心臟解剖學認知沿革探討

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【摘要】心是人類最早認識的內臟之一，關于它的解剖認識在各個文明的典籍中都有記載。在古代文明中，心不僅是生物學意義上的器官，還是精神與情感的核心器官?，F代的心臟解剖認識歷經幾個世紀才建立起來，從希波克拉底到蓋倫再到達芬奇，解剖學家、哲學家乃至藝術家們都為了解這個曾經神秘的器官做出了貢獻。本文回顧了在心臟的解剖學認識從誕生到成熟發展過程中的著名解剖學家及其主要觀點和著作，并探討了解剖學發展史在學習中的作用。

【關鍵詞】心臟；解剖；歷史沿革；學科史

心是一個中空的肌性臟器，是生物體循環系統中的中心器官，在神經體液的調解下可以有節律的收縮舒張。以其為中心，借助動脈、毛細血管、靜脈，將血液從靜脈吸入，由動脈射出，從而推動血液在血管中不停地循環流動，以實現組織細胞的新陳代謝，維持機體內環境穩定，保證生命活動的正常進行［1］。現代的心臟解剖學認識歷經幾個世紀才得以建立，在探索心臟解剖結構的過程中，解剖學家、哲學家乃至藝術家們都為了解這個曾經神秘的器官做出了巨大貢獻，涌現出了眾多解剖學家和一系列經典著作。

1古埃及：“醫學莎草紙”中的心臟解剖

使用解剖學術語和生理學概念對心臟進行描述的第一個書面證據可追溯到公元前1600-1900年的古埃及的“醫學莎草紙”中。古埃及的埃伯斯紙草（TheEbersPapy?rus）中記載了對心臟及其大血管的描述［2］。在古埃及社會，心臟被認為是思想、情感、體液和靈魂的中心器官［3-5］。由于受宗教影響，人們相信心臟是一個人一生中所做事情的記錄者。在人死后被制作成木乃伊時，他的心臟必須留在身體中，神靈可以根據心臟的重量對一個人生前的善惡做出判斷。那些心臟質量較輕的人被認為是高尚的，從而可以獲得救贖，反之則是邪惡的，會受到詛咒［2］。由于沒有進行過人體解剖，埃及人依靠木乃伊制作過程中的觀察和解剖動物來推測人體結構。他們認識到心臟是心血管系統的中心，心臟與心血管系統相連并且與其他器官一起接受外界的空氣和營養［3］。古埃及人還認識到了“脈管系統”可延伸到四肢，但經常將血管與肌腱、神經等結構相混淆。此外，由于缺乏實地人體解剖，目前并沒有發現古埃及人對于心臟具體結構的記錄［4］。

2古希臘時代

2.1希波克拉底與《心臟論》

公元前5世紀是醫學發展的一個新紀元，在此時期的希波克拉底（Hippocrates）被稱為“西方醫學之父”，在其著作《希波克拉底文集》中介紹了關于解剖學和醫學基本知識的內容［5］。在《希波克拉底文集》中有一篇名為“心臟論”的文章，這篇文獻中記載了沒有經哲學推理的心臟實際解剖。就其寫作的時代而言，這樣一部純粹的解剖學作品可以被認為是具有革命性意義的。然而，盡管其在心臟解剖方面具有一定的科學性，但其中的內容仍是不甚準確的［6］。希波克拉底在《心臟論》中提到了人應有兩個心室，文中記錄了兩個心室之間壁的厚度差異［6］。此外，在文中還第一次記述了心的瓣膜，例如肺動脈和主動脈的半月瓣。另外，在文中還描述了心耳，但是并沒有將心耳看做是心臟本身的解剖結構。在《希波克拉底文集》里還散在記載了有關動脈的辨認方法，以及說明心臟是人體血管的中心來源等心臟解剖學知識［7］。

2.2亞里士多德與“心臟中心理論”

公元前4世紀的亞里士多德（Aristotle）是偉大的哲學家和科學家，為了加深對人體的了解，他對心臟的結構進行了解剖研究，但由于其主要的研究方式是通過對動物的解剖，在他的解剖學筆記中有很多錯誤。亞里士多德提出了“心臟中心理論”，即認為心臟是心血管系統的起源，同時也是神經的本源，主動脈由心臟發出后逐級變細，最后會完全變成神經組織［6］。他還發現了連接肺和心臟的脈管，可能是我們現在所知道的肺動脈和肺靜脈。由于他解剖的動物種類或大小不同，心臟的位置可能會在不同的操作中發生變化，亞里士多德錯誤地將心臟定位在劍突下方［6］。基于動物解剖，亞里士多德還錯誤地認為人類的心臟應有3個心室。此外，亞里士多德觀察到心腔內腱索和乳頭肌的存在。但是他卻錯誤地將它們識別為神經組織［7］。盡管在他的心臟解剖理論中存有許多謬誤，但亞里士多德的解剖探索對推進心臟的認識方面還是起到了一定的作用［6］，并且對于后世解剖學家在一段時間內產生了較大的影響。2.3希羅菲盧斯和埃拉西斯特拉斯：亞歷山大港的解剖新知古希臘醫學家希羅菲盧斯（Herophilus）被稱為“解剖學之父”［6］。他和埃拉西斯特拉斯（Erasistratus）是亞歷山大港最著名的兩位解剖學家。希羅菲盧斯是希波克拉底醫學理論的信奉者，傳說他曾解剖過上百具尸體［8］。因而他有豐富的實踐經驗來構建出相對進步的解剖認識。在希羅菲盧斯和埃拉西斯特拉斯之前，政府出于宗教和文化因素而不允許對人體進行解剖。當時由于王室贊助，加上他們處于重視科學的亞歷山大港，希羅菲盧斯和埃拉西斯特拉特斯能夠通過實地解剖從而推進人體解剖學和生理學的知識進步［9-10］。在其身后直到中世紀之后，醫學家們才有機會再次進行人體解剖操作。希羅菲盧斯反對亞里士多德的“心臟中心理論”，并提出腦和脊髓是神經系統的起源。此外，希羅菲盧斯根據動脈和靜脈壁的結構特征對動脈和靜脈做出基于結構的鑒別。他將肺動脈描述為“動脈樣靜脈”或“動脈靜脈”［7］。此外，他認為肺靜脈是“靜脈樣動脈”，也稱為“靜脈動脈”［4］。希羅菲盧斯并沒有僅局限于心臟本身，而是在身體的不同區域中記錄了血管的走行，范圍涉及到了頭部、胸腔、腹腔和生殖系統。在他之前的學派普遍認為“心房”是大血管的擴張［6］，而希羅菲盧斯提出“心房”應是心臟結構的組成部分，他也是最早認識到心臟是由4個心腔組成的人之一［4］。根據后來的解剖學家蓋倫的記錄，希羅菲盧斯還記載了腱索與乳頭肌的存在，但他將其稱之為“神經骨干”，和亞里士多德一樣，也認為其是神經組織［7］。相比于在解剖學方面取得了重大進展的希羅菲盧斯，埃拉西斯特拉特斯則專注于心臟生理學研究。他認為心臟的結構適合作為“泵”而存在。此外，埃拉西斯特拉特斯是第一個描述了所有的心臟瓣膜的人，并且他準確的解釋了心瓣膜作為“單向閥門”的功能［7］。埃拉西斯特拉特斯描述了循環系統，提出心臟是血管的起源，靜脈的末端代表動脈的解剖起點。他還指出，靜脈流入右心室，而動脈與左心室相連［6］。此外，埃拉西斯特拉特斯還記敘了血液應流經由下腔靜脈而從肝臟到心臟，然后再通過所謂的動脈靜脈（即肺靜脈）從心臟到肺的循環［11］。然而，盡管他在認識循環系統的解剖結構方面取得了進步，但他依然堅持“動脈輸送空氣”的理論。他還錯誤認為“心房”不是心臟的組成部分而是由動脈擴張形成的［6］。

3古羅馬時代——蓋倫與“中隔微孔學說”

古羅馬帝國最具有影響力的醫師克勞迪斯·蓋倫（ClaudiusGalen）是羅馬時代醫學領軍人物，是僅次于希波克拉底的第2個醫學權威［12］，他在心臟解剖學方面也取得了重大進展。蓋倫繼承了埃拉西斯特拉特斯和希波克拉底的解剖觀點，同時反對亞里士多德的“心臟中心理論”［6］。蓋倫描述了心臟的形狀、心包、進出心臟的大血管的位置。此外，蓋倫還描述了心肌纖維的各種走向。然而，蓋倫錯誤地認為在心臟室間隔上有很多微孔，這是左右心室腔之間的另一種溝通方式，他認為存在這種穿孔是“為了相互交換血液和氣體”［13］。他的這種理論被稱為“中隔微孔學說”。盡管他對于室間隔的認識是錯誤的，但蓋倫是第一位認為動脈除了輸送“氣”外還輸送血液的解剖學家［14］，并且通過動物實驗證明了這一點。在蓋倫的動物實驗中，他結扎了動物兩端相連的動脈，使得血管腫脹并顯露出了血液。此外，他還刺穿動物的左心室，發現希羅菲盧斯所說的“含氣體的左心室”也含有血液［15］。此外，蓋倫繼承了埃拉西斯特拉特斯提出的毛細血管理論，并記載了心臟中的動脈導管、卵圓孔等結構。蓋倫對于西方醫學的發展起到了巨大影響，他的醫學理論以及解剖學知識在后來成為了“解剖學教條”，并影響了整個中世紀的醫學理論［12］。

4中世紀阿拉伯醫學家的解剖學貢獻

隨著古羅馬帝國的衰敗，古希臘古羅馬的文化日漸衰落，宗教勢力日益膨脹，中世紀歐洲的科學探索受到封建王朝與教會的壓制。因此，醫生只能依賴于“古代先賢”們的醫學知識來進行臨床工作。在解剖學方面，進行解剖人體的操作是非法的，蓋倫的解剖學理論被認為是不可質疑的經典。與處于“黑暗時代”的歐洲相反，這一時期的阿拉伯國家正處于“伊斯蘭黃金時代”。阿拉伯人組織并翻譯了如蓋倫和希波克拉底等古代醫學家們的著作［14，16］，豐富了阿拉伯醫學的理論。同時在解剖學方面，一些阿拉伯醫學家也取得了一定的進展，公元10世紀時波斯的著名醫生哈利·阿巴斯（HalyAbbas）對心臟解剖學做出了重要的貢獻。哈利·阿巴斯認為心臟是一個雙腔器官，左腔是動脈的起源，而靜脈則起源于肝臟。他還討論了心房、心耳、房室瓣和心包等結構［14］。哈利·阿巴斯描述了心臟的血液供應，即冠狀動脈，他認識到冠狀動脈起源于主動脈［4］。11世紀，中亞醫學家阿維森納（Avicenna）在心血管系統解剖方面取得了重大進展，他也認同蓋倫的“中隔微孔理論”；與之前的哈利·阿巴斯相似，他認為動脈來自左心室，靜脈來自肝臟，他還討論了心室壁的厚度差異。此外阿維森納還開展了通過檢查患者橈動脈搏動來診斷心臟疾患的臨床診療方法［14］。13世紀，阿拉伯醫生伊本·納菲斯（IbnAl-Nafis）對心血管系統做出了重大貢獻。他認同在著作《阿維森納解剖學》中提到的“心臟應有兩個心室”，并批判了蓋倫關于心3個心室組成的說法。此外，伊本·納菲斯還是第一個描述肺循環的人。他提出室間隔上沒有蓋倫所謂的微孔；血液應是從心臟的右側到左側，經過肺臟中循環，在返回心臟左側之前被氧化［17］。

5文藝復興心臟認識的大發展：從解剖到生理

公元1231年，神圣羅馬帝國皇帝腓特烈二世頒布法令，允許醫學院學生每五年解剖一具人體，盡管政府頒布了這一法令，但直到1387年才制定了關于交付尸體的法律條例。在這一年，佛羅倫薩大學要求每年提供三名罪犯的尸體進行醫學解剖［18］。這一十三世紀具有里程碑意義的法令成為了推動醫學與解剖學進步的星星之火。也正是開始于意大利的文藝復興運動，將處于黑暗之中的醫學徹底喚醒，在文藝復興時期最著名的醫學成就莫過于現代意義的人體解剖學科的建立。5.1藝術家的解剖探索在文藝復興時期，著名藝術家、科學家萊昂納多·達芬奇（LeonardodaVinci）為心臟的解剖學研究做出了巨大貢獻，據說達芬奇曾親自解剖過30多具尸體［19-20］。他曾將融化的蠟液注入心臟，制作心臟腔隙鑄型標本來研究心臟各房室的形態，并通過蠟液的流動方向來推理血液循環的方向［21］。達芬奇的解剖實踐豐富了心臟解剖學知識。他率先描述了節制索（隔緣肉柱）的存在［22］，記述了卵圓孔、二尖瓣、三尖瓣的拱形外觀以及相關的乳頭肌和腱索［7］。他還繪制了冠狀動脈及心臟靜脈的解剖圖，同時記錄了動脈粥樣硬化相關的病理變化。達芬奇還認識到心房和心耳的差異［4］。但是他錯誤地堅持了蓋倫的理論，即左右心室通過“室間隔微孔”進行溝通。由于達芬奇的解剖學手稿當時并沒有大量印刷并推廣，使得他的解剖學發現并沒有廣泛的傳播開來。5.2《人體的構造》與《心血運行論》被稱為“近代人體解剖學創始人”的安德烈·維薩里（AndreasVesalius）出生于16世紀初。他從小就表現出對解剖學的濃厚興趣，他通過解剖老鼠和鼴鼠等小動物自學解剖學［23］。在醫學院期間，由于深厚解剖學知識，他被推薦去進行解剖教學。他公開批駁那些只信奉蓋倫理論而沒有進行親身解剖實踐的人。1543年維薩里出版了革命性的解剖學著作《人體的構造》。這本書的問世代表了解剖學的復興，奠定了人體解剖學的科學基礎。他認為對解剖的學習應該通過動手實踐和親身驗證，而不是單純的學習古代權威的學說［23］。然而，這一成果被當時蓋倫主義的信奉者們視為異端［24］，使維薩里遭受了很多攻擊和指責。維薩里不認同蓋倫關于室間隔含有微孔的觀點，同時在本書中維薩里還詳細的描述了關于心腔以及心瓣膜的結構［25］。盡管維薩里的解剖學認識并不是完美無瑕的，但是由他開創的以精美圖示進行解剖教學的方法、求真務實不迷信權威的科學探索精神，以及他那具有時代意義的偉大著作《人體的構造》，為后世的解剖學探索指明了正確的方向。17世紀早期，威廉·哈維（WilliamHarvey）的血液循環理論是對心臟解剖生理學的發展做出了巨大貢獻。哈維提出心臟是血液循環的動力器官［4］，他通過大量的動物實驗研究，撰寫了著名的《論動物心臟與血液運動的解剖學研究》（又名《心血運行論》），這部具有重大研究價值與歷史意義的科學書籍的問世，推翻了統治醫學1400多年之久的蓋倫醫學理論，標志著具有現代意義的心血管科學研究的開始［12］。

6近現代心臟解剖學標準體系的建立：《格氏解剖學》

到19世紀中葉，人們認為大體解剖學的所有重大發現都已被發現［25］，系統的知識催生了一些列適應現代教學的經典解剖學教科書。在這一時期，英國的解剖學家亨利·格雷（HenryGray）和亨利·范德克·卡特（HenryVan?dykeCarter）于1860年出版了《格氏解剖學》［26］。其以精美的插圖，準確的描述風靡全球。在這部著作中，作者繼承前人理論的基礎，從心臟的位置、外形、四個心腔、心臟的構造以及心臟的傳導系、心血管神經等方面描述了心臟的解剖結構，關于心臟大體解剖的知識已經成體系的展示給了新一代的醫學生們。在第1次出版一個半世紀后，《格氏解剖學》第41版于2016年出版。現在已是醫學界公認的“解剖學圣經”［25］。綜上所述，人體解剖學是一門古老而經典的醫學基礎學科［21］，人對于自身每個臟器的解剖學認識都是綿延千年的的旅程，對于知識的探索，盡管面臨著各種挑戰，從古至今的科學工作者們仍然不遺余力地致力于追求“真理”。今天的醫學生們在大學的第一個年級就會學習到完善的系統解剖學知識，殊不知這今天看來清晰的形態學認識，是經過無數先賢們不斷地探索得來的。筆者認為，在解剖學學習中，了解解剖學結構的認知發展沿革是有必要的。在今天的教學中基本是以“非歷史的方式”來教授科學的。教材中很少涉及促成這些科學發現的漫長而曲折的歷史過程。這種做法作為教學方法來說是有道理的，但是也要指出，對于學科發展史的適當關注會對理解科學家們感興趣的那些論題有幫助［27］。著名認知心理學家布魯納曾指出：“知識如果沒經規律原理的綱繩串織成可理解的結構，多半就會遺忘”［28］。通過了解前人經不同的方法對于某一個結構的探究并建立知識體系的過程，有助于學生對本學科原理的規律進行思考，從而增進學習興趣、提高學習效率，同時使學習者樹立嚴謹的科學探索的精神。

作者：曹睿 韓玉生 高藝書 翟燕玲 徐強 單位：黑龍江中醫藥大學