Тема № 1. История развития физиологии. Основные методы физиологических исследований

§ 1.Основные исторические этапы развития физиологии

Представления о функциях отдельных органов и систем человеческого организма, о механизмах различных видов его деятельности формировались на протяжении многих веков.

Физиология рождалась, главным образом, в связи с запросами медицины. Вместе с тем, интерес к функциям человеческого тела стимулировался многими другими сторонами человеческой деятельности: физическим трудом, военным делом, спортом, путешествиями и т.д. Все эти формы деятельности ставили вопрос о выносливости, силе, скорости, о развитии и совершенствовании этих качеств. Лечение людей требовало знаний строения человеческого тела. Поэтому достижения анатомии стали фундаментом для развития физиологии.

Кроме того, физиология опирается на такие науки, как биохимия и биофизика. Лишь после открытия кислорода оказалось возможным объяснить механизм тканевого дыхания.

Описание закона сохранения энергии «вдохнуло жизнь» в раздел обмена веществ. Становление биохимии сделало возможным понимание важнейших сторон физиологии крови, кровообращения, пищеварения, выделения, желез внутренней секреции.

Развитие физиологии на каждом историческом этапе отражало борьбу основных философских направлений эпохи. Материалистические позиции физиологов и диалектический метод, во многом, обеспечивают успешное изучение таких вопросов, как отличие живой материи от неживой, соотношение мозга и сознания и т.д. Представления о функциях организма в разные исторические периоды имели свои особенности.

Средние века принесли мало знаний. Церковь безраздельно господствовала над наукой, возводя непреодолимую преграду между «бессмертной душой» и телом человека.

Эпоха Возрождения оказала разностороннее влияние на развитие физиологии. Зародилась ятрохимия и ятрофизика (ятрос – врач).

А. Левенгук изобрел микроскоп, что облегчило последующее изучение функции почек, легких, системы кровообращения. Французский философ Р.Декарт внес в физиологию понятие о «рефлекторной деятельности организма». Врач У.Гарвей описал работу сердца и циркуляцию крови в большом и малом кругах кровообращения. Большой вклад в развитие представлений о мышечных сокращениях внес Ф. Глиссон. Механизм дыхания описал А.Галлер. Он также высказал идею о переносе газов кровью.

К первой половине XVIII века относится начало развития физиологии в России, которое было ознаменовано открытием, по замыслу Петра I, Академии наук. Большую роль в становлении русской науки в целом, и физиологии в частности, сыграл М.В.Ломоносов. Он открыл закон сохранения веществ и механизм цветного зрения.

Хотя в XVII – XVIII в.в. в физиологии преобладало анатомическое направление, шире стали применяться физические и химические методы. Так, Д.Бернулли измерил скорость движения крови в сосудах. А.Лавуазье заложил основы представления об окислительных процессах, Л.Гальвани доказал наличие в тканях «животного электричества», тем самым заложив основы исследований процессов возбуждения. Георг Прохаски развил представления о принципах рефлекторной деятельности.

Начало XIX века в России ознаменовалось трудами А.М.Филомафитского, который издал первый русский учебник физиологии. Ему принадлежат опыты по переливанию крови. Он изучал пищеварение с помощью наложения фистулы желудка собаки.

Прогрессу физиологии середины XIX века способствовали три замечательных открытия: закон сохранения энергии (Р.Майер, Г.Гельмгольц), происхождение видов (Ч.Дарвин) и клеточное строение (Т.Шванн, М.Шлейден). Разработал экспериментальные методики с количественной оценкой результатов немецкий физиолог К.Людвиг. Им предложен кимограф и ртутный монограф для записи кровяного давления.

Во второй половине XIX века физиология окончательно отделилась от анатомии и стала самостоятельной наукой. В университетах России и Америки создавались физиологические лаборатории. В этот период многие ученые стали заниматься изучением функций нервной системы.

Развитие физиологии в последней трети XIX и начала XX века в России происходило особенно интенсивно. Всемирную известность приобрели работы Н.Е.Введенского, который выдвинул новый взгляд на природу торможения, создал теорию парабиоза и др.

Особая заслуга в создании новых направлений в физиологии в России, а затем и в мире, принадлежала Ивану Михайловичу Сеченову и Ивану Петровичу Павлову.

«Отцом русской физиологии» называют И.М.Сеченова (1829-1905 г.г.). Сеченов И.М. стал основоположником новой отрасли науки – физиологии труда. Он впервые извлек и проанализировал растворенные в крови газы, описал явление торможения в центральной нервной системе. Особенно важное значение имеет разработанная им материалистическая теория психической деятельности человека. В своей книге «Рефлексы головного мозга» (1863) Сеченов убедительно показал, что сложнейшие психические процессы протекают по рефлекторному механизму.

На рубеже XIX и ХХ веков развернулось творчество великого русского физиолога И.П.Павлова (1849-1936). И.П.Павлов провел выдающиеся исследования по вопросам регуляции кровообращения и пищеварения. Им разработана методика операций, которые не нарушали здоровья животного и, в то же время, позволяли длительно наблюдать за работой пищеварительных желез. За работы по физиологии пищеварения в 1904 г. ему была присуждена Нобелевская премия. Венцом научного творчества Павлова И.П. было создание нового раздела физиологии – учение о высшей нервной деятельности. Он впервые создал метод, позволяющий изучить психические процессы. Основываясь на теоретических положениях И.М. Сеченова об организме как целом, И.П. Павлов выдвинул положение о том, что условные рефлексы являются высшей формой приспособления организма к условиям существования.

В первой половине ХХ века аспект исследований организма как целого получил дальнейшее развитие. Опираясь на идею Бернулли о постоянстве внутренней среды, У.Кеннон создал учение о гомеостазе – универсальном свойстве живого организма сохранять стабильность (постоянство) деятельности различных систем в ответ на внешние воздействия, нарушающие это постоянство. С идеями гомеостаза связано появление новой науки – кибернетики. В этот же период появилась возможность регистрации функций организма на расстоянии (радио- и телеметрия).

Общая направленность физиологических исследований в наши дни состоит в том, что физиологи получили новые возможности для изучения деятельности различных систем и органов. Характерной особенностью современной физиологии является изучение процессов в клетках, мембранах и даже молекулярные процессы.

Развитие космонавтики, воздухоплавания, освоение горных массивов и вод мирового океана привело к необходимости изучения влияния на человеческий организм невесомости, пониженного или повышенного барометрического давления. Развитие спорта и проблема гиподинамии вызвала необходимость исследования двигательных функций, возможных пределов интенсификации функциональной активности различных систем организма.