Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИОЛОГИЮ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ План лекции: Предмет, цели и задачи физиологии, ее связь с другими науками Методы физиологических исследований. - презентация

1 Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИОЛОГИЮ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ План лекции: Предмет, цели и задачи физиологии, ее связь с другими науками Методы физиологических исследований История развития физиологии Свойства и функции организма как биологической системы. Гомеостаз Регуляции функций и системы обеспечения гомеостаза.

2 Предмет, цели и задачи физиологии, ее связь с другими науками Физиология является одним из важнейших разделов биологической науки и 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. Целью физиологии животных является глубокое познание механизмов и закономерностей осуществления процессов и функций, их регуляции. Задачи физиологии животных весьма многообразны и определяются исходя из конечной цели: познание частных и общих механизмов и закономерностей деятельности клеток, тканей, органов и целостного организма, механизмов нейрогуморальной регуляции физиологических процессов и функций у млекопитающих и птиц, качественного своеобразия физиологических процессов у продуктивных животных, поведенческих реакций и механизмов их формирования, роли отдельных факторов в обеспечении структурно-физиологической организации организма, его органов, в определении качества продукции, сырья; приобретение навыков по исследованию физиологических констант функций и умений использования знаний физиологии в профессиональной деятельности по специальности.

3 Основные разделы физиологии 1. Общая физиология изучает физиологические процессы, свойственные всем живым существам. В общей физиологии можно выделить: физиологию клетки, физиологию возбудимых тканей. 2. Эволюционная физиология специально рассматривает естественную историю возникновения и преобразования процессов и функций в процессе эволюции мира животных. 3. Экологическая физиология изучает приспособительные изменения процессов и функций в связи с условиями жизни. 4. Сравнительная физиология или частная физиология изучает особенности физиологических процессов и функций в сравнительном аспекте у животных разных видов: свиней, лошадей крупного рогатого скота, овец, коз, кроликов, норок и т.д. 5. Частная физиология систем организма изучает особенности и закономерности физиологических процессов и функций отдельных систем организма: нервной, сенсорной, эндокринной, крови, кровообращения, дыхания и др. 6. Возрастная физиология изучает особенности и становление физиологических процессов и функций у животных в различные периоды индивидуального развития (онтогенеза). Она включает физиологию молодняка животных. 7. Отраслевая физиология изучает особенности физиологических процессов и функций, связанных с той или иной продуктивностью животных: физиология лактации, откорма и т.д.

4 Основные разделы физиологии человека Нормальная физиология – изучает функции здорового организма. Патологическая физиология – изучает функциональные изменения в больном организме, общие закономерности возникновения, течения и исхода патологических процессов. Клиническая физиология – изучает механизмы компенсации нарушенных функций в организме человека, т.е. адаптивные компенсаторно-приспособительные реакции, направленные на устранение или ослабление функциональных сдвигов в организме, вызванных влиянием на него неадекватных факторов среды.

5 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 всех специальных врачебных и зоотехнических дисциплин: фармакологии, диагностики, терапии, акушерства, хирургии, разведения, кормления, животноводства, зоогигиены и других. Знания физиологии являются базой для формирования врачебного и зоотехнического мышлений.

6 Методы исследований в физиологии Метод наблюдения Заключается в оценке проявления того или иного физиологического процесса, той или иной функции органа, ткани в естественных условиях. Метод позволяет определить, как проявляется процесс или функция органа, ткани (например, деятельность слюнной железы проявляется в выделении слюны в таком-то объеме, которая имеет такое-то свойство). Однако этот метод не дает ответа, почему осуществляется тот или иной физиологический процесс или функция. Метод наблюдения предусматривает использование простых и сложных приборов, вспомогательных операций (наложение фистул на исследуемый орган, вживление электродов и др.). Метод эксперимента (или опыта) Сущность сводится к определению роли факторов, обеспечивающих деятельность тканей, органов, организма, путем направленного устранения или усиления действия того или иного условия (фактора) жизнедеятельности тканей, органов, организма. В конечном итоге делается заключение, почему осуществляется данный физиологический процесс или функция. Метод эксперимента, как и метод наблюдения, предусматривает использование простой и сложной современной аппаратуры, приборов: 1) входящие в системы, предназначенные для воздействия на объект, 2) входящие в системы, предназначенные для регистрации различных проявлений жизнедеятельности, а также вспомогательных приемов: перерезка нерва, вживление электродов, наложение фистул и т.д.

7 История физиологии Физиология как наука возникла в XVII столетии. Она берет начало с работы английского врача, анатома и физиолога Вильяма Гарвея «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных», опубликованной в 1628 году, где В. Гарвей впервые обосновал путем эксперимента наличие большого и малого кругов кровообращения, и доказал, что сердце обеспечивает кровообращение. В дальнейшем в развитии физиологии следует выделить три этапа: первый - накопление фактических данных о сущности и закономерностях отдельных процессов жизнедеятельности организма, его тканей, органов и систем; второй – обобщение частных сведений о процессах жизнедеятельности в определенные представления о функциях организма; третий – современный период целенаправленного изучения процессов и функций исходя из потребностей и на основе оформленных теорий, принципов деятельности организма.

8 Первый этап истории развития физиологии характеризуется накоплением фактов о проявлении жизнедеятельности организма. Он охватывает период XVII-XVIII вв. Вслед за В. Гарвеем А. Левенгук и М. Мальпигий обнаружили и доказали наличие капилляров. Французский ученый-философ Рене Декарт отметил проявление рефлекса (термин «рефлекс» ввел в XVIII в. чех Г. Прохаска). Значительную роль сыграло открытие М.В. Ломоносовым закона сохранения веществ, который сформулирован им в 1748 г. как «закон сохранения веществ и движения». В эти два столетия были созданы первые поверхностные представления о дыхании, химизме пищеварения, затратах энергии, биоэлектрических явлениях в организме.

9 Второй этап связан с обобщением отдельных фактов, общих явлений, принципов, с формированием теорий деятельности органов и систем организма. Это этап абстрактно- теоретического познания существа деятельности организма. Он занимает XIX столетие. Этот период в развитии физиологии отмечен: успехами в органической химии (Ф. Веллер синтезировал мочевину), биохимии, установлением закона сохранения энергии (Майер, Джоуль и Г. Гельмгольц развили закон сохранения веществ М.В. Ломоносова), гистологии, открытием клетки (Т. Шванн), физиологии, созданием рефлекторной теории нервной деятельности (И.М. Сеченов), созданием теории развития органического мира (Ж.-Б. Ламарк и Ч. Дарвин). Благодаря абстрактно-теоретическому познанию существа деятельности организма в XIX веке сформировались и получили большое развитие учения о клетке, кровообращении, крови, дыхании, пищеварении; разработан большой ряд методик физиологических исследований функций органов, широкую известность получили фистульные методики И.П. Павлова для изучения деятельности органов пищеварения, создана рефлекторная теория нервной деятельности. Особая заслуга в формировании и развитии физиологии принадлежит И.М. Сеченову ( ), который впервые определил наличие процессов торможения в центральной нервной системе и на основании этого создал учение о рефлекторной деятельности организма. Его труд «Рефлексы головного мозга» получил всеобщее признание и явился основой формирования учения об организме как едином целом, учения о нервизме. Учение И.М. Сеченова успешно развил И.П. Павлов ( ), который создал современное учение о физиологии пищеварения, кровообращения, внедрил в физиологию фистульный метод, создал учение о трофической роли нервной системы.

10 Третий этап в истории физиологии – активно поисковый этап, который приходится на XX век и настоящее время. В этот период физиология начала выполнять свою поисковую функцию. Путем абстрактно-теоретического осмысления полученных экспериментальных данных ученые физиологи формируют новые представления о принципах деятельности органов и организма, ставят новые задачи и открывают новые, более глубокие закономерности жизнедеятельности организма. Эти открытия находят применение в практике. В этот период И.П. Павлов сформировал учение о высшей нервной деятельности, П.К. Анохин - учение о функциональных системах, создано направление, которое называется микрофизиология, учение о физиологии желез внутрен­ней секреции, современное представление об обмене веществ, учения о медиа­торах, о витаминах. В начале двадцатого столетия И.П. Павлов целиком ушел в разработку важнейших проблем, связанных с учением об условных рефлексах. Открытые им условные рефлексы пищеварительных желез были фундаментом на котором он построил новое грандиозное здание – учение о высшей нервной деятельности. Установлены иррадиация возбуждения и торможения в коре больших полушарий головного мозга, врожденные, или безусловные и индивидуально-приобретенные условные рефлексы. И.П. Павлов сформулировал свое учение о второй сигнальной системе. Ряд крупных проблем физиологии мышц и нервов поставил и разрешил в своих работах Н.Е. Введенский ( гг). Значительное влияние на развитие учения физиологии центральной нервной системы оказала работа А.А. Ухтомского «О зависимости кортикальных двигательных эффектов от побочных центральных влияний», в которой был сформирован принцип доминанты. Благодаря трудам А.Ф. Самойлова особенно высокое развитие получило электрофизиологическое исследование нервно-мышечной деятельности (1904 г). В 1933 г. Казанский физиолог А.В. Кибяков доказал химическую передачу возбуждения от одного нейрона к другому в шейном симпатическом узле. К.М. Быков с коллективом провел большие исследования роли коры больших полушарий в деятельности внутренних органов. Л.А. Орбели развил учение И.П. Павлова о трофическом влиянии нервной системы. Основоположником возрастной физиологии является И.А. Аршавский, эволюционной физиологии – А.И. Карамян, экологической физиологии – А.Д. Слоним, учения о функциональных системах организма – П.К. Анохин.

11 Большой вклад в развитие физиологии внесли ученые России, Германии, Франции и Италии. Разработанные И.М. Сеченовым и И.П. Павловым принципы и методы физиологических исследований явились прочным фундаментом развития физиологии сельскохозяйственных животных. Признанный вклад в развитие физиологии сельскохозяйственных животных внесли следующие ученые: А.В. Леонтович: в определение особенностей пищеварения у птиц, иннервацию внутренних органов и эндокринных желез, секреторную и моторную деятельность вымени. Он был автором первого русского учебника по физиологии домашних животных (1916), переизданного трижды; К.Р. Викторов: в современные учения о деятельности нервной системы, пищеварении у птиц, дыхании, о гуморальных связях в организме. Он издал первый в России основательный учебник по физиологии сельскохозяйственных животных, который претерпел 5 изданий; Г.И. Азимов: в физиологию лактации; автор учебника по фи­зиология сельскохозяйственных животных; Д.Я. Криницин: в физиологию пищеварения у жвачных; автор учебника по физиологии сельскохозяйственных животных; Н.Ф. Попов: в физиологию пищеварения у разных видов сельскохозяйственных животных; автор учебника по физиологии сельскохозяйственных животных; Г.В. Паршутин: в физиологию высшей нервной деятельности у сельскохозяйственных животных; автор учебника по физиологии сельскохозяйственных животных; А.Н. Голиков: в физиологию нервной системы, адаптации у сельскохозяйственных животных; автор учебника по физиологии сельскохозяйственных животных; В.И. Георгиевский: в физиологию минерального и витаминного обменов, пищеварения; автор учебника по физиологии животных.

12 ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС - это проявление жизнедеятельности клеток, тканей, органов, систем. Жизнедеятельность проявляется в физиче­ских и химических процессах. ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ - это проявление жизнедеятельно­сти ткани, органа, организма, обеспечивающее приспособление к меняющимся условиям внутренней и внешней среды. ОРГАНИЗМ – единая система, объединяющая различные органы в их сложном взаимодействии между собой; ПРИНЦИП СТРУКТУРНОСТИ (ЦЕЛОСТНОСТИ) – физиологические процессы могут осуществляться при анатомической и функциональной целостности всех элементов, обеспечивающих эти процессы. «Организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен. Поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него» (И.М. Сеченов, 1861). «Все физиологические механизмы, сколь бы различны они ни были, имеют только одну цель – сохранение постоянства условий жизни во внутренней фазе» (К. Бернар, 1878) – или гомеостаз (по Кэннону). ПРИНЦИП ДЕТЕРМИНИЗМА – любая деятельность организма и его органов и систем причинно обусловлена. АДАПТАЦИЯ – совокупность механизмов, обеспечивающих приспособление организма к постоянно меняющимся условиям внешней среды. Целостность организма и его связь с внешней средой обеспечивается нейро-гуморальными механизмами. ГОМЕОСТАЗ И АДАПТАЦИЯ – основные механизмы обеспечения жизни. ПРИНЦИП НАДЕЖНОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ: организм и его системы имеют резерв прочности, который обеспечивается следующими компонентами: избыточностью элементов функционирования (напр., 25 % легочной ткани вполне достаточно для осуществления внешнего дыхания); резервированием функции (из 1 млн. нефронов, имеющихся в почке, одновременно функционирует только часть из них, остальные остаются в резерве); периодичностью функционирования всех элементов (напр., открытие и закрытие, т.е. мерцание капилляров); дублированием функций (сердечный насос имеет помощников в виде периферических сердец – скелетных мышц, сокращение которых проталкивает кровь по венозным сосудам). Основные принципы физиологии

13 Регуляция функций организма и системы обеспечения гомеостаза Механизмы: Местный Гуморальный: аутокринный – клетка продуцирует БАВ или гормон, который воздействует на эту же клетку (клетка-продуцент = клетка-мишень) паракринный – клетка продуцирует БАВ или гормон, действующий на клетки-мишени вблизи клетки-продуцента эндокринный – клетки-продуценты синтезируют гормоны, которые поступают в кровь, и разносятся ее током к органам-мишеням, действуя на расстоянии от места продукции. Нервный.

14 Общая модель регуляции физиологических процессов

15 Спасибо за внимание!