История развития физиологии

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

1.Возникновение физиологии

Физиология возникла в глубокой древности из потребностей медицины, так как для предупреждения болезней и лечения людей необходимо было знать строение организма и функции органов. Поэтому анатомию и физиологию изучали врачи древней Греции и Рима. Физиологические познания древних ученых основывались главным образом на догадках, вивисекции производились очень редко и поэтому многие заключения о функциях тела были неточными или ошибочными.

Немногочисленные физиологические факты, полученные учеными древнего мира, намеренно замалчивались до XIV--XV вв. во времена феодализма, а идеалистические умозрительные предположения древних о существовании души, не зависимой от тела, были канонизированы во всех религиозных верованиях и утверждались как непреложные истины. В средние века религиозные догмы насаждались насильственно, а научные знания жестоко искоренялись. Католическая церковь запрещала вскрывать трупы, без чего невозможны точные знания строения организма. В средние века религия привела к застою экспериментальную науку и нанесла огромный вред ее развитию.

Возрождение анатомии и физиологии началось с крушением феодального общества. А. В е з а л и й (1514--1564) был не только основателем современной анатомии человека, но и проводил вивисекции на собаках, позволившие установить важные факты. М. Сервет (1509 или 1511 -- 1553) подробно изучил малый круг кровообращения, изменение крови в легких и предположил существование в них капилляров. За свои смелые научные воззрения, направленные против религии, М. Сервет был сожжен церковниками. Анатом-Ф а б р и ц и й (1537-1619) обнаружил клапаны в венах.

Английский врач Уильям Гарвей (1578 --1657) открыл большой круг кровообращения в острых опытах на животных и путем наблюдений на людях. Он строил свои выводы на результатах вивисекции животных, поэтому его научный труд является физиологическим и считается началом современной экспериментальной физиологии.

В первой половине XVII в. естествоиспытатель и философ Рене Декарт (1596 --1650), проводя вивисекции на животных и наблюдения на людях, изучал роль сердца и пищеварение. Главное его открытие в физиологии -- схема безусловного рефлекса на основе изучения акта мигания при прикосновении к роговице.

Идея Декарта о рефлексе получила дальнейшее развитие в трудах чешского ученого И. Прохаски (1749 -- 1820).

Важный вклад в физиологию внес итальянский физиолог и физик JI. Гальвани (1737-1798) -- один из основателей теории электричества. Он открыл возникновение электрического тока в нервах и мышцах лягушки при одновременном соприкосновении их с двумя разнородными металлами (железом и медью), что вызывало сокращение мышц, а затем доказал существование электричества в нервах. Итальянский физик и физиолог А. Вольта (1745 -- 1827) разъяснил, что при одновременном соприкосновении нервов и мышц с двумя разнородными металлами действует внешний электрический ток, а не собственное электричество. Он показал, что электрический ток возбуждает органы чувств, нервы и мышцы. Таким образом, Гальвани и Вольта стали основателями электрофизиологии, получившей дальнейшее развитие в трудах немецкого физиолога Дюбуа-Реймона (1818 -- 1896) и др.

Большое значение для физиологии имели биохимические исследования пищеварительных ферментов и роли ферментов в синтезе белков, проведенные А. Я. Данилевским (1838 -- 1923).

2.Прогресс физиологии XIX в.

Прогресс физиологии в XIX в. был основан на успехах физики и химии, приложенных к исследованию функций организма и его химического состава и сочетавшихся с вивисекцией. Это направление получило большое развитие.

Ч. Б е л л (1774--1842) и Ф. Мажанди (1783 -- 1855) доказали, что центростремительные (чувствительные) и центробежные нервные волокна существуют раздельно. Ч. Белл обнаружил чувствительность мышц и утверждал существование нервного, рефлекторного кольца между мозгом и скелетной мышцей.

Ф. Мажанди доказал влияние нервной системы на регуляцию обмена веществ в органах и тканях -- трофическую функцию нервной системы. Ученик Мажанди Клод Бернар (1813 -- 1878) сделал много важных физиологических открытий: им показано пищеварительное значение слюны и поджелудочного сока, обнаружены синтез углеводов в печени и роль ее в поддержании уровня сахара в крови, роль нервной системы в углеводном обмене и в регуляции просвета кровеносных сосудов, открыты функции многих нервов, изучены давление крови, газы крови, электрические токи нервов и мышц и многие другие вопросы.

К. Бернар считал, что большинство важнейших функций организма регулируется нервной системой.

Значительный вклад в физиологию внесли в прошлом веке также И. Мюллер (1801 -- 1858) и его школа. Ему принадлежат многочисленные исследования по анатомии, сравнительной анатомии, гистологии, эмбриологии, по физиологии органов чувств, голосового аппарата и рефлексам. Его ученик Г. Гельмгольц (1821 --1894) сделал важные открытия в области физики, физиологии зрения и слуха, нервной и мышечной систем.

Для развития современной физиологии большое значение имеют исследования о природе нервного процесса (А. Ходжкин, Л. Хаксли и др.), о закономерностях функционирования нервной системы (Ч. Шеррингтон, Р. Магнус, Д. Экклс и др.) и органов чувств (Р. Гранит), об активных веществах, участвующих в передаче нервного процесса (Г. Дейл, Д. Нахмансон, М. Бакк и др.),

о функциях мозгового ствола (Г. Мэгун, Г. Моруцци и др.), головного мозга (Ю. Конорский), сердечно-сосудистой системы (Э. Старлинг, К. Уиггерс, К. Гейманс и др.), о пищеварении (В. М. Бэйлисс, А. Айви и др.), деятельности почек (А. Кешни, А. Ричардс и др.).

Русская физиологическая школа. В России физиология зародилась в XVIII в. Физиологические эксперименты производили

Ф. Зуев (1754--1794), А. М. Филомафитский (1807-- 1849) и др. Первый отечественный учебник физиологии написал Д. М. В е л л а н с к и й (1773 -- 1847). Вначале изучались, физиология дыхания, крови и кровообращения, движения, а затем основным направлением стало исследование функций разных отделов нервной системы (А. Н. Орловский, 1821 -- 1856; А. А. Соколовский, 1822 -- 1891 и др.).

3.Развитие отечественной физиологии

Основателем отечественной школы физиологии был И. М. Сеченов (1829 -- 1905). В 1862 г. он открыл торможение в нервных центрах, а в 1868 г. -- суммацию возбуждения в них. Он один из первых проводил электрофизиологические исследования нервной системы. В труде И. М. Сеченова «Рефлексы головного мозга» излагается основная идея рефлекторной теории.

Рефлекторная теория И. М. Сеченова получила развитие в трудах И.П. Павлова (1849 -- 1936), а также его непосредственных учеников -- Н. Е. Введенского (1852 -- 1922), А. Ф. Самойлова (1867-1930) и др.

Выдающиеся открытия в физиологии нервной системы сделали учителя И. П. Павлова --И. Ф. Цион (1842 -- 1912) и Ф. В. О в с я н н и к о в (1827--1906).

И. Ф. Цион совместно с К. Людвигом открыл центростремительный нерв, вызывающий замедление работы сердца и расширение кровеносных сосудов. Он обнаружил нервы, ускоряющие работу сердца; сосудосуживающее действие чревного нерва; окончательно доказал, что симпатические нервные волокна выходят из спинного мозга по передним корешкам, и впервые указал на взаимосвязь возбуждения и торможения в нервной системе. Он сформулировал гипотезу о торможении как интерференции двух сталкивающихся волн возбуждения.

Ф. В. Овсянников исследовал регуляцию кровообращения центральной нервной системой.

Первые работы И. П. Павлова также были посвящены регуляции нервной системой работы сердца и кровообращения и изучению трофической функции нервной системы, а затем И. П. Павлов и его ученики впервые детально изучили роль нервной системы в работе пищеварительных желез. Развивая идею И. М. Сеченова о рефлексах головного мозга, И. П. Павлов открыл условные рефлексы. Школа И. П. Павлова вскрыла основные физиологические закономерности работы головного мозга как органа, обеспечивающего соответствие функций организма изменяющимся условиям его существования.

И. П. Павлов исходил из ведущей роли нервной системы во взаимодействии целостного животного организма с внешней средой и в регуляции деятельности всех его органов. Он экспериментально развил принцип нервизма, состоящий в исследовании влияния нервной системы на все функции организма. Школа И. П. Павлова занимает ведущее место в отечественной физиологии.

Н. Е. Введенский создал теорию единства возбуждения и торможения, их взаимных переходов, провел важные электрофизиоло-гические работы по изучению функций нервов и мышц. Его ученик А. А. Ухтомский (1875 -- 1942) обосновал принцип работы нервных центров -- теорию доминанты, которая является дальнейшим развитием концепций И. П. Павлова и Н. Е. Введенского о взаимоотношениях нервных центров, а также создал представление об усвоении нервной системой ритма раздражений. А. Ф. Самойлов (1867 --1930) сделал большой вклад в элекрофизиологию и успешно развивал теорию о химических передатчиках нервного процесса.

В исследовании функций животных организмов И. М. Сеченов и И. П. Павлов и их ученики руководствовались идеями Ч. Дарвина. Для отечественной физиологии характерно исследование функции в эволюции, в их фило- и онтогенетическом развитии. Ученик И. Г. Павлова Л. А. О р б е л и (1882--1958) создал современную отечественную эволюционную физиологию, глубоко изучил роль вегетативной нервной системы в деятельности головного мозга, органов чувств и скелетной мускулатуры.

В. М. Бехтерев (1857 -- 1927) развил теорию условных рефлексов в патологии нервной системы людей и в психиатрии и глубоко изучил строение и функции нервной системы. Пользуясь методом условных (сочетательных) рефлексов на людях и животных и операциями на животных, он исследовал влияние внутренних органов на деятельность головного мозга и регуляцию работы внутренних органов головным мозгом.

В изучении влияния головного мозга на внутренние органы первые важные исследования принадлежат В. Я. Данилевскому (1852--1939). Он же один из первых изучил электрические явления в головном мозге.

Советские физиологи и последователи школ Сеченова, Введенского и Павлова, применяя современные методы исследования, успешно развивают физиологию человека. Особенно велик прогресс физиологии труда, авиационной и космической и особенно возрастной физиологии детей, так как современные методы изучения функций позволяют исследовать физиологические процессы людей без вреда для здоровья.

Критика витализма и механистического материализма в физиологии на основе философии диалектического материализма. Живые организмы состоят из тех же элементов, что и неживая природа. Высокоорганизованные химические соединения организма -- сложные белковые тела, связанные с жировыми и углеводными * соединениями, обладают новыми качествами, которых не имеет неживая природа. Основное качество живой материи -- обмен веществ, обусловливающий постоянное самовозобновление организма и все его физиологические функции. Жизнь и смерть взаимосвязаны, так как в живых организмах непрерывно происходит распад, разрушение клеток и тканей, до составных элементов. Из этих элементов и из поступающих в организм извне элементов неживой природы вновь создаются живые структуры.

физиология Рефлекторный сеченов

4.Развитие современной физиологии

Современная наука изучила строение многих белков, а некоторые соединения белковой природы синтезированы, например адренокортикотропный гормон, окситоцин, вазопрессин, инсулин.

Важнейшая особенность живых структур -- их избирательное отношение к веществам, поступающим извне. Только определенные вещества проникают из внешней среды в организм и пропускаются через цитоплазматические оболочки внутрь организма: например, кровь данного организма всасывается в пищеварительном канале вопреки физико-химическим законам неживой природы; через оболочки живых клеток, состоящие из белков и жировых веществ, выталкиваются ионы натрия наружу, а ионы калия нагнетаются внутрь и т. д.

Следовательно, качественные отличия процесса жизни не являются сверхъестественными, лежащими за пределами природы и недоступными изучению, как это утверждается реакционным идеалистическим направлением в биологии -- витализмом. Виталисты отрицают возникновение жизни из неживой природы. Они ошибочно считают, что жизнь вечна и регулируется нематериальными факторами («жизненной силой», «энтелехией», «жизненным духом», «душой» и т. п.), что она непознаваема.

Физиология изучает свойства живого организма, отличающие его от неживой природы, поэтому нельзя отождествлять физиологические законы жизни с физическими и химическими законами мертвой природы, так как при этом уничтожается коренное, качественное отличие живого от неживого.

Такое сведение всех процессов жизни к процессам неживой природы характерно для механистического материализма. Механистические материалисты отрицают качественное своеобразие живых организмов, находящихся на разных ступенях развития, и исторически возникшую целесообразность их поведения, отождествляют законы поведения и мышления людей и животных, отрицают различия обмена веществ людей и животных.

Современные механистические материалисты отождествляют функции нервной системы с принципом работы электронно-вычислительных машин -- алгоритмами (жесткими программами, предусматривающими чередование ряда определенных действий).

Вместе с тем в основе жизненных процессов лежат не только специфические, но и общие физические и химические закономерности.

Так как механистический материализм не в состоянии объяснить качественные отличия живого, то он сочетается с идеализмом. Только диалектический материализм позволяет понять сущность жизни, раскрывая историю ее возникновения и развития.

5.Развитие методов изучения физиологии. Инновационные приборы исследования

Физиологические открытия и развитие физиологических идей в новейшее время. Успехи современной физиологии основаны на использовании методов биофизики и биохимии.

Тонкие и чрезвычайно точные электронные приборы позволяют изучать функции отдельных клеток и даже отдельных клеточных структур. Например, микроэлектродной методикой непосредственно исследуют жизнедеятельность отдельных нервных клеток, мышечных волокон, рецепторов сетчатки. Это достигается регистрацией электрических явлений (биологических потенциалов), возникающих в процессе обмена веществ в отдельных клетках и их составных частях.

Для отведения биопотенциалов применяют микроэлектроды двух видов: жидкостные (капиллярные) и металлические. Жидкостные микроэлектроды лучше металлических, так как исключают возможность поляризации. Для внеклеточной регистрации биопотенциалов применяют электроды с внешним диаметром 1--4 мкм (микрон, микрометр), а для внутриклеточной -- менее 0,5 мкм. Микроэлектроды вводят на заданную глубину в ткань без нарушения се функции и соединяют с усилительной и регистрирующей аппаратурой. Точность их введения в глубину органа и клетки, например в нервную клетку головного мозга, достигается стерсотаксическим аппаратом. Этот аппарат используется в острых и хронических опытах. Микроэлектроды вводят через втулки, укрепленные в отверстиях, сделанных в черепе, или через проколы.в черепе. Голова прочно фиксируется, специальные устройства позволяют плавно ее поворачивать, а микровинты -- продвигать микроэлектродыв глубь мозга с точностью до десятых долей микрона. К стереотаксическим пластинкам прикрепляют несколько микроэлектродов, вводимых в разные структуры головного мозга посредством микроманипуляторов.

Для микрофизиологических исследований, например для изучения передачи возбуждения с одной нервной клетки на другую или с нервной клетки на мышечную клетку, применяют электронные микроскопы, увеличивающие в сотни тысяч раз. Обычный электронный микроскоп увеличивает в 10 ООО --15 ООО раз и, кроме того, имеет оптическое увеличение негатива в 10 раз. Электронные микроскопы обладают разрешающей способностью в несколько единиц или десятков А [ангстрем равен 0,1 нм (нанометра) или 1 * 10-» м]. «

Существенное значение для развития современной физиологии имеет гистологическая химия, изучающая расположение в определенных гистологических структурах характерных для них химических соединений как в покое, так и при изменениях физиологических функций. Успехи гистологической химии стали возможными благодаря применению электронного микроскопа и тончайших методов химического исследования.

В результате применения электронных приборов сделаны важнейшие открытия современной физиологии. Получены новые факты о функциях разных структур головного мозга в отдельности и в их взаимоотношениях (ретикулярной формации мозгового ствола, лимбической доли, миндалевидных ядер, ядер промежуточного мозга, гипоталамической, или подбугровой, области и др.). Исследовано участие этих структур в образовании условных рефлексов, в эмоциях. Глубоко изучена роль гормонов и химических передатчиков нервного процесса (медиаторов) в деятельности разных отделов центральной и периферической нервной системы, нервно-мышечной и других систем. Установлено их значение в образовании условных рефлексов, в формировании возбуждения, торможения и распространении нервного процесса, в восстановлении (регенерации) нервной системы.

Благодаря развитию тонких биохимических методов открыты ранее неизвестные медиаторы нервной системы, образующиеся в естественных условиях. В результате этих открытий возникла возможность направленно воздействовать на психику. В настоящее время в связи с прогрессом математики и кибернетики реализуется идея И. М. Сеченова о том, что все проявления мозговой деятельности обнаруживаются в сокращениях мышц, которые могут быть подвергнуты математическому анализу и выражены формулой. И. П. Павлов мечтал о том времени, «когда математический анализ, опираясь на естественнонаучный, осветит величественными формулами уравнений» сложные взаимоотношения организма с внешней средой и физиологические процессы, протекающие в нем.

Таким образом, взаимодействие и взаимная связь физиологии с биологией, математикой, физикой и химией -- основная тенденция ее современного развития.

Размещено на Allbest.ru