Асноўныя метады фізіялогіі. Прадмет і задачы фізіялогіі

Ведаць асаблівасці функцыянавання арганізма, кожнай яго часткі, структуры, умець даследаваць і прагназаваць змены і паталогіі - гэта важная задача для спецыялістаў у галіне медыцыны. Існуе цэлая навука, якая займаецца вывучэннем як раз такіх пытанняў. Яна называецца фізіялогія. Гэта навука аб тых працэсах, якія суправаджаюць нармальную жыццядзейнасць арганізма. Узнікла яна досыць даўно, яшчэ Гіпакрат упершыню выяўляў цікавасць да функцыянавання жывых сістэм. Сёння існуюць разнастайныя метады вывучэння фізіялогіі, якія дапамагаюць у поўнай меры зразумець тыя ці іншыя механізмы і асаблівасці арганізма.

Агульнае паняцце пра фізіялогію

Пачаць варта з агульнага паняцця. Фізіялогія - гэта навука аб жыццядзейнасці жывога істоты, яго ўзаемасувязі з вонкавымі ўмовамі асяроддзя, іх уплыў на стан здароўя і нармальнага функцыянавання органаў і іх сістэм. У цэлым галоўная думка дадзенай навукі - выявіць глыбінныя механізмы існавання жывога, зразумець, як адбываецца яго самарэгуляцыя і ўсе астатнія працэсы.

Аб'ектам фізіялогіі з'яўляецца толькі жывы арганізм, бо менавіта так магчыма выявіць усе якія цікавяць людзей заканамернасці ў яго будынку і функцыянаванні. Задачы дысцыпліны выразна прасочваюцца ў самым вызначэнні.

Такім чынам, прадмет, задачы і метады фізіялогіі - тры складнікі тэарэтычных асноў навукі. Многія навукоўцы ва ўсе часы імкнуліся ўглыбіцца ў сутнасць падзей, якія адбываюцца ў арганізме, у тым ліку чалавечым, зменаў. Аднак цалкам магчымым гэта стала толькі з вынаходствам сучасных прыбораў і прылад, то ёсць поўнае развіццё навука атрымала толькі пачынаючы з XX стагоддзя.

Гэта не перашкодзіла ёй стаць стаць адной з лідзіруючых сярод біялагічных навук. Фізіялогія, анатомія і медыцына - тры цесна ўзаемазвязаныя паміж сабой дысцыпліны, якія з'яўляюцца падмуркам адзін для аднаго. Таму метады анатоміі і фізіялогіі ў некаторых выпадках падобныя паміж сабой.

раздзелы фізіялогіі

Сама па сабе дадзеная навука мае некалькі даччыных дысцыплін. Так, вылучаюць фізіялогію:

• агульную;
• параўнальную;
• прыватную.

Агульная займаецца вывучэннем працэсаў жыццядзейнасці ў цэлым. Гэта значыць разглядае заканамернасці працякання тых рэакцый, якія з'яўляюцца праявамі жыцця. Напрыклад, харчавання, дыхання, вылучэнні, рэгуляцыі, змены сну і няспання і іншых. Сюды ж адносіцца такі раздзел, як фізіялогія клеткі, які займаецца дэталёвым даследаваннем ўсіх яе жыццёвых праяў.

Параўнальная фізіялогія параўноўвае працэсы жыццядзейнасці аднаго або розных відаў арганізмаў у працэсе антагенезу. У выніку гэтак жа фармуецца цэлая галіна - эвалюцыйная фізіялогія.

Прыватная займаецца вузейшымі спецыфічнымі даследаваннямі. Так, можна вылучыць некалькі варыянтаў дысцыплін, якія ўваходзяць у гэтую групу.

1. Фізіялогія чалавека, метады даследавання якой мы разгледзім крыху пазней.
2. Фізіялогія асобных груп жывых арганізмаў (насякомых, птушак, млекакормячых жывёл, рэптылій і гэтак далей).
3. Асобных органаў і тканак.
4. Сістэм арганізма (фізіялогія стрававання, кровазвароту, дыхання і іншае).

Асабліва шырокае развіццё ў апошні час атрымала даследаванне чалавека з пункту гледжання гэтай навукі. Бо яго арганізм мае самае складанае будынак. Метады фізіялогіі чалавека дастаткова разнастайныя і эфектыўныя, каб выявіць усе неабходныя для разумення сутнасці рэчы. вылучаюць:

• узроставую фізіялогію;
• харчавання;
• працы;
• спорту;
• касмічную;
• паталагічную;
• клінічную.

Сукупныя дадзеныя гэтых дысцыплін дапамагаюць абняць усё неаглядныя працэсы, якія адбываюцца ўнутры чалавека і знайсці доступ да кіравання імі.

Метады даследавання ў фізіялогіі

Такіх налічваецца некалькі. Існуюць гістарычна якія склаліся, якія ўжываліся яшчэ ў старажытнасці. Сёння сфарміраваны і новыя, заснаваныя на апошніх навуковых дасягненнях у галіне тэхнікі, электронікі, вывучэнні электрамагнітных выпраменьванняў.

Вылучаюць наступныя метады фізіялогіі.

1. Экстирпация - адзін з самых старажытных спосабаў вывучэння. Заключаўся ў выдаленні таго ці іншага органа ў жывога істоты з далейшым назіраннем за рэакцыяй арганізма і фіксацыяй вынікаў.
2. Фистульный метад. Яго аснова - ва ўвядзенні ўнутр органаў, якія маюць паражніну, трубак з металу або пластмасы і фіксацыі такім чынам біялагічных вадкасцяў. Атрымліваюцца дадзеныя аб змяненні хімічнай прыроды рэчываў, то ёсць даследуецца секреторная функцыя арганізма.
3. Метад катэтэрызацыі - увядзенне па тонкім люлечках ў органы і посуд спецыяльных лекаў, якія выклікаюць змены ў функцыянаванні. Так вывучаецца праца сэрца, крывяносных сасудаў, залоз знешняй і ўнутранай сакрэцыі (не ўсіх).
4. Метад денервации. Выкарыстоўваецца для даследавання ўзаемасувязі паміж нервамі і працоўнымі органамі. Для гэтага выкарыстоўваецца спосаб раздражнення з далейшай фіксацыяй вынікаў.
5. Метады вывучэння фізіялогіі, заснаваныя на выкарыстанні інструментаў і абсталявання. Сюды адносіцца ўжыўленне ў органы і тканіны макра- і мікраэлементаў, рэгістрацыя нервовых імпульсаў, ўздзеянне выпраменьваннем, зняцце паказанняў працы сэрца і галаўнога мозгу і гэтак далей.

Некаторыя метады даследаванні ў фізіялогіі мы разгледзім падрабязней далей. Яны з'яўляюцца найбольш часта ужывальнымі і важнымі.

назіранне

Дадзеныя метады фізіялогіі выкарыстоўваліся яшчэ ў Старажытным Егіпце, Рыме, Кітаі, на Старажытным Усходзе. Ужо тады існавалі даследчыкі, якія цікавяцца зменамі, якія адбываюцца ў жывых арганізмах. Так, напрыклад, у Егіпце пры муміфікаваў фараонаў і іх сем'яў выраблялі выкрыццё трупаў і фіксавалі змены ўнутранай асяроддзя. Ацэньваліся такія паказчыкі, як:

• колер і якасць біялагічных вадкасцяў і мас;
• афарбоўка органаў;
• колер вочнай склеры;
• якасць і колер мокроты;
• азызласць скуры, яе тургор і структура.

Гэтыя характарыстыкі параўноўваліся з такімі ў здаровых людзей і рабілі пэўныя высновы. Магчыма было нават ўсталяваць у некаторых выпадках прычыну смерці чалавека.

Сёння назіранне не страціла сваёй актуальнасці, асабліва калі гаворка ідзе пра псіхафізіялогіі. Паводзіны чалавека, яго эмоцыі, тэмперамент, вонкавыя праявы дрыжыкаў, потлівасці - усе гэтыя прыкметы служаць пэўнымі званочкам да даследавання. Яны даюць зразумець ўзаемасувязь будынка і вонкавага праявы тых ці іншых паказчыкаў, фізіялагічных функцый, працэсаў у арганізме.

Вучэнне аб тэмпераменце чалавека было створана навукоўцам Паўлавым менавіта на падставе вывучэння працэсаў тармажэння і ўзбуджэння, якія вонкава выяўляліся рознай эмацыйнай афарбоўкай у паводзінах і рэакцыяй на тыя ці іншыя падзеі, словы, дзеянні. Ён даказаў, што ў аснове холеричного, сангвистичного, меланхалічнага і флегматычнага праяў ляжаць менавіта нервовыя працэсы, спалучаныя з псіхічнай дзейнасцю мозгу, яго рэакцыямі.

Гэтыя высновы неаднаразова пацвярджаліся рознымі навукоўцамі і псіхолагамі, даследчыкамі. Таму такія метады фізіялогіі чалавека, як назіранне і эксперымент, пра які гаворка пойдзе далей, былі і ёсць актуальныя, важныя і рэзультатыўнымі.

эксперымент

Эксперыментальныя метады вывучэння фізіялогіі з'яўляюцца асноватворнымі і гістарычна самымі старажытнымі і папулярнымі. Сапраўды, як яшчэ даведацца, калі не паглядзець? Таму, нароўні з назіраннем, праводзіліся і рознага роду выпрабаванні, часцей за ўсё на жывёл. Менавіта яны давалі практычна стопрацэнтны вынік у даследаваннях, дазвалялі атрымліваць максімальна дакладныя дадзеныя.

Існуюць эксперыментальныя метады даследавання натуральнай асяроддзя пражывання, зводныя да двух асноўных групах.

1. Вострыя эксперыменты. Такі спосаб даследавання ўжываўся аж да канца XIX стагоддзя, пакуль рускі навуковец Іван Пятровіч Паўлаў не знайшоў іншы варыянт. У чым жа складалася сутнасць такога ўмяшання ў арганізм? Эксперымент ажыццяўляўся на жывым жывёльным арганізме, якое прывязвалася да адмысловага станка. Затым праводзілася живосечение да патрэбнага для даследавання органа і такім чынам фіксаваліся назіраныя вынікі яго працы. Аднак шэраг істотных недахопаў рабіў гэты метад малаэфектыўным. Акрамя таго, што з боку маралі гэта бесчалавечна і жорстка, бо жывёла падвяргалася страшным пакутам і катаваннях, вельмі балючым аперацыях, не дапамагала нават анестэзія, дык яшчэ і эмацыйныя пакуты, фізічны боль, адчуваем ахвярай эксперыменту, значна скажала атрымоўваныя вынікі. Атрымліваўся замкнёнае кола. Каб дабрацца да патрэбнага органа, варта было прычыніць пакуты. Яны, у сваю чаргу, скажалі нармальнае працягу фізіялагічных працэсаў, і вынік быў мала эфектыўны.
2. Хранічны эксперымент. Менавіта гэты спосаб і прапанаваў Паўлаў. Сам ён быў супраць вострых эксперыментаў з-за іх надзвычайнай жорсткасці, магчыма, гэта і падштурхнула яго на вынаходніцтва больш гуманнага варыянту. Паддоследным арганізмам таксама было жывёла. Аднак працэдура адбывалася зусім інакш. Перад аперацыяй хірургічнага характару праводзілася якасная анестэзія. Затым у сценкі патрэбнага органа ўжыўлялі свішч - трубка пластмасавая або металічная, якая прышываць да скуры звонку. Пасля гэтага жывёле давалі час аднавіцца, залячыць адукаваную рану і цалкам нармалізаваць працэсы жыццядзейнасці. Так атрымлівалі праз фальцэт інфармацыю пра плынь тых ці іншых працэсаў у доследнай часткі цела, пры гэтым яна была зусім дакладнай, паколькі арганізм функцыянаваў нармальна. Даследаванні маглі праводзіцца працяглы час без шкоды для здароўя жывёльнага і згодна з усімі правіламі натуральнага яго існавання.

Такім чынам працавалі асноўныя метады фізіялогіі, актуальныя ў некаторых выпадках і па гэты дзень. Хоць, вядома, сучасныя тэхнічныя навіны паступова цалкам выцясняюць ўмяшанне непасрэдна ў арганізм з боку чалавека. Зараз магчыма атрымаць неабходную інфармацыю зусім іншымі, менш балючымі, больш дакладнымі і падыходнымі і для чалавека спосабамі.

графічная рэгістрацыя

Метады фізіялогіі чалавека грунтуюцца як раз на выкарыстанні пэўнай апаратуры. Сярод такіх прылад важнае месца займаюць наступныя.

1. Электракардыёграф. Апарат, які выкарыстоўваецца для фіксацыі сардэчных біяэлектрычных патэнцыялаў. У выніку з прыбора выходзіць накрэсленай на паперы электракардыяграма, якую дасведчаны лекар-адмысловец расшыфроўвае і робіць выснову пра стан здароўя сэрца і крывяноснай сістэмы. На сённяшні дзень гэты апарат выратаваў жыцці мільёнам людзей. Бо своечасовае выяўленне праблемы - ключ да паспяховаму лячэнню.
2. Микроэлектроды. Драбнюткія структуры, здольныя ўжыўлялі непасрэдна ў клетку і фіксаваць мембранны биопотенциал. Сёння гэта адно з найважнейшых дасягненняў у электроніцы, якое тычыцца фізіялагічных даследаванняў арганізма чалавека. Гэтыя электроды могуць уводзіцца нават у мозг чалавека, што дазваляе назіраць і фіксаваць псіхасаматычныя змены ў стане здароўя і жыццядзейнасці.
3. Радыенукліднай метады фізіялогіі - выкарыстоўваюцца для атрымання колькасных характарыстык фізіялагічных працэсаў.
4. Разнастайныя датчыкі, якія выпускаюць электрамагнітныя хвалі. Зваротны адказ у выглядзе электрычнага імпульсу фіксуецца спецыяльным прыборам - асцылографам - і затым перадаецца для апрацоўкі ў кампутар. Тут ужо адбываецца дэталёвая апрацоўка атрыманай інфармацыі і фармуюцца пэўныя высновы. Так можна ўсталяваць хімічную канцэнтрацыю тых ці іншых іёнаў, велічыню ціску, тэмпературу, рух і іншыя параметры).

Такім чынам, сучасныя метады навукі фізіялогіі, заснаваныя на выкарыстанні прыбораў, з'яўляюцца самымі дакладнымі, бязбольнымі і навукова інфарматыўнымі з усіх намі разгледжаных вышэй.

Хімічныя і біяхімічныя метады

Метады натуральнай асяроддзя пражывання не толькі падобныя паміж сабой. Яны звязаны таксама і з іншымі навукамі. Так, існуе біялагічная фізіялогія, біяхімія, а таксама фізічная фізіялогія. Гэтыя навукі вывучаюць працэсы ўнутры арганізма са свайго пункту гледжання, гэта значыць з хімічнай, фізічнай і біялагічнай.

Так, пры дапамозе менавіта гэтых спосабаў усталёўваецца ўплыў таго ці іншага рэчыва (медыятара, гармона, ферменты) на падзеі, якія адбываюцца ў арганізме працэсы. Хімія дапамагае ва ўсталяванні уласцівасцяў гэтага злучэння, фізіка выяўляе яго тэрмадынамічныя параметры, якія могуць аказаць уплыў на арганізм. Фізіялогія патрабуе вывучэння ўздзеяння не толькі на канкрэтны працэс, але і наогул на арганізм, орган і на сукупнасць вонкавых умоў. Усе разам гэтыя навукі аб'яднаны пад агульнай назвай біялагічнай хіміі.

Метады паталагічнай фізіялогіі

Прадмет і метады фізіялогіі з'яўляюцца цесна звязанымі і ўзаемазалежнымі адзін ад аднаго паняццямі. Аднак нармальная навука, якая вывучае здаровы жывы арганізм - гэта яшчэ не ўсё. Існуе таксама і патафізіялогія, або паталагічная, якая даследуе парушэнне працэсаў жыццядзейнасці, іх праходжанне, уплыў на арганізм у цэлым і кожны яго орган і іншае. Таму ў дадзенай дысцыпліны з'яўляецца свой уласны комплекс спосабаў, пры дапамозе якіх магчыма вывучэнне пазначаных пытанняў.

Якія ж гэта метады фізіялогіі?

1. Мадэляванне. Падзяляецца на дзве групы: на жывым аб'екце даследавання і in vitro, то ёсць штучнай фізічнай сістэме. Для стварэння якой-небудзь мадэлі патагеннага працэсу выкарыстоўваюць кампутар або матэматычныя вылічэнні на паперы. Таксама часта для гэтага карыстаюцца звычайнымі лагічнымі высновамі і высновамі. Мадэль, як правіла, будуецца на падставе атрыманых тэарэтычных дадзеных па якім-небудзь пытанні.
2. Тэарэтычны аналіз. На падставе дадзеных, якія атрымліваюцца пры лабараторных даследаваннях матэрыялу (жывога аб'екта), будуецца тэорыя. Яна ўключае ў сябе магчымыя адказы на пытанні: "Што з пацыентам? Якім чынам адбываецца паталагічны працэс? Якое яго стан і маштаб ўплыву? Якія меры барацьбы дарэчныя ў дадзеным выпадку для спынення?"
3. Клінічныя даследаванні. Абавязковы метад, без якога немагчыма існаванне ўсіх астатніх. Бо тэарэтычныя веды з'яўляюцца менавіта на падставе вынікаў клінікі пацыента. Для дадзенага спосабу выкарыстоўваецца цэлы шэраг спадарожных методык:

• біяхімічныя;
• хімічныя;
• фізічныя;
• гистохимические;
• марфалагічныя;
• статыстычныя і іншыя.

Толькі на падставе матэрыялу, атрыманага пры выкарыстанні ўсіх метадаў, лекар можа паставіць дыягназ і прызначыць курс лячэння.

фізіялогія раслін

Гэта навука аб жыццядзейнасці (функцыянаванні) раслінных арганізмаў. Гаворка ідзе аб усіх формах жыцця: ад аднаклетачных да вышэйшых, уключаючы багавінне. Задачамі фізіёлагаў раслін з'яўляюцца наступныя:

• разгледзець і выявіць механізмы функцыянавання раслін;
• стварыць тэарэтычныя асновы магчымасці ажыццяўлення фотасінтэзу ў штучных умовах;
• пабудаваць мадэль, якая адлюстроўвае сутнасць методыкі атрымання падвышаных ураджаяў важных сельскагаспадарчых культур.

Вядома, задачы зусім не простыя. Бо расліны - сапраўдныя жывыя арганізмы, у якіх штосекундна, як і ў чалавеку, адбываюцца сотні біяхімічных рэакцый. Фізіялогу належыць вывучыць кожную з іх. Расліны дыхаюць, харчуюцца, ажыццяўляюць працэс фотасінтэзу, размножваюцца, растуць і развіваюцца - гэта нармальныя віды жыццядзейнасці для любых жывых істот. Вывучэнне ўсіх пералічаных працэсаў - задача фізіёлагаў.

Вырашыць праблему ажыццяўлення фотасінтэзу ў штучных умовах - значыць даць людзям магчымасць доступу да вялізнага патэнцыйнага крыніцы харчавання. Бо тады голад у свеце знікне, якасць жыцця людзей значна падвысіцца. Але пакуль цалкам гэтую праблему вырашыць не ўдалося, хоць многія пытанні ў галіне фотахімічных бакі працэсу ўжо вырашаны.

Метады дадзенай навукі

Фізіялогія раслін цесна мяжуе з наступнымі сучаснымі навукамі:

• біятэхналогій;
• малекулярнай біялёгіяй;
• геннай інжынерыяй;
• біяфізіка;
• клетачнай інжынерыяй.

Натуральна, што гэта адбіваецца і на спосабы, пры дапамозе якіх праводзяцца даследаванні раслінных арганізмаў. Так, метады фізіялогіі раслін наступныя.

1. Культываванне.
2. Метады светлавой і электроннай спектраскапіі.
3. Электрахімічныя.
4. Оптыка-акустычныя.
5. Храматаграфічныя.
6. Спектрофотометрические.

Відавочна, што ўсе яны накіраваны на вымярэнне лікавых паказчыкаў: прадуктыўнасці, масы, прыросту, развіцця, вынікаў пластычнага і энергетычнага абмену. Што дазваляюць вырашыць падобныя метады? Вельмі важныя сельскагаспадарчыя задачы, такія як:

• селекцыя раслін;
• атрыманне гетэрозісных формаў;
• інтрадукцыя;
• акліматызацыя;
• раянаванне гатункаў;
• штучнае абрашэнне;
• месца вырошчвання раслін.

Такім чынам, фізіялогія раслін - яшчэ адна фундаментальная біялагічная навука, якая грае важную ролю ў жыцці чалавека.