Лекція 1. Визначення фізіології як науки.

Севастополь, 2012

Лекція 1. Визначення фізіології як науки.

1. Історія фізіології.

2. Методи вивчення

У першій половині XVIII ст. розпочався розвиток фізіології в Україні та Росії. У 1725 р. в Петербурзькій академії наук було засновано кафедру анатомії і фізіології, а в 1776 р. в Московському університеті відкрито самостійну кафедру фізіології.
Перший російський підручник «Фізіологія, видана для керівництва своїх слухачів» написав професор Московського університету О.М. Філомафітський (1807—1849рр.). У 1848 р. він опублікував «Трактат про переливання крові (як єдиний засіб у багатьох випадках врятувати згасле життя), складений в історичному, фізіологічному і хірургічному відношеннях». Батьком російської фізіології називають І.М. Сєченова (1829—1905 рр.). У своїй праці «Рефлекси головного мозку» (1863 р.) І.М. Сєченов сформулював матеріалістичне уявлення про діяльність головного мозку, яка відбувається за принципом рефлексу і підлягає не лише спостереженню, а й вивченню. Учений відкрив також явища центрального гальмування і сумації збудження в нервових центрах. Висунуті ним ідеї дістали подальший розвиток у працях його учнів і послідовників І.П. Павлова (1849—1936рр.), О.О. Ухтомського (1875—1942 рр.), М.Є. Введенського (1852—1922 рр.) та ін. Величезний вплив на розвиток вітчизняної та світової фізіології зробили дослідження І.П. Павлова та його школи. І.П. Павлов є творцем нового аналітично-синтетичного напрямку у фізіології, який базується на трьох засадах: 1) організм — єдине ціле; 2) єдність організму і середовища; 3) принцип нервізму. Вершиною творчості І.П. Павлова є його вчення про сигнальні системи кори великого мозку. У його працях півкулі великого мозку характеризуються як орган тимчасових зв'язків, який забезпечує досконале пристосування організму до змін умов навколишнього середовища. Розкриваються закономірності руху нервових процесів у корі великого мозку (іррадіація, концентрація, індукція), встановлюються зв'язки між корою і підкірковими утвореннями. І.П. Павлов створив класифікацію типів психічної (вищої нервової) діяльності.
Вчення І.П. Павлова про вищу нервову діяльність, кровообіг, травлення та ін., його ідеї і методи, аналітико-синтетичний підхід до вивчення фізіологічних явищ в цілому організмі визначили подальший розвиток фізіології XX ст. За великі заслуги в розвитку фізіологічної науки І.П. Павлов у 1904 р. одержав Міжнародну Нобелівську премію (найвищу і найпрестижнішу премію того часу). У 1935 р. Міжнародний фізіологічний конгрес присвоїв І.П. Павлову звання «старійшини фізіологів світу».
Розвиток фізіології в XX ст. характеризується великими успіхами. Розроблено вчення про автономну нервову систему, вивчено багато різних процесів життєдіяльності, встановлено закономірності регуляції функцій внутрішніх органів, відкрито пристінкове (мембранне) травлення та ін. Велика заслуга в цьому належить учням І.П. Павлова видатним ученим Л.А. Орбелі, К.М. Викову, В.М. Черніговському, П.К. Анохіну та ін.
Розвиток фізіології в Україні розпочався переважно в другій половині ХІІІ ст. у зв'язку з відкриттям медичних факультетів у Львові, Харкові, Києві, Одесі. Найбільший внесок в розвиток фізіології зробили вчені Київського, Харківського, Львівського університетів та інститутів. У Львівському університеті, який перший раз відкрився у 1784р., в 1885 р. кафедру фізіології очолив А. Бек (1863—1942 рр.). Дослідженнями електричних явищ в центральній нервовій системі були одержані нові дані по локалізації центрів окремих функцій в корі півкуль великого мозку, обґрунтовані деякі питання електроенцефалографії.
У післявоєнні роки на кафедрі фізіології людини і тварин Львівського університету працювали Г.М. Никифоровський (1879—1982рр.), І.В. Шостаковська (з 1960 до 1991 р. завідувала кафедрою) та ін. їхні дослідження присвячені порівняльній фізіології вищої нервової діяльності, фармакології умовних рефлексів, вивченню механізмів регуляції діяльності травних залоз тощо. До провідних дослідників з фізіології, які працювали у Харкові, слід віднести: Щелкова (1833—1909 рр.) і його учнів (М.Ф. Білецького (1851—1882 рр.), 5.Я Даншевського (1852—1939рр.) та ін.). В.Я. Данилевському належать важливі фізіологічні дослідження з різних розділів фізіології. Він організував і очолив Харківський органо-теоретичний інститут, в якому працював до кінця свого життя (тепер Український науково-дослідний інститут експериментальної ендокринології). Дослідженнями фізіології нервової системи він встановив наявність у головному мозку центрів, які регулюють діяльність внутрішніх органів; вперше зареєстрував електричні явища головного мозку собаки. Вивчаючи дію на організм електричного струму та електромагнітних полів, В.Я. Данилевський виявив наявність біострумів в головному мозку. Наукові інтереси вченого були багатогранними. Він приділяв увагу питанням ендокринології, гіпнозу, вивченню теплотворної властивості харчових речовин тощо.
Вихованець Харківського університету, видатний вчений-біолог. Мечніков (1845—1916 рр.) деякий час (протягом 10 років) працював у Новоросійському університеті в Одесі, у 1883 р. на VII з'їзді дослідників природи і лікарів доповів свою гіпотезу про захисну роль фагоцитів, яка через деякий час була визнана вченням про фагоцитоз.
І.І. Мечникову була присуджена Нобелівська премія (разом з П. Ерліхом, який захищав і обґрунтовував теорію імунітету). В.Ю. Чаговець (1873—1941 рр.), вивчаючи природу біоелектричних явищ, за рік до закінчення Військово-медичної академії (у 1896 р.) обґрунтував основні принципи іонної теорії збудження. Працюючи в лабораторії І.П. Павлова, захистив дисертацію (1903 р.) на тему: «Нарис електричних явищ на живих тканинах з погляду найновіших фізико-хімічних теорій». 31910 року В.Ю. Чаговець — завідувач кафедри фізіології Київського університету (пізніше Київського медичного інституту). Запропонована ним перша теорія виникнення біопотенціалів від змни концентрації іонів мала велике значення для подальшого розвитку досліджень в електрофізіології. Вивчаючи механізм подразнювальної дії електричного струму на живі тканини, В.Ю. Чаговець показав, що збудження їх відбувається внаслідок поляризації поверхневих мембран. Ця теорія в електрофізіології стала загальновизнаною.
Після В.Ю. Чаговця кафедру в Київському університеті очолив А.І. Ємченко (1893—1964рр.). Він і його співробітники (В.П. Глаголєв, В.О. Цибенко. П.Д. Харченко) вивчали умовно-рефлекторну діяльність тварин, проблеми сенсорної фізіології, регуляторні впливи гіпоталамуса на серцеву та лімфатичну системи.
Г.Ф.Фольборт (1885—1960рр.), академік АН УРСР, учень і близький співробітник І.П. Павлова. З 1926 по 1945 р. завідувач кафедри Харківського медичного інституту а з 1946 по 1960 р. — кафедри нормальної фізіології Київського медичного інституту та відділом вищої нервової діяльності і трофічних функцій Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця АН УРСР. Основні праці Г.Ф. Фольборта стосуються проблем вищої нервової діяльності, травлення, фізіології стомлення і відновлення. Він дав науковий аналіз секреції і надходження в тонку кишку жовчі, відкрив новий спосіб одержання секретину, дослідив дію овочевих соків і деяких інших речовин на шлункову секрецію. Встановлені ним основні закономірності процесів виснаження і відновлення дозволили теоретично обґрунтувати раціональні режими діяльності різних систем організму.
П.Г. Богач (1918—1881 рр.) очолював Інститут фізіології Київського університету. Разом зі своїми співробітниками (А.Ф. Косенко, С.Д. Гройсман, Г.М. Чайченко, П.С. Лященко) він зосередив свої дослідження на вивченні ролі різних структур головного мозку в регуляції вегетативних функції травного каналу, біофізики м'язового скорочення.
Великий внесок у розвиток найважливіших проблем нормальної та патологічної фізіології, геронтології, ендокринології, онкології та ін., зробив видатний вчений О.О. Богомолець (1881—1946), президент АН УРСР, Герой Соціалістичної Праці.
У 1921 р. він написав перший вітчизняний підручник з патологічної фізіології. У 1931 р. в Києві організував і очолив Інститут експериментальної біології і патології та Інститут клінічної фізіології АН УРСР, створив одну з провідних наукових шкіл українських патофізіологів, розробив метод впливу на сполучну тканину, за допомогою запропонованої ним антиретикулярної цитотоксичної сироватки (АЦС), яка широко використовується не лише в нашій країні, а й за її межами. Виконані під його керівництвом наукові дослідження по консервації крові відіграли важливу роль в організації служби крові. О.О. Богомолець багато уваги приділив розвиткові вікової фізіології, проблемі боротьби за нормальне довголіття і продовження життя.
У свій час в Інституті фізіології АН УРСР (тепер Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України) працювало багато визначних дослідників, які дещо пізніше очолили створені нові наукові заклади і плідно працювали в них.
Р.Є. Кавецький (1899—1978рр.) — український патофізіолог-онколог, академік АН УРСР. У 1960—1978 рр. — директор Київського науково-дослідного інституту експериментальної та клінічної онкології МОЗ УРСР (з 1971 р. — Інститут проблем онкології АН УРСР, з 1978 р., імені Р.Є. Кавецього). Праці Р.Є. Кавецького присвячені питанням експериментальної і теоретичної онкології, патофізіології. Йому належить пріоритет у створенні концепції про взаємодію пухлини й організму та про фактори антиканцерогенезу.
В.П. Комісаренко — завідувач лабораторії ендокринних функцій Інституту їм. О.О. Богомольця АН УРСР. З 1965 р. — директор організованого ним Київського науково-дослідного інституту ендокринології та обміну речовин. Праці В.П. Комісаренка присвячені дії гормонів на організм. Він запропонував гормональні препарати: кортикотонін, спленін тощо. У 1966р. Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця АН УРСР (тепер Інститут НАН України) очолив П.Г. Костюк, академік НАН України, АН СРСР, який раніше працював під керівництвом відомого Київського електрофізіолога Д.С. Воронцова (1886—1965 рр.). П.Г. Костюк разом із співробітниками інституту (П.М. Сєрков, В.І. Скок, М.Ф. Шуба та ін.) проводить фундаментальні дослідження клітинних механізмів діяльності нервової системи.

Висновок
Розвиток фізіології здебільшого визначався досягненнями анатомії та інших природничих наук. Перші відомості про функції організму викладено в працях Гіппократа (460— 377 рр. до н.е.). Виникнення фізіології як науки пов'язане з працями Уїльяма Гарвея, який відкрив замкнений кровообіг (1628 р.). Інтенсивний науковий розвиток фізіології почався в XIX ст. Значний внесок у розвиток фізіології в XIX ст. зробили вчені різних країн: у Франції — К. Бернар (1813—1877 рр.), Німеччині — Е. Дюбуа-Реймон (1818—1878 рр.), Англії — Ч. Шеррінгтон (1885—1949 рр.), США — В. Кеннон (1871—1945рр.) та ін.
Величезний вплив на розвиток вітчизняної та світової фізіології зробили дослідження І.П. Павлова та його школи. Вчення І.П. Павлова про вищу нервову діяльність, кровообіг, травлення та ін., його ідеї і методи, аналітико-синтетичний підхід до вивчення фізіологічних явищ в цілому організмі визначили подальший розвиток фізіології XX ст.
Розвиток фізіології в Україні розпочався переважно в другій половині ХІІІ ст. у зв'язку з відкриттям медичних факультетів у Львові, Харкові, Києві, Одесі. Найбільший внесок в розвиток фізіології зробили вчені Київського, Харківського, Львівського університетів та інститутів.
За останній час вітчизняними фізіологами досягнуто значних успіхів завдяки запровадженню мікроелектродної техніки. Вимірювання внутрішньоклітинних потенціалів дозволило «заглянути» в світ нейронних процесів, особливо в механізм синаптичної передачі, тобто передачі збудження з однієї нервової клітини на другу, з чутливої клітини на нервову.

Список використаної літератури [12.13]

Лекція 2. Фізіологія сенсорних систем. Фізіологія зору, нюх

1Фізіологія зорового і нюхового аналізаторів.

2.Роль зору і нюху в життєзабезпеченні

З яких заломлюючих середовищ складається оптична система ока? До оптичної системи ока зараховують рогівку, вологу передньої камери ока, кришталик і склисте тіло. Сумарна заломна сила ока людини дорівнює 59 D при розгляданні далеких предметів і 70, 5 D – при розгляданні предметів, що розташовані близько. Промінь світла проходить через рогівку, вологу передньої камери, кришталик і скловидне тіло з різною швидкістю. Унаслідок цього на поверхні, яка відокремлює ці середовища, відбувається заломлення світла, або рефракція.

Що таке фізична рефракція і як формується зображення в редукованому оці? У оці межі між середовищами функціонують як лінзи. Унаслідок цього на поверхні, яка відокремлює ці середовища, відбувається заломлення світла, або рефракція. Причому навіть кришталик не є однорідним тілом, і при точному обчисленні треба враховувати як передню, так і задню його поверхні.

Для спрощення оцінки заломної сили ока користуються моделлю " редукованого ока", в якому всі середовища мають один і той же показник заломлювання і єдину сферичну поверхню. При цьому на сітківці формується зменшене, перевернуте і справжнє відображення предмета.

Які є види клінічної рефракції? Рефракція зорового ока називається еметропією. Для одержання чіткого зображення головний фокус ока повинен бути на сітківці. У клінічній практиці найчастіше спостерігаються два основних дефекти заломлювання променів – міопія (короткозорість) і гіперметропія (далекозорість). Якщо око у поздовжньому напрямку довше чи коротше, то, незважаючи на нормальний ступінь заломної сили оптичного апарата, при міопії промені сходяться перед сітківкою, а при гіперметропії – за нею. Звичайно корекція повинна проявлятися у зміні заломної сили ока. Міопія коригується розсіювальними лінзами, а гіперметропія – збиральними.

Корекція може бути виконана шляхом зміни кривизни рогівки, наприклад, за допомогою відповідної операції.

Які є види аберації та що таке астигматизм? Як і у всіх лінз, у рогівки й кришталика різні ділянки мають різну фокусну відстань: вона більша у центральній частині, ніж у периферійній. За рахунок цього виникає явище сферичної аберації, яке робить зображення нечітким. Крім сферичної, оптичні середовища ока людини зумовлюють ще й хроматичну аберацію. Вона виникає внаслідок того, що найкоротші хвилі (сині кольори) заломлюються сильніше, ніж довгі (червоні кольори). Аберація зменшується за рахунок функції зіниці. Що менший діаметр зіниці, то меншою мірою беруть участь периферичні відділи оптичної системи ока у побудові зображення, а отже, й менше спотворення його. При появі непрозорих включень у оптичних середовищах ока спостерігається дифракційна аберація за рахунок огинання перешкоди світловими променями і розсіювання. Рефракція ока може відрізнятись у різних меридіанах, внаслідок чого на сітківці не формується точкове зображення. Поєднання в одному оці різних видів клінічної рефракції або різних ступенів одного виду рефракції називається астигматизмом. Невелика ступінь астигматизму (до 0, 5 Дптр) майже не погіршує зір, тому його називають фізіологічним астигматизмом.

Список використаної літератури [12.13]