Занятие 1. Предмет и методы физиологии.
Предмет и задачи физиологии. Методы исследований в физиологии.
Жан Фернель в 1552 году предложил термин физиология. Слово физиология происходит от двух греческих слов: physis – природа и logos – учение. Физиология - наука, изучающая закономерности функционирования живых организмов, их отдельных систем, органов, тканей, клеток. Физиология изучает происхождение и развитие функций организма, их эволюцию в процессе индивидуального развития организма, механизмы функционирования, взаимодействие организма с окружающей средой, поведение организма в различных условиях существования.
Физиология относится к биологическим дисциплинам, тесно связана и базируется на достижениях биологии, анатомии и гистологии. Физиология использует достижения и методы различных наук, прежде всего, биохимии, биофизики, математики, кибернетики и философии. В свою очередь, физиология является базой для теоретических медицинских дисциплин - патологической физиологии, фармакологии, вместе с которыми составляет теоретическую основу клинической медицины.
Задачами нормальной физиологии на современном этапе развития общества и медицинского образования являются:
1) Ознакомление студентов со структурной организацией процессов жизнедеятельности и и закономерностей функционирования всех органов человеческого организма, т.е. научение будущих врачей функциональному мышлении;
2) Методическая подготовка будущих врачей. Студент, изучая физиологию, приобретает не только первые навыки исследования живого организма, но и навыки оценки функции отдельных органов и целых систем, и это является основой функциональной диагностики человека;
3)Выяснение возможности целенаправленного (фармакологического, физического, психического) воздействия на эти процессы и механизмы (с целью укрепления и сохранения здоровья и восстановления нарушений у заболевших людей).
Значение физиологии в медицинском образовании
1. Физиология даёт фундаментальные научные знания о жизнедеятельности здорового организма человека.
2. Физиология устанавливает норму функции. Норма - это количественный показатель интенсивности функционирования системы, который устанавливается на основе обследования статистически значимых групп. Знание нормы в медицине имеет диагностическое и прогностическое значение. По величине отклонения от нормы устанавливается диагноз, степень тяжести заболевания, контролируется эффективность хода лечения, прогнозируется исход заболевания, корректируется терапия.
3. Физиология является основой фармакологии. Изучает механизмы действия лекарств, пути биотрансформации лекарственных средств в организме, механизмы выведения препаратов и их метаболитов из организма.
4. Практически все методы функциональных исследований впервые разрабатывались и использовались в физиологических экспериментах.
5. Физиологические данные использовались при создании искусственных органов (сердце, почка, системы вентиляции легких и др.).
Разделы современной физиологии.
Физиология подразделяется на взаимосвязанные направления: общую, частную и прикладную физиологию. К общей физиологии относятся научные данные, описывающие общие проявления жизнедеятельности: обмен веществ, механизмы регуляции, свойства биологических мембран и отдельных клеток, тканей, общие закономерности реагирования организма и его структур на воздействия - раздражимость, возбудимость, возбуждение, торможение. К этому разделу физиологии относятся возрастная, сравнительная, эволюционная физиология.
Частная физиология исследует свойства отдельных тканей (мышечная, нервная, железистая, соединительная), органов (сердце, печень и других), систем (кровообращения, дыхания, пищеварения).
Прикладная физиология изучает закономерности проявлений деятельности организма человека в связи с его трудовой или особой деятельностью (авиационная, космическая физиология) или в связи с пребыванием в особых климатических условиях.
Физиология делится на нормальную и патологическую. Патологическая физиология изучает проявления жизнедеятельности организма больного человека, закономерности возникновения, течения и исходов заболеваний, разрабатывает методы экспериментальной терапии.
Нормальная физиология изучает: жизнедеятельность здорового организма, его взаимодействие со средой механизмы устойчивости и адаптации функций к действию различных отклоняющих факторов.Патологическая физиология изучает – жизнедеятельность больного организма и механизмы развития различных заболеваний.
Этапы развития физиологии.
В своем развитии физиология прошла несколько этапов: эмпирический, анатомо-функциональный, функциональный и на всех этапах в изучении физиологических процессов существовали два направления - аналитическое и синтетическое.
Аналитическое направление характеризуется изучением конкретного процесса, протекающего в каком-либо объекте (органе, ткани или клетке) как самостоятельного, т. е. вне связи его с другими процессами в изучаемом объекте. Такое направление дает всестороннее представление о механизмах данного процесса. Этот подход в физиологии сменился синтетическим, начало которому в значительной степени положили работы академика И.П.Павлова. Для этого периода экспериментальной физиологии характерно стремление изучать функции организма в естественных условиях, с учетом многочисленных факторов взаимодействия организма и окружающей среды. Ученик И.П. Павлова П.К. Анохин был в числе первых исследователей, развивавших системное направление в физиологии, создал учение о функциональных системах и саморегуляции функций. Системное направление ставит своей целью изучение конкретного процесса во взаимосвязи его с другими, протекающими на уровне организма как единого целого. На разных этапах развития физиологии соотношение этих направлений изменялось: на ранних этапах развития физиологии преобладало аналитическое направление, на более поздних - системное. Для современного этапа характерно дальнейшее углубление аналитического подхода (изучение процессов на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях) с одновременным соотнесением этих процессов с процессами целого организма. Открытие системных закономерностей в деятельности живых организмов показало, что для выполнения определенных функций происходит избирательное объединение его отдельных органов и их систем, обеспечивающее достижение полезного приспособительного результата. Такие объединения были названы П. К. Анохиным функциональными системами. Учение П.К.Анохина о функциональных системах оказывает существенное влияние на развитие медицины в настоящее время.
I-й этап (начальный период) – доэкспериментальный период в физиологии (господствовал метод наблюдения) и домикроскопический период в морфологии (до начала препарирования трупов и до изобретения микроскопа) начался более 2000 лет и длился до начала 15 – 17 столетий. Период препарирования в анатомии (макроанатомии) начался почти на 200 лет раньше в 15 столетии. Его основоположниками считаются Леонардо да Винчи (1452 – 1519), который начал вскрывать трупы людей и животных и дал описание мышечной системы, и Андрей Везалий (1514 – 1564 гг.), систематически изучавший строение тела человека (в 1538 году издал «Анатомические таблицы»).
II-й этап (период) – экспериментальный, микроскопический период с 17 века до середины 20 века. Эпоха Возрождения (XVI—XVII века) с ее возросшими потребностями общественного производства пробудила к жизни науку и культуру, а несомненные успехи физики и химии, обращение к ним врачей определили стремление объяснить деятельность организма человека на основе происходящих в нем химических и физических процессов. Однако уровень знаний наук того времени, конечно же, не мог составить сколько-нибудь полное и адекватное представление о физиологических функциях.Особое место в науке о человеке сыграло открытие английским врачом В. Гарвеем (1578—1657) кровообращения. Обладая обширными анатомическими знаниями, В. Гарвей проводил экспериментальные исследования на животных и наблюдения на людях, основал физиологию как науку, основным методом которой является эксперимент. Официальной датой возникновения физиологии человека и животных как науки принят 1628 г. — год выхода в свет трактата В. Гарвея «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных». Это произведение послужило стимулом к изучению деятельности организма в экспериментах на животных как основного объективного источника знаний.
Начало микроскопического периода в развитии микроскопической анатомии, гистологии и цитологии, связанно с изобретением светового микроскопа /Галилео Галилей, 1600 г., отец и сын Янсены, 1610 г. и др./ и открытием Робертом Гуком /R. Hooke, автор термина "клетка" – "cellula"/ в 1665 году.Изобретение микроскопа и углубление знаний о микроскопическом строении тканей животных побуждает к исследованию функционального назначения открываемых структур. Успехи химии и изучения кругооборота веществ в природе направляют интересы человека к судьбе поступающих в его организм веществ, что становится предметом исследовательского интереса. Совершенствование точных наук, естествознания в целом и философии определяет обращение человеческой мысли к механизмам движения. Так, Р. Декарт (1596— 1650) формулирует рефлекторный принцип организации движений, в основе которого лежит побуждающий их стимул.
III-й этап – современный период – со второй половины 20 века до наших дней. Связан с бурным развитием физики, математики, химии, биологии, созданием новых методов исследования (электронной микроскопии, ЯМР, ультразвуковых методов, иммуногистохимии, компьютерного моделирования и др.), которые широко используются и в физиологии и в морфологии.