Физиология человека

1.

Физиология человека
• Лекция 1 часть 1
• Введение
• Предмет и задачи физиологии
• Методы исследования
• История физиологии
• Лекция 1 часть 2
• Физиология возбудимых образований
Татаринова Галия Шаукенбаевна
к.б.н., доцент

2.

3.

Предмет физиологии
• Физиология (Physis –природа, logos – наука, учение) – наука о
процессах жизнедеятельности и механизмах их осуществления
на всех уровнях организации организма (молекулярном,
клеточном, тканевом, органном, системном, организменном).
• Физиология, как наука представляет собой систему
достоверных знаний о процессах жизнедеятельности организма
на всех уровнях его организации и механизмах их регуляции
для оптимального приспособления к меняющимся условиям
внешней среды.
• Предметом или объектом изучения физиологии является
организм человека или животного. Физиология изучает
физиологические процессы и физиологические функции живого
организма на уровне клеток, тканей, органов и организма в
целом в их взаимосвязи между собой и с учетом влияний
условий окружающей среды, технологии содержания
животных, поведенческие реакции животных.

4.

Цель и задачи:
• Целью физиологии человека является
глубокое
познание
механизмов
и
закономерностей осуществления процессов
и функций, их регуляции.
• Задачи физиологии: Изучение функций и
механизмов их осуществления здорового
организма
на
различных
уровнях
организации, а также взаимодействие
организма с окружающей средой.

5.

Основные физиологические понятия
Функции (function-деятельность) – это проявления жизнедеятельности клетки, органа,
системы органов или целостного организма, имеющие приспособительное значение
(приспособление к среде обитания или удовлетворение потребностей.
Адаптация – приспособление к изменяющимся условиям среды.
Регуляция – совокупность физиологических механизмов (адаптивно управление функциями),
обеспечивающих функционирование организма как единого целого и согласованность его
функций в процессе взаимодействия с внешней средой.
Механизм – последовательность состояний, процессов, определяющих собой какое-то
действие, явление.
Физиологическая норма – биологический оптимум процессов жизнедеятельности.
Гомеостаз - относительное, динамическое постоянство внутренней среды организма.
Внутренняя среда организма – совокупность биологических жидкостей, омывающих клетки
и ткани. К основным биологическим жидкостям относятся6 кровь, лимфа и тканевая
жидкость.
В организме существует единая нейро-гуморальная регуляция функций организма.
Гуморальная (Humor – жидкость).
Гуморальная регуляция — один из эволюционно ранних механизмов регуляции процессов
жизнедеятельности в организме, осуществляемый через жидкие среды организма (кровь,
лимфу, тканевую жидкость) с помощью гормонов, выделяемых клетками, органами, тканями.
У высокоразвитых животных, включая человека, гуморальная регуляция подчинена нервной
регуляции и составляет совместно с ней единую систему нейрогуморальной регуляции.

6.

Основные физиологические понятия
• Онтогенез – Онтогенез (ontos –особь, индивидуальное
развитие, genesis – происхождение, развитие) —
индивидуальное развитие особи с момента зачатия до смерти.
• Пренатальный онтогенез – до рождения (внутриутробный,
эмбриональный).
• Постнатальный онтогенез – после рождения.
• Филогенез – Филогенез (от греч. phylon – племя, род и genesis
– происхождение, развитие) – это историческое развитие рода.
• Реактивность – (от лат. reactia - противодействие) - это его
способность определенным образом отвечать изменениями
жизнедеятельности на воздействие факторов внутренней и
внешней среды.
• Резистентность - это его устойчивость к действию патогенных
факторов (от лат. resisteo - сопротивление).

7.

Разделы физиологии
• Нормальная физиология – изучает функции здорового организма.
• Патологическая
(pathos-болезнь)
физиология
–
изучает
функциональные изменения в больном организме, общие
закономерности возникновения, течения патологических процессов.
• Общая физиология изучает физиологические процессы, свойственные
всем живым существам. В общей физиологии можно выделить:
физиологию клетки, физиологию возбудимых тканей.
• Эволюционная физиология специально рассматривает естественную
историю возникновения и преобразования процессов и функций в
процессе эволюции мира животных.
• Сравнительная физиология или частная физиология изучает
особенности физиологических процессов и функций в сравнительном
аспекте у животных.
• Экологическая физиология изучает приспособительные изменения
процессов и функций в связи с условиями жизни.

8.

Разделы физиологии
• Возрастная физиология изучает особенности и становление
физиологических процессов и функций в различные периоды
индивидуального развития (онтогенеза)
• Частная физиология изучает процессы, протекающие в различных
органах и системах (физиология кровообращения, физиология
пищеварения, физиология дыхания, физиология мозга, физиология
сердца и т.д.).
• Физиология различных состояний изучает функционирование
организма и его систем при различных видах деятельности
(Физиология труда, спорта и т.д.).
• Клиническая физиология — раздел физиологии, изучающий роль и
характер
изменений
физиологических
процессов
при
предпатологических и патологических состояниях организма.
Направлена на устранение или ослабление функциональных сдвигов в
организме, вызванных влиянием неадекватных факторов окружающей
среды.

9.

Связь физиологии с другими
науками
Физиология тесно связана с рядом биологических наук, имеет много точек
соприкосновения с физикой и химией, широко используя их законы и
методы, так как физические и химические процессы лежат в основе
процессов и функций организма.
Широкое применение в физиологии получили методы кибернетического
моделирования.
Эволюционная теория помогает физиологии понять закономерности
развития функций организма.
Знания экологии физиология использует при изучении приспособительных
изменений функций к определенным условиям жизни.
Физиология опирается на данные анатомии, гистологии и цитологии,
биохимии, так как все процессы жизнедеятельности протекают в
определенных структурах организма и в основе их лежат биохимические
процессы. В свою очередь физиология является теоретической основой для
медицины.

10.

Методы физиологии:
• Для изучения различных процессов и функций живого
организма в физиологии используются методы
наблюдения и эксперимента.
• Наблюдение - метод получения информации путем
непосредственной,
как
правило,
визуальной
регистрации физиологических явлений и процессов,
происходящих в определенных условиях. При этом
объект наблюдения обычно находится в естественных
условиях без специальных воздействий на него
исследователя. Недостатком простого наблюдения
является невозможность или большая сложность
получения количественных показателей и восприятия
быстропротекающих процессов.

11.

Эксперимент
• Эксперимент — метод получения новой информации о
причинно-следственных отношениях между явлениями и
процессами в контролируемых и управляемых условиях.
• Острым называется эксперимент, реализуемый относительно
кратковременно.
• Хроническим называется эксперимент, протекающий длительно
(дни, недели, месяцы, годы). Физиологический эксперимент —
это целенаправленное вмешательство в организм животного с
целью выяснить влияние разных факторов на отдельные его
функции. Такое вмешательство иногда требует хирургической
подготовки животного, которая может носить острую
(вивисекция-живосечение)
или
хроническую
(экспериментально-хирургическая) форму.

12.

13.

Острый эксперимент – Вивисекция
(приготовление нервно-мышечного препарата)

14.

Хронический эксперимент

15.

16.

Методы физиологии
К экспериментальным методам относится множество физиологических методов.
Удаление (экстирпация) органа, например, определенной железы внутренней секреции,
позволяет выяснить ее влияние на различные органы и системы животного. Удаление
различных участков коры головного мозга позволило ученым выяснить их влияние на
организм.
Вживление электродов в различные участки мозга помогло установить активность различных
нервных центров. Введение радиоактивных изотопов в организм позволяет ученым изучать
метаболизм разных веществ в органах и тканях.
Томографический метод с использованием ядерного магнитного резонанса имеет очень
важное значение для выяснения механизмов физиологических процессов на молекулярном
уровне.
Биохимические и биофизические методы помогают с высокой точностью выявлять различные
метаболиты в органах и тканях у животных в состоянии нормы и при патологии.
Микроскопия – метод, позволяющий выявить структурные или биохимические изменения
клетки. Различные методы окраски и увеличения позволяют использовать микроскопию для
широкого круга исследований.

17.

Методы физиологии
• Биохимические анализы позволяют выявить
состав различных биохимических жидкостей
организма и выявить отклонения от нормы.
• Биопсия – это метод исследования, при
котором проводится прижизненный забор
клеток или тканей (биоптата) из организма с
диагностической
или
исследовательской
целью.
• Эндоскопии
(гастероэнтероскопия,
колоноскопия и т.д.) – введение камеры в
естественные отверстия человека

18.

Методы физиологии
• Ультразвуковое исследование (УЗИ) неинвазивное исследование организма
человека или животного с помощью
ультразвуковых
волн.
Ультразвук
распространяется в средах в виде
чередующихся зон сжатия и расширения
вещества.

19.

Методы физиологии
• Исследования с помощью рентгеновских лучей: флюорография,
рентгенография, компьютерная томография. Это исследование
внутренней структуры объектов, которые проецируются при
помощи рентгеновских лучей на специальную плёнку или
бумагу. Исследования можно проводить с применением
контрастов.
Компьютерная
томография
—
метод
неразрушающего послойного исследования внутреннего
строения предмета.
• Магнитно-резонансная томография (МРТ) - способ получения
томографических изображений для исследования внутренних
органов и тканей с использованием явления ядерного
магнитного резонанса. Способ основан на измерении
электромагнитного отклика атомных ядер, чаще всего ядер
атомов водорода

20.

Электро-физиологические методы
(ЭЭГ, ЭКГ)

21.

История физиологии- основные
этапы
• Считается, что физиология человека и
животных как наука возникла в 1628 г., когда
была опубликована работа английского врача
Вильяма Гарвея (1578—1657) "Анатомическое
исследование о движении сердца и крови у
животных" В. Гарвей в экспериментах на
животных
исследовал
кровообращение.
Введение экспериментального метода создало
предпосылки
для
успешного
развития
физиологии.

22.

История физиологии
Французский философ и исследователь физиологических
явлений Рене Декарт (1596—1650) выявил отражательную
функцию мозга в обеспечении ответной реакции организма на
воздействие раздражителя. Р. Декарт утверждал, что по жилам
(нервным стволам) передается тонкий газ — "животный дух" В
мозге осуществляется переключение этого газа на нервы,
идущие к мышцам. Тогда мышцы "раздуваются" и происходит
их движение. Р Декартом впервые была сформулирована идея
рефлекторной (отражательной) роли мозга. Важным было то,
что эта идея направляла исследователей по правильному пути
в изучении роли нервной системы и регуляций в организме.
Несколько позже чешский физиолог Иржи Прохаска
(1749— 1820) ввел понятие рефлекса и конкретизировал роль
нервных волокон и нервных центров в регуляции сокращений
мышц. Им написан учебник по физиологии, переведенный на
многие европейские языки.

23.

История
• Период первичного накопления знаний и разработки техники
физиологического эксперимента продолжался в XVIII в. В это
время получены ценные сведения по физиологии дыхания и
обмена веществ (Д. Пристли, А. Лавуазье), кровообращения (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
биопотенциалов, послужили толчком для обнаружения физиком
А. Вольта контактной разности потенциалов и получения
источников постоянного тока, названных гальваническими. Тем
самым была создана база для изучения влияния электрического
тока на живые-ткани и разработки методов
электрофизиологических исследований.

24.

История
• Значительный вклад в физиологическую
науку внес Клод Бернар (1813—1878),
изучавший регуляцию сосудистого тонуса и
выдвинувший теорию о постоянстве
состава внутренней среды как необходимом
условии жизни.

25.

Истрия физиологии
• 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.

26.

История физиологии
• 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
монографии
"Возбуждение,
торможение,
наркоз" (1901).
• А.А. Ухтомский, продолжая разработку
физиологии центральной нервной системы,
создал учение о доминанте, как основном
принципе деятельности мозга.

27.

История физиологии
• Среди многих знаменитых российских
физиологов выделяются И.М. Сеченов и
И.П. Павлов. Эти ученые не только имели
выдающиеся собственные
экспериментальные и теоретические
достижения, но и создали целые
направления в науке и школы, воспитавшие
многих талантливых исследователей.

28.

Иван Петрович Павлов
Иван Михайлович
Сеченов
Основоположником науки о высшей нервной
деятельности, физиологии ВНД, является Иван
Петрович Павлов. Основа была заложена им в
1917 году при написании лекций, прочитанных
весной 1924 года в ВМА. Впервые лекции были
напечатаны в 1927 году под названием «Лекции о
работе больших полушарий головного мозга».
Развитие идей на основе новых экспериментальных
данных
описано
И.П.
Павловым
в
«Двадцатилетнем опыте объективного изучения
высшей
нервной
деятельности
(поведения)
животных».
Работа И. П. Павлова опирается на труд Ивана
Михайловича Сеченова, разработавшего учение
о рефлексе (книга «Рефлексы головного мозга»).
Иван Петрович Павлов, изучая условный рефлекс,
сделал предположение, что этот процесс является
основой формирования психических реакций всех
живых организмов, включая процесс мышления
человека современного вида.
28

29.

Иван Михайлович Сеченов
• В 1862 г. И.М.Сеченов обнаружил явление
"центрального торможения" Этой работой
впервые было показано наличие таких
взаимодействий нервных центров, при
которых активация одного из них ведет к
подавлению возбуждения или снижению
возбудимости других.

30.

Иван Петрович Павлов
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 симпатические волокна, активация которых приводит лишь к усилению сокращений сердца без изменения частоты и других показателей. Такое действие И.П. Павлов трактовал как свидетельство влияния нервных волокон на обмен веществ —
трофику тканей. Позже в лаборатории И.П. Павлова было
развито учение о трофической роли симпатической нервной
системы. Исследования в этом направлении продолжены
учениками И.П. Павлова - Л.О. Орбели и А.Д. Сперанским.

31.

Иван Петрович Павлов
В последние десятилетия XIX в. И.П. Павлов занимался исследованием физиологии пищеварения. Им разработан комплекс
операций (фистулы полых органов и их протоков, изолированный
отдел желудка — "малый желудочек" с сохраненной иннервацией и
др.), позволяющих изучать процессы пищеварения в хронических
опытах на животных.
• В результате этих исследований лаборатория И.П. Павлова заняла
ведущее место среди других исследовательских центров по изучению
пищеварения. За комплекс работ по физиологии пищеварения И.П.
Павлову в 1904 г. была присуждена Нобелевская премия. В
дальнейшем вопросы пищеварения разрабатывались учениками И.П.
Павлова.
• Позже A.M. Уголев (1926—1992) открыл наличие пристеночного
(мембранного) пищеварения в кишечнике и его связь с процессами
всасывания.

32.

Иван Петрович Павлов
Уже в период изучения механизмов регуляции работы пищеварительных
желез И.П. Павлов пришел к выводу о необходимости исследования функций
коры больших полушарий головного мозга и, в частности, обеспечиваемых ее
деятельностью психических процессов. Все последующие годы его жизни
(1901 — 1936) посвящены изучению этих вопросов.
Открытие И.П. Павловым условных рефлексов обеспечило возможность
изучения психических процессов, лежащих в основе поведенческих реакций.
На основе этих исследований было создано учение о высшей нервной
деятельности
как
функции
высших
отделов
головного
мозга,
обусловливающих поведение животных и человека.
В школе И.П. Павлова выросли такие видные ученые, как П.К. Анохин, Э.А.
Асратян, К.М. Быков, Л.О. Орбели. Особенно большой вклад в развитие
теории физиологических регуляций в организме внес П.К- Анохин (1898—
1974). Он создал учение о функциональных системах, в котором были предвосхищены многие положения возникшей позже науки кибернетики,
изучающей общие закономерности регуляции и связи в технических системах
и живых организмах. П.К- Анохиным введены такие понятия, как обратная
афферентация.