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《行为主义》构成人体的不同类型的细胞和组织

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人体是由什么构成的?如今几乎每个人都知道,人体是由细胞(cells)和细胞所产生的物质构成的。但是,细胞又是什么呢?细胞是构成生命物质的微小单位——大多数细胞只有在高倍显微镜下才能看见。它通常由细胞核包裹着。每个细胞作为一个单位,一般都含有一团细胞质(pro-toplasm)(一种非常复杂的化学物质),其中可以观察到许多不同类型的微粒(可能是细胞赖以为食或分泌的贮存物)。每个细胞含有一颗(或多颗)小型的椭圆状核。核里含有一个称做染色物质(chromatin material)[这是一种具有独特染色性质的物质,某些色素(dyes)是从它们中间提取的]的网络组织(network)。在某种程度上,细胞核管辖着整个细胞的活动。许多细胞在有机体的整个存活期中有着它们的独特表现。有些细胞则很快被它们的派生物(outgrowths)、突起(processes)或它们自己的分泌物所遮掩。

如果你在化学、物理学、生理学方面的知识技能已经达到了足够的水平,那么现在让你来构造一个人体,你会采用哪些不同种类的细胞?你会将这些细胞编成哪些种类的模式[基础组织(elementary tissues)]?

研究发现,有四种不同类型的细胞和它们的产物构成了人体四种基本的组织。这四种基本的组织经过不同的组合,形成了人体的各个器官,例如,皮肤、心脏、肺、大脑、肌肉、胃、腺体,等等。

(1)人体表层和所有开放部位的细胞:首先,你会需要一些细胞来组成覆盖于整个人体的表层膜——构成皮肤的表层。在有些部位,你需要更改这一组织中的细胞,以便构成手指、脚趾、头发和牙齿。在另一些部位,比如,眼球的水晶体(角膜),你需要更改这一组织中的细胞,以便它们能透光。然后,你需要一些细胞来构成所有的内管(inside tubes)和内腔,例如,整个消化道——嘴、舌、胃、小肠、大肠;你需要细胞来构成血管和脑内的通道(脑室和脊椎)。你还需要将这些组织组合成我们称为腺体的结构,并加以更改,以便它们能分泌体液——例如,眼泪、汗水、唾液和另外十几种人体所需排泄或分泌的体液和化学物质。让我们把上述用途的细胞命名为“上皮细胞”(epithelial cells),它们构成“上皮组织”。我们进一步来看看,我们将需要一些高度特殊的上皮细胞,来为我们每个感觉器官配置敏感的成分。图3-1表示的是几个单一的上皮细胞,图3-2是由它们构成的腺体。

图3-1两种类型的上皮细胞

图3-2上皮细胞组成一个小型腺体

(2)为支持和联结人体各部分而构成的组织细胞:你不能只用一种类型的细胞和由这类细胞构成的组织来构造人体。你需要坚固的组织来联结人体各部分。你需要有高度弹性的腱(tendons)来维系肌肉。你需要牢固的软骨来构成你的鼻子,使你的鼻孔张开。当你的婴儿还处在胚胎期(子宫内)时,你需要一个强健的框架(framework),它能够存放矿物盐(mineral salts)以形成骨骼[在这些寄存物形成骨骼后,原先的结缔组织(connective tissue)的框架就消失了]。你需要坚韧的纤维“外套”[骨膜(periosteum)]包裹骨头,在骨骼连接处安上缓冲物(buffers)。你需要非常坚韧牢固的纤维[白色的纤维软骨(fibro-cartilage)]来维系可以移动的骨头。所有这些支持联结的框架是由结缔组织细胞构成的。这些组织本身被称做结缔组织(软骨和骨骼、肌腱、纤维、网眼状结构)。图3 - 3所示是两个构成骨骼结构的结缔组织细胞。

图3-3 结缔组织细胞

(3)形成肌肉组织的细胞:我们需要为自己构造能自由行动的人体;有心跳、能呼吸;我们的胃能收缩和扩张,我们的血管能伸展和收缩——换言之,我们需要为整个人体和许多中空的内部器官的形状和大小的变化(例如,胃必须在大小方面有相当大的变化;血管也必须在大小方面有一定的变化)提供运动能力。若要体现所有不同的人体肌肉功能,我们需要两种肌肉细胞和两种组织。

(a)横纹肌或骨骼肌细胞和横纹状肌肉组织:横纹肌细胞的直径平均为1/500英寸,一般长度为一英寸或更长一些。这些细胞的长度是一致的,没有分支(branching)。[1]细胞由纵贯整个细胞的黑白相间的条纹构

成,从而使细胞有了这样的名称——横纹细胞。像其他细胞一样,肌肉细胞也有细胞核——通常有几个细胞核。覆盖于每个细胞表面的是一层坚韧的结缔组织膜。一般情况下,由成百上千个这样的细胞构成一条肌肉(横纹肌组织)。作为一个整体,肌肉也有结缔组织的保护鞘包裹[称为肌外膜(epimysium)]。肌肉之间交叉纵横着血管。在人体中,手臂的二头肌、大腿和躯干的肌肉、舌头、控制眼睛的六大肌肉等大肌肉的构成情况就是这样的,当我们进行快速运动或大幅度运动时,横纹肌就会发挥作用。图3-4所示是两个横纹肌细胞和运动神经纤维在其中的分布。

图3-4 两个横纹肌细胞的部分图示(其中可见运动神经末梢)

(b)非横纹肌或平滑肌细胞(unstriped or smooth muscle cells)和平滑肌组织:构成非横纹的平滑肌细胞是细长的,就像头发丝的形状。请看图3 - 5,这些细胞组织成层(layers),构成肌肉层(muscular coats)。非横纹肌组织构成胃、肠、膀胱、性器官、眼球的虹膜(控制瞳孔的开合)、通向腺体的导管管壁,以及动脉和静脉的主要肌肉层。

图3-5 具有神经纤维的平滑肌细胞 (中间暗色部分为细胞核)

(4)神经细胞和神经组织:我们还需要另外一类细胞和这类细胞构成的组织,以便我们人体更加完善。人类(与所有其他高等脊椎动物一样)必须能够对刺激作出迅速而又复杂的反应。我们知道,刺激只有作用于相应的器官才会有效。我们知道,动物必须用横纹肌或非横纹肌,腺体,或者肌肉与腺体的结合来作出反应。通常,敏感的刺激点与反应发生点会有一段距离。比如,我们走路时也会有荆棘刺到脚上。这时,我们会立即停下,弯下腰用手抓住荆棘把它拉出来。如果我们没有特异的高度发展的神经细胞及其反应过程,这一反应就不可能发生——也即从脚上的皮肤传递到脊髓,从脊髓上行到大脑,再从大脑返回到脊髓,从脊髓传递到躯干肌肉、手和手指,形成一条神经通路。神经细胞及其反应过程只是用肌肉快速联结感官的身体结构。

就一般的身体构造来看,神经细胞与人体的其他细胞并没有什么不同。每个神经细胞含有一个细胞体及其旁枝或突起——有时这些突起的数量很少,有时则很多。让我们以脊髓(所谓低级运动神经)(见图3 - 6)上的某个细胞为例,它有一个内含细胞核的细胞体。在细胞体四周,我们可以发现有许多短小的旁枝从主体四周密密匝匝地生出来。我们把这些旁枝称做树突(dendrites),因为它们看起来就像树干上的枝枝丫丫。从细胞体上的某处会有一条细长的纤维延伸出来,所涉距离或长或短(有短到零点几英寸的,也有长到几英尺的)。这一细长的旁枝称做轴突(axis-cylinder)。在轴突上往往还会长出一些旁枝,称做侧突(collaterals)。在整个轴突(包括它的侧突)表面有一层脂肪保护层[称做髓鞘(medullary sheath)](轴突的细节参见图3-7),而树突上是没有这种脂肪层的。以上所描述的是细胞及其突起,它们通常称做神经原(neurone)。这些细胞有多种形状,有些只有一个突起,例如,脊髓的传入神经原(afferent neurons)(这些细胞有着通过脊髓联系感官的作用——其细节可参见图3-8)。神经原是一切神经组织的基本单位(unit)。正如我们所发现的那样,神经原构成了大脑和脊髓。

图3-6 一种类型的神经原——低级运动神经原

图3-7 部分神经纤维示意图

图3-8 一种称做感觉或传入神经原的神经细胞

树突起着收容站的作用,接受各种神经冲动。神经冲动经过细胞体进入轴突和侧突。一个神经原的轴突末梢与另一个神经原的树突相接触。由此,神经冲动从一个细胞体通向轴突,并由轴突传递至下一个神经原的树突。所以,在神经系统中总是存在着趋性传导(forward conduc-tion)。