Физиология – наука, изучающая механизмы функционирования организма в его взаимосвязи с окружающей средой (эта наука о жизнедеятельности организма), физиология – наука экспериментальная и основными методами физиологической науки являются экспериментальные методы. Однако физиология как наука зародилась внутри медицинской науки еще до нашей эры в Древней Греции в школе Гиппократа, когда основным методом исследования был метод наблюдения. Выделилась физиология в самостоятельную науку в XV веке благодаря исследованиям Гарвея и ряда других ученых естествоиспытателей, и, начиная с конца XV – начала XVI веков, основным методом в области физиологии являлся метод эксперимента. И.Н. Сеченовым и И.П. Павловым был внесен значительный вклад в развитие методологии в области физиологии, в частности в разработке хронического эксперимента.
Литература:
Физиология человека. Косицкий
Корбков. Нормальная физиология.
Зимкин. Физиология человека.
Физиология человека под ред. Покровского В.Н., 1998 г.
Физиология ВНД. Коган.
Физиология человека и животных. Коган. 2 т.
Под ред. Ткаченко П.И. Физиология человека. 3 т.
Под ред. Ноздрочева. Физиология. Общий курс. 2 т.
Под ред. Кураева. 3 т. Переводной учебник? физиологии человека.
Метод наблюдения – самый древний, зародился в Др. Греции, хорошо развит был в Египте, на Др. Востоке, в Тибете, в Китае. Суть этого метода заключается в длительном наблюдении изменений функций и состояний организма, фиксирование этих наблюдений и по возможности сопоставление визуальных наблюдений с изменениями организма после вскрытия. В Египте при мумифицировании трупы вскрывались, наблюдения жреца за больным: изменения кожных покровов, глубина и частота дыхания, характер и интенсивность выделений из носа, ротовой полости, а также объем и цвет мочи, ее прозрачность, количество и характер выделяемого кала, его цвет, частота пульса и другие показатели, которые сопоставлялись с изменениями во внутренних органах, фиксировались на папирусе. Таким образом уже по изменению выделяемых организмом кала, мочи, мокроты и т.д. можно было судить о нарушении функций того или иного органа, например, если кал белого цвета допустимо предполагать нарушение функций печени , если кал черного или темного цвета, то возможно предположить желудочного или кишечное кровотечение. Дополнительным критерием служили изменения цвета и тургора кожи, отечность кожи, ее характер, окраска склера, потливость, дрожь и т.д.
Гиппократ к наблюдаемым признакам относил характер поведения. Благодаря своим тщательным наблюдениям им было сформулировано учение о темпераменте, согласно которому все человечество по особенностям поведения делится на 4 типа: холерики, сангвиники, флегматики, меланхолики, однако Гиппократ ошибся в физиологическом обосновании типов. В основу каждого типа им было положено соотношение основных жидкостей организма: сангви – кровь, флегма – тканевая жидкость, холеа – желчь, меланхолеа – черная желчь. Научное теоретическое обоснование темпераментов было дано Павловым в результате длительных экспериментальных исследований и оказалось, что в основе темперамента лежит не соотношение жидкостей, а соотношение нервных процессов возбуждения и торможения, степень их выраженности и преобладание одного процесса над другим, а также скорость смены одного процесса другими.
Метод наблюдения широко используется в физиологии (особенно в психофизиологии) и в настоящее время метод наблюдения сочетается с методом хронического эксперимента.
Метод эксперимента . Физиологический эксперимент в отличие от простого наблюдения – это целенаправленное вмешательство в текущее отправление организма, рассчитанное на выяснение природы и свойств его функций, их взаимосвязей с другими функциями и с факторами внешней среды. Также вмешательство часто требует хирургической подготовки животного, которое может носить: 1) острую (вивисекционную, от слова vivo – живое, sekcia – секу, т.е. секу по живому), 2) хроническую (экспериментально-хирургическую) формы.
В связи с этим эксперимент подразделяют на 2 вида: острый (вивисекция) и хронический. Физиологический эксперимент позволяет ответить на вопросы: что происходит в организме и как происходит.
Вивисекция представляет собой форму эксперимента, проводимую на обездвиженном животном. Впервые вивисекция начала применятся в средние века, но широко стала внедряться в физиологическую науку в эпоху Возрождения (XV-XVII в). Наркоз в то время не был известен и животное жестко фиксировалось за 4 конечности, при этом оно испытывало мучения и издавало душераздирающие крики. Эксперименты проводились в в специальных комнатах, которые народ окрестил «дьявольскими». Это послужило причиной появления философских групп и течений. Анимализм (течения, пропагандирование гуманного отношения к животным и выступление за прекращение издевательств над животными, анимализм пропагандируется в настоящее время), витализм (ратовало за то, не проводились эксперименты на ненаркотизированных животных и волонтерах), механицизм (отожествляли правильно протекающие в животном с процессами в неживой природе, ярким представителем механицизма был французский физик, механик и физиолог Рене Декарт), антропоцентризм.
Начиная с XIX века в остром эксперимента стали применять наркоз. Это привело к нарушению процессов регуляции со стороны высших отростков ЦНС, в результате нарушается целостность реагирования организма и его связь с внешней средой. Такое применение наркоза и хирургическая травля при вивисекции вносит в острый эксперимент неконтролируемые параметры, которые трудно учесть и предвидеть. Острый эксперимент, как и любой экспериментальный метод, имеет свои достоинства: 1) вивисекция – один из аналитических методов, дает возможность моделировать разные ситуации, 2) вивисекция дает возможность получать результаты в относительно короткий срок; и недостатки: 1) в остром эксперименте отключается сознание при применении наркоза и соответственно нарушается целостность реагирования организма, 2) нарушается связь организма с окружающей средой в случаи применения наркоза, 3) при отсутствии наркоза идет неадекватный нормальному физиологическому состоянию выброс стрессорных гормонов и эндогенных (вырабатываемых внутри организма) морфиноподобных веществ эндорфинов, оказывающих обезболивающий эффект.
Все это способствовало разработке хронического эксперимента – длительного наблюдения после острого вмешательства и восстановление взаимоотношений с окружающей средой. Преимущества хронического эксперимента: организм максимально приближен к условиям интенсивного существования. Некоторые физиологи к недостаткам хронического эксперимента относят то, что результаты получаются в относительно длительный срок.
Хронический эксперимент впервые был разработан отечественным физиологом И.П. Павловым, и, начиная с конца XVIII века, широко применяется в физиологических исследованиях. В хроническом эксперименте используется ряд методических приемов и подходов.
Метод, разработанный Павловым – метод наложения фистул на полые органы и на органы, имеющие выводные протоки. Родоначальником фистульного методы был Басов, однако при наложении фистулы его методом, содержимое желудка попадало в пробирку вместе с пищеварительными соками, что затруднило изучение состава желудочного сока, этапов пищеварения, скорости протекания процессов пищеварения и качества отделяемого желудочного сока на различный состав пищи.
Фистулы могут накладываться на желудок, протоки слюнных желез, кишечник, пищевод и др. Отличие павловской фистулы от басовской состоит в том, что Павлов накладывал фистулу на «малый желудочек», сделанный искусственно хирургическим путем и сохраняющий пищеварительную и гуморальную регуляцию. Это позволило Павлову выявить не только качественный и количественный состав желудочного сока на принимаемую пищу, но и механизмы нервной и гуморальной регуляции пищеварения в желудке. Кроме того, это позволило Павлову выявить 3 этапа пищеварения:
условнорефлекторный – при нем выделяется аппетитный или «запальный» желудочный сок;
безусловнорефлекторная фаза – желудочный сок выделяется на поступившую пищу независимо от ее качественного состава, т.к. в желудке располагаются не только хеморецепторы, но и нехеморецепторы, реагирующие на объем пищи,
кишечная фаза – после того как пища попадает в кишечник, то пищеварение усиливается.
Гетерогенные нервно-сосудистые или нервно-мышечные анастенозы. Это изменение эффекторного органа в генетически детерминированной нервной регуляции функций. Проведение таких анастеноз позволяет выявить отсутствие или наличие пластичности нейронов или нервных центров в регуляции функций, т.е. может ли седалищный нерв с остатком позвоночника управлять дыхательной мускулатурой.
При нервно-сосудистых анастенозах эффекторними органами являются кровеносные сосуды и соответственно расположенные в них хемо- и барорецепторы. Анастенозы могут выполняться не только на одном животном, но и на разных животных. Например, если сделать анастеноз нервно-сосудистый у двух собак на каротидную зону (разветвление дуги сонной артерии), то можно выявить участи различных отделов ЦНС в регуляции дыхания, кроветворения, сосудистого тонуса. При этом режим вдыхаемого воздуха изменяют у донной собаки, а регуляцию видят у другой.
Пересадка различных органов. Подсадка и удаление органов или различных участков мозга (экстирпация). В результате удаления органа создают гипофункцию той или иной железы, в результате подсадки создают ситуацию гиперфункции или избытка гормонов той или иной железы.
Экстирпация различных участков головного мозга и коры головного мозга выявляют функции этих отделов. Например, при удалении мозжечка было выявлено его участи в регуляции движения , в поддержании позы, статокинетических рефлексов.
Удаление различных участков коры головного мозга позволило Бродману картировать мозг. Он разделил кору на 52 поля по функциональным отправлениям.
Метод перерезки головного спинного мозга. Позволяет выявить функциональную значимость каждого отдела ЦНС в регуляции соматических и висцеральных функций организма, а также в регуляции поведения.
Вживление электронов в различные участки мозга. Позволяет выявить активность и функциональную значимость той или иной нервной структуры в регуляции функций организма (двигательных функций, висцеральных функций и психических). Электроды, вживляемые в мозг, делаются из инертных материалов (т.е. они должны быть интоксичными): платина, серебро, палладий. Электроды позволяют не только выявлять функцию того или иного участка, но и наоборот, зарегистрировать в каком участке мозга появление вызывает потенциал (ВТ) в ответ на те или иные функциональные отправления. Микроэлектродная техника дает человеку возможность изучить физиологические основы психики и поведения.
Вживление канюль (микро). Перфузия – пропускание растворов различного химического состава по нашему компоненту или по наличию в нем метаболитов (глюкоза, ПВК, молочная кислота) или по содержанию биологически активных веществ (гормоны, нейрогормоны, эндорфины, энкефамины и др.). Канюль позволяет вводить растворы с разным содержимым в ту или иную область мозга и наблюдать изменение функциональной активности со стороны двигательного аппарата, внутренних органов или поведения, психологической деятельности.
Микроэлектродная технология и конюлирование применяются не только на животных, но и на человеке во время хирургических операций на мозге. В большинстве случаев это делается с диагностической целью.
Введение меченых атомов и последующее наблюдение на позитронно-эмиссионном томографе (ПЭТ). Чаще всего вводят ауро-глюкозу, меченную золотом (золото+глюкоза). По образному выражению Грине, универсальным донором энергии во всех живых системах является АТФ, а при синтезе и ресинтизе АТФ основным энергетическим субстратом является глюкоза (ресинтез АТФ может так же происходить из креатин-фосфата). Поэтому по количеству потребляемой глюкозы судят о функциональной активности того или иного участка мозга, о его синтетической активности.
Глюкоза потребляется клетками, а золото не утилизируется и накапливается в этом участке. По разноактивному золоту, его количеству судят о синтетической и функциональной активности.
Стереотаксические методы. Это методы, при которых проводятся хирургические операции по вживлению электродов в определенной области мозга в соответствии со стереотаксическим атласом мозга с последующей регистрацией отведенных быстрых и медленных биопотенциалов, с регистрацией вызванных потенциалов, а также регистрацией ЭЭГ, миограммы.
При постановке новых целей и задач одно и тоже животное можно использовать в течение длительного времени наблюдения, изменения расположения микроэлементов или перфузируя различные области мозга или органы различными растворами, содержащими не только биологически активные вещества, но и метатолиты, энергетические субстраты (глюкоза, креотинфосфат, АТФ).
Биохимические методы. Это большая группа методик, с помощью которых в циркулирующих жидкостях, тканях, а иногда и органах, определяют уровень катионов, анионов, неноницированных элементов (макро и микроэлементов), энергетических веществ, ферментов, биологически активных веществ (гормоны и др.). Эти методы применяются как in vivo (в инкубаторах) или в тканях, которые продолжают секретировать и синтезировать вырабатываемые вещества в инкубационную среду.
Биохимические методы позволяют оценивать функциональную активность того или иного органа или его части, а иногда и целой системы органов. Например, по уровню 11-ОКС можно судить о функциональной активности пучковой зоны коры надпочечников, но по уровню 11-ОКС можно судить и о функциональной активности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. В целом, поскольку 11-ОКС является конечным продуктом периферического звена коры надпочечников.
Методы изучения физиологии ВНД. Психическая работа мозга долго оставалась недоступной для естествознания в целом и для физиологии в частности. Главным образом потому, что о ней судили по ощущениям и впечатлениям, т.е. с помощью субъективных методов. Успех в этой области знаний определился тогда, когда о психической деятельности (ВНД) стали судить с помощью объективного метода условных рефлексов разной сложности выработки. В начале XX века Павловым была разработана и предложена методика выработки условных рефлексов. На основе этой методики возможны дополнительные приемы изучения свойств ВНД и локализации процессов ВНД в головном мозге. Из всех приемов наиболее часто используются следующие приемы:
Пробы возможности образования разных форм условных рефлексов (на высоту тона звука, на цвет и т.д.) , что позволяет судить о условиях первичного восприятия. Сопоставления этих границ у животных разных видов позволяет выявить: в каком направлении шла эволюция сенсорных систем ВНД.
Онтогенетическое изучение условных рефлексов . Сложное поведение животных разных возрастов при его изучении позволяет установить, что в этом поведении является врожденным, а что приобретенным. Например, Павлов брал щенков одного помета и вскармливал одних мясом, а других молоком. По достижению зрелого возраста вырабатывал у них условные рефлексы, и оказалось, что у тех собак, которые с детства получали молоко, условные рефлексы вырабатывались на молоко, а у тех собак, которых с детства кормили мясом, условные рефлексы легко вырабатывались на мясо. Таким образом, строгого предпочтения виду плотоядной пищи у собак нет, главное, что бы она была полноценной.
Филогенетическое изучение условных рефлексов. Сравнивая свойства условнорефлекторной деятельности животных разного уровня развития, можно судить: в каком направлении идет эволюция ВНД. Например, оказалось, что скорость образования условных рефлексов резко от беспозвоночных и позвоночных, сравнительно мелко изменяется на протяжении всей истории развития позвоночных и скачком достигает способностей человека сразу связывать ?, совпавшие события (импринтинг), импринтинг также свойственен выводковым птицам (вылупившиеся из яйца утята могут следовать за любым предметом: курица, человек и даже за движущейся игрушкой. В переходах беспозвоночные животные – позвоночные животные, позвоночные животные – человек отразились переломные этапы эволюции, связанные с возникновением и развитием ВНД (у насекомых нервная система неклеточного типа, у кишечнополостных – ретикулярного типа, у позвоночных – трубчатого типа, у птиц появляются бальные ганглии, некоторые обуславливают высокое развитие условнорефлекторной деятельности. У человека хорошо развита кора больших полушарий, что и обуславливает скачек.
Экологическое изучение условных рефлексов. Потенциал действия, возникающий в нервных клетках, участвующих в образовании рефлекторных связей, позволяет выявить основные звенья условного рефлекса.
Особенно важно то, что биоэлектронные показатели дают возможность наблюдать формирование условного рефлекса в структурах мозга еще до того, как он появится в двигательных или вегетативных (висцеральных) рефлексах организма. Прямое раздражение нервных структур мозга позволяет ставить модельные опыты по образованию нервных связей между искусственными очагами возбуждения. Можно также прямо определять, как изменяется при условном рефлексе возбудимость участвующих в нем нервных структур.
Фармакологическое действие при формировании или переделке условных рефлексов . Вводя в мозг определенные вещества можно определить, какое влияние они имеют на скорость и прочность образования условных рефлексов, на способность к переделке условного рефлекса, что позволяет судить о функциональной подвижности ЦНС, а также на функциональное состояние нейронов коры и их работоспособность. Например, было выявлено, что кофеин обеспечивает образование условных рефлексов при высокой работоспособности нервных клеток, а при низкой их работоспособности даже небольшая доза кофеина делает возбуждение непосильным для нервных клеток.
Создание экспериментальной патологии условно-рефлекторной деятельности . Например, хирургическое удаление височных долей коры больших полушарий ведет к псической глухоте. Методом экстирпации выявляется функциональная значимость участков коры, подкорки и стволовых отделов мозга. Таким же образом определяют локализацию корковых концов анализаторов.
Моделирование процессов условно-рефлекторной деятельности . Еще Павлов привлекал математиков для того, чтобы выразить формулой количественную зависимость образования условного рефлекса от частоты его подкрепления. Оказалось, что большинства здоровых животных, включая человека, условный рефлекс вырабатывался у здоровых людей после 5 подкреплений безусловным раздражителем. Особенно это важно в служебном собаководстве и в цирке.
Сопоставление психологических и физиологических проявлений условного рефлекса . Поддержка произвольного внимания, полета, эффективность обучения.
Сопоставление психологических и физиологических проявлений с биоэлементами и морфологическими с биокинетическими:
выработка белков памяти (S-100) или участков биологически активных веществ в формировании условных рефлексов. Доказано, что если ввести вазопроессии, то условные рефлексы вырабатываются быстрее (вазопрессии – нейро-гормон, вырабатываемый в гипоталамусе). Морфологические изменения структуры нейрона: голый нейрон при рождении и с денуритами у взрослого человека.
Лабораторное занятие №1
Тема: Методы экстирпации и подсадки
Цель:
Знакомство с методами экстирпации и подсадки паращитовидных желез. Моделирование гипо- и гипрепаратиреоза.
Оборудование:
лабораторные животные (5 крыс), электрокоагулятор, пинцет, ножницы, скальпель, йод, иглы для зашивания кожи, шовный материал, операционный столик, эфир для наркоза, воронка.
Ход работы
Работа 1.
Моделирование дефицита паратиреоидных гормонов у крыс.
Дефицит паратгормонов создается удалением обеих паращитовидных желез при помощи аппарата эклетрохирургичесоко высокочастотного ЭХ-30. Принцип работы прибора заключается в следующем: за счет тока высокой частоты происходит быстрое нагревание тканей и испарение содержимого клеток. Аппарат работает в 2 режимах: «резание» и «коагуляция». Удаление желез происходит в режиме коагуляцией тонким электродом d примерно равен размерам ОЩЖ. Для коагуляции желез достаточно соприкосновение в течение 1-1,5 с. В режиме резания железы можно экстилировать. Преимущества коагуляции по сравнению с экстилацией ОЩЖ заключается в том, что исключается кровопотеря и не повреждается ткань щитовидной железы. Послеоперационный период 2 недели.
Работа 2. Моделирование избытка паратиреоидных гормонов у крыс.
Для моделирования гиперпаратиреоза использовали метод трансплантации ОЩЖ. Сущность метода заключается в трансплантации крысам-реципиентам под кожу шеи 3-х пар ОЩЖ от 3-х крыс доноров. Крысы-доноры должны быть примерно одного веса с крысой-реципиентом.
Донорам под эфирным наркозом делают разрез кожи в области передней плотности шеи длиной 2-3 см, следовательно тупым способом раздвигают мышцы, делаю доступными ОЩЖ. В этом состоянии крысу-донора помещают под воронку, продолжая давать эфирный наркоз. Животное-реципиента перед операцией фиксировали на спинке на хирургическом столике, также как и у крыс-доноров производили разрез кожи длиной 2-3 см в области передней плотности шеи. Затем? скальпелем делали в подкожной клетчатке 6 неглубоких надрезов, которые служили своего рода ячейками для трансплантируемых ОЩЖ. Затем у 3-х крыс-доноров быстро отсекали ОЩЖ и помещали их в подготовленные разрезы у крысы-реципиента. Разрез кожи репициента зашивали хирургическим шелком и обрабатывали йодом. В последующие дни производили ревизию операционной раны. Полное заживление раны наблюдалось через 7-8 дней. Трансплантационные ОЩЖ хорошо приживаются. Данная модель убытка парат. гормонов позволяет обеспечить круглосуточное увеличение его в крови за счет естественного парат. гормона.
Задание для самостоятельной работы.
Пронаблюдать за состоянием оперированных животных вплоть до полного заживления раны и повторного их взятия в эксперимент.
Спустя 2 недели определить у оперированных животных уровень общего кальция, косвенно свидетельствующего о функциональной активности ОЩЖ и с-клеток щитовидной железы, а также уровня 11-ОКС, изменяющейся как в ответ на стрессорное хирургического воздействие, так и в ответ на нарушение функции ОЩЖ (точнее на нарушение гомеостаза кальция).
Лабораторное занятие №2
Работа 1.
Двусторонняя овариоэктомия.
Для изучения электрогенов в адаптационно-приспособительной деятельности организма, самок крыс подвергали двусторонней овариоэктомии. Операция выполняется в соответствии с рекомендациями, изложенного в руководстве Бунока, 1968.
Животных наркотизировали эфиром и фиксировали на операционном столе в положении на спине. Шерсть на брюшке от грудины до лобковой области выстригали и кожу обработали спиртом. Скальпелем, осторожно, чтобы не повредить кишечник делали продольный разрез длиной 4-5 см по вредней линии живота. Найдя правый или левый рог матки, исследуя далее по нему по яйцеводу, находим яичник. Накалываем лигатуру на верхнюю часть яйцевода и связку, поддерживающую яичник, после чело обрезали его ножницами. Аналогично удалили и второй яичник. После этого мышцы и конец ушивали и шов обрабатывали 5% йодной настойкой.
После операции животных помещали в чистую клетку, в течение первых 4-5 дней проводили ежедневную обработку раны дезинфицирующими средствами. Заживление раны происходило за 8-10 дней.
Работа 1. Односторонняя адреналэктомия.
Для моделирования дефицита эндогенных глюкокортикоидов животных подвергании АЭ (адреналэктомии).
Оперативное удаление одного надпочечника производили по метотдике, представленной в руководстве Кабак Я.М. Операцию проводили под эфирным наркозом. Крысу фиксировали на операционном столе в положении на животе. Слева от позвоночника выстригали шерсть и обрабатывали операционное поле йодом. Разрез кожи и мышцы производили на расстоянии 1 см. слева от позвоночника, отступая на 1,5 см. книзу от реберной дуги. Далее небольшой мышечный разрез расширяли крючками. Надпочечник вместе с окружающей его жировой тканью и соединительнотканным тяжом захватывали анатомическим пинцетом и удаляли. Операционную рану послойно ушивали.
В послеоперационный период каждую рану ежедневно обрабатывали антисептическими средствами. Заживление происходило через 5-7 дней.
Вывод : Оварио- и адреналэктомия одновременно привели к резкому снижению адаптивных возможностей животных в связи с нарушениями гормнального баланса (гипофункция надпочечников привела к гипокартицизму и гипоэстрагении) и его гибели на 9 сутки после операции.
Лабораторное занятие №3
Физиология (физис - природа) - это наука о нормальных процессах жизнедеятельности организма, составляющих его физиологических систем, отдельных органов, тканей, клеток и субклеточных структур, механизмах регуляции этих процессов и влиянии на функции организма естественных факторов внешней среды.
Исходя из этого, в целом предметом физиологии является здоровый организм. Задачи физиологии включены в ее определение. Основным методом физиологии является эксперимент на животных. Выделено 2 основных разновидности экспериментов или опытов:
1. Острый опыт или вивисекция (живосечение). В процесс него производится хирургическое вмешательство, исследуются функции открытого или изолированного органа. После этого не добиваются выживания животного. Продолжительность острого эксперимента от нескольких десятков минут до нескольких часов (пример).
2. Хронический опыт. В процессе хронических опытов производят оперативное вмешательство для получения доступности к органу. Затем добиваются заживления операционных ран и лишь после этого приступают к исследованиям. Продолжительность хронических экспериментов может составлять многие годы (пример).
Иногда выделяют подострый эксперимент (пример).
Вместе с тем, для медицины требуются сведения о механизмах функционирования человеческого организма. Поэтому И.П. Павлов писал: «Экспериментальные данные, можно применять к человеку только с осторожностью, постоянно проверяя фактичность сходства с деятельностью этих органов у человека и животных". Следовательно, без постановки специальных наблюдений и опытов на человеке изучение его физиологии бессмысленно. Поэтому выделяют специальную физиологическую науку - физиологию человека. Физиология человека имеет предмет, задачи, методы и историю. Предметомфизиологии человека является здоровый человеческий организм.
Её задачи:
1.Исследование механизмов функционирования клеток, тканей, органов, систем, организма человека в целом
2. Изучение механизмов регуляции функций органов и систем организма
3. Выявление реакций человеческого организма и его систем на изменение внешней и внутренней среды
Так как физиология в целом экспериментальная наука, основным методом физиологии человека также является эксперимент. Однако эксперименты на человеке коренным образом отличаются от опытов на животных. Во-первых, подавляющее большинство исследований на человеке производится с помощью неинвазивных методов, т.е. без вмешательства в органы и ткани (пример ЭКГ, ЭЭГ, ЭМГ, анализы крови и т.д.). Во-вторых, эксперименты на человеке проводят только тогда, когда они не наносят вреда здоровью и с согласия испытуемого. Иногда острые опыты проводятся на человеке в клинике, когда этого требуют задачи диагностики (пример). Однако следует отметить, что без данных классической физиологии возникновение и развитие физиологии человека было бы невозможно (памятники лягушке и собаке). Еще И.П. Павлов, оценивая роль физиологии для медицины, писал: "Понимаемые в грубом смысле слова физиология и медицина неотделимы, знание физиологии необходимо врачу любой специальности". А также, что "Медицина лишь обогащаясь постоянно изо дня в день, новыми физиологическими фактами, станет, наконец тем, чем она должна быть в идеале, т.е. умением чинить испортившийся механизм человека и быть прикладным знанием физиологии" (примеры из клиники). Другой известнейший русский физиолог проф. В.Я. Данилевский отмечал: "Чем точнее и полнее будут определены признаки нормы для телесной и душевной жизни человека, тем правильнее будет диагноз врача для ее патологических отклонений”.
Физиология, являясь основополагающей биологической наукой, тесно связана с другими фундаментальными и биологическими науками. В частности, без знания законов физики невозможно объяснение биоэлектрических явлений, механизмов свето- и звуковосприятия. Без применения данных химии невозможно описание процессов обмена веществ, пищеварения, дыхания и т.д. Поэтому на границах этих наук с физиологией выделились дочерние науки биофизика и биохимия.
Так как структура и функция неразделимы, причем именно функция определяет формирование структуры, физиология тесно связана с морфологическими науками: цитологией, гистологией, анатомией.
В результате исследования действия различных химических веществ на организм из физиологии выделилась в самостоятельные науки фармакология и токсикология. Накопление данных о нарушениях механизмов функционирования организма при различных заболеваниях послужило основой возникновения патологической физиологии.
Выделяют общую и частную физиологию. Общая физиология изучает основные закономерности жизнедеятельности организма, механизмы таких базисных процессов как обмен веществ и энергии, размножение, процессы возбуждения и т.д. Частная физиология исследует функции конкретных клеток, тканей, органов и физиологических систем. Поэтому в ней выделяются такие разделы, как физиология мышечной ткани, сердца, почек, пищеварения, дыхания и т.д. Кроме того, в физиологии выделяют разделы, имеющие специфический предмет исследования или особые подходы в исследовании функций. К ним относятся эволюционная физиология (объяснение), сравнительная физиология, возрастная физиология.
В физиологии имеется целый ряд прикладных разделов. Это, например, физиология сельскохозяйственных животных.
В физиологии человека выделяют следующие прикладные разделы:
1.Возрастня физиология. Изучает возрастные особенности функций организма.
2.Физиология труда
3.Клиническая физиология. Это наука, использующая физиологические методики и подходы для диагностики и анализа патологических отклонений
4.Авиационная и космическая физиология
5.Физиология спорта
Физиология человека теснейшим образом связана с такими клиническими дисциплинами, как терапия, хирургия, акушерство, эндокринология, психиатрия, офтальмология и т.д. Например, эти науки используют для диагностики многочисленные методики разработанные физиологами. Отклонения нормальных параметров организма являются основой выявления патологии.
Некоторые разделы физиологии человека являются базой для психологии (физиология ЦНС, ВНД, сенсорных систем, психофизиология).
Сравнительно медленное развитие экспериментальной физиологии на протяжении двух столетий после работ В. Гарвея объясняется низким уровнем производства и развития естествознания, а также несовершенством исследования физиологических явлений путем их обычного наблюдения. Подобный методический прием был и остается причиной многочисленных ошибок, так как экспериментатор должен проводить опыт, видеть и запоминать множество сложных процессов и явлений, что представляет собой трудную задачу. О трудностях, которые создает методика простого наблюдения физиологических явлений, красноречиво свидетельствуют слова Гарвея: «Скорость сердечного движения не позволяет различить, как происходит систола и диастола, и поэтому нельзя узнать, в какой момент и в которой части совершается расширение и сжатие. Действительно, я не мог отличить систолы от диастолы, так как у многих животных сердце показывается и исчезает в мгновение ока, с быстротой молнии, так что мне казалось один раз здесь систола, а здесь -- диастола, другой раз -- наоборот. Во всем разность и сбивчивость».
Действительно, физиологические процессы представляют собой динамические явления. Они непрерывно развиваются и изменяются, поэтому непосредственно удается наблюдать лишь 1--2 или, в лучшем случае, 2--3 процесса. Однако чтобы их анализировать, не обходимо установить связь этих явлений с другими процессами, которые при таком способе исследования остаются незамеченными. Вследствие этого простое наблюдение физиологических процессов как метод исследования является источником субъективных ошибок. Обычно наблюдение позволяет установить лишь качественную сторону явлений и лишает возможности исследовать их количественно.
Метод графической регистрации и биоэлектрических явлений
Метод графической регистрации ознаменовал новый этап в физиологии. Он позволил осуществить объективную запись изучаемого процесса, сводившую до минимума возможность субъективных ошибок. При этом эксперимент и анализ изучаемого явления можно было проводить в два этапа. Во время самого опыта задача экспериментатора заключалась в том, чтобы получить высококачественные записи -- кривые -- килограммы. Анализ полученных данных можно было производить позже, когда внимание экспериментатора уже не отвлекалось на проведение опыта. Метод графической регистрации дал возможность записывать одновременно (синхронно) не один, а несколько физиологических процессов.
Довольно скоро после изобретения способа записи артериального давления были предложены методы регистрации сокращения сердца и мышц (Энгельман), введена техника воздушной передачи (капсула Марея), позволившая записывать иногда на значительном расстоянии от объекта ряд физиологических процессов в организме: дыхательные движения грудной клетки и живота, перистальтику и изменение тонуса желудка, кишечника и т. д. Был предложен метод регистрации изменения сосудистого тонуса (плетизмография по Моссо), объема различных внутренних органов -- онкометрия и т. д.
Чрезвычайно важное направление развития физиологии было ознаменовано открытием «животного электричества». Л. Гальвани показал, что живые ткани являются источником электрических потенциалов, способных воз действовать на нервы и мышцы другого организма и вызывать сокращение мышц. С тех пор на протяжении почти целого столетия единственным индикатором потенциалов, генерируемых живыми тканями (биоэлектрических потенциалов), был нервно-мышечный препарат лягушки. Он помог открыть потенциалы, генерируемые сердцем при его деятельности (опыт Келликера и Мюллера), а также необходимость непрерывной генерации электрических потенциалов для постоянного сокращения мышц (опыт «вторичного тетануса» Маттеуччи). Стало ясно, что биоэлектрические потенциалы -- это не случайные (побочные) явления в деятельности живых тканей, а сигналы, при помощи которых в организме передаются «команды» в нервной системе и от нее мышцам и другим органам. Таким образом, живые ткани взаимодействуют, используя «электрический язык».
Понять этот «язык» удалось значительно позже, после изобретения физических приборов, улавливающих биоэлектрические потенциалы. Одним из первых таких приборов был простой телефон. Замечательный русский физиолог Н. Е. Введенский при помощи телефона открыл ряд важнейших физиологических свойств нервов и мышц. Используя телефон, удалось прослушать биоэлектрические потенциалы, т. е. исследовать их путем наблюдения. Значительным шагом вперед было изобретение методики объективной графической регистрации биоэлектрических явлений. Нидерландский физиолог Эйнтховен изобрел струнный гальванометр -- прибор, позволивший зарегистрировать на фотопленке электрические потенциалы, возникающие при деятельности сердца, -- электрокардиограмму (ЭКГ). В нашей стране пионером этого метода был крупнейший физиолог, ученик И. М. Сеченова и И. П. Павлова А. Ф. Самойлов, работавший некоторое время в лаборатории Эйнтховена в Лейдене.
Электрокардиография из физиологических лабораторий очень скоро перешла в клинику как совершенный метод исследования состояния сердца, и многие миллионы больных сегодня обязаны этому методу своей жизнью.
В последующем успехи электроники позволили создать компактные электрокардиографы и методы телеметрического контроля, дающие возможность регистрировать ЭКГ и другие физиологические процессы у космонавтов на околоземной орбите, у спортсменов во время соревнований и у больных, находящихся в отдаленных местностях, откуда информация передается по телефонным проводам в крупные специализированные учреждения для всестороннего анализа.
Объективная графическая регистрация биоэлектрических потенциалов послужила основой важнейшего раздела нашей науки -- электрофизиологии. Крупным шагом вперед было предложение английского физиолога Эдриана использовать для записи биоэлектрических явлений электронные усилители. В. Я. Данилевский и В. В. Правдич-Неминский впервые зарегистрировали биотоки головного мозга. Этот метод был позже усовершенствован немецким ученым Бергером. В настоящее время электроэнцефалография широко используется в клинике, так же как и графическая запись электрических потенциалов мышц (электромиография), нервов и других возбудимых тканей и органов. Это позволило проводить тонкую оценку функционального состояния органов и систем. Для развития физиологии указанные методы имели также большое значение: они позволили расшифровать механизмы деятельности нервной системы и других органов и тканей, механизмы регуляции физиологических процессов.
Важной вехой в развитии электрофизиологии было изобретение микроэлектродов, т. е. тончайших электродов, диаметр кончика которых равен долям микрона. Эти электроды при помощи микроманипуляторов, можно вводить непосредственно в клетку и регистрировать биоэлектрические потенциалы внутриклеточно. Микроэлектродная техника дала возможность расшифровать механизмы генерации биопотенциалов -- процессов, протекающих в мембранах клетки. Мембраны являются важнейшими образованиями, так как через них осуществляются процессы взаимодействия клеток в организме и отдельных элементов клетки между собой. Наука о функциях биологических мембран -- мембранология -- стала важным разделом физиологии.
Методы электрического раздражения органов и тканей. Существенной вехой в развитии физиологии было введение метода электрического раздражения органов и тканей. Живые органы и ткани способны реагировать на любые воздействия: тепловые, механические, химические и др. Электрическое раздражение по своей природе близко к «естественному языку», с помощью которого живые системы обмениваются информацией. Основоположником этого метода был немецкий физиолог Дюбуа-Реймон, предложивший свой знаменитый «санный аппарат» (индукционная катушка) для дозированного электрического раздражения живых тканей.
В настоящее время для этого используют электронные стимуляторы, позволяющие получить электрические импульсы любой фор мы, частоты и силы. Электрическая стимуляция стала важным методом исследования функций органов и тканей. Указанный метод широко применяется и в клинике. Разработаны конструкции раз личных электронных стимуляторов, которые можно вживлять в организм. Электрическая стимуляция сердца стала надежным способом восстановления нормального ритма и функций этого жизненно важного органа и возвратила к труду сотни тысяч людей. Успешно применяется электростимуляция скелетных мышц, разрабатываются методы электрической стимуляции участков головного мозга при помощи вживленных электродов. Последние при помощи специальных стереотаксических приборов вводят в строго определенные нервные центры (с точностью до долей миллиметра). Этот метод, перенесенный из физиологии в клинику, позволил излечить тысячи неврол
Помимо регистрации электрических потенциалов, температуры, давления, механических движений и других физических процессов, а также результатов воздействия этих процессов на организм, в физиологии широко применяются химические методы.
Некоторые люди по религиозным, моральным, медицинским и эстетическим соображениям не желают использовать искусственную технику контрацепции.
В этих случаях могут применяться физиологические методы предупреждения беременности, предполагающие воздержание от близости в дни, наиболее благоприятные зачатию (т.е. в период овуляции). В каждом месячном цикле женская яйцеклетка способна к оплодотворению в течение одних суток, но сперматозоид может сохранять свою активность в течение 3-4 суток после попадания во влагалище.
Основная сложность заключается в точном определении сроков овуляции, т.к. абсолютно точных признаков не существует, а многие женщины имеют колебания в продолжительности цикла. К сожалению, стабильный 28-дневный цикл имеют только 8% женщин.
Сочетание календарного метода, температурного и метода контроля за слизью (симптомо-термический метод) повышает эффективность предохранения, а регулярное наблюдение за состоянием организма приводит к тому, что некоторые женщины начинают замечать день овуляции по слабой боли в нижней части живота.
Преимущества: нет вмешательства в организм, не требуются дополнительные затраты или подготовительные мероприятия перед близостью.
Недостатки: требует ежедневного тестирования, большого количества точных наблюдений и аккуратного ведения записей; всегда сохраняется возможность ошибки в расчетах или сбой в продолжительности цикла; болезнь, сильные переживания или смена обстановки могут стать причиной нарушения цикла, «безопасных дней» мало (см. расчет дней на схеме), приходится воздерживаться от близости на протяжении значительной части месяца, эффективность метода - 80-85%.
Температурный метод. О возникновении овуляции можно узнать ежедневно измеряя вагинальную или ректальную температуру тела каждое утро сразу после сна (базальная температура). У большинства женщин температура тела перед овуляцией снижается на несколько десятых градуса, а в день овуляции поднимается на 0,6°С и сохраняется такой до начала следующего цикла. Обычно через трое суток после подъема температуры наступает «безопасный» период. Этот метод лучше всего использовать параллельно с календарным для более точного определения сроков овуляции.
Календарный метод. Теоретически известно, что овуляция имеет место за 14 дней перед началом следующего цикла.
На практике овуляция может произойти на 13-17 день, 4 дня надо добавить ко дню предполагаемой овуляции из расчета сохранения в этот период активности сперматозоидов и сутки после овуляции - на способность к оплодотворению яйцеклетки. В результате расчетов оказывается, что относительно безопасными оказываются 11 дней перед началом следующего цикла; 12-20 день наиболее благоприятны для зачатия при расчете цикла с конца («опасные дни»), также менее опасны дни до этого периода.
Этот метод можно использовать только если женщина регулярно отмечает график менструаций и на его основе производит расчет предполагаемой овуляции.
Если цикл нерегулярный, нужно записывать даты менструации в течение по крайней мере шести циклов. Вычесть 18 из самого короткого цикла, чтобы определить первый день, когда вам следует воздержаться от секса. Затем вычесть 11 из самого длинного цикла, чтобы определить последний небезопасный день.
Метод контроля за слизью. Обследование слизистой шейки матки позволяет определить наступление овуляции. За 1-2 дня до овуляции выделение слизи усиливается, она становится жиже, прозрачней и тягучей, по консистенции напоминает яичный белок. До этого периода и через несколько дней после овуляции слизь мутная, непрозрачная (беловато-желтоватая), густая и не тянется.
а - среднее количество слизи, она густая, мутная; б - увеличение количества слизи, разжижение, более прозрачная; в - максимальное количество слизи, очень жидкая, тягучая и прозрачная; г - уменьшение количества слизи, она мутная, густая.
Прерывание полового акта
Извлечение полового члена до наступления эякуляции - это старейший и наиболее простой противозачаточный метод, и даже сейчас он очень широко распространен во всем мире. Этот метод не является надежным, т.к. небольшое количество сперматозоидов содержится в секрете желез Купера, который выделяется при возбуждении (до эякуляции), и этого может оказаться достаточно для оплодотворения.
Прерванный половой акт сопряжен с большим эмоциональным напряжением партнеров, мешает полноценному удовлетворению как мужчины, который должен постоянно контролировать себя, так и женщины, которая опасается беременности. Помимо этого капля эякулята может попасть на половые органы женщины, и этого будет достаточно для активно двигающихся сперматозоидов.
Вероятность беременности при использовании этого метода достигает 28%.
Экстренная контрацепция
Одним из методов контрацепции является предупреждение беременности после совершившегося полового акта без предохранения (незащищенного полового акта). Такой метод называется экстренной, или посткоитальной контрацепцией (ЭК).
Наиболее эффективными методами ЭК являются назначение высоких доз гормональных препаратов или посткоитальное введение внутриматочного контрацептива.
«Утренние таблетки»
За рубежом таблетки для ЭК часто называют «утренними таблетками». Они эффективны в случаях приема в течение 72 часов после незащищенного секса. Но чем раньше приняты таблетки, тем выше их эффективность! Сначала принимается одна доза, а через 12 часов - повторная. Основным механизмом действия гормональной ЭК является влияние на слизистую оболочку матки и нарушение процесса имплантации оплодотворенной яйцеклетки.
С целью ЭК можно использовать практически любой имеющийся в продаже комбинированный оральный контрацептив (ОК), но число таблеток будет меняться в зависимости от их состава и дозировки. Так, если с целью ЭК используется ригевидон, то в первой дозе должно быть 4 таблетки, а во второй, принятой через 12 часов, - 2 таблетки. При использовании препарата Овидон надо принять 2 таблетки, а спустя 12 часов - еще 2 таблетки.
При приеме современных ОК типа марвелона, микрогинона, си-леста рекомендуется принятие трех таблеток в первый раз и повторно через 12 часов.
Другой тип таблеток для ЭК содержит только гормон прогестин. Эти таблетки эффективнее комбинированных ОК, а риск возникновения побочных эффектов ниже. Из этой группы препаратов в нашей стране распространение получил венгерский препарат Постинор. Его эффективность - 98% при двукратном приеме с перерывом в 12 часов, не позднее 48 часов после акта.
При его использовании у 8% женщин наблюдалась тошнота и у 8% -нарушение менструального цикла в виде межменструальных кровянистых выделений. Постинор не рекомендуется применять более 4 раз в месяц.
В качестве перспективного средства в настоящее время рассматривается синтетический антипрогестин, известный как Ру-486 (Франция). У него самая высокая эффективность при меньшем количестве побочных эффектов. Из нежелательных эффектов - удлинение менструального цикла после приема препарата.
Экстренная гормональная контрацепция показала свою эффективность, однако ее нельзя рекомендовать для постоянного использования в течение длительного времени, так как при этом используются высокие дозы гормонов.
Поэтому после применения ЭК необходимо перейти на какой-либо другой метод предохранения от беременности. Экстренная контрацепция должна применяться в чрезвычайных ситуациях (например, после изнасилования или при сомнениях в целостности презерватива). Она также рекомендуется женщинам, редко живущим половой жизнью, и после случайных половых связей.
Противопоказания к использованию: тромбофлебиты, возраст старше 35 лет в сочетании с курением (больше 15 сигарет в день), заболевания печени, гипертоническая болезнь, сахарный диабет, нарушение липидного обмена.
Побочные эффекты. Сравнение количества побочных эффектов при использовании комбинированных ОК и Постинора (международное исследование 1998 года):
1. Тошнота - 50% (комбинированные ОК) и 23% (Постинор).
2. Рвота- 19% и 6%.
3. Головокружение - 17% и 11%.
4. Болезненность груди - 21% и 16%.
Вероятность наступления беременности. (По результатам международного исследования в 1998 году.) Частота наступления беременности в зависимости от сроков применения ЭК после полового акта. Эффективность метода зависит от длительности интервала между половым сношением и применением ЭК (чем меньше интервал, тем выше эффективность).
В первые сутки - 2% (комбинированные ОК) и 0,4% (Постинор). Во вторые сутки - 4,1% и 1,2%. В третьи сутки - 4,7% и 2,7%.
Введение ВМС
Экстренное введение внутриматочного контрацептива эффективно, если оно производится не позже 5-7 дня после полового контакта.
Преимущества: эффективность (более 99%), отсутствие гормонально зависимых побочных явлений, возможность применения позже 72 часов после незащищенного полового акта и возможность дальнейшего длительного использования делают этот метод ЭК перспективным, особенно в тех случаях, когда гормональный метод ЭК использовать уже поздно.
Нежелательно вводить ВМС молодым, нерожавшим женщинам при наличии большого числа половых партнеров, случайных половых связях, так как внутриматочная контрацепция связана с риском воспалительных заболеваний половых органов.
Спринцевание
Использование промывания влагалища каким-либо раствором после полового акта является крайне ненадежным способом контрацепции. К моменту окончания близости значительная часть сперматозоидов оказывается вне пределов досягаемости. Считается также, что промывание химически активными веществами нарушает естественную микрофлору влагалища, повышает риск воспалительных процессов. Вероятность наступления беременности при постоянном использовании спринцевания - 39%.
Ни один из рассмотренных методов контрацепции не является эффективным на 100%, и неудачи могут быть у любой пары. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, 25% беременностей в мире относятся к разряду незапланированных, и ежегодно 50 миллионов из них оканчиваются абортами. К сожалению, аборт остается распространенным методом планирования семьи в Российской Федерации. В 1996 году в России было зарегистрировано 2,6 млн абортов, что соответствует 69 абортам на 1000 женщин детородного возраста, в то время как в Великобритании - четырнадцать, а в Голландии - 5. В нашей стране на одни роды приходится два аборта. При опросе женщин в Санкт-Петербурге в 1996 году 76% женщин в возрасте от 35 до 54 лет указали, что делали аборт, а 26% имели 4 аборта и более.
Искусственные аборты разрешено производить женщинам со сроком беременности не более 12 недель. Широкое распространение
получил метод вакуум-аспирации (миниаборт): отсасывание слизистой и имплантировавшегося зародыша через трубку, введенную в полость матки. Эту процедуру можно проводить не позднее 8 недель беременности.
На более поздних сроках осуществляется аборт методом выскабливания. После расширения шеечного канала матки, в него вводится металлический инструмент - кюретка, при помощи которой осуществляется выскабливание внутренних стенок матки, чтобы удалить слизистую и ткани плода.
Аборт таит в себе опасность физической и психической травмы, которая наносится женщине. У каждой третьей женщины аборт дает осложнения - это бесплодие, невынашивание, воспалительные процессы гениталий, эндокринные нарушения. Практически не поддается учету тот стресс, который переживает женщина в результате прерывания беременности.
Она может переживать чувство вины, угрызения совести, подавленность и депрессию. Во всем мире свыше 200 000 женщин ежегодно умирают от осложнений после абортов и 98% из них - в развивающихся странах. В России в 1991 году после абортов умерли 233 женщины, более 90% - после криминальных абортов.
Удаление плодного яйца (вакуум-аспирация). Врач вводит зеркала (1), шейка удерживается пулевыми щипцами (2). После обработки дезинфицирующим составом и расширения цервикального канала металлическими расширителями в полость матки вводится тонкая (4 или 6 мм) гибкая пластиковая трубка с наконечником (3). К ней подключается отсос (4), а трубку перемещают по полости, пока все содержимое полости матки не будет удалено. Операция занимает 10-15 минут.
С чем была связана сложность принятия решения об аборте у женщин Санкт-Петербурга в двух возрастных группах от 18 до 34 лет и от 35 лет и старше по опросу 1996 г.:
1. Страх бесплодия - у 42% и 17%.
2. Испытывали моральные терзания - 34% и 24%.
3. Ни с кем не могли говорить об этом - 22% и 19%.
4. Хотели ребенка - 22% и 14%.
5. Стыдились беременности - 7% и 5%.
Отношение женщин Санкт-Петербурга к абортам по опросу 1996 г.:
1. 79% женщин в возрасте от 18 до 34 лет считают аборт серьезной операцией.
2. Серьезные психологические последствия аборта отметили 11,5% женщин, физические последствия - 12%, и те, и другие - 18%.
Процедуру считают:
3. Болезненной 46% женщин.
4. Вызывающей чувство вины - 54%.
5. Унижающей - 23%.
6. Неприемлемой - 34%.
Разделы современной физиологии
Методы исследований в физиологии
Предмет и задачи физиологии.
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.
Анатомия - учение о строении организмов. Анатомия изучает строение тела, органов, систем, взаимное расположение органов в организме, их изменения в процессе жизни и исходя из особенностей индивидуальной жизни и деятельности человека.
Термин гистология происходит от греческих слов - гистос (ткани) и логос (учение, наука), означает НАУКА о ТКАНЯХ, был предложен немецким исследователем Мейером. Понятие "ткань" введено в биологию французским анатомом и физиологом Биша (1771-1802), описавшим ткани организма макроскопически. Применение микроскопа (Роберт Гук) позволило этому исследователю ввести понятие "клетка", обозначив этим термином основную структурную единицу тканей и организма. Клеточная теория строения в современном понимании была сформирована в 1839 году Шлейденом и Шванном. Гистология имеет с физиологией тесное взаимоотношение. Гистология изучает микроскопическое строение клетки и тканей, связь между структурой клетки и ее функцией. Основным методом исследования в гистологии является изготовление срезов из предварительно зафиксированных тканей с последующей световой или (и) электронной микроскопией.
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 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.
Физиология - экспериментальная наука, её основным методом является эксперимент, который позволяет изучить основные механизмы деятельности органа, клетки, системы, механизмы регуляции и поддержания процесса жизнедеятельности. 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 сменилсясинтетическим , 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. Важно заметить, что 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.
В период становления физиологии широко применялись методы удаления (экстирпации), раздражения (стимуляции), пересадки (трансплантации) органов, использовались катетеризация кровеносных сосудов, постановка фистул. Сегодня широко применяются сложные инструментальные методы регистрации физиологических параметров, прежде всего, с помощью вживлённых во время предварительной операции датчиков, электродов, катетеров. Предпочтительны исследования, выполненные на не наркотизированных животных при их свободном поведении.
Различают следующие методы проведения физиологического эксперимента: острый, хронический опыт и исследования, проводимые в условиях функционирования изолированных органов и тканей. Острый эксперимент непродолжителен, выполняется с применением наркоза, обездвиживания животного, сопряжён с оперативным вмешательством, повреждением тканей, кровопотерей. Хронический эксперимент требует предварительной подготовки животного, создания условий для доступа к органу, постановки датчиков. Обследование животного начинается после его выздоровления. Только в условиях хронического эксперимента возможно изучение поведения с использованием метода условных рефлексов, дистанционной стимуляции и дистанционной регистрации параметров жизнедеятельности. Хронический эксперимент позволяет наблюдать животное годами. Функции отдельных органов возможно изучать не только в целом организме, но и после изоляции из него. Для изолированного органа создают специальные условия: термостатирование, подача питательного раствора, кислорода. В последние годы наблюдаются значительные методические усложнения: использование электронных преобразователей вместо механических, применение компьютерных систем управления экспериментом и автоматизированная система обработки данных, получаемых в эксперименте в текущем масштабе времени.
Методы физиологии - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Методы физиологии" 2017, 2018.
