Развитие исследований по анатомии и физиологии животных и человека XV – XVIII веках

1. Анатомия животных и человека в XVI –XVII веках

2. Становление и развитие физиологии XVII – XVIII веках

3. Становление сравнительной анатомии

«История науки в первой половине

XVI столетия была в сущности

только историей медицины»

П.Таннери

«Настоящие цели алхимии

заключаются не в изготовлении

золота, а в приготовлении лекарств»

Парацельс

Освоение нового обширного зоологического материала требовало углубления знаний о строении животных. Наряду с накоплением анатомических сведений шло изучение функций отдельных органов. Началось формирование физиологии. Стимулом для развития этих исследований явились главным образом запросы практической медицины.

1. Анатомия животных и человека в XVI –XVII веках

Наибольшие успехи в XVI – XVII веках делала анатомия человека, так как она была связана с практической медициной.

В период Возрождения вскрытие трупов все еще было запрещено. Анатомические знания черпались только из книг Аристотеля и Галена, несогласие с которыми расценивалась как ересь. Но эту традицию сломали ряд исследователей этого периода.

Леонардо да Винчи (1452 – 1519) – итальянский художник и естествоиспытатель. В историю биологии и медицины вошел как борец со средневековой схоластикой, ставший на путь опыта. Изучал анатомию, препарируя трупы людей и животных, делал вивисекции. Разработал методику препарирования головного мозга и применил метод инъекции его желудочков расплавленным воском. Создавал замечательные анатомические рисунки, которые заставляют удивляться точности ученого и искусству гениального художника. Качество анатомического рисунка играло в эту пору огромную роль. Леонардо да Винчи обращал внимание на динамическую анатомию, рассматривая органы в их движении, в их жизнедеятельности. Он приблизился к пониманию процесса кровообращения, изучал органы чувств, нервную систему и т.д. В его трудах обнаруживаются зачатки сравнительной анатомии. Но его работы были неопубликованными более 400 лет (первые опубликованы в 1883 году) и не могли оказать влияние на последующее развитие науки.

А. Везалий (Андреас Везалий) (1514 – 1564) – итальянский естествоиспытатель, основоположник современной анатомии. Основные научные работы посвящены нормальной анатомии человека. Предложил новые методы секции человеческого тела, уточнил и пополнил анатомическую терминологию. В своем труде «Семь книг о строении человеческого тела» (1543) детально описал скелет, связки и мышцы, сосуды, нервы, органы пищеварения, мочеполовую систему, сердце, мозг и органы чувств. Его труд очень хорошо иллюстрирован. Опроверг мнение о том, что в перегородке между желудочками сердца имеется отверстие, и тем подготовил почву для открытия большого и малого кругов кровообращения.

Б. Евстахий (Бартоломео Евстахий) (1510 – 1574) – итальянский анатом и врач. Проводил сравнительно-анатомические и патологоанатомические исследования. Впервые подробно описал (1563) орган слуха человека, открыл соединительный канал между внутренним ухом и носоглоткой, сейчас называемая евстахиева труба. Описал полулунный клапан нижней полой вены. Автор «Анатомических таблиц», опубликованных в 1714 году. Считается один из основоположников научной анатомии.

К. Бартолин (Каспар Бартолин) (1655 – 1738) – датский ученый-энциклопедист. Основные научные работы относятся к анатомии, физиологии и физике (1675 – 1701). Открыл большой проток подъязычной слюнной железы, большие железы преддверия влагалища (бартолиновы железы), описал анатомическое строение ряда органов.

Необходимо назвать и других крупных анатомов XVI – XVII веков, которые впервые изучили строение важнейших органов:

• Г.Фаллопий детально исследовал череп, орган слуха, женские половые органы;

• Д.Фабриций исследовал органы пищеварения;

• Н.Стено детально описал мышечную систему;

• Ф.Глиссон занимался вопросами строения и функционирования печени;

• Т.Виллис изложил основополагающие для XVII века работы по анатомии центральной нервной системы;

• Г.Азелли и Ж.Пекэ изучали лимфотическую систему, млечные сосуды;

• М.Сервет и Р.Коломбо описали малый круг кровообращения.

2. Становление и развитие физиологии

До XVII века вопрос о движении крови в человеческом теле оставался не ясным, общепринятыми были воззрения Галена. Некоторые правильные наблюдения и высказывания Чезальпино и других не привели к пониманию процесса кровообращения. Понять его сумел знаменитый ученый, с которым связано становление физиологии В. Гарвей.

В. Гарвей (Вильям Гарвей) (1578 – 1657) – английский врач, анатом, физиолог и эмбриолог. Основоположник экспериментальной физиологии. Ему принадлежит одно из великих открытий биологической и медицинской науки XVII века – открытие кровообращения (1628). Первым экспериментально доказал, что в теле животного имеется некоторое постоянное сравнительно небольшое количество крови, которая в результате давления, создаваемого сердцем, движется по замкнутому пути. Выяснил функциональное значение различных отделов сердца и крупных сосудов, описал большой и малый круги кровообращения. После многолетних экспериментов создал учение о кровообращении, изложенное в трактате «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных» (1628). За выдающиеся научные достижения ему при жизни был поставлен памятник в Королевском колледже врачей в Лондоне.

Везалий в области анатомии, а Гарвей в области физиологии обосновали новый подход к познанию природы, основой которого были наблюдение и эксперимент. Благодаря этому работы Гарвея оказали большое воздействие не только на физиологию, но и на естествознание в целом. Под впечатлением открытия Гарвея Декарт выдвигает идею о том, что процессы в нервной системе, центром которой является мозг и от которого радиусами расходятся нервные «трубки», совершаются автоматически и не нуждаются в участии души. Внешние воздействия на окончание нервных «нитей» автоматически отражаются от мозга к мышцам. Тем самым было выдвинуто представление о рефлексе как общем принципе нервной деятельности и ее детерминированности внешними стимулами. Декарт распространил принцип автоматизма рефлекторной реакции на все непроизвольные акты. Это представление веками служило компасом для нервно-мышечной физиологии.

Во второй половине XVII века Т.Виллис (Томас Виллис) проанализировав большой клинический материал, в котором мозг представлялся как машина с системой оптических зеркал, предпринял попытку разграничить различные уровни нервно-мышечных реакций – от прямых контактов между раздражением и ответным движением до сложных, опосредованных мозгом. Важное значение имели работы по изучению раздражимости Ф. Глиссона (Фрэнсис Глисссон) (1599-1677) и И.Сваммердама (Иоганн Свамердам) (1637-1680). Проверив экспериментально мнение Декарта об увеличении объема мышцы при ее сокращении, Глиссон опроверг его, выдвинув положение о том, что «мышечные волокна сокращаются благодаря внутреннему жизненному движению». Этот взгляд впоследствии воспринял Галлер, развивший учение о раздражимости.

А. Галлер (Альбрехт Галлер) (1708 – 1777) – швейцарский естествоиспытатель, анатом, физиолог и поэт. Первым употребил (1776) термин «физиология» для определения деятельности здорового организма. Изучал свойства мышечных волокон: их упругость, способность реагировать сокращением на раздражение соответствующего нерва или самой мышцы. Внес ряд дополнений в учение Гарвея, уточнив связь различных звеньев системы кровообращения. Один из первых описал функции целостного организма и обратил внимание на связь между структурой и функциями органов и систем. Исследовал анатомию половых органов и мозга человека.

Из других физиологических исследований XVII века следует отметить замечательные работы ученика Галилея – Борелли. Если работы Гарвея заложили фундамент физиологии кровообращения, то работы Борелли – физиологии движения.

Дж. Борелли (Джованни Борелли) (1608 – 1679) – итальянский натуралист. Научные работы относятся к физике, астрономии, физиологии и патанатомии. Его научные взгляды легли в основу ятромеханики. Впервые обратил внимание на сокращение мышц при движении, считал, что этот процесс зависит от деятельности нервов. Изучал механизм движений животных и человека с позиций математики и механики. Установил роль межреберных мышц в акте дыхания, пассивность расширения легких, впервые истолковал движение сердца как мышечное сокращение. В труде Борелли «О движении животных» (1680 – 1681) описываются механизмы хождения, бегания, плавания, прыганья, полета, дыхательных движений и т.д.

Свести сложные законы жизнедеятельности к простым законам механики считалось в XVII веке важнейшей задачей. Это направление получило название ятромеханики. Его главными представителями были итальянцы, Беллини, Баливи, Сантарио, Мичелотти, шотландец Питкэрн, знаменитый нидерландский медик Бургаве.

Наряду с «ятромеханическим» направлением в физиологии развивалось и «ятрохимическое», сторонники которого стремились истолковать жизненные явления на основе химических представлений той эпохи. К этому направлению относятся труды голландского врача Ф. Сильвия (Франциск Сильвий) (1614-1672), который считается основателем т. н. школы «ятрохимии» в медицине, объяснявшей происхождение заболеваний химическими процессами в человеческом организме. Сильвий пытался создать химические представления о процессах пищеварения. Сильвий рассматривал жизнедеятельность как ряд реакций, определявшихся соотношением кислот и щелочей, стимулированных особыми веществами «ферментами» (слово ферменты употреблялось не в современном понимании). Примерно в это же время английский врач Майов пытался истолковать процессы дыхания по аналогии с процессами горения. Зачатки ятрохимического направления содержатся в произведениях Парацельса.

Т. Парацельс (Теофраст Парацельс) (1493 – 1541) – швейцарский врач, один из основателей ятрохимии. В ранний период деятельности увлекался алхимией, искал всеисцеляющее лекарство. Пришел к выводу, что универсального средства от всех болезней не существует. Сторонник теории живого возбудителя болезней. Изучал терапевтическое действие различных химических элементов. Развил представление о дозировке лекарств. Предложил использовать минеральные источники для лечения различных заболеваний.

В XVIII веке продолжается изучение физиологии. Роль спинного мозга в рефлексах изучал английский невролог Р.Уайт (1714-1766). В трудах немецкого медика и физиолога И. Рейля (Иоганн Христиан Рейль) (1759-1913) намечаются основы патологической физиологии. В 1757 – 1766 годах выходит сочинение Галлера «Элементы физиологии». Важный вклад в изучение нервной системы внес Прохаска.

И. Прохаска (Иржи Прохаска) (1749 – 1820) – чешский анатом, физиолог и психолог. Ранние исследования касаются вопросов кровообращения и строения мышц. Развивал рефлекторный принцип функционирования нервной системы. Предложил термин «рефлекс». Различал чувствительные и двигательные нервы. Автор руководств по физиологии, переведенные на многие языки.

Интересные работы по различным вопросам анатомии и физиологии выполнили русские ученые Н.М.Максимович-Амбодик, С.Г.Зыбелин, Д.С.Самойлович и др.

3. Становление сравнительной анатомии

Зачатки сравнительной анатомии обнаруживаются уже в трудах Аристотеля и Леонардо да Винчи. Леонардо да Винчи отмечал наличие «аналогичных членов» у всех наземных животных.

В XVI веке элементы сравнительной анатомии имеются в трудах А.Везалия и французского зоолога П.Белона. П.Белон провел интересное сравнение структуры скелетов человека и птицы.

Исследователи сравнивали анатомическую структуру многих низших и высших животных, обнаруживая при этом черты единства в их строении. В XVII веке развитие сравнительно-анатомического метода связано с именами А.Северино, К.Перро, Э.Тисона, Т.Виллиса:

• Северино ставил задачу выявить общий прототип высших и низших животных, сравнивая их строение;

• Виллис, употребляя термин «сравнительная анатомия», пытался сравнивать строение человека и рака;

• Сваммердам, который писал о «сравнительном расчленении», настаивал на том, что строение одного животного может помочь нам понять структуру другого;

• Тисон написал труд: «Оранг-утан или Homo silvestris, или анатомия пигмея в сравнении с анатомией обезьян и человека» (1699).

Работы, подобные книге Тисона, создавали предпосылки для сопоставления строения человека с другими приматами и для построения первых научных гипотез о происхождении человека. Указанными исследованиями создавались важные отправные пункты для эволюционного учения.

Сравнительно-анатомические работы значительно углубляются в XVIII веке. Разносторонний голландский ученый П.Кампер автор «Дух докладов об аналогии в строении тела человека и четвероногих» и других трудов, показал наличие глубокого сходства в строении основных систем органов человека и животных. Близкие идеи развивал английский анатом и хирург Дж. Хантер, которым был создан анатомический музей, содержавший около 14 000 препаратов, большинство которых было приготовлено им самим.

Важные сравнительно-анатомические исследования принадлежат французскому ученому Ф.Вик д^,Азиру. Он пришел к представлению о единстве структуры и функции органов, выполняющих те или иные жизненные функции.

Особенной высоты достигает сравнительная анатомия в самом конце XVIII века и в первой трети XIX века в трудах двух ученых – Ж. Сент-Илера и Ж. Кювье.

Ж. Сент-Илер (Жоффруа Этьен Сент-Илер) (1772 – 1844) – французский зоолог, эволюционист, один из предшественников Дарвина. Пришел к заключению, что важнейшей проблемой зоологии является обоснование всеобщего закона о «едином плане строения» животного мира. Его работы подготовили реформу классификации позвоночных животных на сравнительно-анатомической основе. Участвовал (1798 – 1801) в экспедиции в Египет, где собрал коллекции млекопитающих, пресмыкающихся, земноводных и рыб, имеющие большое научное значение. Выступил (1831) в защиту эволюционных идей, опираясь при этом на свой обширный коллекционный материал по эмбриологии, палеонтологии, сравнительной анатомии, систематике. Основоположник науки об акклиматизации животных.

Ж. Кювье (Жорж Кювье) (1769 – 1832) – французский зоолог. Научные работы относятся к сравнительной анатомии, палеонтологии и систематики животных. В основу своих исследований положил принцип «корреляции органов». Одновременно с К.М.Бэром разработал понятие о типах в зоологии. Впервые объединил в один тип позвоночных классы млекопитающих, птиц, амфибий и рыб. В основу классификации положил строение нервной системы. Заложил (1812) основы сравнительной анатомии и палеонтологии. Благодаря использованию принципов «корреляции органов» и «функциональной корреляции» смог реконструировать целые ископаемые организмы по немногим, найденным при раскопках частям. Полученные Кювье данные подводили фундамент под эволюционную теорию. Отрицал учение Ламарка об изменяемости живой природы и положение Сент-Илера о единстве организации животных. Выдвинул теорию катастроф (1817 – 1824).

Сравнительно-анатомические работы создали новую основу для систематики животных. Раньше систематики исходили главным образом из некоторых внешних особенностей животных, теперь же становилось возможным строить систему животных на основе глубокого знания и сравнения их внутренней структуры. Это позволило Ламарку, Сент-Илеру, Кювье и другим ученым в начале XIX века произвести коренную реформу систематики животных.