Физиология - динамическое изучение функций живого организма и составляющих его органов, клеток и молекул - всегда развивалась вместе с медициной: и столетия тому назад, и сейчас цели и задачи физиологии человека (медицинской физиологии) прежде всего ориентированы на здоровье человека.
Этимология. В дневнегреческом языке термин physiologia появился примерно за 600 лет до нашей эры. Как в древнегреческом, так и в латинском языках термин physiologia образован из корней «физио» (греч. physis - природа, природные свойства) и «логос» (греч. logos - учение, наука).
Содержательные определения. Отечественный «Энциклопедический справочник медицинских терминов» определяет корневую часть «физио-» как составную часть сложных слов, означающую «относящийся к природе, к природным свойствам, к физическим факторам», а термин «физиология» как медико-биологическую науку, изучающую жизнедеятельность целостного организма и его частей (систем, органов, тканей, клеток) и выявляющую причины, механизмы и закономерности жизнедеятельности организма и его взаимодействия с окружающей средой.
Полный словарь современного английского языка «Random House Webster"s Unabridged Dictionary»: «физиология - наука о функциях живых организмов и их частей, включая все химические и физические процессы, происходящие в них».
«Британская Энциклопедия» (http://www.britannica.com): «физиология - изучение функционирования живых организмов и составляющих его клеток, органов и тканей».
Медицинская физиология - фундамент современной медицины - изучает функции организма человека во взаимодействии с окружающей средой. Все системы организма взаимосвязаны, а их функции дополняют друг друга. Жизнедеятельность целостного организма определяется функциями систем отдельных органов, которые зависят от того, как работают клетки, входящие в их состав. В свою очередь, активность клеток определяется взаимодействием между субклеточными структурами и неисчислимым количеством внутриклеточных молекул. Таким образом, медицинская физиология , изучая организм как единое целое, приходит к интегрированному пониманию процессов, происходящих на уровне молекул, клеток и органов.
Связь физиологии с медициной и другими биологическими науками
Медицина заимствовала из физиологии физико-химические представления об организме и его функциях (например, физиологические показатели жизнедеятельности органов и систем здорового человека для оценки понятий «здоровье» и «болезнь»; отклонения от физиологической нормы клиническая медицина оценивает как проявления заболевания). Например, нарушение одной функции (сократимость миокарда в виде слабости сердечной мышцы) вызывает первичный патологический эффект (уменьшение сердечного выброса), а нарушение насосной функции сердца в свою очередь приводит к серии вторичных эффектов (отёкам, гипоксии и т.д.), что запускает физиологические регулирующие механизмы обратной связи.
Физиологи разработали многие методы и тесты для контроля жизнедеятельности организма. Такие функциональные пробы применяют для диагностики заболеваний, мониторинга течения болезни и для оценки результатов применяемой терапии (например, мониторинг деятельности сердца, дыхательные функциональные тесты, почечные пробы, определение количества различных ионов, газов и гормонов в плазме крови).
Физиология - прародительница ряда биологических наук - биохимии, биофизики, биоэнергетики и др. Начиная от зарождения физиологии как экспериментальной науки (открытие английским врачом и физиологом Уильямом Гарвеем в 1628 г. кровообращения) физиология постепенно превращается из качественной - описывающей физиологические феномены - дисциплины, в науку количественную, раскрывающую суть реально происходящих процессов на молекулярном уровне.
Орлов Р.С., Ноздрачёв А.Д. Нормальная физиология: Учебник. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 688 с.
Глава 1. Основные понятия и принципы. С. 7-8.
Гарвей Уильям (Garvey W.), английский врач и исследователь, отец научной физиологии (1578–1657). В своей знаменитой книге (1628) «Expercitato anatomica de motu cordis et sanguinis in animalibus» (Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных) обосновал представление о циркуляции крови по замкнутой системе сосудов. Сердцу отводилась роль насоса, оно выбрасывало кровь в артерии, те переносили её к тканям. От тканей кровь оттекала по венам. Из этого следовало, что кровь должна каким-то образом проникать сквозь ткани из артерий в вены. Гарвей не мог увидеть мельчайшие сосуды, связывающие артерии с венами, но теоретически доказал их существование.
Предметом физиологии, ее содержанием является изучение общих и частных механизмов деятельности целостного организма и всех его органов и систем. Конечная задача физиологии — такое глубокое познание функций организма, которое обеспечило бы возможность активного воздействия на них в желаемом направлении. По утверждению И.П. Павлова, медицина, лишь обогащаясь постоянно, изо дня в день, новыми физиологическими фактами, станет, наконец, когда-нибудь тем, чем она должна быть в идеале, т.е. умением чинить испортившийся механизм человеческого организма на основании точного его знания, быть прикладным знанием физиологии. Не случайно физиология в первую очередь начала развиваться как медицинская наука. По определению К. Бернара, физиология — это научный стержень, на котором держатся все науки; в сущности, в медицине имеется лишь одна наука: наука о жизни, или физиология. На современном этапе физиология ставит следующие задачи: изучение функции:
- здорового организма в целом;
- различных систем, органов, тканей, клеток; изучение механизмов:
- взаимодействия различных органов и систем в целостном организме;
- регуляции функционирования органов и систем;
- взаимодействия организма с окружающей средой.
По утверждению И.П. Павлова, задача физиологии состоит в том, чтобы понять работу человеческого организма, определить значение каждой его части, понять, как эти части связаны, как взаимодействуют и как вследствие их взаимодействия получается валовой результат — общая работа организма.
Самыми первыми , используемыми в физиологии, были наблюдение и умозаключение, которые, однако, не утратили своего значения и на современном этапе. Но физиолог не может удовлетвориться только наблюдением, так как оно отвечает лишь на вопрос, что происходит в организме. Важно выяснить также, как и почему происходят физиологические процессы. Для этого необходимы опыты, эксперименты, т.е. воздействия, которые создаются искусственно самим исследователем.
Эксперименты бывают острыми (вивисекция, или живосечение) или хроническими; их основные достоинства и недостатки представлены в табл. 1.
Исследования, выполняемые на человеке, как правило, проводятся в грех вариантах, позволяющих оценить различные стороны функционирования организма:
- в состоянии физиологического покоя — норма функционирования;
- реакция на оптимальные нагрузки — норма реакции;
- реакции на максимальные нагрузки — оценка резервных возможностей.
При этом физиологической нормой считается биологический оптимум процессов жизнедеятельности.
Таблица 1. Сравнение острого и хронического эксперимента
Основные этапы развития физиологии как науки, связанные с изменением применяемых методов:
- доэкспериментальный период (древние и средние века), когда основными методами были наблюдения и умозаключения, что нередко приводило к ошибочным выводам (сердце — орган души, по артериям перемешается дух, а по венам — кровь);
- 1628 г. У. Гарвей. «Учение о движении сердца и крови в организме» — внедрение острых экспериментов в физиологические исследования;
- 1883 г. И.П. Павлов. «Центробежные нервы сердца» — внедрение методики хронического эксперимента;
- современный этап — интеграция исследований на молекулярно- клеточном и системном (организменном) уровне, что позволяет объединить представления о клеточных процессах и их регуляции на уровне целого организма.
Основные принципы физиологии:
- организм — единая система, объединяющая различные органы в их сложном взаимодействии между собой;
- принцип структурности (целостности) — физиологические процессы могут осуществляться при анатомической и функциональной целостности всех элементов, обеспечивающих эти процессы;
- «организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен. Поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него» (И.М. Сеченов, 1861);
- «все физиологические механизмы, сколь бы различны они ни были, имеют только одну цель — сохранение постоянства условий жизни во внутренней фазе» (К. Бернар, 1878), или гомеостаз (по Кэннону);
- принцип детерминизма — любая деятельность организма и его органов и систем причинно обусловлена;
- адаптация — совокупность механизмов, обеспечивающих приспособление организма к постоянно меняющимся условиям внешней среды;
- целостность организма и его связь с внешней средой, обеспечивающаяся нейро-гуморальными механизмами;
- гомеостаз и адаптация — основные механизмы обеспечения жизни;
- принцип надежности биологических систем: организм и его системы имеют резерв прочности, который обеспечивается следующими компонентами:
- избыточность элементов функционирования (например, 25% легочной ткани вполне достаточно для осуществления внешнего дыхания);
- резервирование функции (из 1 млн нефронов, имеющихся в почке, одновременно функционирует только часть из них, остальные остаются в резерве);
- периодичность функционирования всех элементов (например, открытие и закрытие, т.е. мерцание, капилляров); дублирование функций (сердечный насос имеет помощников в виде периферических сердец — скелетных мышц, сокращение которых проталкивает кровь по венозным сосудам).
Физиологии человека и животных
Физиология - наука о жизненных функциях организма и его структур, механизмах их осуществления и закономерностях регуляции.
В самом общем виде определение физиологии таково: это наука о природе, сущности жизненных процессов. Название физиология происходит от греческих словphysis — природа и logos - учение.
Физиология изучает проявления жизненных функций, начиная от молекулярного уровня и заканчивая жизнедеятельностью целостного организма, включая его поведенческие реакции, сознание и мышление. Она рассматривает источники получения энергии и роль различных веществ в жизнедеятельности, механизмы взаимосвязей клеток, объединения их в ткани, органы, физиологические системы и целостный организм, а также способы взаимодействия организма со средой обитания, его реакции на воздействия этой среды, механизмы приспособления к неблагоприятным условиям и сохранения здоровья.
Применяемый в широком смысле слова термин «физиология» обозначает огромный объем знаний о сущности жизненных процессов. Поскольку в растительных и животных организмах эти процессы во многом различны, то выделяют физиологию растений и физиологию человека и животных.
Физиологию и животных также подразделяют. Наряду с тем, что у позвоночных животных и человека имеется много сходства в функционировании внутренних органов, между ними есть и огромные отличия, прежде всего в характере и уровне психических функций. Это основное отличие отражено в названииhomo sapiens — человек мыслящий. Объемность предмета исследования привела к тому, что в физиологии стали выделять ее части как особые учебные дисциплины: физиологию клетки, сердца, крови, кровообращения, дыхания, нервной системы (нейрофизиологию), сенсорных систем и т.д. Некоторые разделы физиологии, изучаемые в вузах биологического и медицинского профиля как отдельные учебные дисциплины, приводятся ниже:
- физиология возрастная изучает возрастные особенности жизнедеятельности человека, закономерности формирования, развития и угасания функций организма;
- физиология рассматривает влияние трудовой деятельности человека на жизненные процессы, разрабатывает методы и средства обеспечения труда, способствующие поддержанию трудоспособности человека на высоком уровне;
- физиология авиационная и космическая изучает реакции организма человека на воздействие факторов атмосферного и космического полета с целью разработки средств обеспечения жизнедеятельности и здоровья человека в условиях низкого атмосферного давления и космоса;
- физиология экологическая выявляет особенности влияния климатогеографических условий и конкретной среды обитания на организм и способы повышения качества адаптации к неблагоприятным воздействиям среды;
- физиология эволюционная и сравнительная рассматривает закономерности эволюционного развития физиологических процессов, механизмов, регуляций, а также их сходство и различия у организмов, находящихся на разных уровнях филогенеза.
В учебных заведениях медицинского профиля в едином курсе физиологии рассматриваются лишь некоторые материалы из вышеперечисленных специализированных курсов. Программы медицинских учебных заведений ориентированы на изучение курса физиологии человека (в них часто используется общее название физиология).
Из единой науки физиология человека в ряде стран (бывший СССР, постсоветские республики, некоторые европейские страны) была выделена отдельным предметом патологическая физиология - наука, изучающая общие закономерности возникновения, течения и исхода патологических процессов, болезней. В отличие от этого изучение жизненных процессов здорового организма стали называть нормальной физиологией. В высших медицинских учебных заведениях Беларуси эти предметы изучаются раздельно на кафедрах нормальной и патологической физиологии. В некоторых странах они объединены под названием медицинская физиология.
Физиология имеет тесную связь с другими фундаментальными теоретическими медицинскими науками: анатомией, гистологией, биохимией. Физиология как бы объединяет эти науки, использует их знания и создает общность — фундамент медико-биологических знаний, без которого невозможно овладение врачебным делом.
Например, сегодня важнейшей проблемой медицины является лечение и профилактика заболеваний сердечно-сосудистой системы. Какие знания дает физиология для решения этой проблемы? В разделе физиология сердца изучается основная функция сердца как насоса и регулятора движения крови; выясняются механизмы осуществления этой функции: процессы автоматической генерации возбуждения, проведения его по специализированным структурам, механизм сокращения сердца и изгнания крови в сосудистую систему. Особенно много внимания уделяется изучению механизмов регуляции работы сердца, приспособления его к изменяющимся потребностям кровотока в различных органах. Изучаются биофизические и молекулярные механизмы управления возбудимостью, проводимостью и сократимостью сердечной мышцы. На основе этих данных современная биохимия и фармакология синтезируют лекарственные вещества, обеспечивающие возможность лечения нарушений работы сердца. Предметом физиологии является также разработка и изучение методов исследования функций и состояния сердца. Из приведенных материалов становится очевидным, что без знаний физиологии невозможно не только лечение, но и диагностика заболеваний.
Очень важной задачей физиологии является также обеспечение усвоения знаний о взаимосвязях жизненных процессов, органов и систем, формировании целостной реакции организма на различные воздействия и общих принципах регуляции таких реакций. Все это должно заложить основу "функционального мышления" будущего медика, его способности на основе отдельных симптомов мысленно моделировать возможные взаимосвязи и механизмы, вызывающие появление этих симптомов, находить первопричину и способы устранения патологических процессов.
Важно также научить будущих врачей наблюдательности и исследованию показателей физиологических функций, привить навыки выполнения диагностических и врачебных манипуляций.
Перед предметом физиологии человека стоит также задача по определению резервов физиологических систем, оценке уровня здоровья человека и разработке способов повышения его устойчивости к действию неблагоприятных факторов, имеющих место в трудовой сфере, окружающей природной и бытовой среде.
Понятие и виды физиологии
Физиология (от греч.physis - природа,logos — учение) — наука о жизненных функциях организма и его структурах, механизмах осуществления этих функций и закономерностях их регуляции.
Физиология животных — биологическая наука, изучающая жизнедеятельность организма, составляющих его органов и тканей во взаимосвязи с внешней средой.
Предметом физиологии являются процессы жизнедеятельности организма и отдельных его органов в связи с индивидуальным развитием и приспособлением к условиям окружающей среды. К числу исследуемых проблем относятся: закономерности биологических процессов на разных структурных уровнях, формирование физиологических функций в разные возрастные периоды, механизмы взаимодействия отдельных систем организма с окружающей средой, особенности механизмов регуляции жизненных процессов у различных видов, методы целенаправленного воздействия на определенные физиологические системы.
Под физиологической функцией понимают проявление жизнедеятельности клетки (например, сокращение мышечной клетки), органа (например, образование мочи почкой), системы (например, образование и разрушение клеток крови кроветворной системой).
Физиология изучает проявления жизненных функций на различных уровнях организации живого: молекулярном, клеточном, органном, системном и целостного организма, включая его поведенческие реакции, сознание и мышление. Физиологическая наука дает ответы на вопросы: что является источником получения энергии, какова роль различных веществ в жизнедеятельности, как взаимодействуют клетки и объединяются в ткани, органы, физиологические системы и целостный организм. Физиология изучает способы взаимодействия организма со средой обитания, его реакции па изменения в среде существования, механизмы приспособления к неблагоприятным условиям и сохранения здоровья.
Применяемый в широком смысле слова термин физиология обозначает огромный объем знаний о сущности жизненных процессов. Поскольку в растительных и животных организмах эти процессы во многом различны, то выделяют физиологию растений и физиологию человека и животных.
Физиологию человека и животных также подразделяют. Наряду с тем, что у позвоночных животных и человека имеется много сходства в функционировании внутренних органов, между ними есть и огромные отличия, прежде всего в характере и уровне психических функций.
Огромный объем знаний в различных областях физиологической науки привел к тому, что в физиологии стали выделять ее части как особые учебные дисциплины: физиологию клетки, физиологию сердца, крови, кровообращения, дыхания, нервной системы (нейрофизиологию), физиологию сенсорных систем и т.д. В учреждениях высшего образования биологического профиля как отдельные учебные дисциплины изучают возрастную физиологию; физиологию труда, спорта; авиационную, космическую, эволюционную физиологию и др.
Нормальная фитология — наука, изучающая основные закономерности и механизмы регуляции функционирования организма в целом и отдельных его составляющих во взаимодействии с окружающей средой, организацию жизненных процессов на различных структурно-функциональных уровнях. Основная задача физиологии состоит в проникновении в логику жизни организма.
Общая физиология - раздел дисциплины, который изучает фундаментальные закономерности реагирования организма на воздействие среды, основные его процессы и механизмы.
Частная физиология - раздел, который изучает закономерности и механизмы функционирования отдельных систем, органов и тканей организма.
Физиология клетки — раздел, изучающий основные закономерности функционирования клетки.
Сравнительная и эволюционная физиология — раздел, который исследует особенности функционирования различных видов и одного и того же вида, находящихся на разных этапах индивидуального развития.
Экологическая физиология - раздел, который изучает особенности функционирования организма в различных физико- географических зонах, в разные временные периоды, физиологические основы адаптации к природным факторам.
Физиология трудовой деятельности - раздел, который изучает закономерности функционирования организма при выполнении физической и другой работы.
Спортивная физиология - раздел, который изучает закономерности функционирования организма в процессе занятий различными видами физической культуры на любительском или профессиональном уровне.
Патологическая физиология - наука об общих закономерностях возникновения, развития и течения болезнетворных процессов в организме.
Все ли знают, что изучает физиология, и какие задачи выполняет? Физиология – эта наука занимается исследованиями в области жизнедеятельности человеческого организма. Сюда входят биологические процессы, взаимодействие отдельных органов, систем, клеток, тканей, механизмы регулирования тех или иных процессов. Определение достаточно емкое, поэтому потребуется с ним разобраться подробнее.
Особенность науки
Чтобы ответить на вопрос, что такое физиология, следует разобраться, чем конкретно она занимается. Эта наука изучает жизнедеятельность живого организма, а также отдельных его частей и систем.
Она делится на две части:
- Общая (занимается изучением закономерностей деятельности возбудимых тканей, законами их раздражения).
- Частная (изучает проявление жизнедеятельности отдельных органов, их сообщение и коммуникацию с другими, общее взаимодействие всех систем).
Эта наука считается основой для проведения исследования и проведение разработок в современных методиках лечения, так как позволяет понять особенности строения органов человеческого тела, возможности его адаптации к различным условиям и воздействиям, стрессам или развивающимся патологиям. Благодаря последним разработкам и продвижениям в этой дисциплине, появляются открытия в области здравоохранении и различных методиках терапии.
Как уже было сказано, наука физиология, изучает особенности функционирования органов человеческого тела. Все они взаимосвязаны между собой, и от гармонии функционирования зависит здоровье.
Вот основные системы, которые пристально изучаются дисциплиной:
- Сердечно-сосудистые органы (несут ответственность за перекачку крови через венозную систему).
- Желудочно-кишечный тракт (ответственный за переработку еды, и преобразованию ее в полезные компоненты).
- Репродуктивная система (от ее нормальной работы зависит возможность появления потомства).
- Эндокринная система (ответственная за выработку особей секреции для нормального развития и жизнедеятельности).
- Кожный покров (который отвечает за защиту внутренних органов от бактерий и вредоносных микроорганизмов).
- Опорно-двигательный аппарат (без нее человек не мог бы нормально передвигаться).
- Система дыхания (отвечает за наполнение тканей и крови кислородом).
- Выделительная система (отвечает за выведение из организма токсинов, шлаков и прочих отходов).
- Нервная система (обеспечивает чувствительность и передачи импульсов и сигналов по всему телу).
- Защитная система, иммунитет (предотвращает проникновение в организм болезнетворных микробов и микроорганизмов).
Но это далеко не все что изучает физиология человека, так как кроме области медицины наука затрагивает и смежные дисциплины. Изучать влияние тех или иных процессов, на функционирование систем, выявлять реакцию их на различные изменения.
Физиология представляет собой теоретическую основу медицины, своеобразный «фундамент» для всей системы здравоохранения. Однако это далеко не все области, с которыми пересекается эта наука. Используется физиология в биологии, биохимии, анатомии, гистологии и т.д. Даже без физики не получиться найти нормальное объяснение процессам, происходящим во многих тканях человека.
Химия привлекается в тот момент, когда требуется выразить на бумаге прохождение метаболизма, расщепления пищи в желудке, попадание кислорода в легкие и т.д. Все процессы окисления, расщепления элементов и прочего, не обходятся без знаний и пересечения с этой дисциплиной.
Анатомия и физиология человека тесно связаны, ведь предмет изучения у них один. Характерной особенностью последней является более широкое исследование многих процессов в физиологии, а также погружение в научное обоснование тех или иных реакций. Вот несколько особенностей, которые отличают физиологию, и выделяют ее как самостоятельную дисциплину, являются:
- Изучение основных законов жизнедеятельности человеческого тела и их механизмы.
- Исследование отдельных клеток, физиологической системы и органов.
- Рассмотрение специфических объектов, например эволюцию.
- Изучение особенностей взаимодействия психики, ЦНС и внутреннее строение в целом.
Освоением знаний в области физиологии занимаются многие специалисты смежных профессий, к примеру, массажисты, спортивные тренеры, физиотерапевты, мануальные доктора и т.д. Это требуется, чтобы понять особенность протекания тех или иных процессов внутри тела или органа, и проводить адекватную и эффективную терапию или первую помощь, правильно оказывая воздействие.
Созвучная по названия, но с другими предметами изучения, психофизиология притягивает сегодня не меньше внимания, чем физиология. Она занимается изучением физиологических основ поведения человека.
Чтобы ответить на вопрос, что изучает психофизиология, следует погрузиться нее чуть глубже, Это особый раздел науки, который связал воедино психологию и физиологию, поставив на первое место изучение роли биологических факторов на психику каждого индивидуума. Главными задачами этой области выделяют:
- Изучение перенесения данных от ЦНС в различные области тела человека.
- Исследование особенностей принятия тех или иных решений и выполнение их на уровне мозговой активности.
- Изучение памяти, влияние мотивации, мышления и движения, как физиологических основ.
- Исследование эмоциональной реакции на стрессовые факторы и в состоянии покоя.
- Изучение возникновения нарушений в организме, причиной которых был психический фактор.
Психофизиология преследует цель научиться использовать динамику физических процессов для диагностики психической устойчивости. Привлекать психокоррекцию для оказания положительного воздействия на здоровье пациенты и улучшение его общего состояния.
Физиология дает ответы на множество нераскрытых тем, о том, как работает наш организм, как реагирует на раздражители, помогает расширить возможности для диагностики нарушений и развития различных патологий. Поэтому нельзя переоценить ее значение для современной медицины.
Физиология дословно - это учение о природе. Это наука, изучающая процессы жизнедеятельности организма, составляющих его физиологических систем, отдельных органов, тканей, клеток и субклеточных структур, механизмы регуляции этих процессов, а так же действие факторов внешней среды на динамику жизненных процессов.
История развития физиологии
Первоначально представления о функциях организма складывались на основе работ ученых Древней Греции и Рима: Аристотеля, Гиппократа, Галлена и др., а так же ученых Китая и Индии.
Физиология стала самостоятельной наукой в 17 веке, когда наряду с методом наблюдения за деятельностью организма началась разработка экспериментальных методов исследования. Этому способствовали работы Гарвея, изучившего механизмы кровообращения; Декарта, описавшего рефлекторный механизм.
В 19-20 вв. физиология интенсивно развивается. Так, исследования возбудимости тканей провели К. Бернард, Лапик. Значительный вклад внесли ученые: Людвиг, Дюбуа-Реймон, Гельмгольц, Пфлюгер, Бэлл, Ленгли, Ходжкин и отечественные ученые: Овсяников, Ниславский, Цион, Пашутин, Введенский.
Отцом русской физиологии называют Ивана Михайловича Сеченова. Выдающееся значение имели его труды по изучению функций нервной системы (центральное или сеченовское торможение), дыхания, процессов утомления и др. В своей работе «Рефлексы головного мозга» (1863 г.) он развил идею о рефлекторной природе процессов, происходящих в мозге, включая процессы мышления. Сеченов доказал детерминированность психики внешними условиями, т.е. ее зависимость от внешних факторов.
Экспериментальное обоснование положений Сеченова осуществил его ученик Иван Петрович Павлов. Он расширил и развил рефлекторную теорию, исследовал функции органов пищеварения, механизмы регуляции пищеварения, кровообращения, разработал новые подходы в проведении физиологического опыта «методы хронического опыта». За работы по пищеварению в 1904 г. ему была присуждена Нобелевская премия. Павлов изучал основные процессы, протекающие в коре больших полушарий. Используя разработанный им метод условных рефлексов, он заложил основы науки о высшей нервной деятельности. В 1935 г. на всемирном конгрессе физиологов И.П. Павлов был назван патриархом физиологов мира.
Цель, задачи, предмет физиологии
Опыты на животных дают много сведений для понимания функционирования организма. Однако, физиологические процессы, протекающие в организме человека, имеют значительные отличия. Поэтому в общей физиологии выделяют специальную науку - физиологию человека . Предметом физиологии человека является здоровый человеческий организм.
Основные задачи:
1. исследование механизмов функционирования клеток, тканей, органов, систем органов, организма в целом;
2. изучение механизмов регуляции функций органов и систем органов;
3. выявление реакций организма и его систем на изменение внешней и внутренней среды, а также исследование механизмов возникающих реакций.
Эксперимент и его роль.
Физиология - наука экспериментальная и ее основным методом является эксперимент:
1. Острый опыт или вивисекция («живосечение»). В его процессе под наркозом производят хирургическое вмешательство и исследуют функцию открытого или закрытого органа. После опыта выживания животного не добиваются. Длительность таких опытов - от нескольких минут до нескольких часов. Например, разрушение мозжечка у лягушки. Недостатками острого опыта являются малая продолжительность опыта, побочное влияние наркоза, кровопотери и последующая гибель животного.
2. Хронический опыт осуществляется путем проведения на подготовительном этапе оперативного вмешательства для доступа к органу, а после заживления приступают к исследованиям. Например, наложение фистулы слюнного протока у собаки. Эти опыты имеют продолжительность до нескольких лет.
3. Иногда выделяют подострый опыт . Его длительность - недели, месяцы.
Эксперименты на человеке коренным образом отличаются от классических:
1. большинство исследований проводят неинвазивным путем (ЭКГ, ЭЭГ);
2. исследования, не наносящие вред здоровью испытуемого;
3. клинические эксперименты - изучение функций органов и систем при их поражении или патологии в центрах их регуляции.
Регистрация физиологических функций проводится различными методами:
1. простые наблюдения;
2. графическая регистрация.
В 1847 г. Людвиг предложил кимограф и ртутный манометр для регистрации кровяного давления. Это позволило свести к минимуму опытные ошибки и облегчить анализ полученных данных. Изобретение струнного гальванометра позволило зарегистрировать ЭКГ.
В настоящее время в физиологии большое значение имеет регистрация биоэлектрической активности тканей и органов и микроэлектронный метод. Механическую активность органов регистрируют с помощью механо-электрических преобразователей. Структуру и функцию внутренних органов изучают с помощью ультразвуковых волн, ядерно-магнитного резонанса, компьютерной томографии.
Все данные, полученные с помощью этих методик, поступают на электрические пишущие устройства и регистрируются на бумаге, фотопленке, в памяти компьютера и в дальнейшем анализируются.
Человек – наиболее продвинутое в развитии живое существо, обитающее на Земле. Это открывает возможности самопознания и изучения строения собственного тела. Анатомия изучает строение человеческого тела. Физиология изучает функционирование органов и всего человеческого организма.
Тело человека – это некая иерархическая последовательность, от простого к сложному :
Клетка;
- Ткань;
- Орган;
- Система.
Похожие по структуре клетки объединяются в ткани, которые имеют свое четкое назначение. Каждый тип ткани складывается в определенные органы, которые также несут в себе индивидуальные функции. Органы, в свою очередь, складываются в системы, которые регулируют жизнедеятельность человека.
Каждая, из 50 триллионов микроклеток в теле, выполняют определенную функцию. Для того чтобы плотнее понимать анатомию и физиологию человека, необходимо рассмотреть все системы организма.
Полноценно существовать человеку помигают 12 систем :
Скелетная или опорная (кости, хрящи, связки);
- Мышечная или двигательная (мышцы);
- Нервная (головной мозг, нервы спинной мозг);
- Эндокринная (регуляция гормонального фона);
- Кровообращения (отвечает за питание клеток);
- Лимфатическая (отвечает за борьбу с инфекциями);
- Пищеварительная (переваривает пищу, фильтруя полезные вещества);
- Дыхательная (легкие человека);
- Покровная, защитная (кожа, волосы, ногти);
- Репродуктивная (мужские и женские органы размножения);
- Выделительная (освобождает организм от лишних или вредных веществ);
- Иммунная (отвечает за состояние иммунитета в целом).
Скелетная или опорно-двигательная (кости, хрящи, связки) система
Основой нашего передвижения является скелет, который является главной опорой для всего остального. К скелету крепятся мышцы, присоединяются они с помощью связок (мышцы умеют растягиваться, связки нет) благодаря этому кость может быть поднята или отодвинута.
Разбирая свойства скелетной системы можно отметить, что главное в ней – это опора для тела и защита внутренних органов. Опорный скелет человека включает в себя 206 костей. Главная ось представляет собой 80 костей, добавочный скелет состоит из 126.
Типы костей человека
Всего бывает четыре типа костей :
Трубчатые кости. Трубчатые кости выстраивают конечности они длинные и подходят для этого.
Смешанные кости. Смешанные кости могут содержать в себе все вышеперечисленные типы кости в двух или трех вариантах. Примером служит кость позвонка, ключица и др.
Плоские кости. Плоские кости подходят для крепления больших мышечных групп. В них ширина преобладает над толщиной. Короткие – это кости, в которых длина равна ширине кости.
Короткие кости. Короткие – это кости, в которых длина равна ширине кости.
Кости скелетной системы человека
Основные кости скелетной системы человека :
Череп;
- Нижняя челюсть;
- Ключица;
- Лопатка;
- Грудина;
- Ребро;
- Плечевая;
- Позвоночный столб;
- Локтевая;
- Лучевая;
- Кости пясти;
- Фаланги пальцев кисти;
- Таз;
- Крестец;
- Бедренная;
- Коленная чашечка;
- Большая берцовая;
- Малая берцовая;
- Кости предплюсны;
- Кости плюсны;
- Фаланги пальцев стопы.
Строение скелета человека
В строение скелета различают :
Скелет туловища. Состоит скелет туловища из позвоночника и грудной клетки.
- Скелете конечностей (верхних и нижних). Скелете конечностей принято делить на скелет свободных конечностей (руки и ноги) и скелет пояса (плечевой пояс и тазовый пояс).
Скелет рук состоит из :
Плеча, состоящего из одной кости, плечевой;
- предплечья, которые образуют две кости (лучевая и локтевая) и кисти.
Скелет ноги делится на три отдела :
Бедро, которое состоит из одной кости, бедренной;
- голень, образованную малоберцовой костью и большеберцовой костью);
- стопу, которая имеет в своем составе предплюсну, плюсну и фаланги пальцев.
Плечевой пояс образуют две парные кости :
Лопатка;
- ключица.
Скелет тазового пояса состоит из :
Парных тазовых костей.
Скелет кисти образуют :
Запястья;
- пястья;
- фаланги пальцев.
Строение позвоночника человека
Человек стал прямоходящим благодаря особенному строению его позвоночника. Он проходит по всему туловищу и упирается в таз, где постепенно заканчивается. Последней костью является копчик, предполагается, что раньше это был хвост. В человеческом позвоночном столбе находится 24 позвонка. Через него проходит спиной мозг, который соединяется с головным мозгом.
Позвоночник разделяется на отделы, всего их пять :
Шейный отдел состоит из 7 позвонков;
- грудной отдел состоит из 12 позвонков;
- поясничный отдел состоит состоит из 5 позвонков;
- крестцовый отдел состоит из 5 позвонков;
- копчиковый состоит из 4-5 рудиментарных позвонков сросшихся между собой.
Мышечная система
Основная функция мышечной системы - это сокращаться под воздействием электрических импульсов, тем самым обеспечивая функцию движения.
Иннервация осуществляется на клеточном уровне. Клетки мышц - это структурная единица мышечного волокна. Из мышечных волокон сформированы мышцы. Мышечные клетки имеют особую функцию – сокращение. Сокращение происходит под воздействием нервного импульса, благодаря чему человек может совершать такие действия как ходьба, бег, приседание, даже моргание совершается за счет клеток мышц.
Мышечная система состоит из трех видов :
Скелетные (поперечно-полосатые);
- Гладкие;
- Мышцы сердца.
Поперечно-полосатые мышцы
Поперечно-полосатая мышечная ткань имеет высокую скорость сокращения, поэтому она выполняет все двигательные функции.
Поперечно-полосатые мышцы это :
Гладкие мышцы
Гладкая мышечная ткань, сокращается автономно под воздействием адреналина и ацетилхолина, и скорость сокращения заметно ниже. Гладкие мышцы выстилают стенки органов и сосудов и отвечают за внутренние процессы, например переваривание пищи, движение крови (за счет сужения и расширения сосудов).
Мышцы сердца
Сердечная мышца - это состоит из поперечно-полосатой мышечной ткани, но работает автономна.
Нервная система
Нервная ткань служит для приёма и передачи электрических импульсов.
Нервная ткань имеет три типа :
Первый тип воспринимает сигналы из внешней среды и отправляет их в центральную нервную систему. Самое большое количество рецепторов находится во рту.
Второй тип контактные нейроны их основная задача принимать, обрабатывать и передавать информацию, также он может сохранять проходившие по нему импульсы.
Третий тип двигательные их еще называют эфферентные, они доставляют импульсы к рабочим органам.
Нервная система управляется головным мозгом и состоит из миллиардов нейронов. Головной мозг, в сочетании со спинным, образуют центральную нервную систему, а нервы представляют собой периферическую систему.
Модно выделить несколько основных нервных окончаний :
Головной мозг;
- Черепно-мозговой нерв;
- Нерв, идущий к руке;
- Спинномозговой нерв;
- Спинной мозг;
- Нерв, идущий к ноге.
Эндокринная система
Эндокринная система – это совокупность биологически активных элементов, которые регулируют рост, вес, размножение и многие другие жизненно важные процессы организма.
Гормоны – это химические посредники, выделяемы эндокринной системой в кровь. Железы эндокринной системы расположены в черепно-мозговой коробке, грудине и в брюшной полости.
Выделяют главные части эндокринной системы :
Гипофиз;
- Эпифиз;
- Щитовидная железа;
- Тимус (вилочковая железа);
- Надпочечник;
- Поджелудочная железа;
- Яичники (вырабатывают женский половой гормон);
- Семенники (вырабатывают мужской половой гормон).
Кровеносная система
Кровеносная система – одна из основных человеческих систем.
Система кровообращения представлена :
Сердцем;
- Кровеносными сосудами;
- Кровью.
Сердце – это, так называемый, насос, который качает кровь, в одном направлении, по кровеносной сети. Длина кровеносных сосудов в человеческом организме составляет около 150 тысяч километров, каждый из которых выполняет индивидуальную функцию.
Крупные сосуды системы кровообращения :
Яремная вена;
- Подключичная вена;
- Аорта;
- Легочная артерия;
- Бедренная вена;
- Сонная артерия;
- Верхняя полая вена;
- Подключичная артерия;
- Легочная вена;
- Нижняя полая вена;
- Бедренная артерия.
Лимфатическая система
Лимфатическая система фильтрует межклеточные жидкости и уничтожает болезнетворные микробы. Основные функции лимфосистемы – это дренаж тканей и защитный барьер. Лимфатическая система пронизывает 90% тканей тела.
Качественная работа лимфосистема происходит за счет следующих органов :
Грудной приток, впадающий в левую подключичную вену;
- Правый лимфатический приток, впадающий в правую подключичную вену;\
- Вилочковая железа;
- Грудной проток;
- Селезенка – своего рода кровяное депо;
- Лимфатические узлы;
- Лимфатические сосуды.
Пищеварительная система
Основная и главная функция пищеварительной системы – это процесс переваривания пищи.
Процесс переваривания пищи включает в себя 4 этапа :
Заглатывание;
- Переваривание;
- Всасывание;
- Выведение отходов.
Каждому этапу пищеварения помогают определенные органы, из которых и состоит пищеварительная система.
Дыхательная система
Для правильной жизнедеятельности человеку необходим кислород, который попадает в организм благодаря работе легких – основных органов дыхательной системы.
Первостепенно воздух поступает в нос, далее, после чего, проходя глотку и гортань, попадает в трахею, которая, в свою очередь разделяется на два бронха и входит в легки. Благодаря газообмену клетки постоянно получают кислород и освобождаются от, вредного для их существования, углекислого газа.
Покровная система
Покровная система – это живая оболочка человеческого тела. Кожа, волосы и ногти являются «стеной» между внутренними органами человек и внешней средой.
Кожа является водонепроницаемой оболочкой, способной поддерживать температуру тела в пределах 37 градусов. Кожный покров защищает внутренние органы от инфекции и вредоносных солнечных лучей.
Волосы защищают кожу от механических повреждений, охлаждения и перегрева. Волосяной покров отсутствует лишь на губах, ладонях и стопах ног.
Ногтевые пластины несут в себе защитную функцию чувствительных кончиков пальцев рук и ног.
Репродуктивная система
Репродуктивная система спасает человеческий вид от вымирания. Мужские и женские органы размножения различны по своим функциям и строению.
Мужская половая система состоит из следующих органов :
Семявыводящий проток;
- Уретра;
- Яичко;
- Придаток яичка;
- Половой член.
Строение женской половой системы кардинально отличается от мужской :
Матка;
- Фаллопиева труба;
- Яичник;
- Шейка матки;
- Влагалище.
Выделительная система
Выделительная система – выводит из организма исходные продукты обмена веществ, предотвращая его отравление. Выделение вредных веществ происходит с помощью легких, кожи, печени и почек. Основная, это мочевыделительная система.
Мочевыделительная система состоит из следующих органов :
2 почки;
- 2 мочеточника;
- Мочевой пузырь;
- Мочеиспускательный канал.
Иммунная система
Человеческому организму постоянно угрожают болезнетворные вирусы и бактерии, иммунная система является достаточно надежной защитой против такого воздействия.
Иммунная система – это совокупность лейкоцитов, белых клеток крови, они распознают антигены и помогают в борьбе с патогенными микроорганизмами.
В заключение
На протяжении многих столетий представление о строении и функционировании человеческого организма кардинально менялось. Благодаря наблюдениям и появлению анатомической науки стало возможным глобальное изучение физиологии человека.
