Физиология - динамическое изучение функций живого организма и составляющих его органов, клеток и молекул - всегда развивалась вместе с медициной: и столетия тому назад, и сейчас цели и задачи физиологии человека (медицинской физиологии) прежде всего ориентированы на здоровье человека.

Этимология. В дневнегреческом языке термин physiologia появился примерно за 600 лет до нашей эры. Как в древнегреческом, так и в латинском языках термин physiologia образован из корней «физио» (греч. physis - природа, природные свойства) и «логос» (греч. logos - учение, наука).

Содержательные определения. Отечественный «Энциклопедический справочник медицинских терминов» определяет корневую часть «физио-» как составную часть сложных слов, означающую «относящийся к природе, к природным свойствам, к физическим факторам», а термин «физиология» как медико-биологическую науку, изучающую жизнедеятельность целостного организма и его частей (систем, органов, тканей, клеток) и выявляющую причины, механизмы и закономерности жизнедеятельности организма и его взаимодействия с окружающей средой.

Полный словарь современного английского языка «Random House Webster"s Unabridged Dictionary»: «физиология - наука о функциях живых организмов и их частей, включая все химические и физические процессы, происходящие в них».

«Британская Энциклопедия» (http://www.britannica.com): «физиология - изучение функционирования живых организмов и составляющих его клеток, органов и тканей».

Медицинская физиология - фундамент современной медицины - изучает функции организма человека во взаимодействии с окружающей средой. Все системы организма взаимосвязаны, а их функции дополняют друг друга. Жизнедеятельность целостного организма определяется функциями систем отдельных органов, которые зависят от того, как работают клетки, входящие в их состав. В свою очередь, активность клеток определяется взаимодействием между субклеточными структурами и неисчислимым количеством внутриклеточных молекул. Таким образом, медицинская физиология , изучая организм как единое целое, приходит к интегрированному пониманию процессов, происходящих на уровне молекул, клеток и органов.

Связь физиологии с медициной и другими биологическими науками

Медицина заимствовала из физиологии физико-химические представления об организме и его функциях (например, физиологические показатели жизнедеятельности органов и систем здорового человека для оценки понятий «здоровье» и «болезнь»; отклонения от физиологической нормы клиническая медицина оценивает как проявления заболевания). Например, нарушение одной функции (сократимость миокарда в виде слабости сердечной мышцы) вызывает первичный патологический эффект (уменьшение сердечного выброса), а нарушение насосной функции сердца в свою очередь приводит к серии вторичных эффектов (отёкам, гипоксии и т.д.), что запускает физиологические регулирующие механизмы обратной связи.

Физиологи разработали многие методы и тесты для контроля жизнедеятельности организма. Такие функциональные пробы применяют для диагностики заболеваний, мониторинга течения болезни и для оценки результатов применяемой терапии (например, мониторинг деятельности сердца, дыхательные функциональные тесты, почечные пробы, определение количества различных ионов, газов и гормонов в плазме крови).

Физиология - прародительница ряда биологических наук - биохимии, биофизики, биоэнергетики и др. Начиная от зарождения физиологии как экспериментальной науки (открытие английским врачом и физиологом Уильямом Гарвеем в 1628 г. кровообращения) физиология постепенно превращается из качественной - описывающей физиологические феномены - дисциплины, в науку количественную, раскрывающую суть реально происходящих процессов на молекулярном уровне.

Орлов Р.С., Ноздрачёв А.Д. Нормальная физиология: Учебник. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 688 с.
Глава 1. Основные понятия и принципы. С. 7-8.

Гарвей Уильям (Garvey W.), английский врач и исследователь, отец научной физиологии (1578–1657). В своей знаменитой книге (1628) «Expercitato anatomica de motu cordis et sanguinis in animalibus» (Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных) обосновал представление о циркуляции крови по замкнутой системе сосудов. Сердцу отводилась роль насоса, оно выбрасывало кровь в артерии, те переносили её к тканям. От тканей кровь оттекала по венам. Из этого следовало, что кровь должна каким-то образом проникать сквозь ткани из артерий в вены. Гарвей не мог увидеть мельчайшие сосуды, связывающие артерии с венами, но теоретически доказал их существование.

Физиология - это наука о том, как функционируют органы и системы живых организмов. Что изучает наука физиология? Больше, чем любая другая она изучает биологические процессы на элементарном уровне для того, чтобы объяснить, как работает каждый отдельный орган и весь организм в целом.

Понятие «физиология»

Как сказал один знаменитый физиолог Эрнест Старлинг, физиология сегодня - это медицина завтрашнего дня. - это наука о механических, физических и биохимических функциях человека. которая служит основой для современной медицины. Как дисциплина, она имеет отношение к таким областям, как медицина и здравоохранение, и создает основу для понимания того, как человеческий организм адаптируется к стрессам, болезням и физической активности.

Современные исследования в области физиологии человека способствуют появлению новых способов обеспечения и повышения качества жизни, развитию новых медицинских методов лечения. Основным принципом, который является основой для изучения физиологии человека, является поддержание гомеостаза посредством функционирования сложных систем управления, охватывающих все уровни иерархии человеческой структуры и функций (клеток, тканей, органов и систем органов).

Физиология человека

Как наука занимается изучением механических, физических и биохимических функций человека в добром здравии, его органы и клетки, из которых они состоят. Основной уровень внимания физиологии - это функциональный уровень всех органов и систем. В конечном счете наука дает представление о комплексных функциях организма в целом.

Анатомия и физиология являются тесно связанными между собой областями исследования, анатомия изучает формы, а физиология - функции. Что изучает наука физиология человека? Эта биологическая дисциплина занимается изучением того, как тело функционирует в нормальном состоянии, а также исследует возможные дисфункции организма и различные заболевания.

Что изучает наука физиология? Физиология дает ответы на вопросы о том, как работает тело, что происходит, когда человек рождается и развивается, о том, как системы организма адаптируются в условиях стрессов, таких как физические упражнения или экстремальные условия окружающей среды, и о том, как изменяются функции организма при болезненных состояниях. Физиология затрагивает функции на всех уровнях, от нервов - к мышцам, от головного мозга - к гормонам, от молекул и клеток - до органов и систем.

Системы человеческого тела

Физиология человека как наука изучает функции органов человеческого тела. Телосложение включает в себя нескольких систем, которые работают вместе для нормального функционирования всего организма. Некоторые системы взаимосвязаны между собой, и один или несколько элементов одной системы могут быть частью или служить другой.

Выделяют 10 основных систем организма:

1) Сердечно-сосудистая система отвечает за перекачивание крови через вены и артерии. Кровь должна поступать в организм, постоянно вырабатывая топливо и газ для органов, кожи и мышц.

2) Желудочно-кишечный тракт отвечает за обработку пищи, ее переваривание и преобразование ее в энергию для организма.

3) отвечает за воспроизводство.

4) состоит из всех ключевых желез, отвечающих за выработку секреций.

5) - это так называемый «контейнер» для тела, для защиты внутренних органов. Ее главный орган, кожа, покрыт большим количеством датчиков, которые передают внешние сенсорные сигналы в головной мозг.

6) Опорно-двигательная система: скелет и мышцы ответственны за общую структуру и форму человеческого тела.

7) Дыхательная система представлена носом, трахеями и легкими и отвечает за дыхание.

8) помогает организму избавиться от нежелательных отходов.

9) Нервная система: сеть нервов соединяет мозг с остальным телом. Эта система отвечает за чувства человека: зрение, обоняние, вкус, осязание и слух.

10) Иммунная система защищает или пытается защитить тело от болезни и недуга. Если в организм проникают инородные тела, то система начинает вырабатывать антитела для защиты организма и уничтожения нежелательных гостей.

Кому и для чего нужно знать физиологию человека?

То, что изучает наука физиология человека, может быть увлекательной темой для врачей и хирургов. Кроме медицины, затрагиваются также другие области знаний. Данные физиологии человека имеют важное значение для спортивных специалистов, таких как тренер и физиотерапевт. Кроме того, в рамках мировой практики медицины применяются различные виды терапии, например, массаж, где также важно знать, как устроено тело, чтобы проводимое лечение было максимально эффективно и приносило только пользу, а не вред.

Роль микроорганизмов

Микроорганизмы играют ключевую роль в природе. Они делают возможным переработку материалов и энергии, они могут быть использованы как клеточные «фабрики» по производству антибиотиков, ферментов и пищевых продуктов, они также могут вызвать инфекционные заболевания у человека (например, заражение пищевым способом), животных и растений. Их существование напрямую зависит от способности к адаптации в переменчивой окружающей среде, наличия питательных веществ и света, важную роль играет также рН-фактор, такие категории, как давление, температура и многие другие.

Физиология микроорганизмов

Основу жизнедеятельности микроорганизмов и всех остальных живых существ составляет обмен веществ с окружающей средой (метаболизм). При изучении такой дисциплины, как физиология микроорганизмов, важную роль играет метаболизм. Это процесс построения химических соединений в клетке и их разрушения в процессе деятельности для получения необходимой энергии и строительных элементов.

Метаболизм включает в себя анаболизм (ассимиляция) и катаболизм (диссимиляция). Физиология микроорганизмов изучает процессы роста, развития, питания, способы получения энергии для осуществления этих процессов, а также их взаимодействие с окружающей средой.

Физиология дословно – это учение о природе.

Физиология – это наука, изучающая процессы жизнедеятельности организма, составляющих его физиологических систем, отдельных органов, тканей, клеток и субклеточных структур, механизмы регуляции этих процессов, а так же действие факторов внешней среды на динамику жизненных процессов.

История развития физиологии

Первоначально представление о функциях организма складывались на основе работ ученых Древней Греции и Рима: Аристотеля, Гиппократа, Галена и других, а так же ученых Китая и Индии.

Физиология стала самостоятельной наукой в XVII веке, когда наряду с методами наблюдения за деятельностью организма началась разработка экспериментальных методов исследования. Этому способствовали работы Гарвея, изучающего механизмы кровообращения; Декарта, описывающего рефлекторный механизм.

В XIX-XX веках физиология интенсивно развивается. Так, исследования возбудимости тканей провели К. Бернард, Лапик. Значительный вклад внесли ученые: Людвиг, Дюбуа-Реймон, Гельмгольц, Пфлюгер, Бэлл, Пенгли, Ходжкин и отечественные ученые Овсяников, Ниславский, Цион, Пашутин, Введенский.

Отцом русской физиологи называют Ивана Михайловича Сеченова. Выдающееся значение имели его труды по изучению функций нервной системы (центральное или сеченовское торможение), дыхания, процессов утомления и другое. В своей работе «Рефлексы головного мозга» (1863г) он развил идею о рефлекторной природе процессов, происходящих в мозге, включая процессы мышления. Сеченов доказал детерминированность психики внешними условиями, т.е. ее зависимость от внешних факторов.

Экспериментальное обоснование положений Сеченова осуществил его ученик Иван Петрович Павлов. Он расширил и развил рефлекторную теорию, исследовал функции органов пищеварения, механизмы регуляции пищеварения, кровообращения, разработал новые подходы в проведении физиологического опыта «методы хронического опыта». За работы по пищеварению в 1904 году ему была присуждена Нобелевская премия. Павлов изучал основные процессы, протекающие в коре больших полушарий. Используя разработанный им метод условных рефлексов, он заложил основы науки о высшей нервной деятельности. В 1935 году на всемирном конгрессе физиологов И. П. Павлов был назван патриархом физиологов мира.

Цель, задачи, предмет физиологии

Опыты на животных дают много сведений для понимания функционирования организма. Однако, физиологические процессы, протекающие в организме человека, имеют значительные отличия. Поэтому в общей физиологии выделяют специальную науку – физиологию человека. Предметом физиологии человека является здоровый человеческий организм.

Основные задачи:

1. Исследование механизмов функционирования клеток, тканей, органов, систем органов, организма в целом.

2. Изучение механизмов регуляции функций органов и систем органов.

3. Выявление реакций организма и его систем на изменение внешней и внутренней среды, а так же исследование механизмов возникающих реакций.

Эксперимент и его роль

Физиология – наука экспериментальная и ее основным методом является эксперимент.

1. Острый опыт или вивисекция («живосечение»). В его процессе под наркозом производят хирургическое вмешательство и исследуют функцию открытого или закрытого органа. После опыта выживания животного не добиваются. Длительность таких опытов – от нескольких минут до нескольких часов. Например, разрушение мозжечка у лягушки. Недостатками острого опыта являются малая продолжительность опыта, побочное влияние наркоза, кровопотери и последующая гибель животного.

2. Хронический опыт осуществляется путем проведения на подготовительном этапе оперативного вмешательства для доступа к органу, а после заживления приступают к исследованию. Например, наложение фистулы слюнного протока у собаки. Эти опыты имеют продолжительность до нескольких лет.

3. Иногда выделяют подострый опыт. Его длительность – недели, месяцы.

Эксперименты на человеке коренным образом отличаются от классических.

1. Большинство исследований проводят неинвазивным путем (ЭКГ, ЭЭГ).

2. Исследования, не наносящие вред здоровью испытуемого.

3. Клинические эксперименты – изучение функций органов и систем при их поражении или патологии в центрах их регуляции.

Регистрация физиологических функций проводится различными методами: простые наблюдения и графическая регистрация.

В 1847 году Людвиг предложил кимограф и ртутный манометр для регистрации кровяного давления. Это позволило свести к минимуму опытные ошибки и облегчить анализ полученных данных. Изобретение струнного гальванометра позволило зарегистрировать ЭКГ.

В настоящее время в физиологии большое значение имеет регистрация биоэлектрической активности тканей и органов и микроэлектронный метод. Механическую активность органов регистрируют с помощью механо-электрических преобразователей. Структуру и функцию внутренних органов изучают с помощью ультразвуковых волн, ядерно-магнитного резонанса, компьютерной томографии.

Все данные, полученные с помощью этих методик, поступают на электрические пишущие устройства и регистрируются на бумаге, фотопленке, в памяти компьютера и в дальнейшем анализируются.

Связь физиологии с другими науками

Физиология – теоретическая основа медицины. Она является фундаментом для решения проблем, связанных с сохранением здоровья и работоспособности человека в разных условиях существования и в разные возрастные периоды.

Чтобы распознать болезнь, нужно знать нормальное состояние функций организма, а чтобы ее лечить, нужно иметь представление о механизмах изменчивости функций организма. Поэтому физиология, являясь основополагающей биологической наукой, тесно связана и с другими науками.

Так, без знания законов физики, невозможно объяснение биоэлектрических явлений в тканях, цвето- и звуковосприятие. Без применения данных химии нельзя описать процессы обмена веществ, пищеварения и дыхания. Поэтому на стыке этих наук с физиологией выделились биохимия, биофизика. Физиология тесно связана с морфологическими науками цитологией и гистологией, анатомией. Физиология связана с кибернетикой, которая изучает процессы управления внутри организма, механизмы обратной связи. Физиология раскрывает материальные основы некоторых высших функций человеческого мозга и тем самым тесно связана с психологией.

Математика, как способ обработки данных и моделирования процессов, широко применяется в физиологии. Физиология тесно связана с клиническими дисциплинами.

Основные разделы физиологии.

1. Общая физиология изучает основные закономерности жизнедеятельности организма и механизмы основных процессов.

2. Частная физиология – функции отдельных клеток, органов и физиологических систем. В ней выделяют физиологию мышечной ткани, физиологию сердца и другие.

3. Разделы, имеющие специфические предметы исследования и использующие особые подходы: эволюционная, сравнительная физиология.

4. В физиологии человека выделяют прикладные разделы: возрастная, клиническая физиология, физиология труда и спорта, авиационная и космическая физиология.

5. Некоторые разделы физиологии являются базой для психологии: физиология высшей нервной деятельности, физиология центральной нервной системы.

Нормальная физиология Марина Геннадиевна Дрангой

1. Что такое нормальная физиология?

Нормальная физиология – биологическая дисциплина, изучающая:

1) функции целостного организма и отдельных физиологических систем (например, сердечно-сосудистой, дыхательной);

2) функции отдельных клеток и клеточных структур, входящих в состав органов и тканей (например, роль миоцитов и миофибрилл в механизме мышечного сокращения);

3) взаимодействие между отдельными органами отдельных физиологических систем (например, образование эритроцитов в красном костном мозге);

4) регуляцию деятельности внутренних органов и физиологических систем организма (например, нервные и гуморальные).

Физиология является экспериментальной наукой. В ней выделяют два метода исследования – опыт и наблюдение. Наблюдение – изучение поведения животного в определенных условиях, как правило, в течение длительного промежутка времени. Это дает возможность описать любую функцию организма, но затрудняет объяснение механизмов ее возникновения. Опыт бывает острым и хроническим. Острый опыт проводится только на короткий момент, и животное находится в состоянии наркоза. Из-за больших кровопотерь практически отсутствует объективность. Хронический эксперимент был впервые введен И. П. Павловым, который предложил оперировать животных (например, наложение фистулы на желудок собаки).

Большой раздел науки отведен изучению функциональных и физиологических систем. Физиологическая система – это постоянная совокупность различных органов, объединенных какой-либо общей функции.

Образование таких комплексов в организме зависит от трех факторов:

1) обмена веществ;

2) обмена энергии;

3) обмена информации.

Функциональная система – временная совокупность органов, которые принадлежат разным анатомическим и физиологическим структурам, но обеспечивают выполнение особых форм физиологической деятельности и определенных функций. Она обладает рядом свойств, таких как:

1) саморегуляция;

2) динамичность (распадается только после достижения желаемого результата);

3) наличие обратной связи.

Благодаря присутствию в организме таких систем он может работать как единое целое.

Особое место в нормальной физиологии уделяется гомеостазу. Гомеостаз – совокупность биологических реакций, обеспечивающих постоянство внутренней среды организма. Он представляет собой жидкую среду, которую составляют кровь, лимфа, цереброспинальная жидкость, тканевая жидкость.