Применение эксперимента в медицине (физиологии, патологии, клинике) Ф. Мажанди, К. Бернар, И. Мюллер, Г. Гельмгольц.

Физиология (греч. physiologia; от physis — природа и logos — учение) — одна из древнейших естественных наук. Она изучает жизнедеятельность целого организма, его частей, систем, органов и клеток в тесной взаимосвязи с окружающей природой.В XVIII в. большую роль в развитии физиологии сыграл швейцарский естествоиспытатель, врач и поэт АльбрехтГаллер (1708―1777 гг.). Он пытался уяснить сущность процесса дыхания в легких, установил три свойства мышечных волокон (упругость, сократимость и раздражимость), определил зависимость силы сокращения от величины стимула и тем самым развил представления Декарта о рефлексе. Галлер первым заметил, что сердце сокращается автономно под действием силы, которая находится в самом сердце.Важным достижением физиологии XVIII в. стало открытие итальянского анатома и физиолога Луиджи Гальвани (1737―1798 гг.), который впервые обнаружил биоэлектрические явления в живых организмах, так называемое «животное электричество» (1791 г.), что положило начало будущей электрофизиологии.Французский физиолог Франсуа Мажанди (1783―1855 гг.), один из основоположников физиологии и экспериментальной медицины. Он доказал раздельное существование чувствительных (задние корешки) и двигательных (передние корешки спинного мозга) нервных волокон (1822 г.), что доказало соответствие между структурой и функцией (закон Бэла — Мажанди).Видное место среди основоположников физиологии и экспериментальной медицины занимает немецкий естествоиспытатель Иоганнес Мюллер (1801―1858 гг.). Ему принадлежат фундаментальные исследования и открытия в области физиологии органов чувств. В 1833 г. он сформулировал основные положения учения о рефлекторной деятельности спинного мозга, получившей продолжение и блистательное развитие в трудах И.М. Сеченова и И.П. Павлова.Развивая экспериментальную физиологию, И.Мюллер создал уникальную по количеству последователей и их вкладу в науку научную школу. В его лаборатории работали российские ученые A.M. Филомафитский, И.М. Сеченов и многие другие.Ученик Мюллера, немецкий врач, физиолог, физик и математик Герман Гельмголъц (1821―1894 гг.) сделал крупные открытия в физиологии зрения («Физиологическая оптика», 1856 г.) и акустики («Учение о звуковых ощущениях как физиологическая основа акустики», 1863 г.), заложил основы физиологии возбудимых тканей, изучал процессы сокращения мышц (явление тетануса, 1854 г.) и впервые измерил скорость проведения возбуждения по нерву лягушки (30―100 м/с), а также создал ряд физиологических приборов (офтальмоскоп для исследования дна живого глаза и офтальмометр, позволивший измерить преломление лучей в глазу).Другой ученик Мюллера — немецкий физиолог Эмиль Дюбуа–Реймон (1818―1896 гг.) стал основоположником нервно-мышечной физиологии и электрофизиологии. Он разработал новые методы электрофизиологического эксперимента и открыл законы раздражения и явления электротона (1848 г.). Выдающийся французский физиолог Клод Бернар (1813―1878 гг.) детально изучал физиологические механизмы сокоотделения и значение переваривающих свойств слюны, желудочного сока и секрета поджелудочной железы для здорового и больного организма, заложив, таким образом, основы экспериментальной патологии и экспериментальной терапии. Он создал теорию сахарного мочеизнурения (высшая премия Французской Академии наук, 1853 г.), занимался исследованием нервной регуляции кровообращения, выдвинул концепцию о постоянстве внутренней среды организма (1857 г.).В середине XIX в. развитие физиологии было тесно связано с принципиальной важности открытиями и обобщениями в области физики, химии и биологии. На их основе были разработаны новые методы и прием физиологического эксперимента.

36. Вклад отечественных ученых в развитие физиологии в эпоху нового времени (А.М. Филомафитский, И.М. Сеченов, Н.Е. Введенский, И.П. Павлов).

 

В развитии физиологии в России в первой половине XIX века крупную роль сыграл Алексей Матвеевич Филомафитский (1807—1849), который явился основоположником экспериментальной физиологии в России и основоположник Московской физиологической школы. После окончания медицинского факультета Харьковского университета, профессорского института в Дерпте (Тарту) (1828—1832) и заграничной поездки А. М. Филомафитский с 1836 г. преподавал физиологию в Московском университете. Основным способом исследования жизненных явлений А. М. Филомафитский считал опытный.

У А. М. Филомафитского мы встречаем глубокий оптимизм и веру в будущее подлинной экспериментальной науки. Проводил эксперименты на животных при преподавании физиологии, применял их в своих научных исследованиях. А. М. Филомафитский напечатал учебник «Физиология для руководства своих слушателей» в трех томах (1836). В 1848 г. А. М. Филомафитский опубликовал «Трактат о переливании крови (как единственном средстве во многих случаях спасти угасающую жизнь)». Он провел на собаках много опытов переливания крови, построил собственный аппарат и решал вопросы: от какого животного можно брать кровь для спасения другого, какую кровь переливать должно (артериальную или венозную), какие предосторожности нужны при переливании крови. А. М. Филомафитскому принадлежит приоритет в вопросе о физиолого-химических превращениях в тканях организма, как источнике животной теплоты, им проведены оригинальные работы по изучению физиологии дыхания и нервной системы. Вместе с хирургами Ф. И. Иноземцевым и Н. И. Пироговым А. М. Филомафитский сыграл большую роль в изучении и обосновании физиологического действия наркоза, еще только входившего в хирургическую практику.

Иван Михайлович Сеченов (1829—1905). По окончании медицинского факультета Московского университета Иван Михайлович Сеченов посвятил себя преподавательской и исследовательской деятельности в области физиологии в Петербурге, Одессе, Москве. Мировоззрение его формировалось под непосредственным влиянием революционно-освободительного движения и острой идейной, философской борьбы, которая происходила в России в 40—60-х годах XIX века.

Исследования и сочинения И. М. Сеченова были посвящены в основном трем проблемам: физиологии нервной системы, химизму дыхания и физиологическим основам психической деятельности. Своими работами И. М. Сеченов положил начало отечественной физиологии и создал материалистическую школу русских физиологов, которая сыграла важную роль в развитии физиологии, психологии и медицины не только в России, но и во всем мире. К. А. Тимирязев и И. П. Павлов называли И. М. Сеченова «гордостью русской мысли» и «отцом русской физиологии».

И. М. Сеченов выдвинул ряд философских положений: о материальном единстве мира, о единстве сил, действующем в органической и неорганической природе, о единстве организма и условий существования, о возможности объективными методами естественных наук, в частности физиологии, раскрыть тайну сознания. В них И. М. Сеченов наметил программу дальнейшей работы в области физиологии нервной системы. Большое значение для естественнонаучного обоснования материалистической теории познания имело открытие И. М. Сеченовым отражательной, рефлекторной природы высшей нервной (психической) деятельности животных и человека. И. М. Сеченов произвел физиологические опыты, связанные с анализом деятельности головного мозга, и преодолел, таким образом, существовавшие до него сомнения о возможности экспериментального изучения деятельности головного мозга и ее продуктов — явлений сознания, чувств и воли. Эти опыты заинтересовали его потому, что они имели прямое отношение к явлениям сознания и воли, которых до И. М. Сеченова не осмеливались касаться даже самые выдающиеся физиологи мира. До исследований И. М. Сеченова наука не располагала знанием тех процессов, которые протекают в головном мозгу и являются основой психической деятельности. И. М. Сеченов впервые в истории физиологической науки стал рассматривать деятельность человеческого мозга как рефлекторную, в то время как до него рефлекторными считали только те виды жизнедеятельности организма, которые связаны со спинным мозгом.

Его труд: «Рефлексы головного мозга» были опубликованы в журнале «Медицинский вестник».

И. М. Сеченов опытным путем выяснил естественные причины, физиологические механизмы, благодаря которым воля человека способна как вызывать, так и подавлять, удерживать (угнетать) невольные позывы к Движениям (например, позыв к кашлю, к движениям, вызываемым болью и т. п.). И. М. Сеченов установил, что в головном мозгу животных и человека существуют особые нервные механизмы, которые оказывают тормозящее влияние на непроизвольные движения. Эти механизмы И. М. Сеченов называл «задерживающими центрами». Это явилось замечательным ударом по идеалистическому учению о психике. И. М. Сеченов оказался неизмеримо выше современных ему вульгарных материалистов, пытавшихся свести психические процессы целиком к физико-химическим закономерностям. Открытия И. М. Сеченова неопровержимо доказали, что психическая деятельность, как и телесная, подчинена вполне определенным объективным законам, обусловлена естественными материальными причинами, а не представляет собой проявления какой-то особой, независимой от тела и от окружающих условий «души». И. М. Сеченов доказал, что первая причина всякого человеческого действия, поступка, коренится не во внутреннем мире человека, а вне его, в конкретных условиях его жизни и деятельности и что без внешнего чувственного возбуждения никакая мысль невозможна.

И. М. Сеченов изучал организм в единстве с условиями его существования.

И. М. Сеченов первый в истории науки поставил перед собой задачу разработать и объяснить законы внешних проявлений психической деятельности. Он показал, что все акты и явления сознательной и бессознательной психической жизни человека управляются определенными физиологическими механизмами и по способу происхождения суть рефлексы, которые начинаются возбуждением органов чувств предметами внешнего мира, продолжаются определенным психическим актом и кончаются мышечным движением. «Предметный мир существовал и будет существовать, по отношению к каждому человеку, раньше его мысли».

Идеи И. М. Сеченова определили материалистическое направление отечественной медицины второй половины XIX века. Они привлекли внимание передовых русских врачей к изучению роли внешней среды для организма и роли нервной системы в появлении и развитии патологических процессов в организме. Учение о рефлексе как основном анатомо-физиологическом механизме всех деятельностей животного организма явилось научным обоснованием неврогенного патогенеза болезней.

Ученик Сеченова Николай Евгеньевич Введенский (1856—1922) изучал основные жизненные процессы: возбуждение торможение и сокращение. Его исследования хронологически распадаются на три этапа: изучения физиологии периферического нерва (1884—1901); изучения патологии периферического нерва (1901—1905) и опыты на целом животном (1905—1920). Н. Е. Введенский в 1883—1884 гг. применил телефоническое выслушивание возбужденного нерва. Развивая учение И. М. Сеченова о значении торможения в процессах, протекающих в нервной системе, Н. Е. Введенский своими исследованиями показал, что возбуждение и торможение в периферическом нерве не два различных процесса, как утверждал тогда видный английский физиолог Фервор, а две фазы одного и того же процесса. Торможение в своем возникновении связано с возбуждением, является особой формой возбуждения и зависит от функционального состояния возбудимой ткани и частоты действующих в данный момент раздражителей. Далее Н. Е. Введенский изучал изменение проводимости нерва при воздействии на него наркоза высокой температуры, сильного постоянного и перерываемого тока, механического сдавливания, анемии и ряда других раздражений. Н. Е. Введенский создал учение о парабиозе, особом состоянии протоплазмы нервной ткани. В своих исследованиях на целом животном Н. Е. Введенский пришел к выводам, подтверждающим закономерности в работе головного мозга.

Иван Петрович Павлов (1849―1936 гг.) — великий русский ученый, создатель учения о высшей нервной деятельности, новатор экспериментальных методов исследования поведения животных (физиологии больших полушарий головного мозга), основатель крупнейшей физиологической школы. В 1870 г. окончил Рязанское духовное училище и Рязанскую духовную семинарию. В 1870 г. он поступил в Императорский Санкт-Петербургский университет — сначала на юридический факультет, потом перешел на физико-математический.

Павлов изучал нервы, регулирующие работу сердца. Затем, сделав заключение о возможности подобных механизмов регуляции и для других внутренних органов, заинтересовался нервной регуляцией пищеварения, и в частности, поджелудочной железы. В 1876 г. он поступил на третий курс Медико-хирургической академии (МХА). Выполнил свою диссертацию «Центробежные нервы сердца» на степень доктора медицины (1883 г.) и начал исследования по физиологии пищеварения.

В 1890 г. И. П. Павлов был избран профессором кафедры фармакологии, а с 1895 г. ― кафедры физиологии Военно-медицинской академии.

Господствующее направление зарубежной физиологии в XIX веке не знало методов изучения целостного организма в его неразрывном взаимодействии со средой. И. П. Павлов разработал метод изучения частных физиологических отправлений на целостном организме в естественных условиях взаимодействия со средой.

Павлов ввел в практику физиологических исследований метод хронического эксперимента, благодаря которому стало возможным изучение процессов пищеварения на целостном, практически здоровом животном (совершенно оправившемся от оперативного вмешательства животном).

В работах И. П. Павлова и созданной им школы физиологов методика физиологического эксперимента перешла на новую, более высокую ступень.

Более того, он разработал несколько оригинальных хирургических операций для подготовки животных к хроническому эксперименту — эзофаготомии с выведением пищевода на поверхность кожи (метод мнимого кормления), операцию изолированного «малого желудочка», разного рода фистул (желудка, пищевода и слюнного протока). В результате в хроническом эксперименте Павлов изучал функции целостного организма и здорового животного, находящегося в естественных условиях.

Изучая пищеварительную секрецию и поведение животных в хроническом эксперименте, Павлов выявил рефлексы нового типа, которые формируются и закрепляются при определенных условиях окружающей среды. Он назвал их условными (1901) в отличие от уже известных прирожденных рефлексов, которые имеются от рождения у всех животных данного вида (их Павлов назвал безусловными).

В 1897 г. вышла в свет монография Павлова «Лекции о работе главных пищеварительных желез», в которой он обобщил свои исследования и работы своих сотрудников по физиологии пищеварения.

И.П. Павлов был удостоен Нобелевской премии в 1904 г. «за работу по физиологии пищеварения, благодаря которой было сформировано более ясное понимание жизненно важных аспектов этого вопроса».

Исследования Павлова в области физиологии пищеварения, сердечно-сосудистой системы и высших отделов центральной нервной системы являются классическими.

В отличие от Клода Бернара, Дюбуа-Реймона, Гельмгольца и других представителей западноевропейской физиологии передовые отечественные физиологи И. М. Сеченов, И. П. Павлов, Н. Е. Введенский и др. считали, что нет границ для человеческого познания.