VI. Зміст теми.

1. Фізіологія як наукова основа медицини

Нормальна фізіологія — наука, що вивчає закономірності функціонування живих організмів й окремих їх структур (клітин, тканин, органів і функціональних систем).

Завданням нормальної фізіології є глибоке вивчення механізмів життєдіяльності здорової людини з метою виявлення причин та характеру порушень цих механізмів при різних захворюваннях. Тому фізіологія є теоретич­ною основою медицини.

Об'єктом фізіологічного дослідження є функція організму, його систем, органів і клітин.

Фізіологія належить до експериментальних наук. Вона корис­тується рядом методів дослідження функцій.

МЕТОДИ ФІЗІОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ.

ЕКСПЕРИМЕНТ СПОСТЕРЕЖЕННЯ МОДЕЛЮВАННЯ

ХРОНІЧНИЙ ГОСТРИЙ

1. Метод спостереження - спостереження за тваринами фахівцем, не втручаючись в пере­біг життєвих процесів.

2. Гострий експеримент - дослідження функції ізольованого органа або його частини. Дослідження проводять під наркозом, можуть супроводжува­тись перерізуванням нервів, введенням різних речовин.

3. Хроніч­ний експеримент – дослідженню передує операція (уведення фі­стули у протоку залози), і спостереження функцій не проводяться одночасно. Цей метод дозволяє дослідити функції в умовах, що мак­симально наближені до природних.

4. Моделювання - штучна модель, яка функціо­нально близька до певного органа чи системи (наприклад, штучна нирка, штучне серце, модель системи кровообігу), вивчають функ­ції певних органів і систем.

Як люба інша наука, фізіологія користується певними термінами, катего­ріями і поняттями:

Клітина — структурний елемент рослинних і тваринних організмів, що забезпечує їхнє відтворення, розвиток і життєдіяльність.

Тканина — система клітин і неклітинних елементів, спільних за походженням, будовою та функціями.

Орган — структура, яка складається з різних спеціалізованих клітин, що має систему кровопостачання і нейроендокринної регуляції, .які забезпечують його специфічні функції.

Організм — самостійно існуюча одиниця, яка являє собою систему, що саморегулюється і реагує як єдине ціле на зміни зовнішнього середовища.

Функція - специфічна діяльність системи або організму. Наприклад, функцією дихання обмін - О₂ і СО₂. Функція серця - скорочення й розслаблення.

За пропозицією Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ), здоров'я необхідно розуміти як стан повного фізичного, психічного й соціального благополуччя, що не зумовлюється лише відсутністю захворювання і слабкості.

З цього огляду хвороба — процес перетворення нормального стану на патологічний, пов'язаний з реактивно детермінованими змінами оп­тимальної саморегуляції живих систем (Словник фізіологічних термі­нів. — М„ 1987).

"Хворо­ба — це життя, що порушене у своєму перебігу ушкодженням структу­ри й функції організму під впливом зовнішніх і внутрішніх факторів при реактивній мобілізації в якісно своєрідних формах його компенса­торно-пристосувальних механізмів і характеризується загальним або частковим зниженням пристосованості до середовища й обмеженням свободи життєдіяльності хворого".

Під час хвороби в організмі одночасно відбуваються три взаємоза­лежних процеси, спрямованих як на ушкодження (зумовлене дією па­тологічного агента) і компенсацію при появі структурно-функціональ­них змін, так і на адаптацію організму до нових умов, пов'язаних з відповідним патологічним станом. Усі вони встигнуть розвинутися у разі переходу хвороби в хронічну стадію.

2. Історія фізіології

Термін "фізіологія" означає "природознавство" і вживається з ХУІ ст. як наука про тваринний і рослинний світ. З часом з неї виділились самостійні дисципліни: ботаніка, зоологія і анатомія. І лише у ХІХ ст. Від анатомії відокремилось вчення про функції організмів, для якого взяли стару назву "фізіологія".

Перші відомості з фізіології людини і тварин були відомі ще в античну епоху. Так, Гіппократ (460-370 рр. до н. е.) знав, що жовч надходить у кишечник, м'язи зумовлюють рухи, а за пульсом він визначав роботу серця. Відома його теорія, за якою організм людини містить 4 основні соки: кров (sangvis), жовту жовч (hole), чорну жовч (melanhole) і слиз (phlegma). Цими термінами і тепер називають темпераменти людини.

Аристотель (384-322 рр. до н.е.) стверджував, що кров утворюється в печінці, а артерії – це розгалуження аорти, але приписав їм функцію проведення повітряної субстанції. Органом мислення він вважав серце, а мозок на його думку виробляє холодний слиз.

Найбільшого розвитку фізіологічні уявлення досягли в працях римського лікаря Галена (129-201). Він започаткував розтини (вівісекції) тварин (мавп і свиней). Гален показав, що кров рухається не лише по венах, а й по артеріях, описав сім пар черепних нервів, довів існування чутливих і рухових нервів. Галена вважають першим фізіологом-експериментатором.

В епоху Відродження праці основоположників анатомії А. Везалія (1514-1564), М. Сервета (1509-1553) і Г. Фаллопія (1523-1562) підготували ґрунт для нових фізіологічних відкриттів, зокрема великого кола кровообігу. І в 1628 р. англійський лікар У. Гарвей (1578-1657) довів, що кров рухається від серця по артеріях, а до серця – по венах і що її постійна течія зумовлена скороченнями серця. Цей рік і вважають роком виникнення фізіології людини і тварин. Але Гарвей не знав як кров переходить з артерій у вени. Це питання розв'язав італійський вчений М. Мальпігі (1628-1694), який відкрив капіляри.

У ХУІІІ ст. італійський лікар Л. Гальвані відкрив живу електрику (біоелектричні явища), а чеський вчений І. Прохаска описав основні властивості рефлексів.

У ХІХ ст. відбулось відокремлення фізіології від анатомії і гістології і з'явились перші фізіологічні школи. Найбільш відомими їх представниками є:

в Німеччині – І. Мюллер (1801-1858), Г. Гельмгольц (1821-1894), Е. Дюбуа-Реймон (1818-1896), Р. Гейденгайн (1834-1897), К. Людвиг (1816-1885); у Франції – Ф. Мажанді (1783-1855), К. Бернар (1813-1878); у Англії – Ч. Белл (1774-1842), Д. Ленглі (1850-1916) і Ч. Шеррингтон (1855-1949); у США – У. Кеннон (1871-1945).

Батьком російської фізіології є І.М. Сєченов (1829-1905). Він створив вчення про гази крові, теорію втоми, є засновником фізіології праці. А в 1904 р. був удостоєний Нобелівської премії І.П. Павлов (1849-1936) за роботи в галузі фізіології травлення. Відомі його праці про умовні рефлекси, типи ВНД, дві сигнальні системи. В Україні В.Ю. Чаговець (1873-1941) сформулював іонну теорію біоелектричних потенціалів, В. Я. Данилевський (1852-1939) розвивав ендокринологію.

Теорія функціональних систем П.К. Анохіна.

Дослідження функцій здійснюється під час основних фізіологічних станів організму, до яких належать:

• Спокій;

• Діяльність

• Відпочинок

Діяльність організму при будь-яких умовах має пристосувальний характер, який забезпечують його функціональні системи. За визначенням академіка П.К.Анохіна, функціональна система організму – це сукупність його структур, які взаємодіють між собою, щоб забезпечити кінцевий пристосувальний результат організму.

“Теорія нервізму” І.М. Сєченова та І.П. Павлова.

Вчення про провідну роль нервової системи у діяльності організму, засноване І. П. Павловим. Основний принцип теорії нервізму полягає в тому, що всі фізіологічні і патологічні процеси.. здійснюються під впливом нервової системи

 Дослідженнями І. І. Павлова та його учнів доведено, що при порушеннях рівноваги зовнішнього і внутрішнього середовища провідна роль вищого відділу нервової системи зберігається і в хворому організмі, так як кора робить вирішальний вплив на розвиток і ліквідацію патологічних процесів, а гуморальні фактори, ендокринна та інші системи не грають первинної патогенетичної ролі.

Отже, нервізм в широкому сенсі - це підпорядкування нервової організації всіх процесів в організмі як в нормі, так і при порушеному протягом життєвих функцій; таким чином, під нервізмом мається на увазі універсальне значення кори великих півкуль і в патогенезі захворювань, в самозахисту організму проти шкідливих впливів, у відновних процесах періоду одужання.

Вчення про нервізм відкидає колишні вузько локалістичні принципи терапії, спрямованої лише на місцевий процес, приводить лікаря до синтетичного розуміння захворювань організму, як проявів порушення кортико-вісцерального рівноваги (кортико-вісцеральна патологія). Будь-яке хірургічне захворювання слід розглядати не як місцевий процес, а як поразка всього організму з більш-менш вираженими змінами в корі головного мозку.

3. Фізіологічна регуляція. Гуморальний і нервовий рівні регуляції функцій організму

Фізіологічна регуляція, її роль у взаємозв’язку органів і систем організму, забезпеченні гомеостазу, пристосуванні до змін довкілля.

У процесі еволюції відбувалося формування пристосувальних ре­акцій, спрямованих на підтримання постійних умов зовнішнього сере­довища організму. Вони існують як на рівні окремих біологічних про­цесів, так і всього організму. Кожну з цих умов характеризують відпо­відні параметри. Тому системи регуляції сталості умов контролюють сталість цих параметрів. А якщо зазначені параметри з якоїсь причини відхиляються від норми, механізми регуляції забезпечують повернення їх до вихідного рівня.

Універсальну властивість живого активно зберігати стабільність функцій організму, незважаючи на зовнішні впливи, що можуть її по­рушити, називають гомеостазом.

Стан біологічної системи будь-якого структурно-функціонального рівня залежить від комплексу впливів. Цей комплекс складається із взаємодії багатьох факторів, як зовнішніх стосовно неї, так і тих, що пе­ребувають усередині або утворюються внаслідок процесів, що відбува­ються в ній. Рівень впливу зовнішніх факторів визначають відповідним станом середовища: температурою, вологістю, освітленістю, тиском, газовим складом, магнітними полями тощо. Однак ступінь впливу да­леко не всіх зовнішніх і внутрішніх факторів організм може й повинен підтримувати на постійному рівні. Еволюція відібрала ті з них, що більш необхідні для збереження життєдіяльності, або ті, для підтри­мання яких було знайдено відповідні механізми.

Гуморальний і нервовий рівні регуляції функцій організму.

Найдавнішою формою взаємодії, що виявляється як усередині, так і між клітинами, вважають хімічну взаємодію. Її здійснюють два типи речовин:

а) неспецифічні продукти обміну (метаболіти);

б) специфічні регулятори, біологічно активні сполуки.

Більшість зазначених регуляторів синтезується в багатьох органах, а для деяких з них сформувалися самостійні органи утворення (залози). Вони можуть впливати на процеси, що відбуваються в самій клітині, або виділятися в зовнішнє середовище. Тут вони всмоктуються (най­частіше в кров) і з кров'ю розносяться по всьому організму. Тому такий механізм регуляції називають гуморальною регуляцією. Еволюційно пізніше з'явилися нервові механізми регуляції.

Гуморальна регуляція. Сполуки, що виділяють клітини, діють:

а) на саму клітину (аутокринно);

б) місцево на прилеглі клітини (паракринно);

в) надходячи в рідкі середовища, що доставляють їх до віддалено розташованих клітин {телекринно).

Для регулювання функцій багатьох органів і процесів такий ме­ханізм виявляється навіть ефективнішим, ніж нейронна регуляція. Це зумовлено такими перевагами:

а) біологічно активна сполука може надходити до кожної клітини;

б) ширшим спектром зазначених регуляторів порівняно з медіато­рами периферичних нервів;

в) тривалішою дією на клітини.

Серед таких сполук виділяють гормони й негормональні біологічно активні речовини. Біологічна активність регуляторів визначається тим, що перебуваючи у відносно малій концентрації, вони справляють вира­жену біологічну дію.

Крім гормонів є чимало інших хімічних сполук, що в комплексі з гормонами, нервовою системою або самостійно дають регулювальний або модулювальний (виправлювальний) ефект на функцію органів і систем організму.

Насамперед це нейромедіатори (норадреналін (НА), ацетилхолін (АХ), гамма-аміномасляна кислота (ГАМК), серотонін, гістамін), що, вивільняючись у нервових закінченнях, можуть давати й паракринний ефект.

Речовини такої групи належать до автокринів — хімічних сполук, що утворюються при запальних реакціях. Серед них найважливіші гістамін і брадикінін.

Третю групу речовин становлять продукти метаболізму арахідоно­вої кислоти (міститься в ліпідах клітинних мембран), що утворюються у відповідь на гормональні й іншого роду стимули. Ці сполуки отрима­ли назву простагландинів.

Четверта група регуляторів — сполуки пептидного походження — здійснює контроль чистоти клітинної популяції, імунітету і бере участь у згортанні крові.

Елементи, що здійснюють нервову регуляцію, складаються в реф­лекторну дугу. Починається вона рецептором. Від рецептора йдуть аферентні нервові волокна в нервовий центр. З нервового центру до органа (ефектора) регулювальний сигнал надходить через еферен­тне нервове волокно. Тому нервовий шлях регуляції називають нервоворефлекторним.

Від гуморального шляху він відрізняється тим, що:

а) його сигнали поширюються нервовими волокнами з великою швидкістю — від 0,5 до 80—100 м/с;

б) імпульси надходять строго до певних органів або їхніх частин.

Найпростіша рефлекторна дуга включає два нейрони — аферент­ний і еферентний. Але переважна більшість із них набагато складніші. Ці дуги можуть замикатися і формувати нервові центри в різних струк­турах ЦНС. Чимало з них мають ще й структури, що забезпечують зво­ротний зв'язок виконавчого органа й нервового центру, за допомогою якого регулюється точність відповіді.

У цілісному організмі всі механізми регуляції тісно взаємодіють між собою, утворюючи єдину нейроендокринну систему регуляції. Ця єдність виявляється навіть у тому, що деякі гормони можуть виконува­ні функцію медіаторів або нейротрансмітерів нервової системи. На­приклад, норадреналін — медіатор постгангліонарних волокон симпа­тичних нервів і гормон мозкової речовини надниркових залоз.