许多年以前,即在1963年第5期的《科学与生活》杂志上曾发表过人为什么需要鼻子?的文章。那篇文章讲的是关于医学博士维克多 · 布科夫教授对鼻子和上呼吸道其他部分的功能的研究成果。
近二十多年来,又积累了许多新的有趣的资料。现在,我们仍然请布科夫教授谈谈这个题目。
如果你问一位有经验的医生,甚至是一位有学位或学衔的医生:“人为什么需要鼻子?”在较好的情况下,你得到的回答是:“为了清除吸入空气中的灰尘,使空气变得湿润并使其加温”。还可以补充一句:“作为嗅觉器官”。然而,众所周知,所有上述维持生命的重要过程,在那些没有鼻子,但有上呼吸道器官,即喉、气管和支气管的动物身上也同样进行得很好。
鼻子如同眼睛、嘴唇、眉毛一样,是脸上的装饰品。不管你如何随便,如果在二个人脸部平坦的地方长着两个小窟窿,那简直不可思议!
如果再进一步问:为什么“有理性的人”长出了鼻子?要知道他的祖先——类人猿,—并没有这种器官!让我们一起来寻找答案吧。
恶毒的语言比手枪还可怕
常言道:话能伤人。但这只与人的心理有关。动物接受的不是说话本身,而只是说话时的语调。人之所以会说话、能思维、是由于人的大脑中有第二信号系统,而动物却没有。在兽、鸟、鱼身上发生的大脑皮层细胞 – 神经元 - 的强刺激只通过第一信号系统,即通过肉体疼痛。但在人身上除此之外,还通过语言,它的作用比任何疼痛强烈。这就使我们的大脑有时成为无防御能力而置于危险的境地。
如果在宁静的水面上丢进一块大石头,而在另一处丢进十块左右的小石头,那么,可以看到,在前一种情况下水的波动要大得多,时间更长,而水面上的小圈圈则迅速地相互盖没。这一原则也适合于大脑用来减弱兴奋灶,称它为感应。器官受到强刺激(惊吓、疼痛,神经震荡)后,会启动防卫系统。这时,动物就尖叫、乱跑、乱跳。人也会下意识地运用感应机制——他很想活动,大声说话,有时叫喊,咬紧牙齿或者在自己身上引起剧痛。所有这些的结果,在大脑皮层神经元中会产生大量附加的继发兴奋灶。它们如同前面例子中所说的小石块引起的波浪一样,局部地盖没原发性刺激源。基于同样的原因在白天不睡觉的情况下,牙痛容易忍受,而一到夜里,有时简直难以忍受。这是因为,夜里大脑皮层处于静止状态,只有一个刺激源——牙齿痛源在活动。
按生理学规律,超出忍受范围的强刺激,必然导致神经细胞(神经元)防护性反射的出现,通常称它为“范围以外的”抑制。其结果是使细胞减弱,或者干脆停止接受任何刺激,以免遭受损伤。必须指出,这种情况对机体是很危险的,因为会长久地切断整组神经元。在这种情况下,昏厥可以说是最好的出路了。因为昏厥一般时间不长,而且会自行消失。有时,神经元被切断的时间很长——几天,几个月,甚至几年,人就随之失去了一些极重要的功能——说、听、看、活动的能力,这种状态被医生看作为癔病之后的功能性麻痹。好在它们会有转机,即在剧烈的神经震荡时会自行消失。
古代人类在严酷的生活中常有许多担惊受怕的意外事,所以,我们祖先大脑皮层的神经元不得不承受过多的负担。原始人由于在神经系统中具有这样一种弱点,因此他们在为生存的斗争中往往败下阵来。然而,与第二信号系统同时产生的新的防卫机制拯救了他们。这个防卫机制就是眼泪。
哭会使人好受一些……
“眼泪机制”的实质是,在大脑皮层神经元里,在紧急情况的刹那间会产生新的强大的、好像诱导的兴奋灶。且看这种机制是怎么活动的。神经元的强刺激使大脑皮层兴奋起来。整个机体的各个系统(呼吸系统、心血管系统、神经心理系统、大脑中枢系统、内分泌和外分泌腺系统,其中包括泪腺)的功能加强了。这一切同时伴有膀胱、直肠、鼻泪管平滑肌的紧张度减弱。正因为这样,有些神经系统过敏的人,尤其是小孩,在受到严重惊吓的情况下可能出现小便失禁,甚至“吓得拉稀”。但首先出现的是眼泪。眼泪从泪腺中大量排出,通过鼻泪管流入鼻腔。人的鼻子能很好地适应这样一种情况:眼泪一下子湿润了布满三叉神经和嗅神经受体——敏感末梢的鼻粘膜。刺激信号传到大脑,并产生补充的兴奋灶。许多人在神经震荡的情况下不是一般的哭,而是号啕大哭,甚至吼叫。从生理学角度来讲,这又是一种防卫机制,它减弱了大脑皮层神经元的兴奋。叫喊时,产生喉部声带受体的强刺激。从这一部位发出的冲动流传递到大脑,减弱了它的组成部分的兴奋。因此,有些人有时使用这种方法防止紧张的有害作用,是毫不奇怪的,也许他们由于神经细胞耐受性差而不得不这样做。这一特性可能主要不是天生的,而是由于一系列原因得到的。例如,在鼻粘膜发炎之后鼻泪管阻塞的情况下,“眼泪机制”往往发挥得不好或根本失去作用。这样的人在哭的时候,只见面颊上流着眼泪。因此,如果一个人不会哭——这不是机体的优点,而是一种病,需要治疗。
婴儿啼哭有其特点,他们的第二信号系统还不发达,眼泪分泌量不多,而鼻泪管还没起作用。他们的叫喊声是作为生理上不舒服的信号,以引起大人们的注意。因为除此之外,他们没有别的办法。
常会碰到这样一些人,他们的神经元对刺激的耐受程度较小。如果某种振荡对他们说来很强烈,而“眼泪机制”却来不及发挥作用的话,那么,神经元活动就会受到抑制,以致使它们的功能被迫停止。其结果就是昏厥。如果这时给鼻子以强刺激,例如,给他闻阿莫尼亚水,或使其产生剧痛,那么,在兴奋灶的影响下,神经元的抑制就会随之消失,于是人就可恢复知觉。而一些皮层神经元功能微弱的人常常运用“眼泪机制”,故他们是好哭的。神经病医生根据这一症状,可判断神经元状况以及治疗后的变化情况。随着病情的好转,好哭的特点会逐渐消失。
上了年纪的人常常使用手帕,他们的神经元对刺激的耐受性减弱了,因此更容易动感情。
天气变化无常——机体变化无常
当大气压力下降、气温下降和湿度上升的时候,人们,特别是上了年纪的人和病人,自我感觉会相应变坏。其表现为:呼吸困难、血压上升、头痛、容易疲劳。高血压患者会出现内刺激症。这些就是由于天气变化无常造成的不良后果。
为了减少天气变化对人体健康造成的危害,需要懂得它对机体产生影响的机制。看来,天气因素首先必然影响到皮肤。然而,这些假设并没有得到证实。问题在于:存在于一个人的机体内的所有器官对经常的、千篇一律的影响很快就“习惯”了,并且不作出任何反应。人体的这种特性很有用。所以,我们不会感到所穿衣服的重量,不舍去注意千篇一律的噪声、柔和的光 ……,不这样,要生活也是不可能的。但是,人体对变化无常的力量的刺激却是很敏感的。正因为如此,我们会马上感觉到:例如苍蝇在身上爬,造成血压下降的现象极少发生。大气压力、空气湿度和气温的变化通常比较缓慢,它们的作用实际上可以说是经常性的。天气变化究竟会给机体带来什么影响呢?
呼吸时,刺激大脑的基本因素是由于在呼吸道中空气压力的变化,从而产生脉冲流。吸气时压力下降,呼气时压力升高。呼吸愈深、愈频繁,产生的气流愈大,刺激也愈强。变化的幅度也取决于大气压力:压力愈低,吸气就愈深,呼气也愈长。大脑各部分受到强烈刺激后,它们的疲劳就会来得更快。这也表现为呼吸困难、血压升高、头痛、过于激动等。大气压力对机体影响的机制的最基本情况就是这些。
另一个强烈的刺激因素是水分,特别是略带咸味的,类似眼泪、血、汗和其他生理液体。正如我们已经谈到的,鼻粘膜的湿润会大大提高它们对另一些刺激因素(机械的、物理的、化学的)的敏感性。暖水汽在鼻粘膜上凝聚,从而导致湿润,而且粘膜温度越低,上述过程进展得越快。这本身又取决于所吸进空气冷却的程度和湿度,也取决于粘膜表面水分蒸发的速度,因为这时需要消耗热量。
最后值得一提的是寒冷的刺激作用,从零下六度开始,特别是零下二十度以下,冷空气的这种影响对我们大家都不止一次经受过。冬天散步比在温暖季节中重劳动后还要疲劳得多。甚至你只要在严寒中呆的时间一长,你很快就会感到疲劳,很想睡觉。之所以出现这种现象,就是因为鼻腔受到冷空气的强刺激后,加剧了脑中枢神经和整个机体所有功能的活动的缘故。经过一段时间后就出现了疲劳,因此需要休息、睡觉。
毫无疑问,许多人感兴趣的是,是否可以,虽然不是完全,至少部分地能消除天气的不良影响呢?如果可以,那又用什么办法呢?
退休工人,受天气变化之苦的首当其冲者,完全可以照下述不复杂的办法去做。在天气不稳定的日子里,必须尽可能地保护好呼吸器官,在这种天气里要避免过多的体力负担:暂时停止体育活动,室内活动也要压缩到最低限度。针叶林、花、香水、颜料,特别是丙酮的刺鼻气味对身体都是有害的。另外,应当避免过大的_空气湿度,而这种湿度往往由于洗衣服、晾衣服、烧开水、烧煤气取暖而在室内形成。上街的时候最好用风巾或头巾保护好鼻子,不要着凉。
要尽量少激动。大脑皮层要免受第二信号系统——语言、噪声、音乐等的附加刺激。最大限度地缩小人际交往范围:限制到公共场所,特别是到游艺场所(如电影院、剧院、体育场等)去也是有益的。
认为天气变化的不良影响似乎与空气中含氧量减少有关的观点,是十分错误的。许多人在这种天气里总想快些到郊外去,“在新鲜空气中”散步。即便在天气剧烈变化时,空气中的含氧量也是完全足够的,这样做也只会是徒然往返。对于不从事体力劳动、过着安静和有节奏生活的人更是如此。
关于“死点”和“第二次呼吸”
疲劳、乏力,不仅整个机体都能感受到,而且其某些细胞也能单独感受到。这在文章的开头就已提到。
每当人处于睡眠状态,他的大脑皮层神经元对刺激的耐受性就差,而且这些神经元几乎停止了积极活动。如果久久不让神经元得到休息,那么,它们最终将不管在什么情况下,即便最不合适的状态也会迫使人睡着。说到皮质神经元,它们会保护自己的!其实,正是它们唤起机体对睡眠的需要。呼吸中枢神经元的处境要艰难得多,因为这些神经元必须不停息地工作一生,要知道呼吸就是生命啊!是的,大自然为了防备万—,给呼吸中枢提供了大量的“备用的”神经元,它们可以代替疲劳的细胞——在机体内轮流“值班。”
但是,人不总是明智的。我们常常对自己的机体不知施行了多少考验,甚至戏弄。关于饮酒和吸烟已没有什么可讲的了,然而,不适当地追求体育运动的成绩,也会给健康带来损害,而且是不小的损害。在某种情况下,后备神经元可能显得不够,于是,呼吸中枢“会宣布罢工”:它会大大减弱,甚至停止呼吸。如果这种情况持续五分钟以上,那么将出现不可避免的结局——死亡。体育比赛过程中常出现呼吸停止的情况,首先是对没有经过训练的新手,这已不是什么秘密了,即使在机体里已形成了防止中枢神经元危险刺激的防卫系统,也不例外。
这种机制的实质如下:这里的主要“角色”是喉部的声带。现在已经很清楚,它们的紧张度取决于大脑呼吸中枢的状况。当呼吸中枢加紧工作时,声带的紧张度提高,并紧贴在喉壁上。因此,声门的空隙最大限度地扩大,空气能自由通过。
随着负担的增加(例如长跑),呼吸中枢疲劳了,而当出现抑制的危险时,声带的紧张度减弱,它们盖住了声门的部分空隙。这时,入的呼吸因为不足而加快,因此,强大的气流在通过狭窄声门时对声带会发出强刺激。脉冲流通过迷走神经进入呼吸中枢、血管运动中枢、心脏、大脑皮层活动区,并发出了必须抑制循环的信号。命令在执行:呼吸减弱,血压降了下来,脉搏减弱了。机体的能力在衰竭,这时停下来喘喘气还为时不晚。但是,假如对机体的呻吟不闻不问,仍然强迫自己工作或继续跑,那么,他很快就会真的因疲劳过度而昏倒,而且不一定能被“救活”。
机体在工作过程中的这种严重乱套现象,最早是由骑手在马身上发现的。给了它一个名称叫“死点”,而一般很快到来的正常呼吸和机体功能的恢复称之为“第二次呼吸”。这种现象可能重复出现。不久,在运动员身上也出现了。这一术语从跑马场转到了运动医学之中。有经验的运动员认为,在体育比赛中,在其他条件相等的情况下,谁“剩下”的吸气多,谁就能取胜。正如著名赛跑创纪录者彼得 · 博洛特尼科夫所写的,有些运动员跑了几百公尺就由于呼吸接不上而开始“昏死”,而有些运动员却很容易闻过“死点”。
不久前,学者们弄清楚了,如果朝着上呼吸道使劲地送气,那么,可以对如何出现“死点”和“第二次呼吸”进行实验性研究。
用鼻子呼吸
关于持续地破坏鼻呼吸所带来的疾病,早就为人所知。这首先与孩子们有关。往往由于扩大的腺样肿造成经常性的鼻子“阻塞”,甚至可能影响小孩智力和体力的发展。睡眠受影响,记忆力减退,面部出现一种医生称之为“腺样面具”的东西。只有用手术恢复鼻腔呼吸,才有助于解决这一问题。而且应当赶快去找医生。我们知道,对鼻腔的刺激不够,同刺激过多一样,对健康也是有害的。实际的观察在实验中得到了证实。况且,医生证明,用物理、化学、电的作用物对鼻腔施行人为的刺激具有良好的甚至治疗作用。这一点也可用来说明森林、草地、田野、海洋空气的气味对机体所具有的缓解作用。上世纪就有人用吸入香味的方法治疗多种疾病。鼻孔吸入化学物质蒸汽的疗法,目前还在广泛采用。我们关于鼻子和上呼吸道在整个机体工作中的作用问题所讲的内容,不久前才得到生理学家确认。现在大家都知道,这些器官还有更多的作用:它们保证呼吸的反射性调节,并参加血液循环的补充调节。但这个问题已超出这篇文章的范围。
还有一个有趣的想法,确切地说是假设。既然鼻子是作为产生第二信号系统的结果,与脱离动物界的人同时出现的,看来,根据鼻骨的大小,可以认定从猿到人的各个阶段。如果这一点能得到证实的话,那么人类学家将又有了一个考古发掘时确定古代人遗骨年龄的标准。
[Нαукα u Жuзнъ,1986年第6期]