2 курс / Нормальная физиология / Физиология_человека_Семенович_А_А_,_Переверзев_В_А_,_Зинчук_В_В

менные затраты на регистрацию данных, их математическую обработку, появляется возможность выделить больше инфор! мации из получаемых сигналов.

Однако несмотря на ряд достоинств современных методов физиологического исследования, корректность определения показателей физиологических функций во многом зависит от качества образования медицинского персонала, от знания сущности физиологических процессов, особенностей датчиков и принципов работы используемых приборов, умения работать с больным, давать ему инструкции, следить за ходом их выпол! нения и корректировать действия пациента.

Результаты разовых измерений или динамических наблю! дений, выполненных разными медицинскими работниками у одного и того же пациента, не всегда совпадают. Поэтому со! храняется проблема повышения надежности диагностических процедур, качества исследований.

Качество исследования характеризуется точностью, пра! вильностью, сходимостью и воспроизводимостью измерений.

Определяемая при исследовании количественная характеристика физиологического показателя зависит как от истинной величины пара! метра этого показателя, так и ряда погрешностей, вносимых прибором и медперсоналом. Эти ошибки называют аналитической вариабельно1 стью. Обычно требуется, чтобы аналитическая вариабельность не пре! вышала 10% от измеряемой величины. Поскольку истинное значение показателя у одного и того же человека может меняться в связи с биоло! гическими ритмами, погодными условиями и другими факторами, то для обозначения таких изменений введен термин внутрииндивидуальные вариации. Различие одного и того же показателя у разных людей назы! вают межиндивидуальными вариациями. Совокупность всех ошибок и колебаний параметра называют суммарной вариабельностью.

Важная роль в получении информации о состоянии и степе! ни нарушения физиологических функций принадлежит так на! зываемым функциональным пробам. Вместо термина “функ! циональная проба” часто применяется “тест”. Выполнение функциональных проб – тестирование. Однако в клинической практике термин “тест” применяется чаще и в несколько более расширеннном смысле, чем “функциональная проба”.

Функциональная проба предполагает исследование фи! зиологических показателей в динамике, до и после выполнения определенных воздействий на организм или произвольных

11

действий испытуемого. Наиболее часто используются функцио! нальные пробы с дозированной физической нагрузкой. Выпол! няются также пробы входными воздействиями, в которых вы! являются изменения положения тела в пространстве, натужи! вание, изменение газового состава вдыхаемого воздуха, введе! ние медикаментозных препаратов, прогревание, охлаждение, питье определенной дозы щелочного раствора и многие другие показатели.

К числу наиболее важных требований, предъявляемых к функцио! нальным пробам, относятся надежность и валидность.

Надежность – возможность выполнения теста с удовлетворитель! ной точностью специалистом средней квалификации. Высокая надеж! ность присуща достаточно простым тестам, на выполнение которых мало влияет окружающая среда. Наиболее надежные тесты, отражающие со! стояние или величину резервов физиологической функции, признают

эталонными, стандартными или референтными.

Понятие валидность отражает соответствие теста или метода свое! му назначению. Если вводится новый тест, то его валидность оценивается путем сопоставления результатов, получаемых с помощью этого теста, с результатами ранее признанных, референтных тестов. Если нововве! денный тест позволяет в большем числе случаев найти правильные отве! ты на поставленные при тестировании вопросы, то этот тест обладает вы! сокой валидностью.

Применение функциональных проб резко увеличивает диа! гностические возможности лишь в случае корректного выпол! нения этих проб. Их адекватный подбор, выполнение и трак! товка требуют от медицинских работников обширных теорети! ческих знаний и достаточного опыта выполнения практических работ.

1.3. Краткая история развития физиологии

Попытки познания сущности процессов, обеспечивающих жизнедеятельность организма, делались уже в глубокой древ! ности. Гиппократ (460–377 гг. до н.э.), которого считают от! цом медицины, утверждал, что жизнедеятельность организма и даже особенности психического склада личности являются результатом движения жидкостей – “соков тела”. Преоблада! ние разных видов жидкостей определяет особенности поведе! ния человека и развитие болезней. Коррекцию дисбаланса

12

этих жидкостей, изгнание болезни пытались осуществлять приемом различных снадобий – лекарств, приготовленных из вытяжек растений и тканей животных.

Древняя восточная медицина выработала своеобразную философ! скую концепцию об источнике жизненной энергии (“ки” или “чи” – в Ки! тае, “прана” – в Индии). Утверждалось, что от баланса и равномерности циркуляции этой энергии по энергетическим каналам (меридианам) за! висит нормальное состояние организма или развитие болезни. Древней китайской медициной введено представление о наличии в организме двух противоположных начал – “инь” и “янь”, которые взаимодействуют, взаимопроникают, и только при их балансе и одинаковом содержании ор! ганизм может быть здоровым. На основе таких представлений была раз! вита система лечения болезней путем иглоукалывания. Иглы вводились в

узловые точки меридианов с целью открытия каналов для циркуляции энергии или, наоборот, их перекрытия и снижения избыточности потока.

В этих представлениях ярко виден системный подход к регуляции функций в организме. Был накоплен большой опыт точечных воздей! ствий на тело человека путем иглоукалывания и нагревания. Фактически производились своеобразные воздействия на рефлексогенные зоны. Этот опыт в последние десятилетия активно изучается европейской фи! зиологией и медициной и используется на практике. В современной ме! дицине это направление называется рефлексотерапией.

Весьма интересны также знания, накопленные китай! ской народной медициной за многовековой период по пуль! совой диагностике. Эта диагностика основывается на паль! паторном исследовании пульсации артериальных сосудов по всему телу.

Современная физиология и европейская медицина взяли лишь малую долю из богатого наследия восточной пульсовой диагностики. Несмотря на разработку ряда устройств для ре! гистрации пульсаций кровеносных сосудов, не увенчались ус! пехом попытки создания методов, обеспечивающих достаточ! ную надежность выделения всего богатства информации, ко! торую несет пульсация сосудов, и приемлемую валидность ис! следований.

Отличительной чертой европейской физиологии, которая в полный голос заявила о себе в XVII в., является доказатель! ность. Общепризнанными становятся лишь те утверждения, которые можно подтвердить воспроизводимыми опытами и на! блюдениями.

13

Считается, что физиология человека и животных как наука возникла в 1628 г., когда была опубликована работа англий! ского врача Вильяма Гарвея (1578–1657) “Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных”. В. Гар! вей в экспериментах на животных исследовал кровообраще! ние. Введение экспериментального метода создало предпо! сылки для успешного развития физиологии.

Это был период Возрождения (XVI–XVII вв.) после застоя средневековья с его многочисленными религиозными запрета! ми. Важное значение имело развитие других наук: физики, хи! мии, математики. Был изобретен микроскоп, подготовлена ба! за для обнаружения клеточного строения тканей, открытия кровеносных капилляров. Французский философ и исследова! тель физиологических явлений Рене Декарт (1596–1650) вы! явил отражательную функцию мозга в обеспечении ответной реакции организма на воздействие раздражителя. Р. Декарт утверждал, что по жилам (нервным стволам) передается тон! кий газ – “животный дух”. В мозге осуществляется переклю! чение этого газа на нервы, идущие к мышцам. Тогда мышцы “раздуваются” и происходит их движение. Р. Декартом впер! вые была сформулирована идея рефлекторной (отражатель! ной) роли мозга. Важным было то, что эта идея направляла ис! следователей по правильному пути в изучении роли нервной системы и регуляций в организме. Несколько позже чешский физиолог Иржи Прохаска (1749–1820) ввел понятие рефлек! са и конкретизировал роль нервных волокон и нервных цент! ров в регуляции сокращений мышц. Им написан учебник по физиологии, переведенный на многие европейские языки.

Период первичного накопления знаний и разработки техни! ки физиологического эксперимента продолжался в XVIII в. В это время получены ценные сведения по физиологии дыха! ния и обмена веществ (Д. Пристли, А. Лавуазье), кровообра! щения (Д. Бернулли, С. Хелс). М.В. Ломоносов разработал ряд положений трехкомпонентной теории цветового зрения. Возникло учение о “животном электричестве”, пионером в разработке которого был Л. Гальвани (1737–1798). Опыты, которые проводил Л. Гальвани по исследованию биопотенци! алов, послужили толчком для обнаружения физиком Вольта контактной разности потенциалов и получения источников постоянного тока, названных гальваническими. Тем самым

14

была создана база для изучения влияния электрического тока на живые ткани и разработки методов электрофизиологиче! ских исследований.

XIX век ознаменовался увеличением интереса к физиологи! ческим знаниям, выделением физиологии в отдельную науку и созданием физиологических лабораторий в университетах За! падной Европы и России (известные школы Москвы, Санкт! Петербурга, Казани, Киева, Одессы, Томска). Это время ха! рактеризуется преобладанием аналитической физиологии с использованием вивисекции (острых опытов), исследованием структуры и функции изолированных органов. Изучались так! же рефлекторные регуляции, осуществляемые спинным моз! гом и стволом мозга.

Большое влияние на развитие физиологии, как и других на! ук, имели три великих открытия: закон сохранения и превра! щения энергии, первенство формулировки которого принад! лежит М.В. Ломоносову; теория клеточного строения орга! низма Т. Шванна и М.Я. Шлейдена; эволюционная теория развития растительного и животного мира на земле Ч. Дарви! на (1859). Руководствуясь этими открытиями, достижениями физики и химии, плеяда ученых (В.В. Пашутин, А.А. Лихачев,

В.Мейер, Э. Пфлюгер, М. Рубнер) разрабатывали вопросы энергетического обеспечения жизненных процессов.

Значительный вклад в физиологическую науку внес Клод Бернар (1813–1878), изучавший регуляцию сосудистого то! нуса и выдвинувший теорию о постоянстве состава внутренней среды как необходимом условии жизни.

Большая группа ученых (Э. Дюбуа!Реймон, Э. Пфлюгер, Г. Гельмгольц) занималась электрофизиологией. Разработку рефлекторной теории вслед за И. Прохаской продолжали И. Мюллер, М. Галл, Ч. Белл и Ф. Мажанди. Было установле! но, что дорсальные корешки спинного мозга обеспечивают проведение возбуждения в центростремительном направле! нии к спинному мозгу, а вентральные – в центробежном (за! кон Белла–Мажанди).

Визучении роли различных отделов и клеточных структур головного и спинного мозга выделяются ученые М. Флуранс,

В.Кеннон, К. Гольджи, С. Рамон!Кахал, Лоренте де Но. Учение об установочных рефлексах, обеспечивающих распре! деление тонуса скелетных мышц, разработал Р. Магнус,

15

о ретикулярной формации – американский ученый Х. Мэгун и итальянец Дж. Моруцци.

На основе экспериментальных исследований англичанин Ч. Шеррингтон сформулировал ряд важных принципов коор! динационной деятельности центральной нервной системы. Его работы в 1932 г. были удостоены Нобелевской премии.

Российские школы физиологов активно взаимодействова! ли с западноевропейскими. Такие ученые, как И.М. Сеченов, И.Ф. Цион, Ф.В. Овсянников, сделали ряд выдающихся от! крытий в лаборатории К. Людвига (Вена), исследовавшего процессы кровообращения.

Первый российский учебник по физиологии был написан профессором Московского университета А.М. Филамофит! ским под названием “Физиология, изданная для руководства своих слушателей”. А.М. Филамофитский изучал проблемы дыхания, переливания крови, наркоза.

С середины XIX и до конца XX в. российские ученые внесли существенный вклад в развитие физиологии. Так А.Т. Бабухин обнаружил возможность двустороннего проведения возбужде! ния по нервному волокну, Ф.В. Овсянников открыл сосудодви! гательный центр в продолговатом мозге, Н.А. Миславский обнаружил инспираторный и экспираторный отделы дыха! тельного центра, В.Ю. Чаговец сформулировал основные принципы ионной теории возбуждения, Л.С. Штерн создала учение о гематоэнцефалическом барьере, позже успешно раз! виваемое Г.Н. Кассилем. Выдающиеся экспериментальные и теоретические работы были выполнены Н.Е. Введенским; он открыл явление оптимума и пессимума, разработал учение о парабиозе и его фазах. Эти представления изложены в моно! графии “Возбуждение, торможение, наркоз” (1901). А.А. Ух! томский, продолжая разработку физиологии центральной нервной системы, создал учение о доминанте как основном принципе деятельности мозга.

Среди многих знаменитых российских физиологов выделя! ются И.М. Сеченов и И.П. Павлов. Эти ученые не только име! ли выдающиеся собственные экспериментальные и теорети! ческие достижения, но и создали целые направления в науке и школы, воспитавшие многих талантливых исследователей.

Влияние И.М. Сеченова (1829–1905) на развитие физио! логии в России столь велико, что его называют отцом русской физиологии. На начальном этапе научной деятельности

16

И.М. Сеченову впервые удалось разработать метод извлече! ния газов, транспортируемых кровью, и дать количественную характеристику этого транспорта. Он занимался также иссле! дованием роли различных ионов в организме, процессов сум! мации возбуждений в нервных центрах. Ему принадлежит важная роль в основании нового направления физиологии – физиологии труда.

В 1862 г. И.М. Сеченов обнаружил явление “центрального торможения”. Этой работой впервые было показано наличие таких взаимодействий нервных центров, при которых актива! ция одного из них ведет к подавлению возбуждения или сниже! нию возбудимости других. Знаменательной стала работа И.М. Сеченова “Рефлексы головного мозга”, опубликованная

в1863 г. В ней впервые сделана попытка применить физиоло! гические знания для объяснения проявлений психической деятельности. Стержневым моментом книги является утверж! дение, что все проявления психической деятельности “по спо! собу происхождения суть рефлексы”. Книга послужила толч! ком, направляющим внимание физиологов к исследованию функций и механизмов деятельности высших отделов головно! го мозга. Эти отделы в то время были наименее изучены и не существовало методических подходов к их исследованию, об! ладающих достаточной валидностью.

И.М. Сеченов создал школу, талантливые ученики которой продолжали развивать физиологическую науку, прежде всего

внаправлениях, связанных с деятельностью их учителя. Среди этих учеников Б.Ф. Вериго, И.Р. Тарханов, А.Ф. Самойлов, Н.Е. Введенский, П.А. Спиро, исследовавшие электрофизио! логические проблемы и взаимодействия нервных центров; В.В. Пашутин, А.А. Лихачев, М.Н. Шатерников, Н.П. Крав! ков, изучавшие обменные процессы, теплопродукцию в орга! низме, а также вопросы патологии и фармакологии.

Большое влияние на развитие физиологической науки как в России, так и в мире оказали работы И.П. Павлова (1849– 1936). В начале своей научной деятельности он обнаружил различия во влиянии раздражения отдельных симпатических нервных веточек на работу сердца. В частности, открыл симпа! тические волокна, активация которых приводит лишь к усиле! нию сокращений сердца без изменения частоты и других пока! зателей. Такое действие И.П. Павлов трактовал как свиде! тельство влияния нервных волокон на обмен веществ – тро!

17

фику тканей. Позже в лаборатории И.П. Павлова было развито учение о трофической роли симпатической нервной системы. Исследования в этом направлении продолжены уче! никами И.П. Павлова – Л.О. Орбели и А.Д. Сперанским.

Впоследние десятилетия XIX в. И.П. Павлов занимался ис! следованием физиологии пищеварения. Им разработан комп! лекс операций (фистулы полых органов и их протоков, изоли! рованный отдел желудка – “малый желудочек” с сохраненной иннервацией и др.), позволяющих изучать процессы пищева! рения в хронических опытах на животных. В результате этих исследований лаборатория И.П. Павлова заняла ведущее мес! то среди других исследовательских центров по изучению пище! варения. За комплекс работ по физиологии пищеварения И.П. Павлову в 1904 г. была присуждена Нобелевская пре! мия. В дальнейшем вопросы пищеварения разрабатывались учениками И.П. Павлова. Позже А.М. Уголев (1926–1992) открыл наличие пристеночного (мембранного) пищеварения в кишечнике и его связь с процессами всасывания.

Уже в период изучения механизмов регуляции работы пи! щеварительных желез И.П. Павлов пришел к выводу о необ! ходимости исследования функций коры больших полушарий головного мозга и, в частности, обеспечиваемых ее деятель! ностью психических процессов. Все последующие годы его жизни (1901–1936) посвящены изучению этих вопросов.

Открытие И.П. Павловым условных рефлексов обеспечи! ло возможность изучения психических процессов, лежащих в основе поведенческих реакций. На основе этих исследований было создано учение о высшей нервной деятельности как функ! ции высших отделов головного мозга, обусловливающих пове! дение животных и человека.

Вшколе И.П. Павлова выросли такие видные ученые, как П.К. Анохин, Э.А. Асратян, К.М. Быков, Л.О. Орбели. Осо! бенно большой вклад в развитие теории физиологических ре! гуляций в организме внес П.К. Анохин (1898–1974). Он со! здал учение о функциональных системах, в котором были пред! восхищены многие положения возникшей позже науки кибер! нетики, изучающей общие закономерности регуляции и связи

втехнических системах и живых организмах. П.К. Анохиным введены такие понятия, как обратная афферентация (аналог кибернетическому понятию обратной связи), представление о замкнутости регуляторных контуров, понятие об аппарате

18

прогнозирования будущего – акцепторе результата действия и др. Функциональными системами обеспечивается регуляция параметров гомеостаза и на их основе организуются поведен! ческие реакции человека и животных.

Центрами развития физиологии на территории Беларуси были высшие учебные заведения, имеющие отделения обще! биологического и медицинского профиля. Среди первых из них была Гродненская медицинская академия, открытая в 1775 г. Она была образована по инициативе старосты г. Гродно А. Ти! зенгауза, а непосредственным организатором и руководителем ее стал французский натуралист, хирург и анатом Ж.Э. Жили! бер. Однако она просуществовала только 6 лет и в 1781 г. вместе с преподавателями была переведена в Вильно, где на ее базе был создан медицинский факультет Виленской академии, которая в 1781 г. была переименована в Главную школу Вели! кого Княжества Литовского. После присоединения земель Ве! ликого Княжества Литовского к Российской империи это на! звание в 1796 г. изменили на Главную Виленскую школу, а в 1803 г. выделили 4 факультета и преобразовали в универси! тет. Медицинский факультет этого университета просущест! вовал до 1842 г., когда по приказу императора Николая I Ви! ленский университет в связи с распространением среди сту! дентов неугодных самодержавию идей был расформирован и медико!хирургическое отделение переведено в Петербург.

Первая кафедра физиологии на территории Беларуси по! явилась в Виленском университете. Среди преподавателей этого предмета в разных источниках упоминаются уроженец Гродно Август Бекю (1769–1824) и его преемник М. Гомолиц! кий – уроженец Слонимского уезда; им проводились экспери! ментальные исследования по переливанию крови. Профессор кафедры естественных наук Виленского университета С.Б. Юндзилл издал учебник по физиологии. Существенное значение имели работы профессора Г. Баянуса, посвященные сравнительной анатомии. Работа профессора А. Снядецкого “Теория органических организмов” обосновывала идею круго! оборота веществ в природе и была переведена на немецкий и французский языки. Перевод медико!хирургического отделе! ния из Вильно в Петербург совпал с началом интенсивного развития физиологии в Европе. Однако в этот период научная база для развития физиологии на территории Беларуси отсут! ствовала.

19

Своеобразным островком на территории Беларуси, где проводились физиологические исследования, стала усадьба Наднеман (Минская область). Здесь, в своем родовом помес! тье, профессор электрографии и магнетизма Я.А. Наркевич! Иодко (1847–1905) устроил лабораторию, санаторий и про! водил исследования, относящиеся к электрофизиологии. Им был открыт эффект свечения живых тканей в электромагнит! ном поле (позже это явление было названо эффектом Кирли! ан). Он исследовал возможность применения электрического тока для диагностики и терапии. Отчеты об этих исследованиях рассылались в ряд европейских академий и Петербургский ин! ститут экспериментальной медицины.

Большим событием, обеспечившим становление и разви! тие физиологической науки в Беларуси, стало образование в 1921 г. Белорусского государственного университета. На ме! дицинском факультете этого университета сразу же было при! нято решение о создании кафедры физиологии. Начало работы этой кафедры относится к 1922 г., когда ее возглавил доцент Л.П. Розанов (1888–1959), который прошел стажировку в лаборатории И.П. Павлова. В 1923 г. он получил звание про! фессора и наряду с заведованием кафедрой физиологии рабо! тал по совместительству в Институте белорусской культуры (с 1929 г. – Академии наук БССР). Л.П. Розановым и сотруд! никами кафедры была проделана огромная работа по созда! нию и оснащению оборудованием учебной и эксперименталь! ной базы физиологии в республике. За период работы (1922–1935) на кафедре физиологии медицинского факуль! тета (ставшего в 1930 г. медицинским институтом) Л.П. Ро! зановым опубликовано 16 научных работ, в том числе 2 учеб! ника. Будучи уроженцем Москвы, Л.П. Розанов освоил бело! русский язык и издал первый учебник физиологии на бело! русском языке.

С 1936 по 1951 г. кафедру нормальной физиологии Мин! ского государственного медицинского института возглавлял профессор И.А. Ветохин (1884–1959). Он несколько лет по совместительству заведовал также кафедрой физиологии че! ловека и животных Белорусского государственного универси! тета. Одновременно с 1937 по 1941 г. И.А. Ветохин являлся директором Института теоретической и клинической медици! ны АН БССР, а в 1947 г. был избран членом!корреспондентом АН БССР.

20