Характерной чертой физиологии XX века является переход от узкоаналитического к широкому комплексному изучению жизненных процессов. Этому способствовали, как уже указывалось, исследования, проведенные в лаборатории И. П. Павлова. Развитие физиологии во многом определялось достижениями химии. Так, например, были выяснены физико-химические основы мышечного сокращения (В. А. Энгельгардт, Сент-Дьердьи, Хаксли и др.), природа электрических явлений в живых тканях, механизм возникновения биотоков, их распространение по нервным проводникам (В. Ю. Чаговец, Ю. Бернштейн, Ходжкин, Хаксли и др.).
Важным этапом в развитии физиологии было открытие медиаторов — химических передатчиков нервных импульсов в синапсах (А. Ф. Самойлов, А. В. Кибяков, Лёви, Кеннон).
Достижения электроники и радиотехники позволили осуществить регистрацию электрических явлений, возникающих в сердце (электрокардиография), скелетных мышцах (электромиография), головном мозге (электроэнцефалография). Эти методы способствовали обнаружению ранних нарушений функций органов и систем (А. Ф. Самойлов, Эйнтховен, Эдриан и др.).
Открытие в 1880 г. Н. И. Луниным группы веществ, которые, хотя и не являются источниками энергии, но абсолютно необходимы для жизнедеятельности организма, послужило основой для бурного развития учения о витаминах. Современные знания о витаминах позволяют не только лечить, но и предупреждать заболевания, связанные с отсутствием или недостатком витаминов в пище.
В XX веке был установлен химический состав и механизм действия многих продуктов жизнедеятельности эндокринных желез (гормонов), некоторые из них в настоящее время синтезированы. Все это позволило разработать эффективные методы лечения тяжелейших заболеваний, связанных с нарушением функции желез внутренней секреции.
Крупные успехи достигнуты в изучении функций внутренних органов и их регуляции. Разработано учение о вегетативной нервной системе, иннервирующей внутренние органы, сосуды, потовые железы и участвующей в регуляции обмена веществ в организме. Установлены закономерности сердечной деятельности, регуляции сосудистого тонуса, капиллярного кровообращения. Определены механизмы, с помощью которых осуществляется дыхание и транспорт газов кровью. Подробно изучены механизмы регуляции процессов пищеварения, обнаружено так называемое пристеночное пищеварение. Более глубоко вскрыты закономерности работы почек.
В настоящее время больших успехов достигла новая область физиологии — микрофизиология. Объектами физиологического исследования стали не только органы, ткани и отдельные клетки, но и их структурные элементы. Широко стали использовать вживление микроэлектродов в определенные нервные образования и даже в отдельные нервные клетки. Это позволило углубить знания о работе нервных центров, об особенностях рефлекторной деятельности различных отделов центральной нервной системы.
Изучена роль ретикулярной формации (сетевидное образование) ствола головного мозга. Показано, что этот отдел нервной системы имеет большое значение в регуляции деятельности всех звеньев центральной нервной системы. Ретикулярная формация повышает активность коры большого мозга, поддерживает ее бодрствующее состояние. Данные о роли ретикулярной формации позволили, например, по-новому объяснить механизмы возникновения ощущений, смены сна и бодрствования.
Развитие физиологии привело к созданию новых ее разделов: физиология высшей нервной деятельности, труда и спорта, космическая физиология, сравнительная и возрастная физиология и т. д.
Для развития современной физиологии характерно широкое использование математического подхода к анализу полученных результатов, что дает возможность оценить их не только качественно, но и количественно.
Достижения электроники позволили физиологам использовать в своих исследованиях новейшую современную аппаратуру. Сравнительно недавно для разнообразных экспериментальных исследований физиологи применяли относительно простые приборы (кимограф, индукционная катушка и т. д.). В наши дни для изучения физиологических функций животных и человека используют весьма сложные аппараты (электрокардиографы, спирографы, электроэнцефалографы и др.).
В настоящее время физиологические исследования проводятся в крупных научных институтах и лабораториях, в которых над разрешением проблем рядом с физиологами трудятся специалисты различных профилей (биофизики, биохимики, морфологи, математики, инженеры) .
Большая заслуга в развитии современной физиологии принадлежит ученикам И. П. Павлова — Л. А, Орбели, К. М. Быкову, В. Н. Черниговскому, П. К. Анохину и др.
Л. А. Орбели создал учение об адаптационно-трофической функции симпатической нервной системы и внес большой вклад в развитие эволюционной и возрастной физиологии.
Исследованиями В. Н. Черниговского установлено важнейшее положение о двусторонней (прямой и обратной) связи внутренних органов с корой большого мозга.
П. К. Анохин создал учение о функциональных системах организма. Функциональной системой называется совокупность органов и тканей, принадлежащих к различным анатомо-физиологическим образованиям, но обеспечивающих определенную форму приспособительной деятельности организма. Конечной целью работы функциональной системы является поддержание в организме нормальных условий течения обменных процессов и гомеостаза (то есть постоянства состава его внутренней среды).
Функциональная система — это не анатомическое образование, а временная совокупность различных нервных центров и периферических органов, объединенных в единое целое полезным для организма результатом, который эта система создает. Именно полезный результат (нормализация измененного артериального давления, напряжения кислорода или уровня сахара в крови, приспособительный двигательный акт или сложная поведенческая реакция) определяет структуру функциональной системы, то есть необходимый подбор органов и регулирующих их деятельность нервных центров. Функциональная система включает: 1) рецепторы, воспринимающие воздействие факторов внешней среды; 2) проводниковые аппараты, передающие сигналы от рецепторов; 3) центральные нейроны и их связи, обеспечивающие объединение функций; 4) совокупность различных органов, изменение деятельности которых дает полезный результат; 5) совокупность афферентных аппаратов, обеспечивающих обратную аф-ферентацию (обратную связь).
Структура и свойства функциональной системы зависят не только от особенностей внешних воздействий, но также от потребностей и опыта организма. Влияния внешней среды воспринимаются рецепторами, которые посылают сигналы к нервным центрам. В нервных центрах на основании этих сигналов, потребности организма в данный момент и его предшествующего опыта (память) создается программа. В соответствии с программой из нервных центров посылаются эфферентные (центростремительные) импульсы, которые изменяют функцию периферических органов. Одновременно с программой в центральной нервной системе формируется модель будущего результата. П. К. Анохин назвал эти звенья центральной нервной системы акцептором результатов действия, то есть аппаратом предсказания (прогнозирования) ответной реакции организма. Изменения функции периферических органов воспринимаются находящимися в них рецепторами, возникает обратная афферентация в виде сигналов о результатах, которые поступают в нервные центры, и информация сопоставляется в акцепторе результатов с прогнозом. В случае несовпадения по каким-либо причинам результата и прогноза структура функциональной системы изменяется за счет включения других нервных центров и органов, и полезный для организма результат достигается. Таким образом, отличительной особенностью функциональной системы является ее способность к саморегуляции и высокая изменчивость в процессе достижения полезного результата.
Важным этапом в развитии физиологии было открытие медиаторов — химических передатчиков нервных импульсов в синапсах (А. Ф. Самойлов, А. В. Кибяков, Лёви, Кеннон).
Достижения электроники и радиотехники позволили осуществить регистрацию электрических явлений, возникающих в сердце (электрокардиография), скелетных мышцах (электромиография), головном мозге (электроэнцефалография). Эти методы способствовали обнаружению ранних нарушений функций органов и систем (А. Ф. Самойлов, Эйнтховен, Эдриан и др.).
Открытие в 1880 г. Н. И. Луниным группы веществ, которые, хотя и не являются источниками энергии, но абсолютно необходимы для жизнедеятельности организма, послужило основой для бурного развития учения о витаминах. Современные знания о витаминах позволяют не только лечить, но и предупреждать заболевания, связанные с отсутствием или недостатком витаминов в пище.
В XX веке был установлен химический состав и механизм действия многих продуктов жизнедеятельности эндокринных желез (гормонов), некоторые из них в настоящее время синтезированы. Все это позволило разработать эффективные методы лечения тяжелейших заболеваний, связанных с нарушением функции желез внутренней секреции.
Крупные успехи достигнуты в изучении функций внутренних органов и их регуляции. Разработано учение о вегетативной нервной системе, иннервирующей внутренние органы, сосуды, потовые железы и участвующей в регуляции обмена веществ в организме. Установлены закономерности сердечной деятельности, регуляции сосудистого тонуса, капиллярного кровообращения. Определены механизмы, с помощью которых осуществляется дыхание и транспорт газов кровью. Подробно изучены механизмы регуляции процессов пищеварения, обнаружено так называемое пристеночное пищеварение. Более глубоко вскрыты закономерности работы почек.
В настоящее время больших успехов достигла новая область физиологии — микрофизиология. Объектами физиологического исследования стали не только органы, ткани и отдельные клетки, но и их структурные элементы. Широко стали использовать вживление микроэлектродов в определенные нервные образования и даже в отдельные нервные клетки. Это позволило углубить знания о работе нервных центров, об особенностях рефлекторной деятельности различных отделов центральной нервной системы.
Изучена роль ретикулярной формации (сетевидное образование) ствола головного мозга. Показано, что этот отдел нервной системы имеет большое значение в регуляции деятельности всех звеньев центральной нервной системы. Ретикулярная формация повышает активность коры большого мозга, поддерживает ее бодрствующее состояние. Данные о роли ретикулярной формации позволили, например, по-новому объяснить механизмы возникновения ощущений, смены сна и бодрствования.
Развитие физиологии привело к созданию новых ее разделов: физиология высшей нервной деятельности, труда и спорта, космическая физиология, сравнительная и возрастная физиология и т. д.
Для развития современной физиологии характерно широкое использование математического подхода к анализу полученных результатов, что дает возможность оценить их не только качественно, но и количественно.
Достижения электроники позволили физиологам использовать в своих исследованиях новейшую современную аппаратуру. Сравнительно недавно для разнообразных экспериментальных исследований физиологи применяли относительно простые приборы (кимограф, индукционная катушка и т. д.). В наши дни для изучения физиологических функций животных и человека используют весьма сложные аппараты (электрокардиографы, спирографы, электроэнцефалографы и др.).
В настоящее время физиологические исследования проводятся в крупных научных институтах и лабораториях, в которых над разрешением проблем рядом с физиологами трудятся специалисты различных профилей (биофизики, биохимики, морфологи, математики, инженеры) .
Большая заслуга в развитии современной физиологии принадлежит ученикам И. П. Павлова — Л. А, Орбели, К. М. Быкову, В. Н. Черниговскому, П. К. Анохину и др.
Л. А. Орбели создал учение об адаптационно-трофической функции симпатической нервной системы и внес большой вклад в развитие эволюционной и возрастной физиологии.
Исследованиями В. Н. Черниговского установлено важнейшее положение о двусторонней (прямой и обратной) связи внутренних органов с корой большого мозга.
П. К. Анохин создал учение о функциональных системах организма. Функциональной системой называется совокупность органов и тканей, принадлежащих к различным анатомо-физиологическим образованиям, но обеспечивающих определенную форму приспособительной деятельности организма. Конечной целью работы функциональной системы является поддержание в организме нормальных условий течения обменных процессов и гомеостаза (то есть постоянства состава его внутренней среды).
Функциональная система — это не анатомическое образование, а временная совокупность различных нервных центров и периферических органов, объединенных в единое целое полезным для организма результатом, который эта система создает. Именно полезный результат (нормализация измененного артериального давления, напряжения кислорода или уровня сахара в крови, приспособительный двигательный акт или сложная поведенческая реакция) определяет структуру функциональной системы, то есть необходимый подбор органов и регулирующих их деятельность нервных центров. Функциональная система включает: 1) рецепторы, воспринимающие воздействие факторов внешней среды; 2) проводниковые аппараты, передающие сигналы от рецепторов; 3) центральные нейроны и их связи, обеспечивающие объединение функций; 4) совокупность различных органов, изменение деятельности которых дает полезный результат; 5) совокупность афферентных аппаратов, обеспечивающих обратную аф-ферентацию (обратную связь).
Структура и свойства функциональной системы зависят не только от особенностей внешних воздействий, но также от потребностей и опыта организма. Влияния внешней среды воспринимаются рецепторами, которые посылают сигналы к нервным центрам. В нервных центрах на основании этих сигналов, потребности организма в данный момент и его предшествующего опыта (память) создается программа. В соответствии с программой из нервных центров посылаются эфферентные (центростремительные) импульсы, которые изменяют функцию периферических органов. Одновременно с программой в центральной нервной системе формируется модель будущего результата. П. К. Анохин назвал эти звенья центральной нервной системы акцептором результатов действия, то есть аппаратом предсказания (прогнозирования) ответной реакции организма. Изменения функции периферических органов воспринимаются находящимися в них рецепторами, возникает обратная афферентация в виде сигналов о результатах, которые поступают в нервные центры, и информация сопоставляется в акцепторе результатов с прогнозом. В случае несовпадения по каким-либо причинам результата и прогноза структура функциональной системы изменяется за счет включения других нервных центров и органов, и полезный для организма результат достигается. Таким образом, отличительной особенностью функциональной системы является ее способность к саморегуляции и высокая изменчивость в процессе достижения полезного результата.
