道?另外,如果血液可以从隔膜通过,或者说可以被心室吸入,那么给心脏及其隔膜提供血液的冠状动脉和静脉分支又有什么必要存在?更加至关重要的是,我们观察到在胎儿的身体上,所有组织都更加疏松和柔软,自然仍要很费力地把血液从腔静脉、肺静脉带到卵圆孔,进入左心室,怎么可能在身体长大,组织变得更厚实之后,自然反而很便捷地让血液没有任何阻力地通过心脏隔膜呢?
劳伦修斯(Andreas Laurentius,1558—1609)[6]基于盖伦的权威著作[7]和霍勒留斯(Jacob Hollerius,约1504—1562)的实验指出并验证:病人产生的脓水可以进入胸腔,通过肺静脉进入左心室和动脉,然后随尿和粪便排出。实际上,劳伦修斯引证的是一个忧郁症患者,他发病时会昏迷,当排出一种浑浊和酸臭的尿液之后发病就会停止。他最后因病去世,在解剖时,他的膀胱和肾脏中都没有之前尿液里的物质,但是在左心室和胸腔里却遗留了很多。劳伦修斯自称他预言了这种疾病的原因,但我只是想知道,既然他已经猜到和预测了异质的事物可以进入肺静脉,那么为什么他没有认识到,也不会强调血液本质上也是通过同样的方式从肺流向左心室?
由上可知,如果仔细考察,就会很明显地发现此前关于心脏和动脉的运动和功用的种种说法是不融贯的、模糊不清的,甚至是不可能的。因此,我们应当更加深入地研究这个问题,不仅要考察人,还要考察所有具有心脏的动物,通过大量的活体解剖和亲眼观察来探究心脏和动脉的真相。
[1]actio、usus、utilitas是盖伦生理学中的关键术语,若非特别标注,本书统一将actio翻译为“行动”,将usus翻译为“功用”,将utilitas翻译为“适用性”。——译者注
[2]哈维的原文并没有提到“灵魂”(soul、anima),但哈维遵循亚里士多德把身体所展现的一系列目的论导向的“能力”(faculties、 facultates)看作是灵魂的实现方式,此处对“动物力”和“生命力”的区分很显然来自亚里士多德对动物灵魂和植物灵魂的区分。——译者注
[3]指的是“动静脉血相同”这个疑难。——译者注
[4]与现代生物学对“器官”的界定不同,organum的原意是“工具”,在这里可以广泛地指称身体各个部位具有一定功能的构造,如此处的“瓣膜”。——译者注
[5]肺动脉和肺静脉在那个时期普遍被称作“动脉式静脉”和“静脉式动脉”,值得注意的是,肺动脉属于静脉,肺静脉属于动脉。——译者注
[6]第9卷第11章第12问。
[7]《论生病的部位》(De locis affectis),第6卷第7章。