С точки зрения физиологии организм это

Организм — это самостоятельно существующая единица органического мира, представляющая собой саморегулирующуюся систему, реагирующую как единое целое на различные изменения внешней среды. Организм может существовать лишь при постоянном взаимодействии с окружающей его внешней средой и самообновляется в результате такого взаимодействия. Как подчеркивал И. М. Сеченов, «организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен».

Характерным для всякого организма является определенная организация его структур. В простейших живых организмах — вирусах — имеется лишь организация составляющих его молекул белка и нуклеиновых кислот. Здесь можно говорить о молекулярном уровне организации организма. Более высокоорганизованные одноклеточные организмы, такие, как парамеция, характеризуются более сложной структурой: внутри клетки дифференцируются ядро, митохондрии, поверхностные и внутрипротоплазматические мембраны, вакуоли. Здесь уже имеется надмолекулярный, клеточный уровень организации, при котором происходит некоторое разделение, дифференциация функций разных внутриклеточных образований. Например, двигательная функция осуществляется внутриклеточными сократительными фибриллами, жгутиками и ресничками; функции пищеварения и выделения в некоторых клетках осуществляются вакуолями и т. д.

В многоклеточных организмах в процессе их эволюционного развития происходит дифференциация клеток, т. е. появляются различия в их размерах, форме, строении и функциях. Из одинаково дифференцированных клеток образуются ткани, характерным свойством которых являются структурное объединение, морфологическая и функциональная общность и взаимодействие клеток. Различные ткани специализированы по своим функциям, т. е. приспособлены к выполнению разных процессов жизнедеятельности. Так, мышечная ткань специализирована на выполнении двигательной функции, и характерным ее свойством является сократимость, железистая ткань специализирована на образовании и выделении ее клетками некоторых химических соединений (гормонов, ферментов и др.). Будучи приспособлены к выполнению определенного вида деятельности, высокодифференцированные клетки тканей вместе с тем осуществляют общие для всех клеток функции: обмен веществ, питание, дыхание, выделение. Наличие взаимодействия между клетками, образующими ткань, сложность структуры и специализация функций тканей обусловливают их морфологическое и функциональное своеобразие, что является основой для выделения тканевого уровня организации живого организма.

На определенном этапе видового и индивидуального развития организмов образуются органы, построенные из различных тканей. Органы — это анатомические образования, характеризующиеся своеобразным структурным и функциональным объединением разных тканей. Они представляют собой рабочие аппараты организма, специализированные на выполнении сложных видов деятельности, необходимых для существования целостного организма. Так, сердце выполняет функцию насоса, перекачивающего кровь из вен в артерии, почки — функцию выделения из организма конечных продуктов обмена веществ и функцию поддержания постоянства концентрации электролитов в крови, костный мозг — функцию кроветворения и т. д.

Наличие структурно и функционально различных органов в организме позволяет говорить об органном уровне его организации.

Совокупности органов, участвующих в выполнении какого-либо сложного акта деятельности, образуют анатомические или функциональные объединения — системы органов. К их числу принадлежат нервная и эндокринная системы, регулирующие деятельность всех органов тела, и системы органов локомоции (перемещения в пространстве), дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения, размножения. Среди всех этих систем особое значение в целостном организме имеет нервная система, объединяющая и регулирующая состояние и деятельность всех остальных систем организма и определяющая его поведение во внешней среде. Наличие систем органов, каждая из которых специализирована на выполнении каких-либо видов деятельности организма как целого, определяет системный уровень организации.

Каждый из перечисленных уровней организации живых организмов характеризуется своими особыми, присущими ему физиологическими закономерностями, которые не могут быть поняты путем изучения других уровней. Для выяснения процессов, происходящих на разных уровнях организации живого организма, требуются различные методические приемы и разная инструментальная техника. Следует подчеркнуть, что для познания функций высших организмов необходимо изучение всех — молекулярного, клеточного, тканевого, органного и системного — уровней организации организма и синтезирование всех сведений, которые при этом получают исследователи. Это обусловлено тем, что, обладая сложной организацией, живой организм представляет собой единое целое, в котором деятельность всех его структур, клеток, тканей, органов и их систем — согласована и соподчинена этому целому.

Состояние сна хорошо знакомо всем. Но что представляет собой физиология сна? С самых первых дней своей жизни мы спим. Младенец проводит во сне большую часть суток. Взрослея, он учится проводить больше времени бодрствуя. Однако даже для взрослого человека трудно найти более привычное и приятное занятие, чем сон. Во сне мы проводим треть своей жизни. Еще на заре человеческой цивилизации люди пытались понять, что происходит в царстве сновидений, где нет ничего реального. Но в то же время все ощущения такие реалистичные, что не хочется просыпаться. Иногда непонятно, где явь, а где сновидение. В древности люди считали, что душа покидает тело человека во время сна и путешествует по другим мирам. Поэтому спящий видит сны. Некоторые убеждены, что во снах есть тайный смысл. Почему появляются сновидения, и какое они имеют значение в жизни человека?

Сколько может не спать человек?

Сон — это периодически повторяющееся состояние, при котором человек мало реагирует на внешние раздражители. Активность некоторых физиологических процессов замедляется.

В настоящее время считается, что в мозгу человека существуют две системы, одна из которых отвечает за бодрствование, а другая за сон. Система, которая отвечает за организацию сна человека, называется гипногенной. Ее активность определяет длительность и глубину сна. Механизм гипногенной системы сложный и включает в себя многие структуры мозга.

С точки зрения физиологии, сон рассматривают как разновидность психической деятельности человека, которая жизненно необходима для функционирования всех систем организма. Это сложный физиологический процесс, относящийся к разряду внутренних биологических ритмов.

Какие различают виды сна?

Физиологический. Это природное состояние, обусловленное физиологией организма.

Наркотический, или медикаментозный. Торможение в клетках головного мозга происходит под действием химических веществ. Глубина и продолжительность наркотического сна зависит от химических свойств и количества используемых лекарственных препаратов. В состояние наркотического сна пациентов вводят перед хирургической операцией.

Гипнотический. Такое состояние вызывается специалистом-гипнотизером с помощью словесных или двигательных внушений. Оно характеризуется способностью человека двигаться и говорить по команде гипнотизера. Затормаживается часть нервных центров головного мозга, которая отвечает за мышление. Такой способ применяется для корректировки поведения людей, страдающих психическими заболеваниями.

Патологический. Патологическое состояние делится на бессонницу, летаргический сон и лунатизм.

Бессонницей называют нарушение ночного сна. Патология может быть вызвана медикаментами, стрессом, нарушениями функций головного мозга, злоупотреблением спиртными напитками или курением, а также нервными заболеваниями. Эти факторы мешают человеку выспаться, нарушают сон или не дают заснуть.

Летаргический сон — это состояние организма, при котором внезапно замедляются все процессы, а внешние проявления жизнедеятельности становятся еле заметными. Человека могут принять за умершего. Он никак не реагирует на внешние раздражители, даже на боль. Не нуждается в пище. Период летаргического сна может длиться от нескольких часов до нескольких лет. Явление может быть спровоцировано болезнью, переутомлением, стрессом или врожденной особенностью нервной системы. Механизм возникновения и поддержания летаргического состояния до конца не изучен.

Лунатизм. Состояние, при котором спящий человек способен осуществлять достаточно сложную деятельность, не осознавая этого. Проснувшись, он ничего не помнит. Из-за переутомления нервной системы нарушается процесс возбуждения клеток головного мозга. Причиной явления может быть сильное нервное потрясение, тяжелая болезнь или серьезная травма. Неосознанное поведение опасно для человека.

Медленная фаза

Различают две фазы сна — быстрая и медленная. С медленной фазы начинается дремота. Это первая стадия медленной фазы, она длится 10 -15 минут.

За ней следует стадия легкого сна или медленной глубины, когда у человека отключается сознание. Однако в этот же период чувствительность слухового прохода у него увеличивается. На этой стадии человека легче всего разбудить. После второй стадии наступает период засыпания, затем человек крепко засыпает. Вторая, третья и четвертая стадии, в среднем, длятся около одного часа.

Во время четвертой стадии спящий может наблюдать спокойные нейтральные сновидения, которые вряд ли утром вспомнит. Разбудить его очень сложно.

В этом состоянии могут проявляться лунатизм, приступы энуреза и сноговорение. Речь спящего бессвязная, но эмоциональная. Хотя иногда можно различить отдельные фразы. В медленной фазе иногда снятся ночные кошмары.

Медленная фаза важна для человека, поскольку в это время происходит восстановление его сил. Это главная составляющая ночного сна. Если прервать медленную фазу, человек наутро будет чувствовать себя разбитым и уставшим.

Температура тела понижается до 34,9-35,6°C. Однако синтез белка ускоряется, растут ногти и волосы, активно вырабатываются гормоны. Потоотделение (кроме поверхностей ладоней) увеличивается. Зрачки сужаются. Пульс замедляется, артериальное давление уменьшается. Кровь циркулирует медленнее (кроме отдельных участков головного мозга). Двигательная активность желудка снижается. Вот почему нельзя на ночь много есть. Выделение слюны уменьшается, во рту пересыхает. Поэтому ночью часто хочется пить. Температура мозга повышается. Дыхание становится более громким, но менее глубоким.

Крепкий сон имеет большое значение для организма человека и является залогом крепкого здоровья.

За четвертой стадией медленной фазы наступает быстрая фаза, или парадоксальный сон.

Быстрая фаза

Фазы сна

Вначале эту стадию называли REM — фазой по английскому названию rap >Активность мозга настолько высокая, что напоминает период бодрствования. Его температура увеличивается и становится выше, чем днем. Наполнение кровью мозга усиливается.

Сновидения, которые спящий видит в быстрой фазе, яркие и запоминающиеся. Если разбудить человека в этот период, он проснется легко и будет чувствовать себя отдохнувшим.

Во время быстрой фазы мозг обрабатывает и систематизирует полученную за день информацию. Происходит обмен информацией между сознанием и подсознанием.

В это же время активно восстанавливается нервная система человека. Лишение людей быстрого сна приводит к увеличению этой фазы в последующие ночи.

Данная фаза сна помогает человеку адаптироваться в постоянно изменяющейся окружающей среде. В первые месяцы жизни механизм быстрых фаз способствует ускоренному развитию мозга, тренируя и укрепляя его специальными импульсами. Так продолжается до двух лет. Потом начинается этап формирования личности. В этот период быстрые фазы тоже имеет большое значение. Они позволяют человеку пережить эмоции прошедших событий, которые сознание уже не помнит. Личность человека, старея внешне, не меняется с годами благодаря быстрым фазам.

Некоторые исследования доказывают тесную связь между высоким уровнем интеллекта человека и большой общей продолжительностью быстрых фаз.

Фазы сна несколько раз чередуются друг с другом в течение ночи, позволяя восстановить человеку свой жизненный потенциал. При этом продолжительность быстрой фазы увеличивается от цикла к циклу.

Продолжительность сна

Животные могут погибнуть, если будут бодрствовать более 80-90 часов. Человек тоже не может долго обходиться без сна. Рекордное количество времени, которое человек смог выдержать не засыпая, — 12 суток. Хотя науке известны редкие случаи, когда люди могут не спать десятилетиями и чувствовать себя при этом нормально.

Продолжительность фаз сна

Рекомендуемая продолжительность сна зависит от возраста человека. Если младенцам требуется 22 часа, чтобы выспаться, то детям ближе к году уже достаточно 14 часов. Механизм чередования периодов сна и бодрствования у младенцев и у детей старшего возраста различный. Малыши бодрствуют около 1 часа после еды, а остальное время спят. Режим сна и бодрствования грудничка зависит от привычек мамы. Если она ложится поздно, то и он адаптируется к этому ритму. Со временем продолжительность периодов бодрствования увеличивается.

Режим сна и бодрствования у дошкольников от 3 до 7 лет уже иной. Они нуждаются в двухчасовом послеобеденном сне. Остальное время бодрствуют. Всего дошкольникам достаточно 13 часов для полноценного отдыха. Десятилетним школьникам рекомендуется спать 10 часов.

Взрослым достаточно 7-8 часов, чтобы чувствовать себя отдохнувшими. Однако этот показатель может быть разным для каждого организма. В истории существует множество примеров, когда люди высыпались за более короткий промежуток времени и сохраняли все физиологические функции в здоровом состоянии. Среди них немало известных личностей: например, Наполеон, Шиллер, Гете и Петр I спали по 4-5 часов в сутки и при этом вели очень активную и плодотворную жизнь.

Время пробуждения

Здоровый цикл содержит четыре медленных и четыре быстрых фазы. В идеале все четыре цикла должны завершиться до 4 часов утра, поскольку позднее медленная фаза уже практически не повторяется. Длительность фаз от цикла к циклу меняется. Сразу после засыпания фаза быстрого сна не появляется около 1,5 часа. В следующем цикле медленная фаза становится короче, а быстрая длиннее. К утру быстрая фаза становится преобладающей. Именно поэтому проснувшийся от внешнего раздражителя (будильника) человек отлично помнит последнее сновидение. Это не означает, что просыпаться надо так рано. Утренний сон тоже полезен, он помогает восстановить нервную систему. Если лишить человека фаз утреннего быстрого сна, он может утратить способность засыпать.

Ранний отход ко сну позволит человеку пройти необходимые четыре цикла чередований медленных и быстрых фаз и получить полноценный отдых, значение которого трудно переоценить.

Природа сновидений

Сновидения являются одним из самых загадочных явлений в психике. За ночь спящий видит несколько разных снов. Первое сновидение относительно нейтральное. Однако каждое последующее сновидение становится ярче и эмоциональнее. Приблизительно каждый третий сон цветной.

Иногда человек видит в сновидениях угрожающие его жизни картины. При этом он не может кричать или двигаться. Его сковывает нечеловеческий страх. Ночные кошмары у взрослых связаны с психологическим перенапряжением. У детей кошмары проявляются в определенной стадии эмоционального развития организма.

Существует немало гипотез относительно функций, которые выполняют сновидения. Одни ученые считают, что механизм сновидений основан на процессах торможения деятельности клеток головного мозга. Это своеобразный защитный механизм, спасающий хрупкие клетки мозга от разрушения. Сновидение возникает в условиях, благоприятных для торможения. Другие ученые полагают, что с помощью сновидений человек разряжается, снимает накопившуюся энергию. По мнению Зигмунда Фрейда, с помощью сновидений человек высвобождает неосуществленные желания через сознание. Их появление обнаруживает определенные проблемы человека, которые он не осознает во время бодрствования. Хотя в контексте сновидения эти проблемы явно не раскрываются.

Основные методы физиологии. Предмет и задачи физиологии

Знать особенности функционирования организма, каждой его части, структуры, уметь исследовать и прогнозировать изменения и патологии — это важная задача для специалистов в области медицины. Существует целая наука, которая занимается изучением как раз таких вопросов. Она называется физиология. Это наука о тех процессах, которые сопровождают нормальную жизнедеятельность организма. Возникла она достаточно давно, еще Гиппократ впервые проявлял интерес к функционированию живых систем. Сегодня существуют разнообразные методы изучения физиологии, которые помогают в полной мере понять те или иные механизмы и особенности организма.

Общее понятие о физиологии

Начать следует с общего понятия. Физиология — это наука о жизнедеятельности живого существа, его взаимосвязи с внешними условиями среды, их влиянии на состояние здоровья и нормального функционирования органов и их систем. В целом главная мысль данной науки — выявить глубинные механизмы существования живого, понять, как происходит его саморегуляция и все остальные процессы.

Объектом физиологии является только живой организм, ведь именно так возможно выявить все интересующие людей закономерности в его строении и функционировании. Задачи дисциплины четко прослеживаются в самом определении.

Таким образом, предмет, задачи и методы физиологии — три составляющие теоретических основ науки. Многие ученые во все времена старались вникнуть в суть происходящих в организме, в том числе человеческом, изменений. Однако полностью возможным это стало только с изобретением современных приборов и устройств, то есть полное развитие наука получила лишь начиная с XX века.

Это не помешало ей стать стать одной из лидирующих среди биологических наук. Физиология, анатомия и медицина — три тесно взаимосвязанные между собой дисциплины, которые являются фундаментом друг для друга. Поэтому методы анатомии и физиологии в некоторых случаях сходны между собой.

Разделы физиологии

Сама по себе данная наука имеет несколько дочерних дисциплин. Так, выделяют физиологию:

Общая занимается изучением процессов жизнедеятельности в целом. То есть рассматривает закономерности протекания тех реакций, которые являются проявлениями жизни. Например, питания, дыхания, выделения, регуляции, смены сна и бодрствования и прочих. Сюда же относится такой раздел, как физиология клетки, который занимается детальным исследованием всех ее жизненных проявлений.

Сравнительная физиология сравнивает процессы жизнедеятельности одного или разных видов организмов в процессе онтогенеза. В результате так же формируется целая ветвь — эволюционная физиология.

Частная занимается более узкими специфичными исследованиями. Так, можно выделить несколько вариантов дисциплин, входящих в эту группу.

1. Физиология человека, методы исследования которой мы рассмотрим чуть позже.
2. Физиология отдельных групп живых организмов (насекомых, птиц, млекопитающих животных, рептилий и так далее).
3. Отдельных органов и тканей.
4. Систем организма (физиология пищеварения, кровообращения, дыхания и прочее).

Особенно широкое развитие в последнее время получило исследование человека с точки зрения этой науки. Ведь его организм имеет самое сложное строение. Методы физиологии человека достаточно разнообразны и эффективны, чтобы выявить все необходимые для понимания сути вещи. Выделяют:

• возрастную физиологию;
• питания;
• труда;
• спорта;
• космическую;
• патологическую;
• клиническую.

Совокупные данные этих дисциплин помогают объять все необозримые процессы, происходящие внутри человека и найти доступ к управлению ими.

Методы исследования в физиологии

Таковых насчитывается несколько. Существуют исторически сложившиеся, которые применялись еще в древности. Сегодня сформированы и новые, основанные на последних научных достижениях в области техники, электроники, изучении электромагнитных излучений.

Выделяют следующие методы физиологии.

1. Экстирпация — один из самых древних способов изучения. Заключался в удалении того или иного органа у живого существа с дальнейшим наблюдением за реакцией организма и фиксацией результатов.
2. Фистульный метод. Его основа — во введении внутрь органов, имеющих полость, трубок из металла или пластмассы и фиксации таким образом биологических жидкостей. Получаются данные об изменении химической природы веществ, то есть исследуется секреторная функция организма.
3. Метод катетеризации — введение по тонким трубочкам в органы и сосуды специальных лекарств, вызывающих изменения в функционировании. Так изучается работа сердца, кровеносных сосудов, желез внешней и внутренней секреции (не всех).
4. Метод денервации. Используется для исследования взаимосвязи между нервами и рабочими органами. Для этого используется способ раздражения с дальнейшей фиксацией результатов.
5. Методы изучения физиологии, основанные на использовании инструментов и оборудования. Сюда относится вживление в органы и ткани макро- и микроэлементов, регистрация нервных импульсов, воздействие излучением, снятие показаний работы сердца и головного мозга и так далее.

Некоторые методы исследования в физиологии мы рассмотрим подробнее дальше. Они являются наиболее часто применяемыми и важными.

Наблюдение

Данные методы физиологии использовались еще в Древнем Египте, Риме, Китае, на Древнем Востоке. Уже тогда существовали исследователи, интересующиеся изменениями, происходящими в живых организмах. Так, например, в Египте при мумифицировании фараонов и их семей производили вскрытие трупов и фиксировали изменения внутренней среды. Оценивались такие показатели, как:

• цвет и качество биологических жидкостей и масс;
• окраска органов;
• цвет глазной склеры;
• качество и цвет мокроты;
• отечность кожи, ее тургор и структура.

Эти характеристики сравнивались с таковыми у здоровых людей и делались определенные выводы. Возможно было даже установить в некоторых случаях причину смерти человека.

Сегодня наблюдение не потеряло своей актуальности, особенно когда речь идет о психофизиологии. Поведение человека, его эмоции, темперамент, наружные проявления дрожи, потливости — все эти признаки служат определенными звоночками к исследованию. Они дают понять взаимосвязь строения и наружного проявления тех или иных показателей, физиологических функций, процессов в организме.

Учение о темпераменте человека было создано ученым Павловым именно на основании изучения процессов торможения и возбуждения, которые внешне проявлялись различной эмоциональной окраской в поведении и реакцией на те или иные события, слова, действия. Он доказал, что в основе холеричного, сангвистичного, меланхоличного и флегматичного проявлений лежат именно нервные процессы, сопряженные с психической деятельностью мозга, его реакциями.

Эти выводы неоднократно подтверждались разными учеными и психологами, исследователями. Поэтому такие методы физиологии человека, как наблюдение и эксперимент, о котором речь пойдет дальше, были и есть актуальны, важны и результативны.

Эксперимент

Экспериментальные методы изучения физиологии являются основополагающими и исторически самыми древними и популярными. Действительно, как еще узнать, если не посмотреть? Поэтому, наряду с наблюдением, проводились и различного рода испытания, чаще всего на животных. Именно они давали практически стопроцентный результат в исследованиях, позволяли получать максимально достоверные данные.

Существуют экспериментальные методы исследования анатомии и физиологии, сводящиеся к двум основным группам.

1. Острые эксперименты. Такой способ исследования применялся вплоть до конца XIX века, пока русский ученый Иван Петрович Павлов не нашел другой вариант. В чем же состояла суть такого вмешательства в организм? Эксперимент осуществлялся на живом животном организме, которое привязывалось к специальному станку. Затем проводилось живосечение до нужного для исследования органа и таким образом фиксировались наблюдаемые результаты его работы. Однако ряд существенных недостатков делал этот метод малоэффективным. Помимо того, что со стороны морали это бесчеловечно и жестоко, ведь животное подвергалось страшным мучениям и пыткам, очень болезненным операциям, не помогала даже анестезия, так еще и эмоциональные страдания, физическая боль, испытываемая жертвой эксперимента, значительно искажала получаемые результаты. Получался замкнутый круг. Чтобы добраться до нужного органа, следовало причинить страдания. Они, в свою очередь, искажали нормальное течение физиологических процессов, и результат был мало эффективен.
2. Хронический эксперимент. Именно этот способ и предложил Павлов. Сам он был против острых экспериментов из-за их чрезвычайной жестокости, возможно, это и сподвигло его на изобретение более гуманного варианта. Подопытным организмом также было животное. Однако процедура происходила совсем иначе. Перед операцией хирургического характера проводилась качественная анестезия. Затем в стенки нужного органа вживлялась фистула — трубка пластмассовая или металлическая, которая пришивалась к коже снаружи. После этого животному давали время восстановиться, залечить образованную рану и полностью нормализовать процессы жизнедеятельности. Так получали через фистулу информацию о течении тех или иных процессов в исследуемой части тела, при этом она была совершенно достоверной, поскольку организм функционировал нормально. Исследования могли проводиться длительное время без ущерба для здоровья животного и согласно всем правилам естественного его существования.

Таким образом работали основные методы физиологии, актуальные в некоторых случаях и по сей день. Хотя, конечно, современные технические новшества постепенно полностью вытесняют вмешательство непосредственно в организм со стороны человека. Теперь возможно получить необходимую информацию совсем другими, менее болезненными, более точными и подходящими и для человека способами.

Графическая регистрация

Методы физиологии человека основываются как раз на использовании определенной аппаратуры. Среди таких устройств важное место занимают следующие.

1. Электрокардиограф. Аппарат, используемый для фиксации сердечных биоэлектрических потенциалов. В результате из прибора выходит начерченная на бумаге электрокардиограмма, которую знающий врач-специалист расшифровывает и делает вывод о состоянии здоровья сердца и кровеносной системы. На сегодняшний день этот аппарат спас жизни миллионам людей. Ведь своевременное обнаружение проблемы — ключ к успешному лечению.
2. Микроэлектроды. Мельчайшие структуры, способные вживляться непосредственно в клетку и фиксировать мембранный биопотенциал. Сегодня это одно из важнейших достижений в электронике, которое касается физиологических исследований организма человека. Эти электроды могут вводиться даже в мозг человека, что позволяет наблюдать и фиксировать психосоматические изменения в состоянии здоровья и жизнедеятельности.
3. Радионуклидные методы физиологии — используются для получения количественных характеристик физиологических процессов.
4. Разнообразные датчики, которые испускают электромагнитные волны. Обратный ответ в виде электрического импульса фиксируется специальным прибором — осциллографом — и затем передается для обработки в компьютер. Здесь уже происходит детальная обработка полученной информации и формируются определенные выводы. Так можно установить химическую концентрацию тех или иных ионов, величину давления, температуру, движение и прочие параметры).

Таким образом, современные методы науки физиологии, основанные на использовании приборов, являются самыми точными, безболезненными и научно информативными из всех нами рассмотренных выше.

Химические и биохимические методы

Методы анатомии и физиологии не только схожи между собой. Они связаны также и с другими науками. Так, существует биологическая физиология, биохимия, а также физическая физиология. Эти науки изучают процессы внутри организма со своей точки зрения, то есть с химической, физической и биологической.

Так, при помощи именно этих способов устанавливается влияние того или иного вещества (медиатора, гормона, фермента) на происходящие в организме процессы. Химия помогает в установлении свойств этого соединения, физика выявляет его термодинамические параметры, которые могут оказать влияние на организм. Физиология требует изучения воздействия не только на конкретный процесс, но и вообще на организм, орган и на совокупность внешних условий. Все вместе эти науки объединены под общим названием биологической химии.

Методы патологической физиологии

Предмет и методы физиологии являются тесно связанными и взаимозависимыми друг от друга понятиями. Однако нормальная наука, изучающая здоровый живой организм — это еще не все. Существует также и патофизиология, или патологическая, которая исследует нарушение процессов жизнедеятельности, их протекание, влияние на организм в целом и каждый его орган и прочее. Поэтому у данной дисциплины появляется свой собственный комплекс способов, при помощи которых возможно изучение обозначенных вопросов.

Какие же это методы физиологии?

1. Моделирование. Подразделяется на две группы: на живом объекте исследования и in vitro, то есть искусственной физической системе. Для создания какой-либо модели патогенного процесса используют компьютер или математические вычисления на бумаге. Также часто для этого пользуются обычными логическими выводами и заключениями. Модель, как правило, строится на основании полученных теоретических данных по какому-либо вопросу.
2. Теоретический анализ. На основании данных, получаемых при лабораторных исследованиях материала (живого объекта), строится теория. Она включает в себя предположительные ответы на вопросы: «Что с пациентом? Каким образом происходит патологический процесс? Каково его состояние и масштаб влияния? Какие меры борьбы уместны в данном случае для прекращения?»
3. Клинические исследования. Обязательный метод, без которого невозможно существование всех остальных. Ведь теоретические знания появляются именно на основании результатов клиники пациента. Для данного способа используется целый ряд сопутствующих методик:

• биохимические;
• химические;
• физические;
• гистохимические;
• морфологические;
• статистические и прочие.

  Только на основании материала, полученного при использовании всех методов, врач может поставить диагноз и назначить курс лечения.

  Физиология растений

  Это наука о жизнедеятельности (функционировании) растительных организмов. Речь идет обо всех формах жизни: от одноклеточных до высших, включая водоросли. Задачами физиологов растений являются следующие:

  • рассмотреть и выявить механизмы функционирования растений;
  • создать теоретические основы возможности осуществления фотосинтеза в искусственных условиях;
  • построить модель, отражающую сущность методики получения повышенных урожаев важных сельскохозяйственных культур.

  Конечно, задачи совсем не простые. Ведь растения — настоящие живые организмы, в которых ежесекундно, как и в человеке, происходят сотни биохимических реакций. Физиологу надлежит изучить каждую из них. Растения дышат, питаются, осуществляют процесс фотосинтеза, размножаются, растут и развиваются — это нормальные виды жизнедеятельности для любых живых существ. Изучение всех перечисленных процессов — задача физиологов.

  Решить проблему осуществления фотосинтеза в искусственных условиях — значит дать людям возможность доступа к огромному потенциальному источнику питания. Ведь тогда голод в мире исчезнет, качество жизни людей значительно повысится. Но пока полностью эту проблему решить не удалось, хотя многие вопросы в области фотохимической стороны процесса уже решены.

  Методы данной науки

  Физиология растений тесно граничит со следующими современными науками:

  • биотехнологией;
  • молекулярной биологией;
  • генной инженерией;
  • биофизикой;
  • клеточной инженерией.

  Естественно, что это отражается и на способах, при помощи которых проводятся исследования растительных организмов. Так, методы физиологии растений следующие.

  1. Культивирование.
  2. Методы световой и электронной спектроскопии.
  3. Электрохимические.
  4. Оптико-акустические.
  5. Хроматографические.
  6. Спектрофотометрические.

  Очевидно, что все они направлены на измерение численных показателей: продуктивности, массы, прироста, развития, результатов пластического и энергетического обмена. Что позволяют решить подобные методы? Очень важные сельскохозяйственные задачи, такие как:

  • селекция растений;
  • получение гетерозисных форм;
  • интродукция;
  • акклиматизация;
  • районирование сортов;
  • искусственное орошение;
  • места выращивания растений.

  Таким образом, физиология растений — еще одна фундаментальная биологическая наука, играющая важную роль в жизни человека.

  ФВведение в физиологию

  Методы исследования в современной физиологии

  Основные понятия физиологии

  Принципы регуляции физиологических функций

  1. Предмет физиологии

  Физиология (от греч. physis — природа, logos – учение) – наука о закономерностях функционирования живых организмов, их отдельных систем, органов, тканей и клеток. Как теоретическая основа (философия) медицины, физиология стремится вскрыть механизмы регуляции и закономерности жизнедеятельности организма и взаимодействия его с окружающей средой.

  Физиология является теоретической основой всех практических медицинских дисциплин, так как без знания нормального хода физиологических процессов и характеризующих их величин, врач не может лечить больного, пытаясь восстановить ному при развившейся патологии. Физиология завершает и интегрирует общебиологическую подготовку будущего врача и предваряет начало его клинической подготовки (рис). (Вылечить – означает восстановить нарушенную функцию).

  Задачей физиологии является не только установление факта, свидетельствующего о том, что происходит с той или иной функцией во время жизнедеятельности человека или животного, но, главное, выяснение с помощью каких механизмов реализуется функция, с какой целью обеспечивается данная функция в той или иной системе, органе, ткани или клетке. Речь идет, другими словами, об определении физиологического смысла функций или процессов и выяснении механизмов их регуляции. При этом уровни изучения физиологических процессов могут быть различными: организменный, системный, органный, тканевой, клеточный и субклеточный. В этих случаях соответственно изучаются функции целостного организма (поведение человека), функции отдельных систем (пищеварение, выделение), органов (печень, почки), тканей (мышечной, нервной, клеток (нейронов, лейкоцитов), а также ионные и молекулярные основы физиологических механизмов их функционирования.

  Совокупность физиологических знаний подразделяют на ряд отдельных, но взаимосвязанных направлений.

  Основные разделы современной физиологии:

  Общая физиология – изучает природу процессов, общих для организмов различных видов, а также закономерности реакций организма и его структур на воздействие внешней среды. В связи с этим изучаются такие процессы и свойства, как сократимость, возбудимость, раздражимость, торможение, энергетические и метаболические процессы, общие свойства биологических мембран, клеток тканей.

  Частная физиология – исследует свойства отдельных тканей (мышечной, нервной и др.), органов (печени, почек, сердца и пр.), систем (система пищеварения, кровообращения, дыхания), а также физиологию отдельных классов, групп и видов животных (например, насекомых, рыб, птиц, хозяйственно полезных животных – оленей, овец, коров).

  Нормальная физиология – наука о механизмах жизнедеятельности организма здорового человека.

  Эндокринология — наука о строении и функции желез внутренней секреции (эндокринных желез), вырабатываемых ими продуктах (гормонах), о путях их образования и действия на организм животных и человека; а также о заболеваниях, вызванных нарушением функции этих желез или действия этих гормонов.

  Физиология сенсорных систем

  Физиология высшей нервной деятельности

  Физиология функциональных состояний (физиология сна, стресса и др.)

  Экологическая физиология — это совокупность знаний о физиологических основах приспособлений организма к природным факторам среды и к их сложному сочетанию в различ­ных физико-географических условиях.

  Возрастная физиология — изучает особенности жизнедеятельности организма в различные периоды онтогенеза, функции органов, систем органов и организма в целом по мере его роста и развития, своеобразие этих функций на каждом возрастном этапе.

  Кибернетическая физиология изучает явления жизнедеятельности с точки зрения происходящих в организме процессов управления, системной организации и информационных процессов.

  Патологическая физиология изучает закономерности возникновения и течения болезненных процессов и компенсаторно-приспособительных реакций в больном организме.

  Эволюционная физиология (сравнительная физиология) исследует эволюцию функций, т. е. процесс их формирования и изменения в зависимости от внутренних и внешних факторов.

  Физиология труда, спорта, авиационная физиология, космическая физиология, сравнительная физиология, экстремальная физиология, физиология адаптаций, физиология старения и др.

  В курсе «Нормальной физиологии», согласно единому государственному стандарту специальности «Лечебное дело» изучаются следующие разделы:

  Физиология возбудимых тканей

  Физиология нервной системы

  Гуморальная регуляция физиологических функций

  01. Физиология – наука о функциях живого организма. Значение физиологии для других наук

  Физиология (греч. physis — природа) — это наука, изучающая функции организма человека, его органов и систем, а также механизмы регуляции этих функций.

  Вместе с анатомией физиология является основным разделом биологии.

  Современная физиология представляет собой сложный комплекс общих и специальных научных дисциплин, таких как:

  • общая физиология,
  • физиология человека нормальная и патологическая,
  • возрастная физиология,
  • физиология животных,
  • психофизиология и др.

  Физиология изучает процессы жизнедеятельности, протекающие в организме на всех его структурных уровнях:

  • клеточном,
  • тканевом,
  • органном,
  • системном,
  • аппаратном,
  • организменном.

  Она тесно связана с дисциплинами морфологического профиля: анатомией, цитологией, гистологией, эмбриологией, так как структура и функция взаимно обусловливают друг друга. Физиология широко использует данные биохимии и биофизики для изучения функциональных изменений, происходящих в организме, и механизма их регуляции. Физиология также опирается на общую биологию и эволюционное учение, как основы для понимания общих закономерностей.

  Для специалистов-психологов изучение физиологии имеет важное теоретическое и практическое значение. Работа их не может быть полноценной, если они не будут хорошо знать функциональные особенности нервной системы и закономерности высшей нервной деятельности человека.

  Физиология как наука неразрывно связана с другими дисциплинами. Она базируется на знаниях физики, биофизики и биомеханики, химии и биохимии, обшей биологии, генетики, гистологии, кибернетики, анатомии. В свою очередь, физиология является основой медицины, психологии, педагогики, социологии, теории и методики физического воспитания. В процессе развития физиологической науки из общей физиологии выделились различные ее частные разделы: физиология труда, физиология спорта, авиакосмическая физиология, физиология подводного труда, возрастная физиология, психофизиология и др.

  Общая физиология представляет собой теоретическую основу физиологии спорта. Она описывает основные закономерности деятельности организма людей разного возраста и пола, различные функциональные состояния, механизмы работы отдельных органов и систем организма и их взаимодействия.

  Ее практическое значение состоит научном обосновании возрастных этапов развития организма человека, индивидуальных особенностях отдельных людей, механизмов проявления их физических и умственных способностей, особенностей контроля и возможностей управления функциональным состоянием организма. Физиология вскрывает последствия вредных привычек у человека, обосновывает пути профилактики функциональных нарушений и сохранение здоровья.

  Физиология страха

  Изучение физиологии и нейрохимии страха позволило лучше понять биологические механизмы поведения человека. Но на его жизнедеятельность накладывается множество социальных и культурных установок, в свете которых генетически запрограммированные инстинкты теряют свое приспособительное значение или даже мешают жить. В этом плане страх, запускающий реакции борьбы или бегства, которые хорошо проявили себя в период биологической эволюции, оказывается совершенно неадекватным современной жизни. Поэтому отрицательное значение страха проявляется значительно шире, чем положительное. Он может держать человека в постоянном напряжении, порождать неуверенность в себе и не позволять личности реализоваться в полную силу. Страх сковывает активность человека, в отдельных случаях буквально парализует его, а хроническое состояние тревоги и страха приводит к различным болезням. Однако первоначально эта эмоция возникла в процессе эволюции как защита организма от всевозможных опасностей первобытной жизни. Позже, когда человек построил вокруг себя новую среду обитания (как техногенную, так и социальную), реакция страха во многих случаях перестала быть адекватной обстоятельствам. Согласно мнению антропологов, формирование человека закончилось примерно 40 — 50 тыс. лет назад. Описывая предков человека, И. П. Павлов писал: «Их нервная деятельность выражалась в совершенно определенных деловых отношениях с внешней природой, с другими животными и всегда выражалась в работе мускульной системы. Им приходилось либо бежать от врага, либо бороться с ним»[1]. Поэтому неудивительно, что в результате естественного отбора страх стал запускать в организме человека вполне определенные реакции, способствующие в первую очередь улучшению кровоснабжения мышц и мобилизации энергетических ресурсов организма.

  С этой точки зрения становится понятной эволюционно закрепленная в наших реакциях положительная роль страха для организма. Во-первых, страх мобилизует силы человека для активной деятельности, что зачастую бывает необходимо в критической ситуации. Это происходит за счет выброса адреналина в кровь, что улучшает снабжение мышц кислородом и питательными веществами. Побледнение кожных покровов и холодок «под ложечкой» при испуге относятся к эффектам адреналина: кровь, необходимая в минуту опасности мышцам, отливает от кожи и желудка[2]. Все остальные реакции, сопровождающие страх у человека и животных, также были изначально полезны: волосы, вставшие дыбом от ужаса на голове, должны были напугать потенциального врага, а так называемая медвежья болезнь уменьшала вес организма и сбивала с толку агрессора.

  Во-вторых, страх помогает лучше запоминать опасные или неприятные события. Изучение воспоминаний раннего детства позволило психологу П. Блонскому утверждать, что особенно хорошо запоминается то, что вызывает страдание и страх, а боль и страдание чаще всего воспроизводятся именно как страх. Анализируя этот феномен, В.К. Вилюнас писал: «Нетрудно видеть целесообразность воспроизведения боли и страдания в виде страха. Страх в отношении предметов, доставивших боль, полезен тем, что побуждает в будущем к избеганию этих предметов; переживание же при этом на основе памяти еще и самой боли просто лишало бы активность избегания всякого смысла»[3]. Н. К. Миллер в экспериментах показал, что животные не только достаточно быстро обучаются избегать ситуаций, вызывающих у них страх, но в подобных условиях могут воспроизводить комплекс соответствующих ему реакций. В его опытах крысы, находившиеся в белом отсеке, получали удары тока до тех пор, пока не обучались открывать дверь в соседний черный отсек. Через некоторое время, когда животных помещали в белый отсек, они проявляли все признаки страха даже при отсутствии болевого раздражителя. С определенными оговорками можно предположить, что крысам «было страшно» в белом отсеке; по крайней мере, налицо были признаки данной эмоции. Таким образом, страх – это своеобразное средство познания окружающей действительности, которое помогает индивиду избегать потенциально опасных ситуаций.

  И наконец, третья функция страха. Когда информации недостаточно, чтобы принять всесторонне продуманное решение, страх диктует стратегию поведения. Как считает П. В. Симонов, эта эмоция развивается при недостатке сведений, необходимых для защиты индивида от угрозы со стороны биологической или социальной среды. Именно в этом случае целесообразно реагировать на расширенный круг сигналов, чья полезность еще не известна. На первый взгляд, такая реакция избыточна и неэкономна, но зато она предотвращает пропуск действительно важного сигнала, игнорирование которого может стоить жизни.

  Рассмотрим влияние страха на организм человека и сделаем определенные выводы.

  1. Непроизвольная эмоциональная реакция на чувство опасности или угрозы характеризуется высоким уровнем возбужденности.

  2. Учащается сердцебиение.

  3. Повышается кровяное давление.

  4. Увеличивается количество сахара в крови (дает энергию)

  5. Повышается кислотность в полости живота (активно усваивается пища).

  6. Усиливается свертываемость крови (уменьшается вред от ранений).

  7. Больше крови приливает к мускулам (тонус мускулов растет).

  8. Усиливается действие мозговых центров по сознательному контролю за действиями мускулов.

  9. Зрение становится более острым, слух — чутким.

  10. Искажения восприятия могут вызываться указанными выше изменениями функций в организме[4].

  Другими словами, у человека активируется нервная система, мобилизующая энергетические ресурсы и перестраивающая деятельность всех систем органов, подготавливая их к физической деятельности.

  И если объективно посмотреть на процессы, происходящие в организме при возникновении страха и дающие ему возможности, то можно сделать один, но очень важный вывод: организм мобилизуется, его возможности увеличиваются (кровь бережется, пища быстрее усваивается, силы становится больше и т.д.). Самое главное — знать и понимать, что происходящее является защитной реакцией и повышает возможности человека. Другими словами, человек в идеале должен «брать» эти возможности и использовать, так как у человека есть сознание, благодаря которому он в состоянии себя менять и контролировать.

  [1] Павлов И.П. Вестник РАН. 1999. Т. 69. № 1. С. 59. [2] Ноздрачев А.Д. Физиология вегетативной нервной системы. Л., 1983. [3] Вилюнас В.К. Психологические механизмы мотивации человека. М., 1990. [4] Организация личной безопасности сотрудников органов внутренних дел: Учебное пособие. Авт.-сост. А.И. Чернов: — Домодедово: ВИПК МВД России, 2001. С. 17.

  С точки зрения физиологии организм это

  физиология — физиология … Орфографический словарь-справочник

  Физиология — (от греч. φύσις природа и греч. λόγος знание) наука о сущности живого и жизни в норме и при патологиях, то есть о закономерностях функционирования и регуляции биологических систем разного уровня организации, о пределах нормы… … Википедия

  ФИЗИОЛОГИЯ — ФИЗИОЛОГИЯ, одна из основных ветвей биологии (см.), задачами к рой являются: изучение закономерностей функций живого, возникновения и развития функций и переходов от одного типа функционирования к другому. Самостоятельными разделами этой науки… … Большая медицинская энциклопедия

  ФИЗИОЛОГИЯ — (от греч. physis природа и . логия), наука, изучающая процессы жизнедеятельности (функции) животных и растит, организмов, их отд. систем, органов, тканей и клеток. Физиологию человека и животных разделяют на неск. тесно связанных между собой… … Биологический энциклопедический словарь

  физиология — и, ж. physiologie f., нем. Physiologie <гр. physis природа + logos наука. 1. Наука о жизненных функциях, отправлениях живого организма. БАС 1. Физиология изъясняет.. изучает внутренние отправления в человеческом теле, как то: пищетворение,… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

  ФИЗИОЛОГИЯ — (греч. physiologia, от physis природа, и logos слово). Наука, трактующая о жизни и органических отправлениях, при посредстве которых проявляется жизнь. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ФИЗИОЛОГИЯ… … Словарь иностранных слов русского языка

  ФИЗИОЛОГИЯ — ФИЗИОЛОГИЯ, физиологии, мн. нет, жен. (от греч. physis природа и logos учение). 1. Наука о функциях, отправлениях организма. Физиология человека. Физиология растений. || Самые эти функции и законы, ими управляющие. Физиология дыхания. Физиология… … Толковый словарь Ушакова

  ФИЗИОЛОГИЯ — (от греч. physis природа и . логия) наука о жизнедеятельности целостного организма и его отдельных частей клеток, органов, функциональных систем. Физиология изучает механизмы различных функций живого организма (рост, размножение, дыхание и др.) … Большой Энциклопедический словарь

  ФИЗИОЛОГИЯ — (от греческого physis природа и. логия), наука о жизнедеятельности организма и отдельных его частей клеток, органов, функциональных систем. Физиология изучает рост, размножение, дыхание и другие функции живого организма, их связь между собой,… … Современная энциклопедия

  ФИЗИОЛОГИЯ — (от греч. physis природа и logos – учение) наука, занимающаяся исследованием жизнедеятельности целостного организма и его отдельных частей при помощи физических и химических методов. Различают, с одной стороны, физиологию человека, животных,… … Философская энциклопедия

  Физиология — (от греческого physis природа и . логия), наука о жизнедеятельности организма и отдельных его частей клеток, органов, функциональных систем. Физиология изучает рост, размножение, дыхание и другие функции живого организма, их связь между собой,… … Иллюстрированный энциклопедический словарь