1.6. Значення фізіології людини і тварин

Фізіологія людини і тварин є однією з основних біологічних дисциплін, то­му відіграє важливу роль у пізнанні явищ живої природи і підготовці спеціалістів медико-біологічного профілю. її значення необхідно розглядати як галузі знань і як навчальної дисципліни.

Фізіологія людини і тварин має велике теоретичне і практичне значення. Досліджуючи процеси життєдіяльності організмів та їх складових частин, які час­то носять загадковий характер, фізіологія насамперед має пізнавальне значення і відіграє роль у формуванні наукового світогляду.

Фізіологія людини є теоретичною основою медицини. Лікар оцінює тяж­кість захворювання за ступенем функціональних порушень, тобто за величиною відхилення їх від норми і ставить завдання повернути їх до норми. Проте значен­ня фізіології для медицини не обмежується тільки цим. З'ясування функцій різних органів дало змогу моделювати їх за допомогою технічних пристроїв. Так були сконструйовані і штучна нирка, і апарати для електростимуляції серця, і апарати штучного кровообігу, і дефібрилятори тощо.

Значення фізіології не обмежується тільки лікувальною медициною. Вона відіграє роль у науковому обгрунтуванні і забезпеченні здорового способу життя і попередженні захворювань. Фізіологічні закономірності служать основою для наукової організації праці і попередження втоми, наукової організації фізичного виховання і спорту, навчання і виховання підростаючого покоління, організації раціонального харчування. Фізіологія допомагає обґрунтовувати і забезпечувати все необхідне для життя і роботи людини в екстремальних умовах: у космічних по­льотах, під водою, в умовах гранично низьких і високих температур.

Фізіологія сільськогосподарських тварин служить теоретичною основою ветеринарії, зоотехнії і раціонального тваринництва. Вона ставить за мету: вивчати і змінювати в потрібному для людини напрямі функції тварин для збільшення їх продуктивності, плодючості, підтримання здоров'я і підвищення якості продукції.

Фізіологія людини і тварин має значення і для розвитку техніки, оскільки використання явищ, способів і принципів, які діють у живих організмах, від­криває можливості для технічного прогресу.

Загальний курс фізіології людини і тварин, який вивчається студентами біологічних спеціальностей університетів, спрямований на формування уявлень про фізіологічні функції, щоб вони стали корисними для майбутнього зоолога, ботані­ка, біофізика, біохіміка, мікробіолога, генетика, фізіолога рослин і багатьох інших фахівців. Він розвиває мислення і розширює світогляд, оскільки разом з іншими біологічними дисциплінами складає фундамент для теоретичної підготовки біоло­гів різних спеціальностей.

Розділ 2 Організм і його фізіологічні функції

Оскільки предметом вивчення фізіології є функції організму і його складо­вих частин, необхідно з'ясувати, що таке організм, клітини, тканини, органи і те, які існують фізіологічні функції.

Організм (гр. organon, лат. organismus ) - це самостійно існуюча одиниця органічного світу, що являє собою відкриту систему, здатну до саморегуляції, самовідновлення і самовідтворення, і яка відповідає на різні зміни зовнішнього середовища як єдине ціле.

Спробуємо проаналізувати складові цього визначення. Організм самостійно існує, тобто живе, а основою життєдіяльності є обмін речовин. Розрізняють зов­нішній обмін (поглинання і виведення у середовище речовин) і внутрішній обмін (хімічне перетворення речовин у клітинах). Організми можуть існувати тільки у нерозривному зв'язку з зовнішнім середовищем, до якого вони пристосовані. З ним вони обмінюються речовиною, енергією та інформацією. З точки зору термо­динаміки такі системи називають відкритими.

Обмін речовин (метаболізм) - це закономірний порядок перетворення ре­човин і енергії у живих системах, який спрямований на їх збереження, самовідновлення і самовідтворення. Метаболізм включає два процеси, що взаємопов'язані і відбуваються водночас - асиміляцію (анаболізм) і дисиміляцію (катаболізм).

У ході катаболітичних реакцій розщеплюються великі органічні молекули до простих з вивільненням енергії, яка накопичується у макроергічних фосфатних зв'язках. При анаболітичних перетвореннях відбувається біосинтез складних, властивих даному організму, молекул з більш простих попередників. Отже, руйнуючи в процесі обміну органічні речовини зовнішнього середовища, тваринні органі­зми синтезують нові речовини, в яких акумулюється вільна енергія (енергія, що здатна перетворюватись у роботу). Цей процес нагромадження вільної енергії дає змогу оберігати організм від руйнівного впливу середовища і зберігати його жи­вий стан.

Для збереження живої системи необхідно, щоб у процесі метаболізму синтезувались не будь-які макромолекули, а тільки ті, які властиві конкретному організмові. Відбувається це за рахунок реплікації, тобто самовідтворення макромолекул нуклеїнових кислот. Після цього здійснюється точне копіювання і передача генетичної інформації, а значить самовідтворення живої системи.

З обміном речовин пов'язаний і процес самовідновлення клітинних струк­тур і міжклітинної речовини, тобто безперервної заміни старих молекул новими. Встановлено, що у дорослих тварин половина всіх тканинних білків оновлюється за 3 місяці, білків печінки - за 2 тижні, білків крові - за один тиждень. У процесі старіння організму швидкість самовідновлення тканин уповільнується.

Тваринні організми є одноклітинні і багатоклітинні. В одноклітинному ор­ганізмі (амеба, інфузорія та інші) існує надмолекулярний або клітиний рівень організації, при якому спостерігається розділення функцій між окремими органої­дами. Наприклад, рухова функція пов'язана з війками або джгутиком, граніт - зі спеціалізованими вакуолями і т.д. Проте всі фізіологічні функції протікають в од­ній клітині.

У багатоклітинних організмах виникають відмінності між клітинами за формою, розмірами, будовою і функціями. З однаково диференційованим клітин виникають тканини, які спеціалізовані для виконання окремих функцій: наприк­лад, м'язова - для здійснення рухових функцій. Спеціалізовані клітини тканин здійснюють і загальні для всіх клітин функції: обмін речовин, живлення, дихання, виділення. Між клітинами, що утворюють тканину, відбувається взаємодія.

На певному етапі філогенезу і онтогенезу формуються органи, які складаю­ться з різних тканин. Органи - це анатомічні утвори, що характеризуються струк­турним і функціональним поєднанням різних тканин. Сукупність органів, які бе­руть участь у здійсненні складних видів діяльносіі, називають системою органів (травна система, дихальна система, система кровообігу, видільна система, ендок­ринна система і т.д.).

Отже, у вищих тварин і людини можна виділити молекулярний, клітин­ний, тканинний, органний і системний рівні організації. Для пізнання функцій вищих організмів необхідне вивчення всіх рівнів їх організації, бо живий організм функціонує як єдине ціле, в якому діяльність усіх його структур узгоджена і підпорядкована цілому.

Як одноклітинний, так і багатоклітинний організми реагують на різні зміни зовнішнього середовища як єдине ціле. Особливо складні і багатоманітні реакції цілісного організму вищих тварин. Такі реакції не можуть бути зведені до суми реакцій окремих клітин, тканин і органів.

Фізіологічні функції - це прояви життєдіяльності, що носять пристосу­вальний характер. Здійснюючи різні функції, організм пристосовується до зовніш­нього середовища.

Основним проявом життєдіяльності є обмін речовин і енергії, з яким пов'язані всі інші фізіологічні функції (ріст, розвиток, розмноження, живлення, травлення, дихання, кровообіг, виділення, секреція, збудження і його проведення, скорочення і рухомість, захист від інфекції і т.д.). Усі фізіологічні функції можна розділити па дві групи: пластичні (будівельні) і регуляторні. Перші лежать в основі клітинно-тканинних процесів, другі - забезпечують життєдіяльність органів і систем.

У результаті фізико-хімічних перетворень виконання функцій веде у кліти­нах до структурних змін. В одних випадках їх можна виявити за допомогою світлового мікроскопа, в інших - за допомогою електронного мікроскопа. Такі струк­турні зміни носять зворотний характер. Фізіологічні функції, які ґрунтуються на хімічних, фізичних і механічних змінах, не можна звести ні до однієї з них, оскільки фізіологічні функції є їх складною сукупністю і єдністю.