卡兹
卡兹(Katz,B. 1911~)英国生理学家。因阐明了神经肌肉传递的理化学机理,成为1970年诺贝尔生理学和医学奖三位获得者之一。
卡兹生于德国莱比锡,是俄国犹太人的后裔。1929~1934年在莱比锡大学学医,1934年获医学博士学位。1935年2月入伦敦大学学院,作为一名博士研究生从师希尔(Hill,A. V.)(1922年诺贝尔生理学和医学奖获得者,肌肉生理学家)学习,1939年8月获哲学博士学位,1942年又获该校科学博士学位。
1939年卡兹来到澳大利亚,作为研究员在艾克尔斯(Eccles,J.C.)(1963年诺贝尔生理学和医学奖获得者,电生理学家)实验室从事神经肌肉方面的研究。1941年归化澳大利亚,1942年入澳大利亚空军,在西南太平洋战线任雷达军官,直至第二次世界大战结束。1946年返回伦敦,改为英国籍,再次进入希尔实验室工作,担任主任研究员和实验室副主任。1952年起担任大学学院生物物理学教授。是年被选为皇家学会会员。
卡兹的主要研究领域是神经和肌肉生理学,特别是神经肌肉传递的理化学机理。从四十年代末开始,他就从事神经冲动的到达促使神经末梢释放乙酰胆碱(Ach)过程的研究。最初,他和法特(Fatt,P.)共同研究,利用细胞内记录法发现,在没有任何刺激存在时,肌纤维的终板也并不是完全静止的,其活性是以分散的、随机发生的“微小”终板电位的形式表现出来的。
后来所作的大量试验表明,邻近神经末梢天然释放的Ach多分子大量子能够引起同步效应,从而产生微小的终板电位。每一电生理事件都是高度的局限于(而且仅仅参与了)一小部分的突触轴表面;Ach的连续释放则会形成沿着神经末梢分布的序列(它们在时空分布上都是随机的)。
卡兹的重要发现之一在于阐明: 微小的终板电位的周率 (相当于Ach的分泌速度)是受轴突终端膜电位所调控,突触前膜的除极能够引起释放的速度增加,其增加方式呈阶梯形,但其各个“标志”的大小却并不发生改变(1954)。到1965年卡兹进一步阐明,当动作电位到达之后,先是出现一个短短的停滞,然后终板微电位周率有所上升,在短短的时间里可以上升好几个数量级,然后又再次迅速下降到平静时的水平。其结果是形成一种很大的同步性终板电位,它超过了肌纤维的“着火点”。
卡兹的另一项重大贡献在于证实:从效应上来说,神经冲动并没有启动新的分泌过程,而是提高了本来以低频率发生的量子事件的概率。对于这种概率的提高,单是膜电位的改变是不够的,在外介质中钙离子的存在是唯一必需的离子因素(1964~1970)。卡兹还确定了这样的量子事件的顺序:除极打开了末梢轴突膜中的特异性“钙阀”,接着引起钙离子的流入; 钙离子到达了轴突膜的内表面后,便引起“量子释放反应”。卡兹获奖后,作了题为《神经递质释放的量子机制》的诺贝尔演讲。