Вступ у фізіологію

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ у фізіологію

Фізіологія - біологічна наука, що вивчає життєдіяльність здорового організму і його частин - систем, органів, тканин, клітин.

Предмет нормальної фізіології -- функції органів і систем здорової людини. Її значення в підготовці лікаря величезне, адже більшість хвороб насамперед виявляються порушенням функціонування. Тому без знання функцій здорового організму неможливо встановити їхнє порушення, а отже, правильно визначити шляхи лікування.

Актуальність теми заняття

Дослідження та вивчення рівнів регуляції функцій організму людини є надзвичайно важливим. Знання матеріалу теми необхідне для розуміння загальних закономірностей життєвих процесів, які відбуваються в здоровому організмі, механізмів їх регуляції і можливих шляхів корекції при їх розладах.

Мета роботи: засвоєння матеріалу про значення фізіології як науки та основні методи фізіологічних досліджень, формування суспільних якостей особистості - громадянської самосвідомості, професійної етики та виховання поваги до культурних цінностей та досягнень людства.

Основні етапи розвитку фізіології. Історія розвитку фізіології у ХІХ столітті. Внесок робіт І.М. Сєченова, І.П. Павлова, П.К. Анохіна, П.Г. Костюка в розвиток світової фізіології. Українська фізіологічна школа.

Фізіологія зобов'язана своїм виникненням потреб медицини, а також прагнення людини пізнати себе, сутність і прояви життя на різних рівнях її організації. Потреба збереження життя людини на всіх етапах його розвитку, і вже в стародавні часи формувалися елементарні уявлення про діяльність організму людини, будучи узагальненням накопиченого досвіду людства. Батько медицини Гіппократ (460-377 рр. до н. е.) представляв організм людини як деяку єдність рідких середовищ і психічного складу особистості, підкреслював зв'язок людини з середовищем проживання і те, що рух є основною формою зв'язку. Це визначало його підхід до комплексного лікування хворого. Аналогічний в принципі підхід був характерний для лікарів стародавнього Китаю, Індії, Близького Сходу та Європи.

У середні століття панували далекі від реалій подання, засновані на принципах римського анатома Галена, і засилля церкви визначило невизначену перешкоду між тілом і душею.

Епоха Відродження (XVI-XVII століття) з її зрослими потребами суспільного виробництва пробудила до життя науку і культуру, а безсумнівні успіхи фізики і хімії, звернення до них лікарів визначили прагнення пояснити діяльність організму людини на основі відбуваються в ньому хімічних (ятрохімія) і фізичних (ятрофізика) процесів. Однак рівень знань наук того часу, звичайно ж, не міг скласти скільки-небудь повне і адекватне уявлення про фізіологічні функції.

Разом з тим винахід мікроскопа і поглиблення знань про мікроскопічному будову тканин тварин спонукає до дослідження функціонального призначення відкритих структур. Успіхи хімії та вивчення кругообігу речовин у природі направляють інтереси людини до долі надходять в організм речовин, що стає предметом дослідницького інтересу. Вдосконалення точних наук, природознавства в цілому та філософії визначає звертання людської думки до механізмів рухи.

Так, Р. Декарт (1596-1650) формулює рефлекторний принцип організації рухів, в основі якого лежить спонукає їх стимул.

Анатом Фабрицій (1537-1619) виявив клапани у венах.

Англійський лікар Вільям Гарвей (1578-1657) відкрив велике коло кровообігу в гострих дослідах на тваринах і Шляхом спостережень на людях. Він будував свої висновки на результатах вівісекції тварин, тому його наукова праця є фізіологічним і вважається початком сучасної експериментальної фізіології.

У XVII столітті виконується ряд досліджень з фізіології м'язів, дихання, обміну речовин. У Європі В XVIII столітті виникає вчення про «тваринний електриці» (Л. Гальвані, 1737-1798), що переросло в один з провідних розділів сучасної науки - електрофізіологію. Отримує подальший розвиток принцип рефлекторної діяльності (В. Прохаска, 1749-1820). Вноситься багато цінного в розуміння діяльності систем кровообігу (С. Хелс, 1667-1761), дихання (Д. Прістлі, 1733-1804), обміну речовин (А. Лавуазьє, 1743-1794).

У цей період відкривається Російська академія наук (1724), де Д. Бернуллі виконав перші в Росії експериментальні дослідження руху крові по кровоносних судинах. У Росії солідні фізіологічні відкриття зроблені М. В. Ломоносовим (1711-1765).

Л. Гальвані Д. Бернуллі М.В. Ломоносов

XIX століття - період розквіту аналітичної фізіології, коли були зроблені визначні відкриття практично по всім фізіологічним систем. Це відбувалося одночасно з бурхливим зростанням природознавства, наданням фундаментальних знань про природу: відкриття закону збереження енергії, клітинної будови організмів, формування основ вчення про еволюції життя на Землі. Особливе значення у розвитку фізіології зіграли нові методичні підходи та винаходи видатних фізіологів тієї пори, про що сказано в попередньому розділі. Все це визначило в середині XIX століття виділення фізіології в самостійну науку. В університетах Росії, Англії створюються фізіологічні лабораторії, інтенсифікуються фізіологічні дослідження в Європі.

Розвиток фізіології як науки в Росії

Великого значення набули роботи В.Ф. Овсяннікова (1827-1906), який встановив наявність судинорухового центру в довгастому мозку, казанських фізіологів М.О. Ковалевського (1840-1891) і М.О. Миславського (1854-1929), які описали дихальний центр та регуляцію різних функцій, роботи І.Ф. Ціона, який відкрив барорецептори в судинному руслі. І.Р. Тарханову належить відкриття шкірно-гальванічного рефлексу. А.Ф. Самойлов (1867-1930) -- започаткував учення з електрокардіографії, досліджував механізми синаптичної передачі. В.Я. Данилевський (1852-1939) вивчав вплив центрів кори головного мозку на серце, м'язи, біоструми мозку.

Наприкінці XIX і на початку XX століття створення нових напрямків у розвитку фізіології належить І.М. Сєченову, І.П. Павлову та їх однодумцям і послідовникам.

Сєченов Іван Михайлович (1829-1905), видатний російський фізіолог. Після закінчення медичного факультету Московського університету працював за кордоном у фізіологічних лабораторіях під керівництвом І. Мюллера, Е. Дюбуа-Реймона, К. Людвіга, К. Бернара та інших. Після повернення на батьківщину у 1860 році захистив докторську дисертацію "Матеріали для майбутньої фізіології алкогольного сп'яніння". Всесвітню славу Іван Михайлович отримав завдяки його класичній праці "Рефлекси головного мозку" (1863), в якій аналізує розумову діяль­ність, мислення людини, зводячи їх до найпростішого акту -- рефлексу. Його ствердження, що всі акти свідомого і підсвідомого життя за своїм походженням суть рефлекси, залишається і до сьогодні актуальним.

І.М. Сєченов був першим серед фізіологів, який пояснював поведінку на основі принципу рефлексу, тобто на основі відомих фізіологіч­них механізмів нервової діяльності. Він показав, що яким би складним не здавався нам зовнішній прояв психічної діяльності людини, він рано чи пізно зводиться лише до одного -- м'язового руху.

Науковець відкрив явище центрального гальмування, яке ввійшло у світову науку під назвою сєченівського гальмування, описав сумацію збудження і післядію в нервовій системі, встановив наявність ритмічних біоелектричних процесів у центральній нервовій системі, обґрунтував значення процесів обміну речовин у розвитку процесу збудження. І.М. Сєченов заклав основи фізіології праці, вікової, порівняльної та еволюційної фізіології. Йому належать дослідження з фізіології дихання і крові, розчинності газів у крові, газообміну й обміну енергії, впливу алкоголю на організм. Запропонував основи еволюційного підходу в тлумаченні фізіологічних функцій. Праці науковця здійснили величезний вплив на розвиток природознавства й теорії пізнання.

І.М. Сєченову належить честь створення першої фізіологічної школи в Росії, найпочеснішим представником якої був всесвітньо відомий І.П. Павлов.

Введенський Микола Євгенович (1852-1922), російський фізіолог. Дослідження М.Є. Введенського присвячені загальній фізіології. Він уперше в 1884 році прослухав за допомогою телефонного апарата ритм збудження у нерві (біоструми), відкрив наявність оптимуму і песимуму ("песимального гальмування") у нервах і м'язах залежно від частоти їх подразнення, з'ясував роль фактора часу у розвитку збудження. Ним було введено поняття "лабільність" у фізіологію. Значним внеском у науку є дослідження "парабіозу" у нервах, м'язах, спинному мозку.

Його учень О.О. Ухтомський (1875-1949) відкрив феномен домінанти, як один із основних принципів роботи мозку.

Іван Петрович Павлов (1849-1936) -- великий російський фізіолог, академік. За видатні роботи з фізіології травлення йому присуджена Нобелівська премія (1904). Науковця було обрано членом Академій 22 країн. Цикл досліджень у галузі регуляції кровообігу не втратив свою актуальність і до сьогодні. Проте найбільшу славу він здобув за створення нового оригінального і перспективного вчення про вищу нервову діяльність і розробку методів дослідження ВНД -- методу умовних рефлексів.

Науковцем було встановле­но, що у вищих тварин утворення умовних рефлексів є функцією великих півкуль головного мозку, в основі яких лежать процеси збудження структур кори, а в основі ослаблення умовних рефлексів мають місце процеси гальмування цих структур. Метод умовних рефлексів дозволив вивчати закономірності функцій кори головного мозку. І.П. Павлов писав: "Для фізіології умовний рефлекс став центральним явищем, користуючись яким можна було все повніше і точніше вивчати як нормальну, так і патологічну діяльність великих півкуль". Він вважав, що поняття "умовний рефлекс є вища нервова діяльність" рівнозначно поняттю "поведінка" або "психічна діяльність". "Нижча нервова діяльність" -- це діяльність завдяки безумовним рефлексам, що забезпечує взаємодію між органами і системами самого організму. І.П. Павлов підкреслював сигнальну роль умовних подразників, що забезпечує широкий діапазон адаптації організму, ввів поняття "друга сигнальна система", яка у людини забезпечує пристосувальні реакції завдяки слову, мові.

Ним запропоновано науково-фізіологічне обґрунтування класифікації типів вищої нервової діяльності, в основі яких лежить сила, урівноваженість та рухомість процесів збудження і гальмування. І.П. Павлов ввів поняття "позамежне гальмування в корі головного мозку", що стало основою лікування деяких психічних розладів сном, вивчав фізіологічні основи зривів вищої нервової діяльності -- екс­периментальні неврози.

Леон Абгарович Орбелі (1882-1958 рр.), всесвітньо відомий фізіолог, академік, генерал-полковник, начальник Військової медичної академії, директор Інституту еволюційної фізіології. Його наукові роботи присвячені дослідженню вегетативної нервової системи, питанням адаптаційно-трофічної функції симпатичної нервової системи, фізіології спинномозкових координацій та мозочка. Л.А. Орбелі розвинув новий науковий напрямок -- еволюційну фізіологію, проблеми болю, зміни чутливості органів та систем при екстремальних умовах.

Анохін Петро Кузьмич (1898-1974), фізіолог, академік, учень і послідовник І.П. Павлова. Всю свою наукову діяльність присвятив вивченню фундаментальних проблем діяльності мозку.

У 1930-1934 роках він розробив теорію функціональних систем організму -- універсальну схему регуляції фізіологічних процесів і поведінкової реакції організму, обґрунтував концепцію системогенезу.

Розвиток фізіології в Україні

Суттєвий вклад у розвиток фізіології в Україні вніс Фольборт Георгій Володимирович (1885-1960), академік АН України, учень І.П. Павлова, який з 1926 р. працював завідувачем кафедри фізіології Харківського, а з 1946 р. - Київського медичних інститутів і одночасно очолював відділ вищої нервової діяльності і трофічних функцій в Інституті фізіології імені О.О. Богомольця.

Наукові дослідження Г.В. Фольборта присвячені проблемам фізіології вищої нервової діяльності. Він відкрив негативні умовні рефлекси системи травлення, розробивши метод хронічного експерименту з подвійною фістулою жовчного міхура і протоки та фізіології процесів утоми й відновлення.

Ним були виявлені основні закономірності виснаження і відновлення функції працюючих органів, які І.П. Павлов назвав "правилами Фольборта".

Фролькіс Володимир Веніамінович, (1924-1999), відомий фізіолог, академік, учень академіків Л.А. Орбелі та Г.В. Фольборта.

Його наукові дослідження присвячені фізіології системи кровообігу. Ним описано поняття гемодинамічного центру та рефлекторні механізми регуляції діяльності серця. Фундаментальні дослідження в галузі фізіології старіння та вікової фізіології виконані в Інституті геронтології.

В.В. Фролькісом розроблено адаптаційно-регуляторну теорію старіння, створено уявлення про механізми антистаріння, висунуто гіпотезу про генно-регуляторний механізм розвитку вікової патології. На цій основі вченим сформульовано концепцію генно-регуляторної терапії. В.В. Фролькісом проаналізовано нейрогуморальні та мембранні зміни у процесі старіння. Він відкрив новий клас внутрішньоклітинних регуляторів (інверторів), запропонував нові підходи до експериментального продовження життя.

Сєрков Пилип Миколайович (1908-2011) - відомий фізіолог, акад. АН України.

Його наукові праці присвячені електрофізіології м'язів і нервів. Розроблено унікальну методику ізоляції окремих м'язових волокон, електричного подразнення та оптичної реєстрації їх скорочень.

Ним вперше у світі детально вивчено синаптичні процеси в нейронах різних структур слухової системи, встановлено важливу роль гальмування в переробці звукових сигналів цими структурами, створено концепцію щодо значення рецептивних полів на базальній мембрані завитка, висунуто й детально обґрунтовано концепцію про п'ять нейронних механізмів, які регулюють аферентний вхід у кору головного мозку та пристосовують його до діяльності шляхом впливу на релейну функцію таламічних ядер.

Костюк Платон Григорович (1924-2010), всесвітньо відомий науковець, видатний нейрофізіолог, академік АН України та ряду зарубіжних держав.

Його наукові роботи присвячені структурі і функції рефлекторної дуги, дослідженню мембранних процесів збудження і гальмування, клітинним механізмам діяльності центральної нервової системи.

Він перший застосував мікроелектродну методику й розробив оригінальний метод внутрішньоклітинного діалізу ізольованого нейрона ("метод Костюка"), що дозволило вивчати властивості внутрішньої поверхні плазматичної мембрани нервових клітин. Він вивчав природу збудження нейрона, зв'язок активного транспорту іонів з метаболізмом, уперше визначив складові компоненти у трансмембранних струмах, що пов'язані з генерацією потенціалів дії; дослідив кінетику та іонну природу цих компонентів. Вивчав різні типи нейронів, що беруть участь у спінальних рефлексах і синаптичній організації висхідних і низхідних систем спинного мозку. З'ясував молекулярні та метаболічні основи активності клітинних механізмів, насамперед плазматичної мембрани та мембран субклітинних структур (ендоплазматичного ретикулуму, мітохондрій, ядра), що лягло в основу встановлення не тільки відповідних процесів у нормі, а й при експериментальному моделюванні таких патологічних станів, як ішемія, гіпоксія, діабет та епілепсія. Разом з австралійським фізіологом Дж. Еклсом встановив механізми виникнення пресинаптичного гальмування та його фізіологічне значення.

Скок Володимир Іванович (1931-2003) - визначний український нейрофізіолог, акад. АН України та СРСР. Наукові праці присвячені дослідженню елекрофізіологічних властивостей вегетативних гангліїв. Уперше здійснив внутрішньоклітинне відведення природної активності від нейронів симпатичного і парасимпатичного гангліїв ссавців зі збереженням кровопостачання і нервових зв'язків зі спинним мозком. Вивчав клітинні та молекулярні властивості нікотинових холінорецепторів вегетативних гангліїв, дію гангліоблокаторів. Великий науковий доробок, природне обдарування, широкі наукові міжнародні контакти дозволили В.І. Скоку багато років працювати за кордоном та увійти в когорту всесвітньо відомих науковців.

Шуба Михайло Федорович (1928-2007) - визначний науковець біофізик і фізіолог, акад. АН України. Наукові праці присвячені питанням біофізики збуджувальних тканин організму. Відкрив явище електротонічного зв'язку між клітинами гладких м'язів, описав іонні механізми збуджуючої і гальмуючої дії медіаторів на м'язи. Йому належить пріоритет відкриття існування прямих електричних контактів між гладком'язовими клітинами (нексусів) і кабельних властивостей гладких м'язів. Уперше виділив іонний струм потенціалзалежних кальцієвих каналів плазматичної мембрани гладком'язових клітин і дослідив їх основні фармако-біофізичні характеристики. Запропонував концепцію про природу фазного та тонічного скорочення гладких м'язів.

Богач Петро Григорович (1918-1981) - відомий фізіолог, біофізик, акад. АН УРСР. Займав посаду директора Інституту фізіології тварин при Київському університеті імені Тараса Шевченка, академіка-секретаря Відділення біохімії, фізіології та теоретичної медицини АН УРСР (1978-1981). Наукові праці (понад 300) стосуються біофізики м'язового скорочення, вивчення травного апарату та ролі структур головного мозку в його регуляції. Відкрив моторний езофаго-інтестинальний та моторний кишково-кишковий рефлекси. Показав, що ритми скорочень дванадцятипалої й верхньої частини тонкої кишки забезпечуються особливим механізмом типу водія ритму, розташованим у дванадцятипалій кишці. Разом зі співробітниками експериментально довів наявність антрофундального та моторного фундоантрального рефлексів у шлунку. Вперше встановив роль нервових центрів гіпоталамуса в регуляції секреторної функції підшлункової залози та печінки, в інтенсивності всмоктування речовин у тонкій кишці. Вивчав роль різних іонів, особливо іонів кальцію й магнію, в процесах генерації електричної активності, а також скорочення і розслаблення гладких м'язів. Створив наукову школу в галузі фізіології травлення і центральної регуляції вегетативних функцій організму.

Розвиток вікової фізіології в Україні пов'язаний з іменами О.О. Богомольця (1881-1946) й О.В. Нагорного (1887-1953), які створили у Києві й Харкові потужні геронтологічні центри.

Предмет і задачі фізіології. Методи фізіологічних досліджень.

Фізіологія - наука про закономірності життєдіяльності організму у взаємозв'язку із зовнішнім середовищем.

Розрізняють такі фізіологічні дисципліни:

1. Вікова фізіологія - вивчає вікові особливості формування і згасання функцій органів, систем і організму людини від моменту народження до припинення його індивідуального розвитку.

2. Клінічна фізіологія - в її рамках вивчається роль і характер змін фізіологічних процесів в організмі людини при різних патологічних станах.

3. Фізіологія праці - вивчає протікання фізіологічних процесів під час трудової діяльності людини з метою обґрунтування шляхів і засобів організації праці, які б сприяли тривалому підтримуванню на високому рівні працездатності.

4. Психофізіологія - вивчає зміни фізіологічних функцій, які супроводжують психічні процеси сприйняття, запам'ятовування, мислення, емоції та інші.

5. Екологічна фізіологія - вивчає особливості життєдіяльності людини в залежності від клімато-географічних умов і конкретного середовища проживання.

6. Фізіологія спорту.

7. Авіаційна фізіологія.

8. Космічна фізіологія.

9. Патологічна фізіологія.

Взаємозв'язок фізіології з іншими науками. Фізіологія для вивчення тих чи інших функцій враховує закони фізики і хімії та використовує їх методи. Причиною цього є те, що всі життєві процеси супроводжуються фізичними і хімічними перетвореннями. Тому у фізіології набули важливого значення два напрями фізіологічних досліджень - фізичний і хімічний. Ці напрямки нагромадили великий фактичний матеріал, виявили закономірності протікання фізичних і хімічних процесів в організмі, розробили спеціальні методи і технічні прийоми їх вивчення. На цій основі фізичний і хімічний напрямки досліджень життєвих явищ перетворились у самостійні наукові дисципліни - біологічну фізику і біологічну хімію.

Однією з важливих гілок біофізики є електрофізіологія, що вивчає електричні явища в організмі, які супроводжують процеси збудження.

Фізіологія тісно зв'язана з морфологічними науками - анатомією, гістологією. Це обумовлено тим, що морфологічні і фізіологічні явища нероздільні, структура і функції взаємообумовлені.

Фізіологія опирається також на біологію, ембріологію.

Зв'язана фізіологія і з медичними дисциплінами. Визнано, що вона є теоретичною основою медицини. Зрозуміти порушення функцій, що має місце при різних захворюваннях, як їх відновити фармакологічними засобами можна тільки при знанні закономірностей життєдіяльності здорового організму. Досягнення фізіології використовуються для проведення профілактики (попереджувальних) захворювань, реабілітаційних (відновних) заходів.

Клінічна медицина дає фізіології надзвичайно багато цінного матеріалу. Вивчення різних захворювань людини сприяє розкриттю механізмів багатьох фізіологічних процесів і виясненню функцій органів.

Методи фізіології. Фізіологія, як будь-яка інша наука, має свої методи.

Протягом тисячоліть для вивчення здорового і хворого організму використовується такий метод, як просте, пасивне спостереження без втручання в перебіг життєвих процесів. При цьому звертають увагу на зовнішній вигляд, поведінку та ін.

Основним методом пізнання закономірностей життєдіяльності організмів у фізіології є експеримент (активне втручання в процеси життєдіяльності організму тварини з метою їх вивчення). Розрізняють такі форми проведення фізіологічного експерименту: гострий і хронічний.

У гострому експерименті у тварин, які знаходяться під наркозом, проводять одноразове подразнення органів і тканин, відведення біопотенціалів від них та ін. Хронічні експерименти дозволяють повторити дослідження на одному живому об'єкті. У хронічних експериментах використовують накладання фістул, пересадку різних органів, вживлення електродів та ін.

Обстеження є методом активного отримання інформації про життєдіяльність людського організму. Експеримент не має абсолютного значення, а його результати не можуть переноситися повністю на людину. Обстеження людей часто відкривають такі сторони регуляції функцій, які відсутні у тварин. Для обстеження людей використовують електрокардіографію, електроенцефалографію, електроміографію та ін.

Використовується також моделювання, наприклад, кібернетичне, математичне. Цей метод передбачає створення моделей органів і систем (апарат штучного кровообігу, штучна нирка та ін.).

Використовувані ресурси

фізіологія мікроскоп тканина тварина

1. Фізіологія. Що таке фізіологія? (https://www.youtube.com/watch?v=0174G51nJbI).

2. Як працює організм людини? (https://www.youtube.com/watch?v=d4vrjy7SV6U).

Размещено на Allbest.ru