Физиология человека (том 1) (Покровский, Коротько - Физиология человека), страница 3

Крупным шагом вперед было предложшше английского физиолога Эдриана использовать для записи биоэлектриче(жих явлений электронные усилители. В. Я. Данилевский и В. В. Праздич-Неминский впервые зарегисгрнровали биотоки головного мозга. Этот метод бмл позже усовершенсгвован немецким ученым Бергером. В настоящее время электроэнцефалография широко исполъзуегся в клинике, так же кая и графическая запись электрических потенциалов мышц (электромиография), нервов и других ыибудимых тканей и органов. Это позволило проводить тонкую оценку функционального состояния органов н систем. Для развития физиологяи указанные мегоды имели также болыпое значение: они позволили расшифровать механизмы деятельности нервной системы и других органов и тканей, механизмы регуляции физиологических процессов. Важной вехой в развитии электрофизиологии было изобретение михроэлектродов, т.

е. тончайших электродов, диаметр кончика которых равен далям микрона. Эти электроды при помощи мнкроманипуляторов, можно вводить непосредственно в клетку и регистрировать биоэлектрические потенциалы внутрнклегочно. Микрозлектродная техника дала возможность расшифровать механизмы генерации биопотенциалов — процессов, протекающих в мембранах клетки. Мембраны являются важнейшими образованиями, так как через них осуществляются процессы взаимодействия клеток в организме и отдельных элементов клетки между собой. Наука о функциях биологических мембран — мечбранология — стала важным разделом физиологяи.

Методы электрического раздражения органов и тканей. Существенной вехой в развитии физиологии было введение метода электрического раздрзжения органов и тканей Живые органы и ткани способны реагировать на любые воздействия: тепловые, механические, химические и др. Электрическое раздра:кение по своей природе близко к «естественному языку», с помощью которого:кивые системы обмениваются информацией. Основоположником этого метода был немецкяй физиолог Дюбуа-Реймон, предложивший свой знаменитый «санный аппарат» (индукционная катушка) для дозированного электрического раздражения живых тканей.

В настощцее время для этого используют электронные стимуляторы, позволяющие получить электрические импульсы любой формы, частоты и силы. Электрическая стимуляция стала важным методом исследования функций органов и тканей. указанный метод широко применяется и в клинике. Разработаны канструкцин различных электронных стимуляторов, которые мсикно выявлять в организм. Электрическая стимуляция сердца стала надомным спосабом восстановления нормального ритма н Функций этого низненно ва:квота органа н возвратила к труду сотни тысяч лкщей. Успапно пряменяется электрастимуляция скелетных мышц, разрабатываются методы электрической стимуляции участков головного мозга при помон(и выявленных электродов. Последние при помощи специальных стереатаксических приборов вещят в строга определенные нервные центры (с точностью до долей миллиметра).

Этот метод, перенесенный из физиологии в клинику, позволил излечить тысячи невралогяческих больных и получить большое колячество ванных данных а механизмах работы человеческога мозга (Н. П. Бехтертзш). Помвма регистрации электрических потенциалов, температуры, давления, механических двюкеннй и других физических процессов, а также результатов воздействия этих процессов на организм, в физиологии широко применяются химические методы. Химические методы исследования в физиологии.

«Язык» электрических сигналов не единственный в организме. Распространенным ~~я~ется таяне химическое взаимодействие процессов мизнедеятелнюстн (цепн химических процессов, происхадюдих в нивых тканях). Поэтому возникла аблас1ь химии, изучающая этн процессы, — физиологическая химия. Сепщня она превратилась в самостоятельную науку — биологическую химию, раскрывающую молекулярные механизмы физналагяческих процессов.

Физиологи в экспериментах широко используют метены, возникшие на стыка химии„ Физики и биологии, что в свою очередь породило улке новые отрасли наука, например биологическую Физику, изучающую Фнзвческую сторону Физиологнческих явлений. Физиолог широко использует раднонуклндные методы.

В современных физиологических исследованиях применяются н другяе методы, заимствованные из точных наук. Они дают воистине бесценные сведения при количественном анализе механизмов фиэиологяческих процессов, Электрическая запись неэлектрнческнх величин. Сепщня значительные успехи физиологии связаны с использованием радиоэлектронной техники. Применяются датчики — преобразователи различных незлектрнческнх явлений я величии (двинение, давление, температура, концентрация различных веществ, яанов и т.д.) в электрические потенциалы, которые затем усиливаются электронными усилителями и регистрируются осциллографами.

Разработана огромное количество разных типов таких регистрирующих устройств, которые позволяют записать на осциллографе очень многяе Фязиологнческие процессы и ввести полученную внфармацию в компьютер. В ряде приборов используют дополнительные воздействия на организм (ультргявуковые или электромагнитные волны и т.д.). В таких случаях записывают величины параметров этих воздействий, изменяющих те или инь|е физиологические функции. Преимуществом похабных приборов является та, что преабразаватель— датчик мохгно укрепи1ь не на исследуемом органе, а на поверхности тела. Испускаемые прибором волны проникают в организм и после отршкения исследуемого органа регисгрируютая датчиком.

На таком принципе построены, например, ультразвуковые расходомеры, определяющие скорость кровотока в сосудах; реогрзфы и реоплетнзмографы регистрируют изменение величины электрического сопротивления тканей, которое зависит от кровенаполнеиия различных орщнов и частей организма. Преимушеством таких методов является яозмомность исследованяя организма в любой момент без предварятеэьных оперздий. Кроме того, такие исследования не наносят вред человеку. Большинство современных методов физиологических исследований в клинике основано на этих принципах.

В Россия инициатором использования радиоэлектронной техники для физиологических исследований был академик В. В. Парни. Метод острого эксперимента. Прогресс науки обусловлен не только развитием эксперимеяталъиой науки и методов исследования. Он в огромной мере зависит я от эволюции мышления физиологов, от развития мегодологяческих и методических подходов к изучению физиологических явлений.

С начала звролшеняя и до 80-х годов прошлого оголетяя физиология оставалась наукой аналитической. Она расчленила организм на отдельные органы и системы и изучала деятельность их изолированно. Основным методическим приемом аналитической физиологии бмли эксперименты на изолированных органах. При этом, чтобы получить доступ к какому-либо внутреннему органу илн системе, физиолог долмен был заниматься вивисекцией 0кивосечением).

Такие эксперимеяты называют такие острыми опылшми. Подопытное мивотное привязывали к станку н производили слшкную и болезненную операцию. Это был тязселый труд, но иного способа проникнуть в глубь организма наука не знала. Дело пе только в моральной стороне проблемы. Жестокие пытки, невыносимые страдания, которым подвергалось мивотное, грубо наруяшли нормалъпый ход физиологических явлений и не позволяли понять сущность процессов, протекающих в организме в естественных условиях, в норме.

Существенно не помогло и применение наркоза, а такие других методов обезболивания. Фиксация з~ивотного, воздействие наркотических веществ, операция, кровопотерм — все это совершенно меняло и нарушало нормальную жизнедеятельность организма. Образовался заколдованный круг. Чтобы исследовать тот ялн иной процесс или фуякцию органа либо системы, яузою было проникнуть в глубь организма, а сама попытка такого проникновения нарушала нормальное протекание физиологических процессов, для изучения которых и предпринимался опыт. Кроме того, исследование изолированных органов не давало представления об их истинной функции в условиях целостного неповремденного организма.

Метод хронического эксперимента. Величайшей заслугой русской науки в истории физиологии стало то, что один из самых талантливых и ярких ее представителей И. П. Павлов сумел пай~и выход из этого тупика. И. П. Павлов болезненно перемивзл недо- статки аналитической физиологии и острого эксперимента. Он наюел способ, позволяющий заглянуть в глубь организма, не нарушая его целостности. Это был метод хронического эксперимента, прсзнщимого на основе «физиологической хирургия».

На наркотязироваином животном в условиях стернлъиости предварителъно щюизвопнли ело:кную операцию, позволякяцую получи и доступ к тому илн иному внутреннему органу, проделывали «окошечко» в полый орган, вхсивляли фистульную трубку илн выводили нару:ку и подшивали к ко:ке проток железы. Сам опыт начинали много дней спустя, когда рана заживала, животное выздоравлнвало и по характеру течения физнологяческих процессов практически ничем не отличалось от нормального, здорового.

Благодаря наложенной фистуле можно было длвтелъно изучать течение тех или иных физиологических процессов в естественных условиях поведения. $.3. ФИЗИОЛОГИЯ ЦЕЛОСТНОГО ОРГАНИЗМА Развитие науки обусловлено успехами применяемых мегодов, Павловский метод хронического эксперимента создавал принципиалъно новую науку — физиологию целостного организма, синтетическую физиологию, которая смогла вызвать влияние внешней среды на физиологические процессы, обнаружить изменения функций различных органов и сисгем для обеспечения жизни организма в различных условиях. С появлением современных технических средств исследования процессов жизнедеятельности появилась возможность изучения без предварительных хирургических операций функций многих внутренних органов не толъко у животных, но и у человека. «Физиологическая хирургия» как методический прием в ряде разделов физиологии оказалась вытесненной современнымн методами бескровного эксперимента.

Но дело не в том нля ином конкрепюм техническом приеме, а в методологяи физиологического мышления. И. П. Павлов создал новую методологяю, благодаря чему физиология стала развиваться как синтетическая наука и ей органически сгал присущ системный подход. Целостный организм неразрывно связан с окружающей его внешней средой и поэтому, как писал еще И. М.

Сеченов, в научное определение организма должна входить и среда, влиюощая на него. Физиология целостного организма изучает не только внугренние механизмы саморегуляции физиологических прощ:ссов, но и механизмы, обеспечивающие непрерывное взаимолействие и неразрывное единство организма и окружающей среды. Физиология и кибернетика. Кибернетика (от греч. Еуоегоепке— искусство управления) — наука об управлении автоматизированными процессами.