Ответы Физиология. Нормальная физиология как научная основа медицины, её связь с другими науками
 Скачать 1.62 Mb.
|
|
Вопрос №1 Нормальная физиология как научная основа медицины, её связь с другими науками. Предмет физиологии. Физиология - наука о динамике жизненных процессов. Она является одним из важнейших разделов биологических наук. Физиология изучает функции, т. е. процессы жизнедеятельности, живого организма, его органов, тканей, клеток и структурных элементов клеток. Для всестороннего и глубокого, понимания функций физиология стремится выяснить все их свойства и проявления, взаимосвязи и изменения в разных условиях внешней среды и при различном состоянии организма. Физиология изучает видовое и индивидуальное развитие функций, изменение и приспособление их к постоянно меняющимся условиям внешней среды. Конечной задачей физиологии является такое глубокое познание функций, которое обеспечило бы возможность активного воздействия на них в желаемом направлении. Связь физиологии с другими науками. Физиология тесно связана с рядом областей знания, базируясь в своих исканиях на данных одних наук и являясь в свою очередь основой для развития других наук. Физиология в ходе исследований опирается на законы физики и химии и использует их методы. Причина этого в том, что при каждом жизненном процессе происходят превращения вещества и энергии, т. е. физические и химические процессы. Поэтому в физиологии приобрели важное значение два направления физиологического исследования — физическое и химическое. В этих двух направлениях накоплен очень большой фактический материал, выявлены своеобразные закономерности протекания физических и химических процессов в организме, разработаны специальные методы и технические приемы изучения этих процессов. Поэтому физическое и химическое направления исследования жизненных явлений превратились в самостоятельные научные дисциплины: биологическую физику и биологическую химию. Одно из важных ответвлений биофизического направления — электрофизиология, изучающая электрические явления в живом организме, которые сопровождают процессы возбуждения нервной, мышечной и железистой тканей. Биофизика и биохимия изучают отдельные — физические или химические — проявления жизнедеятельности организма или его частей, т. е. элементы общего единого целого — физиологической функции. Биофизика и биохимия открывают большие возможности для анализа жизненных явлений. Однако ни одна из них в отдельности не дает полного познания функций, которое достигается только путем физиологического их изучения на основе синтеза физических, химических и биологических данных. Физиология тесно связана с морфологическими науками —анатомией, гистологией, цитологией. Это обусловлено тем, что морфологические и физиологические явления неразрывно связаны. Форма, структура организма и его частей и их функции взаимообусловлены, и нельзя глубоко изучить функции организма, его органов, тканей и клеток, не зная их макроскопического, микроскопического и субмикроскопического строения и его изменений при осуществлении исследуемой функции. Физиология опирается также на общую биологию, эволюционное учение и эмбриологию, потому что для изучения жизнедеятельности любого организма необходимо знать историю его развития — филогенетического и онтогенетического. Вместе с тем изучение эволюции функций помогает выяснению некоторых вопросов самого эволюционного учения. Близко связана физиология и со всеми медицинскими дисциплинами. Более того, как говорил И. П. Павлов, «понимаемые в глубоком смысле физиология и медицина неотделимы». Достижения физиологии постоянно используются медициной, где физиология неизменно находит широчайшее поле приложения. Понять нарушения функций, происходящие в организме при различных заболеваниях, наметить правильные пути их лечения и предохранения от них можно только при знании физиологических процессов, протекающих в нормальном, здоровом организме. Можно привести множество примеров, показывающих использование достижений физиологии в медицинской практике. Так, разработка физиологии пищеварения. И. П. Павловым дала возможность понять заболевания пищеварительного тракта и явилась основой диететики питания — мощного средства лечения; изучение витаминов позволило успешно бороться с такими заболеваниями, как цинга и рахит; открытие гормона поджелудочной железы — инсулина — и выяснение способов его получения способствовали сохранению жизни миллионов больных диабетом; исследование групп крови явилось основой такого важного для медицинской практики мероприятия, как переливание крови. Медицина в свою очередь дает физиологии чрезвычайно много ценного материала. Изучение различных заболеваний человека способствует ! пониманию механизма многих нормальных физиологических процессов и выяснению функций некоторых органов. И. П. Павлов по этому поводу писал: «Мир патологических явлений представляет собой бесконечный ряд всевозможных, особенных, т. е. не имеющих места в нормальном течении жизни, комбинаций физиологических явлений. Это, бесспорно, как бы ряд физиологических опытов, делаемых природой и жизнью, это часто такие сочетания явлений, которые долго не пришли бы в голову современным физиологам и которые иногда даже не могли бы быть нарочно воспроизведены техническими средствами современной физиологии». Вопрос №2 Вклад отечественных учёных в развитие мировой физиологии. И.М.Сеченов, И.П.Павлов, В.Ф. Овсянников, Л.А. Орбели, П.К.Анохин. Выдающийся вклад в развитие рефлекторной теории, которая является одной из основных теоретических концепций физиологии и медицины, внес великий русский ученый, выдающийся представитель российской физиологической школы и основоположник научной психологии Иван Михайлович Сеченов (1829-1905). И.М.Сеченов первым выдвинул идею о рефлекторной основе психической деятельности и убедительно доказал, что "все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения суть рефлексы". Открытое им центральное (сеченовское) торможение (1863) впервые продемонстрировало, что наряду с процессом возбуждения существует другой активный процесс - торможение, без которого немыслима интегративная деятельность центральной нервной системы. Классическим обобщением исследований И.М.Сеченова явился его труд "Рефлексы головного мозга" (1863), который И.П.Павлов назвал "гениальным взмахом русской научной мысли". Суть его лаконично выражена в первоначальных названиях, измененных по требованию цензуры: "Попытка свести способ происхождения психических явлений на физиологические основы" и "Попытка ввести физиологические основы в психические процессы". Исследования Павлова в области физиологии сердечно-сосудистой и пищеварительной систем и высших отделов центральной нервной системы являются классическими. В 1897 г. вышли в свет его "Лекции о работе главных пищеварительных желез", явившиеся обобщением научных исследований в области пищеварения - практически заново созданного им раздела физиологии. Несмотря на языковый барьер, работы И.П.Павлова и его сотрудников по Институту экспериментальной медицины стали известны во всем мире. В Каролинском институте (Швеция), который с 1901 г. получил право присуждения Нобелевских премий по физиологии и медицине, имя И.П.Павлова часто называлось в списках кандидатов в лауреаты. Однако вызывало вопрос одно обстоятельство: сам И.П.Павлов редко фигурировал в качестве соавтора в работах своих сотрудников, и Каролинский институт направил в Петербург своего представителя профессора Карла Тигерштеда для того, чтобы выяснить, кто же возглавляет столь плодотворную научную деятельность этого коллектива. В результате в 1904 г. И.П.Павлов был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине "в знак признания его работ по физиологии пищеварения, которые позволили изменить и расширить наши знания в этой области". Исходя из тезиса "для естествоиспытателя - все в методе", И.П.Павлов ввел в практику физиологических исследований метод хронического эксперимента, благодаря которому стало возможным изучение целостного, практически здорового животного. Опыты на "хронически оперированных" животных проводились физиологами и до Павлова. Однако они не были полноценными либо по замыслу, либо по методике выполнения. Так, метод изолированного "малого желудочка", предложенный Р.Гейденгайном (Heidenhain, Rudolf Peter Heinrich, 1834-1897), лишал изолированный участок иннервации. Метод хронического эксперимента, разработанный И.П.Павловым, позволил ему экспериментально обосновать принцип нервизма - идею о решающей роли нервной системы в регуляции функционального состояния и деятельности всех органов и систем организма. Методологической основой его концепции явились три основных принципа: единство структуры и функции, детерминизм, анализ и синтез. Изучая поведение животных, И.П.Павлов выявил рефлексы нового типа, которые формируются и закрепляются при определенных условиях окружающей среды. Павлов назвал их условными, в отличие от уже известных прирожденных рефлексов, которые имеются от рождения у всех животных данного вида (их Павлов назвал безусловными). Было показано также, что условные рефлексы вырабатываются в коре больших полушарий головного мозга, что сделало возможным экспериментальное изучение деятельности коры больших полушарий в норме и патологии. Результатом этих исследований явилось создание учения о высшей нервной деятельности - одного из величайших достижении естествознания XX в. Деятельность И.П.Павлова и созданной им научной школы составила эпоху в развитии физиологии. Овсянников В.Ф Ему принадлежат труды по изучению механизма нервной регуляции дыхания и кровообращения; в 1871 установил наличие сосудодвигательного центра в продолговатом мозгу кролика. Под руководством О. проводились исследования по выяснению механизма трофич. влияния нервной системы на организм, подготовившие почву для дальнейшего развития учения о трофич. функции нервной системы. Орбели Л.А Последовательно применяя принципы дарвинизма в изучении физиологических функций, О. развил новое научное направление — эволюционную физиологию. Особое внимание уделял применению эволюционных принципов при изучении всех звеньев нервной системы животных и человека. Исследуя симпатическую нервную систему, выявил её адаптационно-трофическую функцию, чем способствовал решению вопроса о роли симпатических нервов в организме. Обосновал новое представление о функции мозжечка,показав, что мозжечок не только управляет моторной координацией, но и регулирует вегетативные функции организма. Большой вклад сделан О. в разработку проблемы боли и в физиологию анализаторов. Наряду с детальным изучением отдельных рецепторных аппаратов О. исследовал взаимодействие афферентных (чувствительных) систем. Изучая деятельность центральной нервной системы, особое внимание уделял влиянию подкорковых центров на функциональное состояние коры головного мозга. Активно способствовал развитию физиологии человека, особенно в связи с проблемами жизнедеятельности в необычных и экстремальных условиях Анохин П.К Основные работы посвящены изучению деятельности целого организма и особенно головного мозга на основе разработанной им теории функциональной системы. Применение этой теории к эволюции функций дало возможность А. сформулировать понятие системогенеза как общей закономерности эволюционного процесса. Фундаментальные труды по нейрофизиологии - механизмам условного рефлекса и внутреннего торможения, онтогенезу нервной системы и др. Изучал деятельность целостного организма на основе разработанной им теории функциональных систем (начиная с 1935), к-рая способствовала развитию системного подхода в биологии и кибернетике. Кровь
Гомеоста́з (др.-греч. ὁμοιοστάσις от ὁμοιος — одинаковый, подобный и στάσις — стояние, неподвижность) — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды. Механизмы гомеостаза: обратная связь Когда происходит изменение в переменных, наблюдаются два основных типа обратной связи, или фидбэка, на которые реагирует система: Отрицательная обратная связь, выражающаяся в реакции, при которой система отвечает так, чтобы изменить направление изменения на противоположное. Так как обратная связь служит сохранению постоянства системы, это позволяет соблюдать гомеостаз. Терморегуляция — другой пример отрицательной обратной связи. Когда температура тела повышается (или понижается) терморецепторы в коже и гипоталамусе регистрируют изменение, вызывая сигнал из мозга. Данный сигнал, в свою очередь, вызывает ответ — понижение температуры (или повышение). Положительная обратная связь, которая выражается в усилении изменения переменной. Она оказывает дестабилизирующий эффект, поэтому не приводит к гомеостазу. Положительная обратная связь реже встречается в естественных системах, но также имеет своё применение. Например, в нервах пороговый электрический потенциал вызывает генерацию намного большего потенциала действия. Свёртывание крови и события при рождении можно привести в качестве других примеров положительной обратной связи. Устойчивым системам необходимы комбинации из обоих типов обратной связи. Тогда как отрицательная обратная связь позволяет вернуться к гомеостатическому состоянию, положительная обратная связь используется для перехода к совершенно новому (и, вполне может быть, менее желанному) состоянию гомеостаза, — такая ситуация называется «метастабильность». Такие катастрофические изменения могут происходить, например, с увеличением питательных веществ в реках с прозрачной водой, что приводит к гомеостатическому состоянию высокой эвтрофикации (зарастание русла водорослями) и замутнению.
У человека кровь составляет 6—8% от массы тела, т. е. в среднем 5—6 л. Определение количества крови в организме заключается в следующем: в кровь вводят нейтральную краску, радиоактивные изотопы или коллоидный раствор и через определенное время, когда вводимый маркер равномерно распределится, определяют его концентрацию. Зная количество введенного вещества, легко рассчитать количество крови в организме. При этом следует учитывать, распределяется ли вводимый субстрат в плазме или полностью проникает в эритроциты. В дальнейшем определяют гематокритное число, после чего производят расчет общего количества крови в организме. Состав плазмы крови Плазма представляет собой жидкую часть крови желтоватого цвета, слегка опалесцирующую, в состав которой входят различные соли (электролиты), белки, липиды, углеводы, продукты обмена, гормоны, ферменты, витамины и растворенные в ней газы. . В то же время концентрация глюкозы, белков, всех катионов, хлора и гидрокарбонатов удерживается в плазме на довольно постоянном уровне и лишь на короткое время может выходить за пределы нормы. Значительные отклонения этих показателей от средних величин на длительное время приводят к тяжелейшим последствиям для организма, зачастую несовместимым с жизнью. Содержание же других составных элементов плазмы — фосфатов, мочевины, мочевой кислоты, нейтрального жира может варьировать в довольно широких пределах, не вызывая расстройств функции организма. В общей сложности минеральные вещества плазмы составляют около 0,9%. Содержание глюкозы в крови 4,5—6,5 ммоль/л. Растворы, имеющие одинаковое с кровью осмотическое давление, получили название изотонических, или физиологических. К таким растворам для теплокровных животных и человека относится 0,9% раствор натрия хлорида и 5% раствор глюкозы. Растворы, имеющие большее осмотическое давление, чем кровь, называются гипертоническими, а меньшее — гипотоническими. Для обеспечения жизнедеятельности изолированных органов и тканей, а также при кровопотере используют растворы, близкие по ионному составу к плазме крови ( Физико-химические свойства крови Цвет крови. Определяется наличием в эритроцитах особого белка — гемоглобина. Артериальная кровь характеризуется ярко-красной окраской, что зависит от содержания в ней гемоглобина, насыщенного кислородом (оксигемоглобин). Венозная кровь имеет темно-красную с синеватым оттенком окраску, что объясняется наличием в ней не только окисленного, но и восстановленного гемоглобина. Чем активнее орган и чем больше отдал кислорода тканям гемоглобин, тем более темной выглядит венозная кровь. Относительная плотность крови. Колеблется от 1,058 до 1,062 и зависит преимущественно от содержания эритроцитов. Относительная плотность плазмы крови в основном определяется концентрацией белков и составляет 1,029—1,032. Вязкость крови. Определяется по отношению к вязкости воды и соответствует 4,5—5,0. Вязкость крови зависит главным образом от содержания эритроцитов и в меньшей степени от белков плазмы. Вязкость венозной крови несколько больше, чем артериальной, что обусловлено поступлением в эритроциты СО2, благодаря чему незначительно увеличивается их размер. Вязкость крови возрастает при опорожнении депо крови, содержащей большее число эритроцитов. Вязкость плазмы не превышает 1,8—2,2. При обильном белковом питании вязкость плазмы, а, следовательно, и крови может повышаться. Осмотическое давление крови. Осмотическим давлением называется сила, которая заставляет переходить растворитель (для крови это вода) через полупроницаемую мембрану из менее в более концентрированный раствор. Осмотическое давление крови вычисляют криоскопическим методом с помощью определения депрессии (точки замерзания), которая для крови составляет 0,56—0,58°С. Депрессия молярного раствора (раствор, в котором растворена 1 грамм-молекула вещества в 1 л воды) соответствует 1,86°С. Подставив значения в уравнение Клапейрона, легко рассчитать, что осмотическое давление крови равно приблизительно 7,6 атм. Поддержание постоянства осмотического давления играет чрезвычайно важную роль в жизнедеятельности клеток. |