综述：克劳德·伯纳德的糖原分离之路——改变科学界对肝脏生理功能和动物代谢认知的旅程

《European Journal of Applied Physiology》：Claude Bernard’s route to the isolation of glycogen: the journey that changed scientific views on the physiological role of the liver and animal metabolism

这篇综述深入剖析了克劳德·伯纳德（Claude Bernard）发现糖原（glycogen）的科学历程，揭示了其如何颠覆19世纪动物代谢理论。文章通过伯纳德的实验细节（如胰腺汁的脂解作用、肝脏糖原生成功能的证实）和偶然发现（如灌注肝脏后糖分再生），系统阐述了他从质疑传统理论到确立肝脏核心代谢角色的突破。作者强调伯纳德的实验哲学（如“接受事实，抛弃理论”）对现代生理学及内环境稳态（homeostasis）概念的深远影响，并指出其研究方法至今仍被沿用。

　　

克劳德·伯纳德的早期生涯与科学启蒙

克劳德·伯纳德于1813年出生于法国圣朱利安的一个葡萄酒商人家庭。他最初立志成为剧作家，但文学梦想受挫后，在批评家的建议下于1834年开始学医。在巴黎求学期间，他偶然接触到弗朗索瓦·马让迪（Francois Magendie）的生理学讲座，后者是当时实验生理学的领军人物。伯纳德很快成为马让迪的助手（1841年），通过动物活体解剖（vivisection）训练掌握了精湛的实验技术，这为他后来的突破性研究奠定了基础。尽管早期独立研究并不顺利，但他对消化过程的探索逐渐转向代谢领域。

巴黎的科学氛围与代谢研究背景

19世纪中叶的巴黎是欧洲科学中心，聚集了拉瓦锡（Lavoisier）、杜马（Dumas）等顶尖科学家。当时的主流观点认为，植物合成能量物质（如糖类），而动物仅降解这些物质。伯纳德在化学家佩鲁兹（Pelouze）的实验室结识了合作者巴雷维尔（Barreswil），后者改进了葡萄糖检测方法（基于铜还原法，即Barreswil试剂）。这一技术使伯纳德能够精确测量组织中的糖分，为发现肝脏的糖原生成功能提供了关键工具。

首次重大突破：胰腺汁的脂解作用

伯纳德的第一个独立成果源于其高超的活体解剖技术。1848年，他成功通过犬类胰瘘收集新鲜胰腺汁，并发现其能将脂肪分解为脂肪酸和甘油，即脂解作用（lipolysis）。这一发现使他获得法国科学院奖项，但伯纳德并未止步于此。他同时注意到胰腺汁能快速降解淀粉，这促使他重新思考糖类在体内的代谢路径。

转向肝脏：糖分来源的颠覆性发现

伯纳德原计划研究糖在肺部的消耗，但意外发现门静脉血液中糖分浓度极高。通过系统实验，他证实肝脏是糖分的核心来源——即使动物禁食或仅摄入无糖饮食，肝脏仍富含糖分。1848年，他与巴雷维尔向科学院报告了这一发现，并进一步提出肝脏具有“糖原生成功能”，挑战了杜马的理论。伯纳德指出，肝脏中的糖分并非直接来自食物，而是由某种“产糖物质”转化而来。

偶然与洞察：糖原的分离与鉴定

1855年，伯纳德在冲洗肝脏以去除糖分时，因故延迟了第二次检测，意外发现糖分在隔夜后重新生成。他系统研究这一现象，确认肝脏中存在一种酒精不溶、热敏感的物质，可在体外转化为葡萄糖。1857年，他发表论文描述糖原的分离方法：将新鲜肝切片投入沸水终止反应，研磨后煮沸过滤，用酒精沉淀获得粗提物，再经氢氧化钾（KOH）和醋酸处理去除蛋白质，最终得到纯化的“动物淀粉”（animal starch）。

伯纳德通过碘染色、偏振光偏转（由物理学家比奥验证）及酶解实验（如唾液淀粉酶降解）证明该物质与植物淀粉性质高度相似，并将其命名为“糖原”（glycogen）。他强调，糖原在活体内由肝脏合成（需“生命力量”参与），而降解为葡萄糖的过程是纯化学变化。

争议与局限：科学发现的复杂性

伯纳德的部分结论存在误差，例如他未能检测到门静脉血液中的常态糖分（因检测灵敏度不足），且其动物处死方式（如击头或延髓切割）会激活交感神经，导致糖原大量分解。同时，对手菲吉尔（Figuier）的质疑曾引发学术争议，但科学院委员会仍支持伯纳德的核心观点。尽管后期研究修正了这些细节，但伯纳德的实验哲学——如重视意外现象、坚持理论需服从事实——成为其科学遗产的关键部分。

糖原研究的延续与伯纳德的科学遗产

伯纳德的工作直接推动了代谢生理学发展。1857年，桑松（Sanson）发现肌肉中也存在糖原，现代研究进一步揭示其在运动供能和生存适应中的作用（如禁食7天后肌糖原仍保留50%）。伯纳德提出的“内环境稳态”（la fixité du milieu intérieur）概念后由坎农（Cannon）发展为“homeostasis”，成为生理学基石。其著作《实验医学研究导论》强调可证伪性，至今仍被视作科研方法论经典。

伯纳德的旅程表明，科学突破既依赖技术（如活体解剖与化学分析），也离不开对异常数据的敏锐洞察——正如他所说：“实验室里脱下想象，离开时再穿上它。”