Lüderitz：第一个发现肠道蠕动的人

谈到第一个发现蠕动的人，稍微了解一些的朋友可能会首先想到英国生理学家William Maddock Bayliss和Ernest Henry Starling——这两位在1899年在生理学老牌期刊The Journal of Physiology上发表了一篇名为”The movement and innervation of the small intestine（小肠的运动与支配）”的文章[1]。该工作中，二人用肠动描记器（enterograph）在体外记录了蠕动反射。他们也因为这份工作而为后人所知。

然而，后人不知道的是，早在1889年，也就是十年前，德国的生理学家、同时也是医生的Carl Ferdinand Lüderitz（不引起歧义的情况下简称Lüderitz，可译为吕德里茨）便已对蠕动做了全面的描述，而且是体内的描述。在那个年代，蠕动反射又被称作Lüderitz-Bayliss-Starling反射，这表明当时生理界同仁对于Lüderitz的工作还是高度认可的。然时过境迁，Lüderitz的事迹已被逐渐淡忘。为了让更多的现代人知道Lüderitz，Schemann等人在2020年于Neurogastroenterology & Motility第33卷上发表了一篇综述[3]，记录了Lüderitz的生平事迹、述评了他的贡献、翻译了他有关蠕动的一篇重要论文，并对蠕动的研究史进行了总结。以史为镜，可以知兴替。下文中，笔者将对该篇综述前两部分的重要内容进行了翻译，以期国内的生理学同仁能够对Lüderitz其人其事及蠕动的研究史有所了解。

图 1 Bayliss和Starling的照片[2]

Lüderitz发表了关于胃肠动力的重要论文。他首次详细描述了肠腔扩张导致的肌肉响应。在他之前，许多实验都是基于活体解剖，所得结果是否能迁移到活体上，要打一个问号。而他做的是体内实验，使他不仅观察到了肠道的收缩状态，还观察到了肠道收缩引起的物质运输。因此他是揭示蠕动和非蠕动运动对物质运输意义的第一人。虽然他没有实实在在地记录过肠道运动，但他用细致入微的精彩描述，使肠道运动的画面仿佛就在读者眼前。他是首次意识到食团向肛端行进时会引起连续反射的人，这种连续反射会引起行进式的收缩。尽管他没有做药理实验，但他相信肠道扩张引起的反射很大程度上是由内在神经介导的。在早期文章中，他认为肌肉反射不单单是由机械敏感神经元引发的，粘膜的功能单元和肌肉本身也参与其中。在其姊妹篇中，他在麻醉的兔和猫体内也观察到了肠道自发运动引起的传输，而这一次肠道内填充的是常规物质（之前是气球）。他证实了常规物质与气球引发的是蠕动的同一肌肉响应。此外，他报道了镊子破坏肠道局部区域会导致显著的蠕动障碍。当蠕动波接近损伤区域时，肠道收缩程度会逐渐变小，然后在距离损伤区域1 cm处减为零。偶尔物质会被推到损伤区域另一侧（远端），如果其引起的扩张程度足够大，那么另一侧就会恢复蠕动收缩。只不过恢复的蠕动波刚开始程度很小，在行进数厘米后才会恢复正常。同一研究中，他发现结扎肠系膜不会阻碍蠕动，反而提高了兴奋性——即使对空的肠道施加微弱的刺激，也能引发蠕动。最重要的是，他发现外源性影响对于引发蠕动不是必要的，并再次强调了内在神经和肠道壁面其他结构的重要性。

Lüderitz觉得蠕动中远端肌肉的舒张并非必要，近端肌肉的收缩则重要得多。据他报道，只有当收缩程度足够大时，肌肉才能排空肠腔。此外，他强调扩张和液体滴注本身不会引起行进式收缩。引起收缩的是远端推进的食物的量和由此导致的扩张的程度。

Lüderitz的观察结果不只局限于肌肉的近端兴奋、远端抑制。他还揭示了扩张区域的肌肉激活，这能帮助机械敏感神经元的敏化。就作者目前知道的情况，他第一个揭示了纵行肌在蠕动中起到的作用。他发现在环行肌开始收缩前片刻，纵肌便会产生收缩，而且其收缩范围还不小。此外，他发现有时在环行肌开始收缩很久前，纵肌便已经产生了伸长或缩短。根据其发现，Lüderitz总结道，引起体内蠕动的不是单一模态的刺激，而是多种模态的共同作用。因此，他可能是第一个认识到蠕动反射不是“全或无”式的，而是基于可调节的外界影响灵活变化的。

1891年，Lüderitz发表了他在兔、猫和狗的胃中蠕动反射的发现。这里作者只总结了物种无关性的发现。对肠道的机械刺激和化学刺激产生的肌肉响应变化很大，不易重复。在胃体和胃底区域，刺激区域出现可重复的收缩，频率稍低的是近端收缩，较少产生行进式收缩。在胃窦处用钠盐刺激浆膜不仅会引发刺激处的收缩，也会引发近端和远端的收缩。同一研究中，他还报道离体的胃也出现了肌肉反射，因此这种反射与外来神经支配无关。与他在小肠和大肠中观察到的结果相反，在胃中，无论是机械、化学还是电刺激，都无法引起胃在整个环向上（360度）的收缩。很多时候收缩的范围连一半的环向（腹侧或背侧）都不到，而只是出现在刺激的局部。他还是第一个描述区域特异性运动模式的人——自发的蠕动波只产生于远端胃，不产生于近端胃。使用更精密的技术，作者在一百多年后证实了他当年的发现。现代人利用数年的实验记录、完善的技术、海量的数据，得到了和Lüderitz一模一样的结论，而他当年只是仔细观察了肌肉的运动，这不能不令人叹服。

Lüderitz的贡献获得了同时期研究者的认可。Paul Trendelenburg将扩张引发的肌肉反射命名为Lüderitz-Bayliss-Starling反射，这可能是最高的荣誉了。我们不知道Lüderitz是否见过Trendelenburg，或者知道后者的研究。

遗憾的是，Bayliss、Starling和许多后继的研究者并未注意到Lüderitz的发现。所以相关文献中通常出现的是Bayliss & Starling反射这一说法。与Lüderitz的同时期研究者不同，他使用多种语言，包括拉丁语（所以他能够读懂Albrecht von Haller关于运动的原始描述）、古希腊语、法语，可能还有英语。

在柏林卫生研究院期间，Lüderitz发表了两篇微生物领域的文章。他发现了一些以他命名的厌氧菌。他送出了这些细菌的培养基。知名化学家Marcel Nencki （1847–1901）曾感谢他大方地捐赠出菌株用于蛋白质厌氧消化的研究。

在柏林生理研究院期间，Lüderitz做出了心脏生理学的开创性工作。据Schaefer和Kuhtz-Buschbeck称，他在1892年的文章中最早发现了兔心脏的机械传导。他记录了流出阻力提高（主动脉狭窄）后心节律的不规律性，总结了左心室压力的提高在心脏内在反射中起的作用。三年后，Otto Frank在蛙心脏中观察到了同一现象。尽管他提到了Lüderitz的文章，但后人还是把这一现象称为“心脏的Frank-Starling定律”，并写进了生理教科书。这是Lüderitz另一个被遗忘的发现。

在那个年代，科学发现似乎都被归功于科学家，同样从事科研的执业医师却不受认可，默默无闻。Lüderitz大部分文章都发表于1890年前后，这是他最高产的年代。

▼参考文献

[1]  Bayliss, W. M. & Starling, E. H. The movements and innervation of the small intestine. J. Physiol. 24, 99–143 (1899).

[2] Hennig, G. W. Spatio-temporal mapping and the enteric nervous system. in The Enteric Nervous System: 30 Years Later (eds. Brierley, S. & Costa, M.) vol. 891 31–42 (Springer, 2016).

[3]  Schemann, M., Mai, G., Costa, M. & Enck, P. Translating the seminal findings of Carl Lüderitz: A description in English of his extraordinary studies of gastrointestinal motility accompanied by a historical view of peristalsis. Neurogastroenterology. Motil. 33, e13995 (2021).