ВВОДНАЯ ЛЕКЦИЯ. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ФИЗИОЛОГИИ. ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ФИЗИОЛОГИИ, ЕЕ СВЯЗЬ С МЕДИЦИНОЙ

План лекции

Организация учебного процесса на кафедре нормальной физиологии РязГМУ.
Физиология как научная дисциплина. Этапы развития физиологии.
Понятие функции, классификация функций, методы исследования функций.
Связь физиологии с медициной и другими научными дисцип-линами.

Вы пришли на кафедру физиологии для продолжения образования в медицинском университете. Физиология, наряду с анатомией, гистологией и биохимией является одной из важнейших медико-биологических дисциплин, создающих базу для дальнейшей работы на кафедрах клинического профиля. Преподавание нашей дисциплины будет проводиться в виде лекционного курса (одна лекция в неделю) и практического курса – лабораторных занятий (одно занятие в неделю).

Во время лабораторных занятий мы будем проводить физиологические эксперименты для подтверждения изучаемых закономерностей.

Для лекционного курса необходимо иметь отдельную тетрадь объемом 96 страниц. Для оформления лабораторных работ необходимо также иметь отдельную тетрадь объемом 96 страниц. В соответствии с приказом ректора университета на лекциях и занятиях студенты медицинских факультетов должны находиться в белом халате. Лекции и лабораторные занятия с вами буду проводить я. Моя фамилия Лапкин, зовут Михаил Михайлович. Я имею ученую степень доктора медицинских наук, звание профессора и являюсь руководителем кафедры физиологии Рязанского государственного медицинского университета.

В течение всего курса обучения вы будете сдавать зачеты по изучаемым разделам физиологии, а по окончании курса - государ-ственный переводной экзамен. В качестве основного учебника можете использовать учебник Physiology by R.M.Berne, M.N.Levy and other., Mosby, 1998. Данный учебник можно получить в библиотеке. Лабораторные работы вы будете выполнять по методическим разработкам кафедры физиологии РязГМУ.

После краткого знакомства и получения информации об организации учебного процесса на нашей кафедре перейдем к обсуждению основной части нашей лекции.

Физиология – термин происходит от греческих слов physis – природа и logos – учение, наука, т.е. в широком смысле физиология – это наука о природе. В более узком смысле физиология – наука о функциях организма животных и человека. Термин функция произошел от греческого functio – деятельность. Функция – проявление жизнедеятельности организма в целом, отдельных его систем, органов и тканей, обеспечивающее приспособление к изменяющимся условиям окружающей среды, либо приспосабливающее окружающую среду к потребностям организма в целях наиболее оптимального приспособления.

Таким образом, предметом изучения физиологии является функция. Объектом же изучения физиологии является здоровый организм животных и человека.

В соответствии с представлениями специалистов в области истории науки в развитии физиологии условно выделяют два этапа:

до научный (до 1628 года);
научный (после 1628 года).

До научный этап развития физиологии.

Представителями до научного этапа развития физиологии можно считать известных ученых древности Гиппократа, Авицену, Галена, Парацельса и многих других. Гиппократ и Гален, например, разработали представления о типах поведения человека (представления о холериках, сангвиниках, меланхоликах и флегматиках). Авицена разработал ряд оригинальных представлений об индивидуальном здоровье и способах его укрепления.

Научный этап развития физиологии.

Датой начала научного этапа физиологии считают дату выхода в свет труда известного английского врача и физиолога Уильяма Гарвея (1578-1657) «Анатомические исследования о движении сердца и крови у животных» (1628). В данной работе впервые У.Гарвей сформу-лировал представления о движении крови у животных по большому кругу кровообращения. При этом все данные были получены экспериментально с использованием нового для того времени метода-метода вивисекции (буквально термин вивисекция означает живо-сечение).

Важной вехой в развитии физиологии можно считать работы известного французского ученого Рене Декарта (1596-1650), который впервые сформулировал представления об отражательном механизме, который впоследствии был назван чешским ученым И.Прохазкой (1749-1820) рефлексом.

Существенный вклад в развитие физиологии центральной нервной системы внесли исследования англичанина Ч.Белла и француза Ф.Можанди, которые независимо друг от друга открыли закон, в соответствии с которым задние корешки спинного мозга состоят из чувствительных, центростремительных нервных волокон, а передние корешки из исполнительных, центробежных волокон.

Английский нейрофизиолог Ч.Шерингтон (1856-1934) сформулиро-вал основные принципы координации рефлекторной деятельности, создал физиологическую школу в области рефлексологии. В 1932 году Ч.Шерингтон был отмечен Нобелевской премией.

Большой вклад в развитии физиологии внесли работы Луиджи Гальвани (1737-1798), посвященные проблеме биоэлектричества. Работы Л.Гальвани послужили основой для формирования нового научного направления, получившего в дальнейшем название электро-физиологии. Существенный вклад в развитие электрофизиологии в дальнейшем внесли Дж.Экклс, Э.Хаксли и А.Ходжкин, отмеченные в 1963 году Нобелевской премией.

Возвращаясь к физиологическим исследованиям 18-19 веков необходимо отметить работы немецкой физиологической школы. В частности, выдающиеся успехи в развитии физиологической науки связаны с работами К.Людвига, который изобрел кимограф, прибор для регистрации физиологических функций (1847). Кроме того К.Люд-виг провел ряд интересных исследований в области физиологии кровообращения.

Французский физиолог Клод Бернар разработал учение о постоянстве внутренней среды как необходимом условии жизни высших животных и человека. В последствии это представление легло в основу учения американского физиолога Уолтера Кеннона о гомеостазисе.

Достижением 20 века, отмеченным Нобелевской премией 1936 г., явилось открытие химического механизма передачи нервного импульса в синапсах австрийским ученым О.Леви и английским физиологом Г.Дейлом.

В одной лекции нет возможности перечислить все выдающиеся открытия в области физиологии и ученых их сделавших. Мы поста-раемся останавливаться на данных вопросах в ходе изучения нашей дисциплины. Однако в связи с тем, что вы получаете образование в России не могу не сказать несколько слов о Российской физиоло-гической школе и ее достижениях.

Российская физиологическая школа.

Одним из важнейших этапов развития науки в России явилось открытие в 1724 году Российской академии наук. Одним из выдающихся ученых России являлся М.В.Ломоносов, впервые сформулировавший представления о механизмах цветного зрения.

Работы И.М.Сеченова совершили прорыв в объяснении механизмов целенаправленного поведения человека, создали базу для научного объяснения психических явлений. В 1863 году вышла его работа под названием «Рефлексы головного мозга», в которой Иван Михайлович впервые, основываясь на рефлекторных позициях, попытался объяснить механизмы высших психических функций.

Одним из выдающихся представителей мировой физиологии являлся академик И.П.Павлов. За исследования в области физиологии пищеварения в 1904 ему была присуждена первая Нобелевская премия в области физиологии. Кроме того, И.П.Павлов является автором учения об условных рефлексах, учения о высшей нервной деятельности животных и человека.

Нельзя пройти мимо работ выдающегося Российского физиолога 20 века, основателя кафедры физиологии на Рязанской земле, той кафедры где вы сегодня присутствуете, академика Петра Кузьмича Анохина. П.К.Анохин разработал новое направление в физиологии – теорию функциональных систем. Это направление по существу является реализацией идей кибернетики в биологии.

Классификация функций. Методы исследования функций.

Возвращаясь к понятию функции следует рассмотреть ряд их классификаций.

Функции можно разделить на простые и сложные. В качестве примера простой функции можно привести функцию транспорта низкомолекулярного вещества через биологическую мембрану. Примером сложных функций могут являться высшие психические функции человека.

Функции можно разделить на врожденные и приобретенные. Примером врожденных функций могут служить многие врожденные рефлексы человека: сосания, глотания, зрачковый и др. Примером приобретенных функций могут служить различные приобретенные, условные рефлексы: пищевые, оборонительные и др.

По времени реализации функции делят на статические и динамические. Примером статической, длительно реализующейся функции является мышечный тонус. Примером динамической, быстро реализующейся функции может служить одиночное сокращение скелетной поперечно-полосатой мышцы.

Уровни изучения функций.

Функции можно изучать на макроскопическом, микроскопическом и биохимическом уровнях.

Макроскопический уровень изучения - это изучение функций на органном, системном и организменном уровнях.

Микроскопический уровень изучения – это изучение функций на тканевом, клеточном и субклеточном уровнях.

Биохимический уровень – это изучение функций на макро-молекулярном, молекулярном и атомарном уровнях.

Организация физиологических исследований.

Исследование физиологических функций может осуществляться в виде простого наблюдения за объектом и виде специально организованного эксперимента. Примером простого наблюдения могут служить различные этологические методы (этология – наука о поведении). По форме организации эксперименты делят на острые и хронические. Примером острого эксперимента может служить опыт по изучению изменения артериального давления у животного, находящегося под наркозом. Примером хронического эксперимента могут служить опыты по долговременному изучению закономерностей функционирования околоушной слюнной железы животного, у которого предварительно, в ходе операции слюнной проток выведен наружу.

Методы исследования функций.

Метод раздражения.

Для выявления той или иной функции в ряде случаев на изучаемый орган или ткань необходимо подействовать раздражителем. Раздра-житель - это любое изменение во внешней или внутренней среде организма.

Классификация раздражителей.

А) Раздражители делят на подпороговые, пороговые и надпороговые. Под пороговым раздражителем понимают раздражитель минимальной интенсивности, достаточный для того, чтобы вызвать в биообъекте процесс возбуждения. Минимальная интенсивность (сила) раздражителя, способная вызвать возбуждение в биообъекте называется порогом возбуждения. Различные ткани организма имеют неодинаковые пороги возбуждения.

Б) В зависимости от их качества раздражители делят на механи-ческие, электрические, химические, биологические. Одним из наиболее широко применяемым раздражителем в физиологии является электри-ческий раздражитель. Это объясняется тем, что биоэлектрический процесс является естественным для многих тканей организма. Этот раздражитель легко дозировать по амплитуде и частоте, легко определить начало и окончание его действия.

В) В зависимости от приспособленности ткани к действующему раздражителю, все раздражители по отношению к данному объекту делят на адекватные и неадекватные. Например, световой раздражитель (или просто свет) будет адекватным раздражителем по отношению к рецепторам сетчатки глаза, а все остальные раздражители по отношению к данным структурам будут неадекватными. Звуковой раздражитель будет адекватным по отношению к рецепторам органов слуха, тогда как все остальные раздражители по отношению к данным структурам будут неадекват-ными. Адекватные раздражители имеют значительно меньшие пороги возбуждения, чем неадекватные.

Одним из важнейших методов физиологических исследо-вания является метод регистрации. Сегодня известно много регистрационных систем физиологических процессов. Одним из наиболее простых методов регистрации является метод, изобретенный еще в 19 столетии известным немецким физиологом Карлом Людвигом. Этот метод связан с изобретением специального прибора кимографа. Кимограф состоит из специального механизма, подобного часовому, который с помощью пружины заставляет вращаться барабан, на который предварительно крепят регистрационную бумагу. На поверхности регистрационной бумаги может осуществляться регистрация многих физиологических кривых. Например, пневмограмма, миограмма, кардиограмма и другие.
Электрофизиологические методы.

Как отмечалось выше, во многих тканях в процессе их возбуждения возникают электрические явления. Отличительной особенностью данных электрических процессов является их низкая амплитуда и широкий диапазон частотных характеристик. Поэтому для их регистрации требуются специальные датчики – электроды и специальные приборы, увеличивающие их амплитуду – усилители. Поэтому любая электрофизиологическая установка состоит из трех основных блоков:

блока специальных датчиков;
блока усилителей;
регистратора (наиболее часто используют осцилограф).

Следует добавить, что практически любая физиологическая установка состоит из указанных трех функциональных блоков:

блока датчиков – преобразователей сигнала;
блока передачи сигнала;
блока регистрации.

Хирургические методы.

Хирургические методы используют при проведении физиологи-ческих в различных вариантах:

пересечение каких-либо структур и наблюдение последствий;
удаление каких-либо структур и наблюдение последствий;
хирургическое моделирование, например, операция малого желудочка по Генденгайну или Павлову.

Биохимические методы.

Группа методов, назначение которых связана с анализом роли тех или иных соединений в реализации различных физиологических функций (белки, жиры, углеводы, витамины, макро- и микроэлементы и т.д.).

Математические методы.

Из всего многообразия математических методов в физиологии широко применимы методы математической статистики для подт-верждения изучаемых закономерностей. Кроме того, в связи с широким привлечением в физиологию вычислительной техники, в последнее время многие физиологические процессы исследуются с помощью методов математического моделирования.

Связь физиологии с медициной и другими научными дисциплинами.

Для того, чтобы выявить то или иное нарушение функций врач любой специальности должен знать норму и особенности функционирования организма здорового человека. Поэтому ваше обучение на кафедре физиологии является необходимым условием подготовки врача.

Исторически физиология имеет связь со многими медико-биологическими дисциплинами:

биологией (в широком смысле физиология является частью биологии, ориентированной на изучение конкретных предмета и объектов);
анатомией человека (как известно анатомия человека изучает строение организма человека, а структура и функция едины: в организме человека нет функции без структуры и нет структуры без функции);
гистологией (гистология изучает структуру на микроско-пическом уровне и поэтому все то, что отмечалось выше в отношении анатомии в равной степени относится и к гистологии);
биохимией (биохимия изучает роль тех или иных биоорган-ических веществ в других химических веществ в реализации физиологических функций и поэтому предоставляет дополнительные возможности рассматривать физиологические функции начиная от молекулярного уровня и заканчивая организменным и даже популяционным);
патофизиологией (физиология наряду с другими дисциплинами медико-биологического блока создает возможность рассматривать механизмы тех или нарушений физиологических функций при развитии патологии);
фармакологией (физиология создает базу для изучения влияния различных лекарственных препаратов на те или иные физиологические функции, в том числе нарушенные в связи с развитием патологических процессов).

Таким образом, мы с вами видим, что физиология как научная дисциплина является необходимой для подготовки современного врача.

ВВОДНАЯ ЛЕКЦИЯ. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ФИЗИОЛОГИИ. ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ФИЗИОЛОГИИ, ЕЕ СВЯЗЬ С МЕДИЦИНОЙ