Глава 29. Основоположники научных направлений и лауреаты Нобелевской премии в области физиологии

Уильям Гарвей

Физиология человека и животных,как наука о жизнедеятель­ности здорового организма и функциях его составных частей — клеток, тканей, органов и систем, зародилась в XVII столетии. Ос­новоположником экспериментальной физиологии является англий­ский врач, анатом, физиолог и эмбриолог Уильям Гарвей (1578— 1657), который в результате многолетних наблюдений и экспери­ментов создал учение о кровообращении (см.стр386). История фи­зиологии, как и любой другой области знания, неразрывно связана с именами ученых, своими научными поисками и открытиями способствовавших прогрес­су в изучении Природы, в данном слу­чае — жизнедеятельности организма че­ловека и животных. Этим объясняется впервые предпринимаемая попытка представить развитие физиологии в виде совокупности данных, характеризующих вклад известных ученых и лауреатов Нобелевской премии в разработку фи­зиологии клетки, общей физиологии нервной и мышечной систем, физиоло­гии центральной нервной системы, фи­зиологии органов чувств и физиологии висцеральных систем.

29.1. Физиология клетки

Выдающимся достижением в физиологии клетки является обосно­вание в конце 40-х — 50-х годах XX столетия мембранной теории возникновения биоэлектрических потенциалов (А.Ходжкин, Э.Хаксли и Б.Катц). В 1963 г. Нобелевской премии удостоены австралийский нейрофизиолог Джон К.Экклс (р. 1903) и английские физиологи Эндрю Ф.Хаксли (р. 1917) и Алан Л.Ходжкин (р. 1914) за изучение ионных механизмов возбуждения и торможения в периферических и центральных частях оболочек нервных клеток.

372

Д.Экклс впервые осуществил внутриклеточное отведение электри­ческих процессов в клетках центральной нервной системы, опреде­лил электрофизиологические характеристики возбуждающих и тор­мозящих постсинаптических потенциалов в отдельных нервных клет­ках, открыл пресинаптическое торможение. Э.Хаксли и А.Ходжкин показали роль ионов натрия в генезе мембранного потенциала дей­ствия, а также установили, что в состоянии покоя концентрация ионов калия внутри нервной клетки выше, чем снаружи, а кон­центрация ионов натрия, наоборот, выше снаружи. Ходжкин впе­рвые измерил абсолютную величину мембранного потенциала и описал динамику изменений этой величины во время генерации нервного импульса. Хаксли принадлежит открытие ныне широко известного натриевого насоса в механизме генерации и передачи нервного импульса, создание теории мышечного сокращения.

В 1974 г. Нобелевская премия присуждена за исследования струк­турной и функциональной организации клетки. Ее лауреатами стали бельгийские ученые — биолог Альберт Клод (1899- 1983) и биохимик Кристиан Р. Де Дюв (р.1917), а также американский физиолог и цитолог Георг Э.Паладе (р. 1912). Изучая субклеточные фракции, А.Клод показал, что с митохондриями связана активность основных ферментов окисления, а также выделил фракцию субклеточных час­тиц, обогащенных РНК (микросомы Клода). Р.Де Дюв открыл но­вый класс субклеточных частиц, названных им лизосомами, выяснил их природу и развил концепцию об их функции, определил участие лизосом в физиологических и патологических процессах в клетке. Г.Паладе принадлежит открытие и описание рибосом.

Российский биохимик Владимир Александрович Энгельгардт (1894-1984) установил (совм.с М.Н.Любимовой), что сократительный белок мышцы — миозин, обладает аденозин-трифосфатазной активностью. Авторы показали, что при взаимодействии искусственно приготов­ленных миозиновых нитей с АТФ изменяются их механические свойства. Эти данные были развиты американским биохимиком Альбертом Сент-Дьердьи (1893-1986), который обнаружил в мышце белок актин и показал, что актомиозиновые нити укорачиваются под влиянием АТФ. В результате этих открытий и дальнейших исследований выявилось единство принципа функционирования, химической динамики и энергетики обладающих подвижностью раз­личных клеток организма.