Краткий исторический очерк развития физиологической науки

Краткий исторический очерк развития физиологической науки

Первоначальные представления о функциях организма были сформулированы врачами и учеными древней Греции - Гиппократом (460-377 гг. до н. э.), Аристотелем (384-322 гг. до н. э.), Древнего Рима - Галеном (201-131 гг. до н. э.), Древнего Китая, Индии и других стран.

В Средние века естествознание было подчинено церкви. Созданная ею инквизиция жестоко подавляла всякое стремление к развитию науки. Вскрытия трупов и опыты на животных были запрещены. За свои научные открытия были сожжены на костре Джордано Бруно, испанский врач Сервет, подвергались гонениям многие другие ученые.

В эпоху Возрождения, когда в ряде стран в результате буржуазных революций на смену феодальному обществу пришел капитализм (XV-XVI века), начали развиваться наука и искусство. В естествознании и медицине большое значение стали придавать опыту и наблюдению. Крупнейший врач эпохи Возрождения Т. Парацельс (1493-1541) писал, что теория врача - это опыт, никто не может стать врачом без науки и опыта.

Дальнейшему развитию физиологии предшествовали успехи анатомии, ибо понимание строения организма, структуры его органов является необходимой предпосылкой к изучению функций. Так, в это время публикуется работа анатома и физиолога профессора Падуанского университета Андрея Везалия "О строении человеческого тела". Это исследование и работы других анатомов подготовили почву для открытий в области физиологии.

Рождение научной физиологии, основанной на наблюдениях и экспериментах, относится к началу XVII века и связано с именем крупнейшего английского врача, анатома и физиолога Вильяма Гарвея (1578-1657). В 1628 г. была опубликована его работа "Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных", в которой В. Гарвей описал большой круг кровообращения. Затем Мальпиги (1628-1694), используя микроскоп, показал, что артерии и вены соединяются между собой мельчайшими сосудами - капиллярами. Благодаря наличию капилляров, в организме животных и человека образуется замкнутая сеть кровеносных сосудов.

Огромное значение для развития физиологии имело открытие рефлекса французским философом, математиком и физиологом Рене Декартом (1596-1650) в первой половине XVII столетия.

Большую положительную роль в развитии физиологии сыграли успехи физики и химии в XVII и особенно XVIII веке. Они значительно поколебали религиозные представления о жизненных процессах, происходящих в организме, которые стали объяснять на основе законов физики и химии. Однако это часто приводило к неправильным механистическим выводам, к отождествлению физиологии с физикой и химией. В этот период в науке появляется также метафизическое направление. Оно возникло в результате того, что ученые рассматривали явления и предметы изолированно друг от друга, не в движении, а в покое. Появилось представление об абсолютной неизменности природы.

В биологии развивается идеалистическое, антинаучное направление - витализм, сторонники которого признавали наличие в организме какой-то нематериальной "жизненной" силы, направляющей и регулирующей биологические процессы.

Удар по метафизике был нанесен в XVIII-XIX веках, когда в естествознании произошли великие открытия, утвердившие идею всеобщей связи и развития в природе. Так, в 1748 г. гениальным русским естествоиспытателем М. В. Ломоносовым впервые и задолго до зарубежных ученых был сформулирован закон сохранения вещества и превращения энергии. Вторым великим открытием было установление клеточного строения организма [Горянинов П. Ф., 1834; Шванн, Шлейден, 1838]. Третьим великим открытием явилось эволюционное учение Чарльза Дарвина (1859). Ч. Дарвин установил основные причины развития растительного и животного мира и разрешил вопрос о происхождении человека. Философское значение этих открытий состояло в том, что они явились естественнонаучным обоснованием диалектико-материалистического взгляда на природу.

Особого расцвета физиология достигла в XIX и XX веках. Из зарубежных ученых большой вклад в разработку физиологических проблем внес известный французский ученый Клод Бернар (1813-1877). Он изучил роль нервной системы в регуляции тонуса кровеносных сосудов и углеводного обмена, а также выдвинул представление о внутренней среде организма. В Германии Э. Дюбуа-Раймон (1818-1878) явился одним из основоположников электрофизиологии. Английский физиолог Ч. Шеррингтон (1855-1949) внес большой вклад в изучение физиологии низших отделов центральной нервной системы (спинного мозга и др.). Фундаментальные исследования физиологии вегетативной нервной системы были проведены в США В. Кенноном (1871-1945).

Благодаря успехам физики, в XIX веке был создан ряд приборов, которые позволили более глубоко изучить роль нервной системы в регуляции дыхания, кровообращения и других систем организма. Было показано, что процесс возбуждения всегда связан с электрическими изменениями в ткани. В XIX веке в противовес виталистическому направлению в биологии получает развитие нервизм - прогрессивное материалистическое направление, разработанное главным образом русскими физиологами и клиницистами - И. М. Сеченовым, И. П. Павловым, С. П. Боткиным, В. М. Бехтеревым и др.

В XIX веке была выяснена роль различных звеньев рефлекторной дуги, создана рефлекторная теория нервной деятельности, установлено значение больших полушарий головного мозга в возникновении ощущений и произвольных движений.

Развитие отечественной физиологии

Многое сделал для развития физиологии знаменитый русский ученый М. В. Ломоносов (1711-1765). Он не только впервые сформулировал закон сохранения материи и превращения энергии, но и разработал научные основы процесса окисления. Позднее его выводы были подтверждены французским химиком Лавуазье, открывшим кислород. Представления М. В. Ломоносова в дальнейшем были положены в основу учения о дыхании. М. В. Ломоносов впервые сформулировал трехкомпонентную теорию цветового зрения, дал классификацию вкусовых ощущений, высказал мысль, что организм является источником образования тепла.

Основоположником экспериментальной физиологии является профессор Московского университета А. М. Филомафитский (1802-1849), изучавший вопросы, связанные с физиологией дыхания, переливанием крови, применением наркоза. А. М. Филомафитский написал первый русский учебник по физиологии:

Начало оперативно-хирургическому методу изучения процессов пищеварения положено хирургом В. А. Басовым. Большой вклад в развитие отечественной физиологии внесли также А. Т. Бабухин, установивший двустороннее проведение возбуждения по нервному волокну, В. Ф. Овсянников, описавший сосудодвигательный центр в продолговатом мозге, Н. А. Миславский изучивший особенности расположения дыхательного центра, В. Я. Данилевский, обнаруживший наличие электрических колебаний в центральной нервной системе, В. Ю. Чаговец, сформулировавший основные принципы ионной теории возбуждения.

Огромное влияние на формирование материалистических традиций в отечественной физиологии оказали работы революционных демократов 60-х годов XIX столетия Н. Г. Чернышевского, А. И. Герцена, В. Г. Белинского, Н. А. Добролюбова, Д. И. Писарева. В своих произведениях они развивали демократические идеи, горячо пропагандировали достижения естественных наук и материалистическое мировоззрение. Среди физиологов-материалистов, воспринявших идеи русских просветителей-демократов, на первое место надо поставить И. М. Сеченова и И. П. Павлова.

И. М. Сеченова (1829-1905) заслуженно называют отцом русской физиологии. Первые работы И. М. Сеченова были посвящены проблеме транспорта газов кровью. Он изобрел прибор - абсорбциометр - для извлечения газов крови, принцип работы которого используется и в современных газоанализаторах. В дальнейшем, изучая транспорт угольной кислоты кровью, И. М. Сеченов показал, что гемоглобин эритроцитов переносит не только кислород, но и углекислый газ. И. М. Сеченов является создателем физиологии труда. Изучая вопросы утомления, он установил значение так называемого активного отдыха.

Мировое признание получило открытие И. М. Сеченовым явления центрального торможения (1862), что послужило основой для дальнейшего изучения взаимоотношений процессов возбуждения и торможения в нервной системе.

Изучение физиологии центральной нервной системы привело И. М. Сеченова к открытию явления суммации нервных импульсов. Он обнаружил периодичность электрических колебаний в продолговатом мозге.

В 1863 г. издается книга И. М. Сеченова "Рефлексы головного мозга", в которой было сформулировано материалистическое положение о том, что деятельность головного мозга осуществляется по принципу рефлекса и подлежит не только наблюдению, но и точному изучению. Эта книга оказала исключительно большое влияние на общественную мысль России 60-х годов XIX века. Идеи, разработанные И. М. Сеченовым, в дальнейшем были развиты в трудах И. П. Павлова.

И. М. Сеченов "создал блестящую школу русских физиологов: Н. Е. Введенский, В. Ф. Вериго, А. Ф. Самойлов.

Непосредственным продолжателем исследований И. М. Сеченова явился его ученик Н. Е. Введенский (1852-1922), профессор Петербургского университета. Н. Е. Введенский разработал новый метод телефонической регистрации электрических явлений в живых тканях. Используя этот метод, он показал, что процесс возбуждения зависит не только от раздражителя, но и от состояния возбудимой ткани. Н. Е. Введенский экспериментально доказал малую утомляемость нервных волокон. Им были установлены единство процессов возбуждения и торможения, их неразрывная связь. Н. Е. Введенский разработал учение о парабиозе - универсальной реакции живой ткани на повреждающие воздействия.

Идеи Н. Е. Введенского продолжал развивать его ученик и преемник работы по кафедре физиологии Ленинградского университета А. А. Ухтомский (1875-1942). Он создал учение о доминанте - господствующем очаге возбуждения в центральной нервной системе при определенных условиях.

Выдающуюся роль в развитии отечественной и мировой физиологической науки сыграл И. П. Павлов (1849-1936).

На И. П. Павлова огромное влияние оказали идеи демократов-просветителей и работа И. М. Сеченова "Рефлексы головного мозга". Он покинул Рязанскую духовную семинарию и поступил в 1870 г. в Петербургский университет на естественное отделение физико-математического факультета. Желая расширить свои знания в области физиологии, по окончании университета И. П. Павлов поступил в Медико-хирургическую академию, которую окончил в 1879 г. В дальнейшем И. П. Павлов всю свою жизнь посвятил изучению физиологии.

Особенно благоприятные условия для научной деятельности И. П. Павлова созданы в первые же годы Советской власти. В 1921 г. В. И. Лениным был подписан декрет, который предусматривал создание всех необходимых условий для работы И. П. Павлова. Советским правительством специально для проводимых И. П. Павловым исследований были организованы два научно-исследовательских института - Физиологический институт АН СССР в Ленинграде и биостанция в Колтушах, которую И. П. Павлов назвал "царством условных рефлексов".

И. П. Павлов является создателем новой диалектико-материалистической физиологии. На XV Международном конгрессе физиологов, проходившем в 1935 г. в нашей стране, И. П. Павлов был признан старейшиной физиологов мира. Это была дань заслугам И. П. Павлова и отечественной физиологической науки.

Научная деятельность И. П. Павлова развивалась в трех направлениях: первое (1874-1889) связано с изучением вопросов физиологии кровообращения, второе (1889-1901) - физиологии пищеварения, третье (1901-1936) - высшей нервной деятельности животных и человека.

Изучение функций высших отделов центральной нервной системы животных позволило вплотную подойти к раскрытию законов деятельности головного мозга человека. И. П. Павлов создал учение о типах высшей нервной деятельности, которое имеет не только теоретическое, но и практическое значение.

Вершиной творчества И. П. Павлова является его учение о сигнальных системах коры головного мозга. И. П. Павлов показал качественные особенности высшей нервной деятельности человека, изучил и описал механизмы, с помощью которых осуществляется абстрактное мышление, присущее только человеку.

В своей научной деятельности И. П. Павлов постоянно стремился поставить достижения физиологии на службу практической медицины. Так, например, разработанный И. П. Павловым метод получения чистого желудочного сока был в дальнейшем использован для приготовления натурального сока, необходимого многим больным, страдающим заболеваниями желудка. Учение И. П. Павлова о типах высшей нервной деятельности позволило невропатологам глубже понять происхождение неврозов у человека и целенаправленно лечить их. Подобных примеров можно привести много.

До И. П. Павлова в физиологической науке преобладал аналитический подход к изучению функций организма. Физиологи исследовали работу отдельных органов, искусственно выделяя их из целостного организма. Это позволило собрать массу сведений о функции отдельных органов, но не раскрывало взаимосвязи различных систем целостного организма, а также взаимодействия его с внешней средой.

И. П. Павлов является создателем нового синтетического направления в физиологии, которое позволяет изучать функции органов, физиологические процессы в целостном организме, во взаимной связи с деятельностью других органов, учитывая при этом влияние внешней среды. Синтетический метод дал возможность установить роль нервной системы в регуляции жизненных функций. Вместе с тем И. П. Павлов использовал и аналитические приемы исследования функций, однако они не имели в его экспериментах самодавлеюшего значения. Следовательно, основной принцип исследований И. П. Павлова состоял в аналитико-синтетическом подходе к изучаемым физиологическим явлениям.

Разработанные И. П. Павловым принципы, идеи и методы оказали влияние на дальнейшее развитие физиологии.