Методы физиологических исследований и история их развития кратко

Обновлено: 30.06.2024

В переводе с греческого физиология — это учение о природе.

Сегодня ее понимают по-другому. Что изучает физиология?

Физиология человека — это раздел биологии, изучающий процессы жизнедеятельности живых организмов, которые населяют планету, их физиологические системы, органы, ткани, клетки, субклеточные структуры и, что не менее важно, взаимосвязь с внешними факторами.

Физиология как наука появилась относительно давно. Тем, как функционируют живые системы, первым заинтересовался Гиппократ. Сегодня механизмы и особенности организма изучаются учеными с помощью различных методов. Главной целью исследований в области физиологии является определение механизма существования живого и его саморегуляция.

Что является объектом, предметом и задачами физиологии

Говоря о предмете, объекте и задачах физиологии — науке о человеке — мы говорим о теоретических основах науки.

Объектом изучения физиологии выступают живые организмы.

Предметом изучения выступают структурные компоненты организма.

Теперь перейдем к задачам, которые помогут понять, что изучает наука физиология. Основных задач всего 2:

Исследование особенностей работы и функций клеток, органов, тканей, систем органов и организма в целом.
Определение и изучение реакций, которые возникают у организма в результате влияния факторов внутренней и окружающей среды.

Методы исследования физиологии

Есть как минимум 6 методов, с помощью которых физиология изучает живые организмы:

Физиология – важная область человеческого знания, наука о жизнедеятельности целостного организма, физиологических систем, органов, клеток и отдельных клеточных структур. Как важнейшая синтетическая отрасль знаний физиология стремится вскрыть механизмы регуляции и закономерности жизнедеятельности организма и взаимодействия его с окружающей средой. Физиология является базисом, теоретической основой – философией медицины, объединяющей разрозненные знания и факты в одно целое. Врач оценивает состояние человека, уровень его дееспособности по степени функциональных нарушений, т. е. по характеру и величине отклонения от нормы важнейших физиологических функций. Для того чтобы вернуть эти отклонения к норме, необходимо учитывать индивидуальные возрастные, этнические особенности организма, а также экологические и социальные условия среды обитания.

При фармакологической коррекции нарушенных в неадекватных условиях функций организма следует обращать внимание не только на особенности влияния природно-климатических и производственных условий среды обитания, но и на характер антропогенного загрязнения – количество и качество вредных высокотоксичных веществ в атмосфере, воде, продуктах питания.

Структура и функция тесно связаны между собой и взаимо-обусловлены. Для интегративной оценки жизнедеятельности целостного организма физиология синтезирует конкретные комплексные сведения, полученные такими науками, как анатомия, цитология, гистология, молекулярная биология, биохимия, экология, биофизика и смежными с ними. Для оценки всего многообразия сложных физиологических процессов, которые протекают в организме в ходе адаптации, необходим системный подход и глубокое философское осмысление и обобщение. Физиологические знания были добыты в результате накопленных учеными разных стран оригинальных экспериментальных материалов.

Главный объект медицинского исследования – человек, но основные физиологические закономерности по известной причине установлены в экспериментах на различных видах животных как в лабораторных, так и естественных условиях. Чем выше организация животного, чем ближе изучаемый объект подходит к человеку, тем ценнее полученные результаты. Однако результаты экспериментальных исследований на животных в области сравнительной и экологической физиологии могут быть перенесены на человека только после тщательного анализа и обязательного критического сопоставления полученных материалов с клиническими данными.

При возникновении у обследуемого признаков функциональных нарушений, например, при адаптации в неадекватных условиях, экстремальных воздействиях или при приеме фармакологических препаратов физиолог должен осмыслить, объяснить, чем детерминированы эти нарушения, и дать эколого-физиологическое обоснование. Одним из основных жизненных свойств является способность организма к компенсации, т. е. к выравниванию отклонений от нормы, восстановлению тем или иным путем нарушенной функции.

Физиология изучает новое качество живого – его функцию или проявления жизнедеятельности организма и его частей, направленные на достижение полезного результата и обладающие приспособительными свойствами. В основе жизнедеятельности любой функции лежит обмен веществ, энергии и информацией.

Условия существования человека определяются специфическими физическими и химическими особенностями внутренней и внешней среды, природно-климатическими факторами, а также социально-культурными традициями и качеством жизни населения. Феногенотипическую особенность каждого индивидуума надо учитывать при использовании фармакологических препаратов.

В основе формирования сложной физиологической системы каждого организма лежит индивидуальная временная шкала. Методологические принципы биоритмологии – хронофизиологии, хронофармакологии в настоящее время уверенно проникают в исследования всех уровней организации живого – от молекулярного до целостного организма. Ритмичность как одна из фундаментальных особенностей функционирования организма непосредственно связана с механизмами обратной связи, саморегуляции и адаптации. При проведении хронофизиологических и хронофармакологических исследований необходимо учитывать данные о сезоне года, времени суток, возрасте, типологических и конституциональных особенностях организма и экологических условиях среды обитания.

Основная суть жизни проявляется в осуществлении двух принципиально важных процессов – рождения и выживания. Потребность сохранения жизни человека была на всех этапах его развития, и уже в древности формировались элементарные представления о деятельности организма человека.

Отец медицины Гиппократ (460 – 377 гг. до н.э.) заложил основы для понимания роли отдельных систем и функций организма как целого. Подобных воззрений придерживался и другой знаменитый врач древности – римский анатом Гален (201 – 131гг. до н.э.). Гуморальные гипотезы и теории в течение целых тысячелетий оставались господствующими и среди врачей древнего Китая, Индии, Ближнего Востока и Европы.

Рене Декарт (1596–1650 гг.) сформулировал рефлекторный принцип организации движений – принцип отражения в ответ на побуждающий их стимул. Декарт пытался законами механики объяснить как ход небесных светил, так и поведение животных.

В 1822 г. Ф. Мажанди (1785–1855 гг.) доказал раздельное существование чувствительных – афферентных (центростремительных) и двигательных – эфферентных (центробежных) нервных волокон. Это явилось важным шагом в установлении связей между функциями нервной системы и ее структурой.

Основоположником отечественной экспериментальной физиологии является профессор Московского университета А. М. Филомафитский (1802–1849 гг.), изучавший вопросы, связанные с физиологией дыхания, переливанием крови, применением наркоза. Он написал первый учебник по физиологии.

Три великих открытия естествознания – закон сохранения энергии, клеточная теория и эволюционное учение – явились основой развития многих естественно-научных дисциплин. На базе физико-химических знаний во второй половине XIX столетия стала интенсивно развиваться физиология. Возникли физиологические школы, привлекающие молодых ученых из разных стран (К. Людвиг, Р. Гейденгайн и других). В этот период были достигнуты определяющие успехи в углубленном изучении деятельности органов и систем, развивалась физиология нервов и мышц как возбудимых тканей (Дюбуа Реймон, Г. Гельмгольц, Э. Пфлюгер).

И. М. Сеченов вошел в историю науки как великий ученый-мыслитель, дерзнувший подвергнуть анализу естествоиспытателя самую сложную область природы – явления сознания высших отделов головного мозга. Обогатив науку величайшими открытиями, он выдвинул наиболее правильные представления по важнейшим принципиальным вопросам физиологии, создал первую в России физиологическую школу. Его учениками были Н. Е. Введенский, В. Ф. Вериго, А. Ф. Самойлов.

Идеи, разработанные И. М. Сеченовым, были развиты в трудах И. П. Павлова (1849- 1936 гг.) и его многочисленных учеников. И. П. Павлов вывел рефлекторную деятельность мозга на качественно новый уровень, создав учение о высшей нервной деятельности (поведении) человека и животных, ее проявлениях в норме и при патологии.

Учениками и последователями И. П. Павлова были Л. А. Орбели, П. К. Анохин, Э. А. Асратян, К. М. Быков и многие другие, которые своими фундаментальными трудами способствовали дальнейшему развитию основных положений учения о высшей нервной деятельности. Распространение естественно-научного исследования на высшие формы нервной деятельности основывалось на принципах детерминизма (причинности), структурности.

Исследование высшей нервной деятельности на основе дальнейшего развития рефлекторной теории, выявление объективных законов этой деятельности составляет ярчайшую страницу современного естествознания. Вклад отечественных ученых в мировую науку о мозге общепризнан, многое сделано и в изучении локализации функций в мозге (В. М. Бехтерев, Н. А. Миславский и др.) Физиология мозга и других важнейших систем организма успешно развивается в странах Европы и в США. Основные принципы координационной деятельности мозга были разработаны и сформулированы Ч. С. Шеррингтоном (1856–1952 гг.). Его работы вместе с результатами исследований электрофизиолога Э. Д. Эдриана (1889–1977 гг.) были в 1932 г. удостоены Нобелевской премии.

За исследования капиллярного кровообращения Нобелевскую премию получил А. Крог. Большой научный вклад в физиологию сердечно-сосудистой системы внесли отечественные ученые В. В. Парин, В. Н. Черниговский и др. За работы в области физиологии дыхания и в частности – выяснения механизмов регуляции этой важнейшей функции Нобелевской премии был удостоен К. Гейманс, а за открытие ферментативного механизма клеточного дыхания – О. Г. Варбург.

Велик вклад ученых в физиологию дыхательного центра и его роли в регуляции дыхания (Н. А. Миславский, Д. С. Холдейн, М. В. Сергиевский). Большое значение имели работы Ф. В. Овсянникова, описавшего сосудодвигательный центр.

В области физиологии пищеварения, продолжая славные традиции первооткрывателей, огромный вклад внесли И. П. Разенков, Г. В. Фольборт, Б. П. Бабкин и др. Особенно следует отметить заслуги A. M. Уголева, которому принадлежит честь открытия мембранного кишечного пищеварения, а также вклад в разработку современной концепции эндокринной деятельности желудочно-кишечного тракта.

Наше столетие богато открытиями в области изучения желез внутренней секреции. Целой плеяде замечательных ученых присуждены Нобелевские премии за работы по инсулину, дважды за открытия в области физиологии гипофиза, за исследование функции надпочечников, за регуляцию и гормональное воздействие на обмен веществ.

В разработке медико-биологических проблем наибольшие успехи в этом столетии достигнуты иммунологами. За открытия в этой области учеными разных стран получено наибольшее число Нобелевских премий – одиннадцать! Среди них и выдающиеся физиологи, биохимики, клиницисты и представители других смежных наук.

Если XIX век характеризуется как период расцвета аналитической физиологии, когда были сделаны выдающиеся открытия по всем важнейшим физиологическим системам, то XX век – период интеграции и специализации наук.

Именно в двадцатом столетии выделились два основных направления развития физиологической науки:

1. Глубокое изучение физико-химических процессов в клетках, мембранах, преобразований на молекулярном уровне. Делаются принципиальные открытия в области цитофизиологии и цитохимии, утверждается мембранная теория биоэлектрических потенциалов. За создание этой теории и установление ионных механизмов возбуждения нейронов в 1963 г. были удостоены Нобелевской премии Д. Экклс, Э. Хаксли, А. Ходжкин.

2. Формирование представлений о единстве организма, гомеостазе (К. Бернар, У. Кеннон) и взаимосвязи организма с окружающей внешней средой (И. М. Сеченов, И. П. Павлов).

На основе всего этого в настоящее время успешно развиваются адаптология, биоритмология, а также междисциплинарная область знаний – экология человека. В условиях резкого изменения и антропогенного загрязнения среды обитания человека, необычайной миграционной подвижности, урбанизации, сложных демографических процессов в масштабах планеты становятся приоритетными такие медико-биологические направления как разработка физиологически обоснованных средств охраны здоровья населения и экологической безопасности биосферы.

Отрицательные факторы антропогенного воздействия способствуют снижению резервов здоровья, нарастанию степени психофизиологического напряжения, появлению новых форм экологических болезней. Деятельность человека как существа биосоциального изучают гуманитарные науки, а как эта деятельность реализуется в его живом теле исследуют физиология и экология человека. Со временем физиология может дать конкретные рекомендации для сохранения здоровья биосферы и совершенствования общества и самого человека.

В новых природных и производственных условиях человек нередко испытывает влияние весьма необычных, чрезмерных и жестких факторов среды, неадекватных его природе. Речь идет о специфической и весьма сложной социально-биологической адаптации в зонах экологического бедствия, в огромных городахгигантах, в условиях аридной зоны, Арктики, Антарктики и Заполярья, в подводных сооружениях и пещерах, в обитаемых космических летательных аппаратах.

В исследовании физиологических механизмов адаптации человека в экстремальных природных и производственных условиях, разработке объективных критериев и путей оптимизации адаптации, а также создании таких важнейших новых направлений, как космическая, экологическая, социальная физиология, хронофизиология, высокогорная и спортивная физиология, несомненно, приоритет принадлежит отечественным ученым. Внедрение в науку современных электронно-вычислительных машин и механизмов позволило физиологам использовать в своих исследованиях современную аппаратуру и дало возможность при анализе качественно и количественно оценить полученные результаты.

Знание важнейших физиологических закономерностей позволило в современных условиях создать их математические модели, с помощью которых жизненные процессы воспроизводят на компьютерах, исследуя различные варианты реакции при воздействии на организм лекарственных веществ, а также неблагоприятных экологических факторов.

Союз физиологии и современных компьютеров, несомненно, оказывается полезным, особенно в чрезвычайных условиях при дефиците времени и проведении сложных исследований мозговой деятельности, хирургических операций, при реанимации, тяжелых отравлениях, но во всем нужна мера. Чрезмерное увлечение компьютерами, сложными приборами и механизмами деформирует мышление врача. Используя для физиологических исследований самую совершенную машину, надо помнить, что компьютер и любой механизм лишен абстрактного мышления, а главное – духовности.

Знание физиологических закономерностей потребовалось не только для научной организации и повышения производительности труда. Использование действующих в организме принципов высочайшего совершенства в конструкции и управлении функциями живых организмов открывает новые перспективы для научно-технического прогресса, создания новейших машин и механизмов. На стыке физиологии и других естественных и технических наук рождаются новые науки и научные направления, в частности, бионика, иммунология, нейрокибернетика, биотехнология, биоэнергетика и другие. Физиология и экология человека синтезируют все естествознание в единую фундаментальную и всеобъемлющую науку о ЧЕЛОВЕКЕ.

Глава 2 Бронхиальная астма: о физиологии

Глава 2 Бронхиальная астма: о физиологии Для того чтобы понять, почему и как появляются типичные для бронхиальной астмы симптомы (прежде всего приступы удушья), рассмотрим, как работают бронхи и легкие в нормальном режиме (Немцов, 2001).2.1. Как работает наша дыхательная

Глава 10. Нобелевские премии в области медицины и физиологии и смежных с ними наук

Глава 10. Нобелевские премии в области медицины и физиологии и смежных с ними наук Наука интернациональна по своей сути. Общие принципы познания законов природы, единые для всего живого и неживого мира законы развития объединяют ученых различных стран и научных школ.В

Глава 2 Основы физиологии и патофизиологии пищеварения

Глава 2 Основы физиологии и патофизиологии пищеварения Организм человека в процессе жизнедеятельности расходует различные вещества и значительное количество энергии. Из внешней среды должны поступать вещества, необходимые для пластических и энергетических

ДРУГИЕ ВИДЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ДРУГИЕ ВИДЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ В настоящее время офтальмология оснащается новыми приборами, созданными на основе современной передовой технологии, с высоким качеством изображения и разрешающей способностью, с уникальными системами анализа, которые дают

Многообразие различных физиологических регуляций и их интеграции

Многообразие различных физиологических регуляций и их интеграции В течение тысячелетий организм человека и животных умел приспособиться к огромным температурным изменениям. Самые северные народы, живущие за Полярным кругом, как и их олени и собаки, проводят свою жизнь

Десинхронизация ритмов физиологических функций

Десинхронизация ритмов физиологических функций Нарушения биологических ритмов могут обусловливаться не только внешними влияниями, но и расстройствами тех или других органов. Причины дизритмии, или нарушения ритма физиологических функций, чрезвычайно разнообразны,

Глава 1. Метафизика физиологии. Карманов

Глава 1. Метафизика физиологии. Карманов Сейчас все чаще появляются работы, которые как бы сожалеют о том, что Физиология шла на захват научного Олимпа слишком грубо, не заботясь о неуязвимости и тонком философском обосновании своих заявок. Именно такой Метафизикой

Произвольное изменение параметров физиологических реакций

Произвольное изменение параметров физиологических реакций Саморегуляция – это, по сути, совокупность способов достижения спокойствия, воздействия на телесные реакции, которыми можно произвольно изменять физиологические параметры деятельности организма. Такая

Глава 2 Ваша кожа: о физиологии

Глава 2 Ваша кожа: о физиологии Кожа является самым поверхностным и самым крупным органом человеческого организма. Общая площадь кожных покровов человека составляет около двух квадратных метров, а масса кожи вместе с подкожной жировой клетчаткой колеблется от 7 до 11

Глава 2 Лишний вес: о физиологии

Глава 2 Лишний вес: о физиологии Ожирение определяется как накопление жира в организме, приводящее к увеличению массы тела на 15–20 % и более от средних нормальных величин. В медицине выделяют четыре степени ожирения: 1-я степень – избыток массы тела на 20–29 % превышает

Глава 2 Сахарный диабет: о физиологии

Глава 2 Сахарный диабет: о физиологии Сахарный диабет – это болезнь обмена веществ, базирующаяся на недостаточности инсулина. Он представляет собой расстройство метаболизма и сосудистой системы, проявляющееся в том, что организм не в состоянии нормально перерабатывать

Глава 2 Головная боль: о физиологии

Глава 2 Головная боль: о физиологии Боль – одно из самых распространенных ощущений. Многие знают, что характер, степень выраженности, продолжительность, локализация и другие особенности боли могут быть очень разными. Не существует двух людей, которые бы одинаково

Глава восьмая. Использование Исследований и пяти Принципов для интеграции энергии в тело и обновления

Глава восьмая. Использование Исследований и пяти Принципов для интеграции энергии в тело и обновления Забавные примеры и истории из жизни, содержащиеся в этой главе, приведены в качестве иллюстрации того, насколько широк круг проблем, с которыми люди сталкиваются

Глава 1 Необходимые знания по анатомии и физиологии человека

Глава 1 Необходимые знания по анатомии и физиологии человека Человеческий организм состоит из миллиардов клеток, строго дифференцированных по функциям и строению (костные, мышечные, кожные, кровеносные, нервные и др.) и объединенных в иерархические функциональные

История физиологии – система знаний о потребностях, путях и способах познания и формирования представлений о процессах и функциях организма животных, необходимых для дальнейшего эффективного их изучения.

Дальше развитие физиологии выделяет 3 этапа:

Первый этап (XVII – XVIII) – накопление фактов о проявлении жизнедеятельности организма. Вслед за Гарвеем А. Левенгук и М. Мальпигий обнаружили и доказали наличие капилляров. Огромное значение для развития физиологии имело открытие рефлекса французским философом, математиком и физиологом Рене Декартом. В 1748 г. русским естествоиспытателем М. В. Ломоносовым впервые и задолго до зарубежных ученых был сформулирован закон сохранения вещества и превращения энергии. Сложились первые представления о дыхании, химизме пищеварения, затратах энергии, биоэлектрических явлениях в организме.

Второй этап (XIX) – идет обобщение отдельных фактов, общих явлений, принципов, формирование теорий деятельности органов организма. Успехи в органической химии; закон сохранения энергии (В. Майер, Д. Джоуль и Г. Гельмгольц развили закон сохранения веществ М.В. Ломоносова); открытие клетки (Т. Шванн); рефлекторная теория (И.М. Сеченов);создание теории развития органического мира ( Ж.-Б. Ламарк и Ч. Дарвин); И.П. Павлов развил теории Сеченова. Это этап абстрактно-теоретического познания существа деятельности организма.

Третий этап (XX и настоящее время) – из полученных экспериментальных данных формируются новые представления о принципах деятельности органов и организма, ставят новые задачи и открывают новые, более глубокие закономерности жизнедеятельности микроорганизма.

*Развитие физиологии в России (основные имена)

И. М. Сеченов – открытие явления центрального торможения, которое послужило основой для дальнейшего изучения взаимоотношений процессов возбуждения и торможения в нервной системе. издается книга "Рефлексы головного мозга", в которой было сформулировано материалистическое положение о том, что деятельность головного мозга осуществляется по принципу рефлекса и подлежит не только наблюдению, но и точному изучению. В дальнейшем были развиты в трудах И. П. Павлова.

М. В. Ломоносов (1711-1765) – впервые сформулировал закон сохранения материи и превращения энергии, разработал научные основы процесса окисления.

А. М. Филомафитский – основоположник экспериментальной физиологии, изучавший вопросы, связанные с физиологией дыхания, переливанием крови, применением наркоза. Написал первый русский учебник по физиологии.

И. П. Павлов – изучение функций высших отделов центральной нервной системы животных позволило вплотную подойти к раскрытию законов деятельности головного мозга человека. Создал учение о типах высшей нервной деятельности, которое имеет не только теоретическое, но и практическое значение.

Вершиной творчества является его учение о сигнальных системах коры головного мозга. Показал качественные особенности высшей нервной деятельности человека, изучил и описал механизмы, с помощью которых осуществляется абстрактное мышление, присущее только человеку.

Н. Е. Введенский – разработал новый метод телефонической регистрации электрических явлений в живых тканях.

Методы: Метод наблюдения. Сущность метода наблюдения сводится к констатации и оценке проявления того или иного физиологического процесса, той или иной функции органа, ткани в естественных условиях. Метод позволяет определить, как проявляется процесс или функция органа,

ткани.. Haпpимеp, деятельность слюнной железы проявляется в выделении слюны в таком-то объёме, которая имеет тaкoе-тo свойство. Однако наблюдение явления не дает ответа, почему осуществляется тот или иной физиологический процесс или функция.

Метод наблюдения предусматривает использование простых и сложных приборов, вспомогательных операций (наложение фистул на исследуемый орган, вживление электродов и др. ).

Метод эксперимента (или опыта). Сущность метода эксперимента сводится к определению роли факторов, обеспечивающих деятельность тканей, органов, организма, путем направленного устранения или усиления действия того или иного условия (фактора) их жизнедеятельности. B конечном итоге на основе эксперимента делают заключению, почему осуществляется данный физиологический процесс или функция.

Метод эксперимента, как м метод наблюдения, предусматривает использование простой и сложной современной аппаратуры, приборов, входящих в системы, предназначенные для воздействия на объект и регистрации, различных проявлений жизнедеятельности, a также вспомогательных приёмов (изоляция нерва, вживление электродов, наложение фистул и др.).

Знать особенности функционирования организма, каждой его части, структуры, уметь исследовать и прогнозировать изменения и патологии - это важная задача для специалистов в области медицины. Существует целая наука, которая занимается изучением как раз таких вопросов. Она называется физиология. Это наука о тех процессах, которые сопровождают нормальную жизнедеятельность организма. Возникла она достаточно давно, еще Гиппократ впервые проявлял интерес к функционированию живых систем. Сегодня существуют разнообразные методы изучения физиологии, которые помогают в полной мере понять те или иные механизмы и особенности организма.

Общее понятие о физиологии

Начать следует с общего понятия. Физиология - это наука о жизнедеятельности живого существа, его взаимосвязи с внешними условиями среды, их влиянии на состояние здоровья и нормального функционирования органов и их систем. В целом главная мысль данной науки - выявить глубинные механизмы существования живого, понять, как происходит его саморегуляция и все остальные процессы.

Объектом физиологии является только живой организм, ведь именно так возможно выявить все интересующие людей закономерности в его строении и функционировании. Задачи дисциплины четко прослеживаются в самом определении.

Таким образом, предмет, задачи и методы физиологии - три составляющие теоретических основ науки. Многие ученые во все времена старались вникнуть в суть происходящих в организме, в том числе человеческом, изменений. Однако полностью возможным это стало только с изобретением современных приборов и устройств, то есть полное развитие наука получила лишь начиная с XX века.

Это не помешало ей стать стать одной из лидирующих среди биологических наук. Физиология, анатомия и медицина - три тесно взаимосвязанные между собой дисциплины, которые являются фундаментом друг для друга. Поэтому методы анатомии и физиологии в некоторых случаях сходны между собой.

Разделы физиологии

Сама по себе данная наука имеет несколько дочерних дисциплин. Так, выделяют физиологию:

общую;
сравнительную;
частную.

Общая занимается изучением процессов жизнедеятельности в целом. То есть рассматривает закономерности протекания тех реакций, которые являются проявлениями жизни. Например, питания, дыхания, выделения, регуляции, смены сна и бодрствования и прочих. Сюда же относится такой раздел, как физиология клетки, который занимается детальным исследованием всех ее жизненных проявлений.

Сравнительная физиология сравнивает процессы жизнедеятельности одного или разных видов организмов в процессе онтогенеза. В результате так же формируется целая ветвь - эволюционная физиология.

Частная занимается более узкими специфичными исследованиями. Так, можно выделить несколько вариантов дисциплин, входящих в эту группу.

Физиология человека, методы исследования которой мы рассмотрим чуть позже.
Физиология отдельных групп живых организмов (насекомых, птиц, млекопитающих животных, рептилий и так далее).
Отдельных органов и тканей.
Систем организма (физиология пищеварения, кровообращения, дыхания и прочее).

Особенно широкое развитие в последнее время получило исследование человека с точки зрения этой науки. Ведь его организм имеет самое сложное строение. Методы физиологии человека достаточно разнообразны и эффективны, чтобы выявить все необходимые для понимания сути вещи. Выделяют:

возрастную физиологию;
питания;
труда;
спорта;
космическую;
патологическую;
клиническую.

Совокупные данные этих дисциплин помогают объять все необозримые процессы, происходящие внутри человека и найти доступ к управлению ими.

Методы исследования в физиологии

Таковых насчитывается несколько. Существуют исторически сложившиеся, которые применялись еще в древности. Сегодня сформированы и новые, основанные на последних научных достижениях в области техники, электроники, изучении электромагнитных излучений.

Выделяют следующие методы физиологии.

Экстирпация - один из самых древних способов изучения. Заключался в удалении того или иного органа у живого существа с дальнейшим наблюдением за реакцией организма и фиксацией результатов.
Фистульный метод. Его основа - во введении внутрь органов, имеющих полость, трубок из металла или пластмассы и фиксации таким образом биологических жидкостей. Получаются данные об изменении химической природы веществ, то есть исследуется секреторная функция организма.
Метод катетеризации - введение по тонким трубочкам в органы и сосуды специальных лекарств, вызывающих изменения в функционировании. Так изучается работа сердца, кровеносных сосудов, желез внешней и внутренней секреции (не всех).
Метод денервации. Используется для исследования взаимосвязи между нервами и рабочими органами. Для этого используется способ раздражения с дальнейшей фиксацией результатов.
Методы изучения физиологии, основанные на использовании инструментов и оборудования. Сюда относится вживление в органы и ткани макро- и микроэлементов, регистрация нервных импульсов, воздействие излучением, снятие показаний работы сердца и головного мозга и так далее.

Некоторые методы исследования в физиологии мы рассмотрим подробнее дальше. Они являются наиболее часто применяемыми и важными.

Наблюдение

Данные методы физиологии использовались еще в Древнем Египте, Риме, Китае, на Древнем Востоке. Уже тогда существовали исследователи, интересующиеся изменениями, происходящими в живых организмах. Так, например, в Египте при мумифицировании фараонов и их семей производили вскрытие трупов и фиксировали изменения внутренней среды. Оценивались такие показатели, как:

цвет и качество биологических жидкостей и масс;
окраска органов;
цвет глазной склеры;
качество и цвет мокроты;
отечность кожи, ее тургор и структура.

Эти характеристики сравнивались с таковыми у здоровых людей и делались определенные выводы. Возможно было даже установить в некоторых случаях причину смерти человека.

Сегодня наблюдение не потеряло своей актуальности, особенно когда речь идет о психофизиологии. Поведение человека, его эмоции, темперамент, наружные проявления дрожи, потливости - все эти признаки служат определенными звоночками к исследованию. Они дают понять взаимосвязь строения и наружного проявления тех или иных показателей, физиологических функций, процессов в организме.

Учение о темпераменте человека было создано ученым Павловым именно на основании изучения процессов торможения и возбуждения, которые внешне проявлялись различной эмоциональной окраской в поведении и реакцией на те или иные события, слова, действия. Он доказал, что в основе холеричного, сангвистичного, меланхоличного и флегматичного проявлений лежат именно нервные процессы, сопряженные с психической деятельностью мозга, его реакциями.

Эти выводы неоднократно подтверждались разными учеными и психологами, исследователями. Поэтому такие методы физиологии человека, как наблюдение и эксперимент, о котором речь пойдет дальше, были и есть актуальны, важны и результативны.

Эксперимент

Экспериментальные методы изучения физиологии являются основополагающими и исторически самыми древними и популярными. Действительно, как еще узнать, если не посмотреть? Поэтому, наряду с наблюдением, проводились и различного рода испытания, чаще всего на животных. Именно они давали практически стопроцентный результат в исследованиях, позволяли получать максимально достоверные данные.

Существуют экспериментальные методы исследования анатомии и физиологии, сводящиеся к двум основным группам.

Острые эксперименты. Такой способ исследования применялся вплоть до конца XIX века, пока русский ученый Иван Петрович Павлов не нашел другой вариант. В чем же состояла суть такого вмешательства в организм? Эксперимент осуществлялся на живом животном организме, которое привязывалось к специальному станку. Затем проводилось живосечение до нужного для исследования органа и таким образом фиксировались наблюдаемые результаты его работы. Однако ряд существенных недостатков делал этот метод малоэффективным. Помимо того, что со стороны морали это бесчеловечно и жестоко, ведь животное подвергалось страшным мучениям и пыткам, очень болезненным операциям, не помогала даже анестезия, так еще и эмоциональные страдания, физическая боль, испытываемая жертвой эксперимента, значительно искажала получаемые результаты. Получался замкнутый круг. Чтобы добраться до нужного органа, следовало причинить страдания. Они, в свою очередь, искажали нормальное течение физиологических процессов, и результат был мало эффективен.
Хронический эксперимент. Именно этот способ и предложил Павлов. Сам он был против острых экспериментов из-за их чрезвычайной жестокости, возможно, это и сподвигло его на изобретение более гуманного варианта. Подопытным организмом также было животное. Однако процедура происходила совсем иначе. Перед операцией хирургического характера проводилась качественная анестезия. Затем в стенки нужного органа вживлялась фистула - трубка пластмассовая или металлическая, которая пришивалась к коже снаружи. После этого животному давали время восстановиться, залечить образованную рану и полностью нормализовать процессы жизнедеятельности. Так получали через фистулу информацию о течении тех или иных процессов в исследуемой части тела, при этом она была совершенно достоверной, поскольку организм функционировал нормально. Исследования могли проводиться длительное время без ущерба для здоровья животного и согласно всем правилам естественного его существования.

Таким образом работали основные методы физиологии, актуальные в некоторых случаях и по сей день. Хотя, конечно, современные технические новшества постепенно полностью вытесняют вмешательство непосредственно в организм со стороны человека. Теперь возможно получить необходимую информацию совсем другими, менее болезненными, более точными и подходящими и для человека способами.

Графическая регистрация

Методы физиологии человека основываются как раз на использовании определенной аппаратуры. Среди таких устройств важное место занимают следующие.

Электрокардиограф. Аппарат, используемый для фиксации сердечных биоэлектрических потенциалов. В результате из прибора выходит начерченная на бумаге электрокардиограмма, которую знающий врач-специалист расшифровывает и делает вывод о состоянии здоровья сердца и кровеносной системы. На сегодняшний день этот аппарат спас жизни миллионам людей. Ведь своевременное обнаружение проблемы - ключ к успешному лечению.
Микроэлектроды. Мельчайшие структуры, способные вживляться непосредственно в клетку и фиксировать мембранный биопотенциал. Сегодня это одно из важнейших достижений в электронике, которое касается физиологических исследований организма человека. Эти электроды могут вводиться даже в мозг человека, что позволяет наблюдать и фиксировать психосоматические изменения в состоянии здоровья и жизнедеятельности.
Радионуклидные методы физиологии - используются для получения количественных характеристик физиологических процессов.
Разнообразные датчики, которые испускают электромагнитные волны. Обратный ответ в виде электрического импульса фиксируется специальным прибором - осциллографом - и затем передается для обработки в компьютер. Здесь уже происходит детальная обработка полученной информации и формируются определенные выводы. Так можно установить химическую концентрацию тех или иных ионов, величину давления, температуру, движение и прочие параметры).

Таким образом, современные методы науки физиологии, основанные на использовании приборов, являются самыми точными, безболезненными и научно информативными из всех нами рассмотренных выше.

Химические и биохимические методы

Методы анатомии и физиологии не только схожи между собой. Они связаны также и с другими науками. Так, существует биологическая физиология, биохимия, а также физическая физиология. Эти науки изучают процессы внутри организма со своей точки зрения, то есть с химической, физической и биологической.

Так, при помощи именно этих способов устанавливается влияние того или иного вещества (медиатора, гормона, фермента) на происходящие в организме процессы. Химия помогает в установлении свойств этого соединения, физика выявляет его термодинамические параметры, которые могут оказать влияние на организм. Физиология требует изучения воздействия не только на конкретный процесс, но и вообще на организм, орган и на совокупность внешних условий. Все вместе эти науки объединены под общим названием биологической химии.

Методы патологической физиологии

Предмет и методы физиологии являются тесно связанными и взаимозависимыми друг от друга понятиями. Однако нормальная наука, изучающая здоровый живой организм - это еще не все. Существует также и патофизиология, или патологическая, которая исследует нарушение процессов жизнедеятельности, их протекание, влияние на организм в целом и каждый его орган и прочее. Поэтому у данной дисциплины появляется свой собственный комплекс способов, при помощи которых возможно изучение обозначенных вопросов.

Какие же это методы физиологии?

Моделирование. Подразделяется на две группы: на живом объекте исследования и in vitro, то есть искусственной физической системе. Для создания какой-либо модели патогенного процесса используют компьютер или математические вычисления на бумаге. Также часто для этого пользуются обычными логическими выводами и заключениями. Модель, как правило, строится на основании полученных теоретических данных по какому-либо вопросу.
Теоретический анализ. На основании данных, получаемых при лабораторных исследованиях материала (живого объекта), строится теория. Она включает в себя предположительные ответы на вопросы: "Что с пациентом? Каким образом происходит патологический процесс? Каково его состояние и масштаб влияния? Какие меры борьбы уместны в данном случае для прекращения?"
Клинические исследования. Обязательный метод, без которого невозможно существование всех остальных. Ведь теоретические знания появляются именно на основании результатов клиники пациента. Для данного способа используется целый ряд сопутствующих методик:

Только на основании материала, полученного при использовании всех методов, врач может поставить диагноз и назначить курс лечения.

Физиология растений

Это наука о жизнедеятельности (функционировании) растительных организмов. Речь идет обо всех формах жизни: от одноклеточных до высших, включая водоросли. Задачами физиологов растений являются следующие:

рассмотреть и выявить механизмы функционирования растений;
создать теоретические основы возможности осуществления фотосинтеза в искусственных условиях;
построить модель, отражающую сущность методики получения повышенных урожаев важных сельскохозяйственных культур.

Конечно, задачи совсем не простые. Ведь растения - настоящие живые организмы, в которых ежесекундно, как и в человеке, происходят сотни биохимических реакций. Физиологу надлежит изучить каждую из них. Растения дышат, питаются, осуществляют процесс фотосинтеза, размножаются, растут и развиваются - это нормальные виды жизнедеятельности для любых живых существ. Изучение всех перечисленных процессов - задача физиологов.

Решить проблему осуществления фотосинтеза в искусственных условиях - значит дать людям возможность доступа к огромному потенциальному источнику питания. Ведь тогда голод в мире исчезнет, качество жизни людей значительно повысится. Но пока полностью эту проблему решить не удалось, хотя многие вопросы в области фотохимической стороны процесса уже решены.

Методы данной науки

Физиология растений тесно граничит со следующими современными науками:

биотехнологией;
молекулярной биологией;
генной инженерией;
биофизикой;
клеточной инженерией.

Естественно, что это отражается и на способах, при помощи которых проводятся исследования растительных организмов. Так, методы физиологии растений следующие.

Культивирование.
Методы световой и электронной спектроскопии.
Электрохимические.
Оптико-акустические.
Хроматографические.
Спектрофотометрические.

Очевидно, что все они направлены на измерение численных показателей: продуктивности, массы, прироста, развития, результатов пластического и энергетического обмена. Что позволяют решить подобные методы? Очень важные сельскохозяйственные задачи, такие как:

селекция растений;
получение гетерозисных форм;
интродукция;
акклиматизация;
районирование сортов;
искусственное орошение;
места выращивания растений.

Таким образом, физиология растений - еще одна фундаментальная биологическая наука, играющая важную роль в жизни человека.

Читайте также: