|
Медицинские статьи на различные темыК списку статей
ПРЕДМЕТ И КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ФИЗИОЛОГИИ
Предмет физиологии
Физиология человека и животных — наука, изучающая отправления человеческого и
животного организма в его взаимодействии с окружающей средой. Для познания
жизнедеятельности организма физиология должна определить значение различных его
отправлений, их взаимную связь и зависимость от внешних и внутренних условий.
Анализ частных функций организма должен подчиняться задачам целостного (синтетического)
понимания жизнедеятельности организма в различных условиях его существования.
Только такая синтетическая физиология, разработанная на основе учения И. П.
Павлова, может вести к более полному изучению функций организма, а вместе с тем
и овладению ими, создавая прочные научные основы для практики.
Изучая организм человека с физиологической стороны, следует всегда иметь в виду
особое значение, которое имеют для человека социальные условия, его
общественно-трудовая деятельность.
Как основная ветвь биологических наук, физиология человека и животных тесно
соприкасается с целым рядом научных дисциплин. Прежде всего физиология
неразрывно связана с морфологическими дисциплинами— анатомией и гистологией,
которые описывают структуру тканей и органов, осуществляющих разные функции
организма.
Большое значение для развития физиологических знаний имели и имеют успехи физики
и химии. Поскольку основной задачей физиологии является всестороннее изучение
процессов, происходящих в организме, весьма существенным является знание тех
физических и химических закономерностей, которые лежат в основе каждой
физиологической функции. Однако физиологические явления обладают качественными
особенностями. Будучи основаны на физических и химических закономерностях, они
не могут быть к ним сведены, так как подчиняются закономерностям биологическим,
возникающим в процессе эволюции.
Область физиологии, изучающая химические процессы в организме, выделилась в
самостоятельную науку — биохимию, сохранившую, однако, весьма тесную связь с
физиологией.
Как научная дисциплина физиология вызвана к жизни потребностями практики и
прежде всего медицины. Отсюда тесная связь физиологии и клиники. Целый ряд
положений физиологии непосредственно обоснован и подкрепляется
клинической практикой. Такие наблюдаемые в клинике явления, как выпадение и
нарушение функций того или иного органа (например желез внутренней секреции),
патологические нарушения дыхания, кровообращения и т. п., способствуют выяснению
физиологического значения той или другой системы или органа. Клинические явления
у человека представляют, как на это указывал И. П. Павлов, как бы эксперимент,
поставленный самой жизнью, эксперимент, воспроизведение которого в лаборатории
неосуществимо вследствие недопустимости проведения на людях опытов, которые
могли бы иметь сколько-нибудь неблагоприятные последствия.
Физиология — важная область человеческого знания, являлась и в настоящее время
является ареной идеологической борьбы. Проследить борьбу идеалистических и
материалистических тенденций в физиологии можно только при последовательном
рассмотрении истории ее развития, истории, неразрывно связанной с развитием всех
естественно-научных знаний.
Основные разделы современной физиологии
При развитии физиологии как обширной области биологических знаний в ней для
всестороннего познания функций организма как человека, так и животных выделились
некоторые разделы, причем эти разделы отличаются друг от друга по своим методам,
объектам исследования, по особенностям стоящих перед ними практических задач.
И. П. Павлов указывал, что совокупность физиологических знаний можно сравнить со
зданием, нижний этаж которого представляет общая физиология клеток и тканей,
средний — физиология органов и систем, а высший — физиология целого организма. В
общую физиологию включаются все данные, относящиеся к общим свойствам живого
вещества и общим проявлениям жизнедеятельности. Сюда относятся общие всем тканям
организма процессы обмена веществ и энергии, свойства раздражимости и
возбудимости и разнообразные проявления этих свойств. Совокупность данных,
характеризующих деятельность различных органов тела и систем организма,
представляет второй большой раздел физиологических знаний, которым физиология и
ограничивалась до исследований И. П. Павлова. До него физиология по сути дела не
изучала целостного организма; все сведения о функциях различных органов
трактовались оторванно от нормальной деятельности организма в целом. Когда же в
связи с принципами и результатами исследований И П. Павлова основной задачей
физиологии стало изучение деятельности целостного организма, необходимо было
существенно изменить трактовку данных, характеризующих деятельность различных
органов, и данных общей физиологии. Закономерности, характеризующие деятельность
различных органов и общие свойства тканей, важны в конечном итоге для познания
нормальной деятельности организма в целом. Принципы павловской физиологии,
объединяя все разделы физиологического исследования, подчиняют их задачам
изучения целостного организма и тем самым устанавливают неразрывную связь
нормальной физиологии с практикой.
Физиология развивалась главным образов путем изучения высших животных ичеловека,
и собранные в ней факты относятся поэтому более всего к организму млекопитающих,
из которых наиболее часто для физиологических исследований служили так
называемые лабораторные животные — собака, кошка, кролик, морская свинка, крыса,
мышь (из низших позвоночных наиболее важным объектом для экспериментов была
лягушка). С развитием эволюционного учения большое значение приобрело
исследование физиологических явлений на разных этапах развития животного мира.
Это нашло отражение в создании особого раздела физиологии — сравнительной
физиопроблем соответственно основным задачам клиники. Наибольшее развитие
получили разработанные самим И. П. Павловым проблемы клинической физиологии
пищеварения, деятельности нервной системы и ее регулирующего влияния на все
процессы, происходящие в теле; в последнее время плодотворно разрабатываются
проблемы клинической физиологии кровообращения, дыхания, выделения, обмена
веществ. Изучение физиологии больного организма является вместе с тем
практической школой естественно-научного мышления. Не случайно крупные
физиологические институты Советского Союза связаны с клиниками.
Перечисленные разделы физиологического исследования являются ответвлениями
нормальной физиологии, изучающей физиологические процессы в организме человека и
занимающейся исследованиями на животных ради решения этой центральной задачи.
Нормальная физиология представляет теоретическую основу всех практических
медицинских дисциплин, так как без знания нормального хода физиологических
процессов врач не может лечить больного.
Возникновение^физиологии
Физиология возникла из потребностей медицины, лучшие представители которой еще в
древности понимали, что нельзя лечить человека, не зная устройства его тела и
отправлений его органов. Врачи и мыслители древней Греции и Рима пытались судить
о деятельности различных органов тела, но они строили свои выводы почти
исключительно на основании умозрительных рассуждений, основывавшихся главным
образом на изучении грубого строения этих органов.
С крушением античного мира и установлением феодализма в Западной Европе стало
усиленно насаждаться слепое преклонение перед религиозными догмами католической
церкви, и ростки знаний, оставленные мыслителями древности, были почти задушены.
Все материалистические представления зтих мыслителей — атомизм Демокрита, точное
описание ряда физиологических фактов Аристотелем, Гиппократом, Гале-ном,
Эразистратом — нарочито замалчивались в период с IV—V до XIV—XV веков. Зато все
идеалистические концепции и построенные на них умозрительные гипотезы
Аристотеля, Галена, Птоломея получили в средние века санкцию церкви и были
провозглашены непреложной истиной.
В начале второго тысячелетия нашей эры сравнительно высоким был уровень культуры
в Средней Азии. Крупнейшим ученым того времени являлся таджикский врач Ибн<Сина
(Авиценна). Ему принадлежат трактаты, сделавшиеся на много веков основой
медицины и содержащие ряд очень важных наблюдений о некоторых процессах в
организме.
Лишь с изменением социально-экономических отношений в Западной Европе, в период
становления и развития капитализма, когда происходила напряженная борьба
буржуазии за политическую власть (в основном в XVI—XVIII веках), началось
быстрое развитие естественных наук. В это время Коперником было установлено
движение Земли вокруг Солнца и заложены основы современной астрономии. Ньютон
сформулировал главные положения механики и закон всемирного тяготения; анатом
Везалий правильно описал неверно трактовавшиеся древними анатомами некоторые
особенности строения тела человека; философ Бэкон провозгласил, что
действительным является только знание, основанное на опыте; французский
мыслитель Декарт пытался законами механики объяснить как ход небесных светил,
так и поведение животных.
В этот же период, в 1628 г., «врач Вильям Гарвей подсмотрел одну из важнейших
функций организма — кровообращение — и тем заложил. выдвинул гипотезу о рефлексе
как об осуществляющемся в мозгу механическом переходе «животных духов» («самых
легких и подвижных частиц») с одних нервов на другие. Эти легкие частицы
отражаются (рефлекс) от мозга, как луч света от полированной поверхности. Эта
идея получила развитие в трудах чешского анатома и физиолога Прохаека.
В XVIII веке англичанин Р. Уитт установил, что у лягушек после удаления
головного мозга раздражение определенных участков кожи вызывает совершенно
определенные же движения, которыеисчезаютпослеразрушения спинного мозга. Однако
этот опыт можно было объяснить только после открытия особых центростремительных
(чувствительных) и особых центробежных (двигательных и др.) нервных волокон.
Поэтому принципиально важное наблюдение Уитта стало основой учения о рефлексе не
тогда, когда оно было сделано, а значительно позднее. Точно так же опыты Бойля
(1627—1691) и Мэйо (1643—1676), установивших, что животное погибает при дыхапии
в замкнутом пространстве, когда воздух в нем перестает поддерживать горение
свечи, смогли быть правильно истолкованы лишь после того, как крупнейший
естествоиспытатель XVIII века М. В. Ломоносов (1711—1765) заложил основы
современной химии.
М. В. Ломоносов в 40-х годах XVIII века установил закон сохранения вещества и
движения и обосновал кинетическую теорию строения материи, рассматривая теплоту
как результат движения «корпускул» (по современной терминологии — молекул). Он
же в 1748 г. доказал, что окисляемые металлы присоединяют к себе какую-то
составную часть воздуха, установив, таким образом, что воздух является смесью
различных газов. Через тридцать лет был выделен чистый кислород, и Лавуазье
установил, что дыхание в последнем счете сводится к окислению органических
соединений тела кислородом воздуха. Произведенное Лавуазье и Лапласом измерение
количества тепла, освобождаемого в организме при потреблении кислорода,
показало, что окислительные процессы дают одинаковое количество тепла как при
окислении «углистых соединений» в организме, так и при сжигании их вне организма
(однако Лавуазье, считавший вероятным, что тепло связано с наличием в телах
«материи огня», сделал шаг назад по сравнению с Ломоносовым, который утверждал,
что тепло всегда является следствием движения мельчайших частиц).
Таким образом, в физиологии во второй половине XVIII века возникло представление
о дыхании как о химических процессах окисления и о «животной теплоте» как об
освобождении энергии, обусловленном химическими реакциями окисления. Этим была
установлена связь между процессами, происходящими в живой и неживой природе.
В XVIII веке зародилось также учение о раздражимости тканей. Уже обыденные
наблюдения на бойнях при разделке свежих туш показали, что сердце, вырезанное из
тела сразу после смерти животного, продолжает некоторое время сокращаться, что
щипок или перерезка нерва вызывает сокращение мускулов, связанных с этим нервом.
Вероятно, на основе этих наблюдений врачи и биологи XVII—XVIII веков, расширив
методику живосечения, стали вырезать из тела скелетные мышцы целиком с их
нервами, а также сердце и наблюдать за жизнедеятельностью таких изолированных
органов; при этом была установлена возможность длительного сохранения их
жизнедеятельности. На вырезанных из тела мышцах лягушки в 80-х годах XVIII века
были осуществлены первые исследования электрических явлений в организме (глава
49).
В 1822 г. французский физиолог, искуснейший вивисектор, враг натурфилософских
спекуляций, Ф. Мажанди (1785—1855) доказал раздельное существование
чувствительных (центростремительных) и двигательных нервных волокон. Это явилось
важным шагом в установлении соотношений между функциями нервной системы и ее
структурой. В это же время были начаты исследования значения различных участков
головного и спинного мозга. Флуранс (в 20-х годах XIX века) показал, что голуби,
лишенные больших полушарий мозга, совершенно теряют способность приспособляться
к изменениям в окружающей среде. Несколько ранее Легаллуа (1812) выяснил, что
дыхательные движения в течение некоторого времени сохраняются после удаления
больших полушарий, если оставить целым продолговатый мозг и грудной отдел
спинного мозга; этот опыт лег в основу развития учения о центрах различных
функций. Вскоре после этого, в начале 30-х годов, Иоганнес Мюллер и Маршалл Галл
разработали рефлекторную теорию в том виде, в каком она существовала до И. М.
Сеченова и И. П. Павлова.
Итак, к середине прошлого столетия в физиологии были накоплены некоторые
сведения о кровообращении и дыхании, возникло понятие о рефлексе, имелись
довольно подробные анатомические данные о строении тела человека и высших
животных, была разработана методика доступа почти ко всем органам тела.
Физиология уже могла пользоваться научными данными о микроскопическом строении
различных органов. Особенно важное значение имело открытие капилляров Мальпиги в
1661 г., открытие тонкой структуры почек замечательным русским ученым А. М.
Шумлян-ским (1748—1798) и первые исследования (в 30—40-х годах прошлого
столетия) проводящих путей и ядер спинного и продолговатого мозга.
Таковы крайне схематично изложенные итоги первых двух столетий существования
физиологии. Ко второй половине XIX века это была уже сформировавшаяся область
естествознания, выводы которой основывались на экспериментальных данных. Эта
дисциплина уже владела большим количеством фактов, но, за исключением данных о
значении дыхания и кровообращения, факты эти были разрознены, не объединены
теоретическими представлениями о связи различных функций организма между собой.
Приблизительно со второй половины XIX века началось быстрое развитие
физиологической науки одновременно с развитием всех других точных наук. Это было
связано с мощным ростом производительных сил, потребовавшим развития точных
знаний о природе, что обеспечило возможность значительного расширения
естественно-научных исследований.
Три великих открытия естествознания — закон сохранения энергии, клеточная теория
и эволюционное учение — явились основой быстрого развития всех биологических
дисциплин в этот период. Развитие физики и химии вооружает к этому времени
исследователей рядом приемов, позволяющих количественно изучать физиологические
процессы и характеризовать химические процессы, происходящие в организме.
Методика графической регистрации, разработанная рядом исследователей, позволила
точно регистрировать такие процессы, как сокращение мышц, распространение
электрических изменений в нервах, колебания давления в кровеносных сосудах и т.
д. Это дало возможность измерять интенсивность физиологических процессов в их
динамике, т. е. при их изменениях во времени, часто за весьма короткие его
интервалы. Благодаря графической регистрации стали выявляться такие стороны
жизненных процессов, которые невозможно было подметить без объективной записи.
Так, была изучена связь между колебаниями давления крови в сосудах и фазами
деятельности сердца (Э. Марей, К. Людвиг), измерена скорость проведения
возбуждения в нервах (Г. Гельмгольц).
В связи с изучением клеточной структуры тканей животного организма во второй
половине XIX века оказалось возможным установить связь между деятельностью
различных органов и особенностями структур образующих их клеток и тканей. Были
обнаружены определенные тканевые структуры, с которыми связаны те или иные
функции организма (например связь функций нервной системы со взаимным
расположением нервных клеток и их отростков). Открытие закона сохранения и
превращения энергии позволило подойти к количественной характеристике
физиологических процессов с энергетической стороны (В. В. Пашутин, А. А.
Лихачев, В. Мейер, Э. Пфлюгер, М. Рубнер).
Во второй половине XIX века физиология достигла очень больших успехов в
характеристике функций отдельных органов и систем организма, а также в изучении
некоторых наиболее простых механизмов регуляции их деятельности. Можно сказать,
что к началу нашего века почти не осталось органов, значение функций которых не
было бы в общих чертах известно. Одновременно было довольно подробно изучено
влияние раздражения различных нервов, идущих от центральной нервной системы к
тем или иным органам, выяснен характер влияния нервной системы на сердце (Э.
Вебер, Ьецольд, И. Ф. Цион, И. П. Павлов), сосуды (А. П. Вальтер, Клод Бернар,
К. Людвиг, Ф. В. Овсянников), скелетные мышцы (Ф. Ма-жанди, И. М. Сеченов, И. Е.
Введенский), на гладкие мышцы пищеварительного тракта и мочевого пузыря (Э.
Пфлюгер, Н. А. Миславский, Д. Ленгли). В 80—90-х годах И. П. Павлов новыми
приемами исследования и с принципиально новых позиций настолько всесторонне и
подробно изучил физиологию пищеварения, что этот отдел нашей науки, по существу
заново им созданный, до сих пор является одним из наиболее разработанных.
Большое значение в формировании наших знаний о ряде процессов в организме имели
начатые еще в конце XVIII века, но развитые лишь в 40—80-х годах прошлого
столетия исследования электрических явлений в живых тканях, главным образом в
нервах и скелетных мышцах. Э. Дю-буа-Реймон, Л. Герман и Н. Е. Введенский на
основании изучения электрических потенциалов, возникающих при раздражении нерва
и мышцы, создали представление о так называемой волне возбуждения, или нервном
импульсе.
К тому же периоду (вторая половина XIX века) относятся важные успехи в изучении
функций центральной нервной системы. К началу этого периода было уже твердо
установлено, что после разрушения всего спинного и продолговатого мозга
раздражение органов чувств (или рецепторов, являющихся по И. П. Павлову,
периферическими отделами анализаторов) перестает вызывать ответные действия
организма. Развивая ранее сформировавшееся понятие рефлекса, физиология второй
половины XIX века понимала под рефлексами такие реакции организма, которые у
животного каждого вида постоянно воспроизводятся в ответ на определенное
раздражение данной группы рецепторов, причем для их осуществления необходима
целость спинного и продолговатого мозга. Таково, например, мигание при
раздражении роговицы, сужение зрачка при действии сильного света на сетчатку,
отдергивание конечности при болевом раздражении и т. д. (И. М. Сеченов считал,
что все действия организма являются рефлексами, однако развитие эти взгляды
получили лишь впоследствии — в трудах И. П. Павлова, см. стр. 22).
Вторая половина XIX века была периодом изучения рефлексов, имеющихся от рождения
у всех животных данного вида (безусловных рефлексов, как мы их теперь называем).
Полученные результаты имели большое значение для понимания врожденных механизмов
регуляции деятельности различных органов и для диагностики поражений нервной
системы.
К списку статей www.medbib.ru
На главную
|
