Основоположники научных направлений в области физиологии

Физиология человека и животных, как наука о жизнедеятельности здорового организма и функциях его составных частей – клеток, тканей, органов и систем, зародилась в XVII столетии. Основоположником экспериментальной физиологии является английский врач, анатом, физиолог и эмбриолог Уильям Гарвей.

Физиология клетки

Выдающимся достижением в физиологии клетки является обоснование в конце 40-50-х годов XX столетия мембранной теории возникновения биоэлектрических потенциалов (А.Ходжкин, Э.Хаксли, Б.Катц). Э.Хаксли и А.Ходжкин показали роль ионов натрия в генезе мембранного потенциала действия, а также установили, что в состоянии покоя концентрация ионов калия внутри нервной клетки выше, чем снаружи, а концентрация ионов натрия, наоборот, выше снаружи. Ходжкин впервые измерил абсолютную величину мембранного потенциала и описал динамику изменений этой величины во время генерации нервного импульса. Хаксли принадлежит открытие ныне широко известного натриевого насоса в механизме генерации и в передаче нервного импульса, создание теории мышечного сокращения.

Российский биохимик Владимир Александрович Энгельгардт совместно с М.Н.Любимовой установил, что сократительный белок мышцы - миозин, обладает аденозин-трифосфатазной активностью.

Альберт Сент-Дьердиа обнаружил в мышце белок актин и показал, что актомиозиновые нити укорачиваются под влиянием АТФ.

Общая физиология нервных и мышечных систем

В 1771 г. итальянский физик и анатом Луиджи Гальвани открыл в мышцах электрические токи, которые он назвал "животным электричеством". Ему принадлежит разработка теории, согласно которой мышцы и нервы заряжены электричеством. Он является основоположником электрофизиологии.

Впервые охарактеризовал действие электрического тока на возбудимые ткани немецкий физиолог Эмиль Дюбуа-Реймон. Он открыл явление физического электрона, показал, что поперечное сечение нерва электроотрицательно по отношению к его длиннику (ток покоя), установил, что "отрицательное колебание" тока покоя является выражением деятельного состояния тканей. Лудимар Германн объяснил происхождение токов покоя в нерве и мышце, создал теорию распространения возбуждения по нерву. Эдуард Ф.В.Пфлюгер сформулировал законы физиологического электрона, сокращения и популярный закон, составившие основу представлений о процессах возбуждения в живых тканях. Рудольфу П.Г.Гейденгайну удалось зарегистрировать выделение тепла при одиночном мышечном сокращении и обнаружить зависимость теплообразования в мышцах от кровообращения, нагрузки, интенсивности раздражения.

В 1902 г. Юлиус Берштейн предложил мембранную теорию происхождения биоэлектрических потенциалов в возбудимых тканях. Немецкий физиолог Герман Л.Ф.Гельмгольц обнаружил и измерил продолжительность одиночного сокращения мышцы, а также разработал теорию ее длительного тетанического сокращения. Николай Евгеньевич Введенский открыл ритмический характер процесса возбуждения и доказал неутомляемость нерва, установил закономерность оптимума и пессимума частоты и силы раздражения, на основе которых ввел в физиологию понятие лабильности и определил ее для разных тканей. Ему принадлежит также создание учения о парабиозе.

Александр Иванович Бабухин показал, что нервное волокно проводит возбуждение в обоих направлениях (закон двустороннего проведения).

Василий Юрьевич Чаговец предложил полную теорию происхождения электрических явлений в живом организме.

Одним из достижений физиологии XX века считается открытие медиаторов и создание учения о химическом механизме передачи нервного импульса в синапсах. Основы этого учения были заложены австрийским физиологом Отто Леви и английским физиологом Генри X.Дейлом. Ульф фон Эймер, изучая процесс передачи нервных импульсов в синаптической нервной системе, установил, что медиатором в этом процессе служит норадреналин. Джулиус Аксельрод показал механизм действия веществ, блокирующих проведение нервного импульса в синапсах. Бернарду Катцу принадлежит открытие механизма выделения ацетилхолина в нервно-мышечной передаче возбуждения.

Алексей Алексеевич Ухтомский показал, что лабильность органов и тканей непостоянна, приспособление организмов к меняющимся условиям среды достигается в результате перестройки различных органов и систем на новый уровень лабильности. Александр Филиппович Самойлов установил, что при передаче импульса в нерве преобладают физические, а в синапсе химические процессы. Он доказал, что в основе центрального торможения лежит выделение химического вещества.