Тема: «Роль вчених у розвитку світової фізіології»

Актуальність теми

Початкові відомості з області фізіології були отримані в далекій давнині на базі емпіричних спостережень натуралістів і лікарів і особливо анатомічних розтинів трупів тварин і людей.

Протягом багатьох століть у поглядах на організм панували ідеї Гіппократа (5 ст. до н.е.) і Аристотеля (4 ст. до н.е.). Однак найбільш істотний прогрес фізіології був визначений широким упровадженням вівісекційних експериментів, початок яких було покладено ще в Давньому Римі Галеном (2 ст. до н.е.). В епоху Відродження розвитку фізіологія сприяв загальний прогрес наук.

Фізіологія як самостійна наука, що ґрунтується на експериментальному методі дослідження, бере свій початок від робіт Уільяма Гарвея (1578-1657), який математично розрахував і експериментально обґрунтував теорію кровообігу.

ФОРМУВАННЯ НАВЧАЛЬНИХ ЦІЛЕЙ

ЗНАТИ етапи розвитку фізіології як науки; визначних вчених-фізіологів та дослідників інших галузей, що зробили значний внесок у розвиток фізіології.

ВМІТИ пояснювати залежність розвитку фізіології від прогресу в інших галузях науки.

ЗМІСТ ТЕМИ

Вільям Гарвей перший подав думку, що тварини в своєму онтогенезі повторюють філогенез. Це відкриття мало значення не лише для анатомії і фізіології, але й для всієї біології та медицини.

Італійський біолог Марчелло Мальпігі, який уперше (1661) описав капіляри, довів правильність представлень про кровообіг.

Провідним досягненням фізіології стало відкриття в 1-й половині 17 ст. французьким ученим Рене Декартом і пізніше (у 18 в.) чеським лікарем Їржі Прохазкою рефлекторного принципу, відповідно до якого будь-яка діяльність організму є відображенням – рефлексом – зовнішніх впливів, що здійснюються через центральну нервову систему. Декарт припускав, що чуттєві нерви є проводами, що натягаються при подразненні і відкривають клапани на поверхні мозку. Через ці клапани виходять "тваринні парфуми", що направляються до м'язів і викликають їхнє скорочення.

Великою популярністю користувалася концепція тварин-автоматів, розвинена Рене Декар­том, який переніс принципи механічного руху і на нервову систему тварин. Ви­користовуючи закони оптики, Декарт намагався пояснити роботу ока людини.

У XVII-XVIII ст. вчені намагалися пояснити роботу рухового апарату, механіз­ми вентиляції легень, функції нирок і ін. з точки зору законів механіки. Так, італійський учений Джованні Альфонсо Бореллі ще наприкінці 17 ст. використовує закони механіки для пояснення рухів тварин, механізму дихальних рухів. Він же застосував закони гідравліки до вивчення руху крові в судинах. Англійський учений Стівен Гейлс визначив величину кров'яного тиску (1733).

У фізіологію впроваджуються фізичні й хімічні методи дослідження. Французький учений Рене Реомюр і італійський натураліст Спаланцані досліджували хімізм травлення. Французький вчений Антуан Лавуазьє, що досліджував процеси окислювання, намагався на основі хімічних закономірностей наблизитися до розуміння механізму дихання. Важливими для фізіології були дослідження М.В.Ломоносова, що додавало велике значення хімії у пізнанні фізіологічних процесів.

Відкриття біоелектричних явищ італійським анатомом і фізіологом Луїджі Гальвані (1737-1798) поклало початок експериментальній медицині. Французь­кий фізіолог Франсуа Мажанді (1783-1855) довів окреме існування чутливих (задні корінці) і рухових (передні корінці спинного мозку) нервових волокон, що підтверджувало взаємовідповідність структури та функції (закон Белла-Мажанді).

У 19 ст. фізіологія остаточно відокремилась від анатомії. Визначальне значення для розвитку фізіології у цей час мали досягнення органічної хімії, відкриття закону збереження і перетворення енергії, клітинної будови організму й створення теорії еволюційного розвитку органічного світу.

У 19 ст. продовжувалося становлення й поглиблення рефлекторної теорії нервової діяльності. Були докладно вивчені спинномозкові рефлекси і проведений аналіз рефлекторної дуги. Німецький фізіолог Іоганн Мюллер сформулю­вав "Основні положення рефлекторної теорії", які в подальшому були розвинені у працях І.М. Сєче­нова та І.П. Павлова. В цей період розгорнулися дослідження нервової регуляції фізіологічних функцій за допомогою методик перерізувань і стимуляції різних нервів.

Німецький фізик, математик і фізіолог Герман Гельмгольц (1821-1894), якому належать великі відкриття в галузі фізіологічної акустики і фізіології зору, вивчав процеси скорочення м'язів, явище тета­нусу і вперше виміряв швидкість проведення збу­дження по нерву жаби.

Розгорнулися дослідження обміну речовин і енергії у живих організмах. Були розроблені методи прямої і непрямої калориметрії, що дозволило точно заміряти кількість енергії, що міститься в різних харчових продуктах.

В 2-й половині 19 ст. із широким застосуванням методу екстирпації (видалення) було почате вивчення ролі різних відділів головного й спинного мозку в регуляції фізіологічних функцій. Можливість прямого роздратування кори великих півкуль була показана німецькими ученими Г.Фрітчем і Е.Гитцигом у 1870 році. Широкий розвиток одержала експериментально-хірургічна методика (роботи В.А.Басова, Л.Тири, Л.Велла, Р.Гейденгайна, І.П.Павлова й ін.) для вивчення функцій внутрішніх органів, особливо органів травлення.

І.П. Павлов установив основні закономірності в роботі головних травних залоз, механізм їхньої нервової регуляції, зміну складу травних соків у залежності від характеру харчових речовин. Дослідження Павлова, відзначені в 1904 Нобелівською премією, дозволили зрозуміти роботу травного тракту як функціонально цілісної системи.

У 20 ст. почався новий етап у розвитку фізіології, характерною, рисою якого був перехід від вузько-аналітичного розуміння життєвих процесів до синтетичного. Величезний вплив на розвиток вітчизняної й світової фізіології зробили роботи І.П.Павлова і його школи по фізіології вищої нервової діяльності. Відкриття Павловим умовного рефлексу дозволило на об'єктивній основі приступити до вивчення психічних процесів, що лежать в основі поводження тварин і людини. Протягом 35-річного дослідження вищої нервової діяльності Павловим встановленні основної закономірності утворення і гальмування умовних рефлексів, фізіологія аналізаторів, типи нервової системи, виявлені особливості порушення вищої нервової діяльності при експериментальних неврозах, розроблена коркова теорія сну й гіпнозу, закладені основи вчення про сигнальні системи.

Великий внесок у дослідження фізіології центральної нервової системи вніс англійський фізіолог Чарлз Шеррінгтон, який установив основні принципи інтегративної діяльності мозку: реципрокне гальмування, оклюзію, конвергенцію порушень на окремих нейронах і т.д.

Роботи Шеррінгтона збагатили фізіологію центральної нервової системи новими даними про взаємовідносини процесів збудження і гальмування, про природу м'язового тонусу і вплинули на розвиток подальших досліджень. Так, голландський учений Магнус вивчив механізми підтримки пози в просторі і її зміни при рухах. Радянський учений В.М.Бехтерев показав роль підкіркових структур у формуванні емоційних і рухових реакцій тварин і людини, відкрив провідні шляхи спинного і головного мозку, функції зорових бугрів тощо.

На початку 20 ст. склалося нове вчення про діяльність залоз внутрішньої секреції – ендокринологія; було сформовано уявлення про внутрішнє середовище організму, єдину нервово-гуморальну регуляцію, гомеостаз, бар'єрні функції організму (роботи Кеннона, радянських учених Л.Орбелі, Бикова, Штерна, Г.Н.Кассиля та ін.).

У середині 20 ст. значних успіхів досягла фізіологія харчування. Були вивчені енерговитрати людей різних професій і розроблені науково обґрунтовані норми харчування (радянські учені М.Н.Шатерніков, О.П.Молчанова, німецький дослідник Карл Фойт, американський фізіолог Ф.Бенедикт та ін.).

У зв'язку з космічними польотами і дослідженнями водяного простору розвиваються космічна й підводна фізіологія, активно розробляється фізіологія сенсорних систем.

На розвиток фізіології і медицини вплинули роботи канадського ендокринолога Ганса Сельє, що сформулювали (1936) уявлення про стрес як неспецифічну адаптивну реакцію організму на дію зовнішніх і внутрішніх подразників.

Починаючи з 60-х рр. 20 ст. у фізіології усе ширше впроваджується системний підхід. Досягненням радянської фізіології є теорія функціональних систем, розроблена П.К.Анохіним.

Одна з основних задач сучасної фізіології – з'ясування механізмів психічної діяльності тварин і людини з метою розробки діючих заходів проти нервово-психічних хвороб. Рішенню цього питання сприяють дослідження функціональних розходжень правої й лівої півкуль мозку, з'ясування найтонших нейронних механізмів умовного рефлексу, вивчення функцій мозку в людини за допомогою вживлених електродів, штучного моделювання психопатологічних синдромів у тварин.

Фізіологічні дослідження молекулярних механізмів нервового збудження і м'язового скорочення допоможуть поглибити знання про природу вибіркової проникності клітинних мембран; механізм транспорту речовин через клітинні мембрани; роль нейронів, їхніх популяцій і гліальних елементів у інтегративній діяльності мозку, і зокрема, у процесах пам'яті. Вивчення різних рівнів центральної нервової системи дозволить розширити дані про їхню роль у формуванні й регуляції емоційних станів. Подальше вивчення проблем сприйняття, передачі і переробки інформації різними сенсорними системами дозволить до кінця зрозуміти механізми формування й сприйняття мови, розпізнавання зорових образів, звукових, тактильних і ін. сигналів.

Активно розвивається фізіологія рухів, компенсаторних механізмів відновлення рухових функцій при враженнях опорно-рухового апарата, а також нервової системи. Проводяться дослідження центральних механізмів регуляції вегетативних функцій організму, механізмів адаптаційно-трофічного впливу вегетативної нервової системи, структурно-функціональної організації вегетативних гангліїв. Дослідження дихання, кровообігу, травлення, водно-сольового обміну, терморегуляції і діяльності залоз внутрішньої секреції дозволяють зрозуміти фізіологічні механізми вісцеральних функцій. Важливі напрямки фізіології – вікова фізіологія і геронтологія.

У зв'язку з глобалізацією назріла потреба вивчення адаптації людини до умов праці й побуту, а також до дії різних екстремальних чинників (емоційних стресів, впливу різних кліматичних умов тощо). Необхідно удосконалити й створити нові системи захисту людини від впливу забрудненого середовища, електромагнітних полів і інших несприятливих факторів.