Серед галузей біології та медицини, що займаються вивченням організму людини, особливе місце займає фізіологія. Що таке фізіологічна система, за якими принципами вона функціонує і за що відповідає – ці питання досліджувалися відомими вітчизняними вченими: В. П. Павловим, П. К. Анохіним, В. М. Сєченовим. В нашій роботі ми розглянемо етапи становлення і формування фізіології. Далі ознайомимося з напрямками, що вивчають процеси обміну речовин не тільки організму людини, але і тварин, і рослин. Також наведемо приклади, що підтверджують практичне значення науки про функції систем, органів і кліток людського організму для розвитку медицини та збереження здоров'я.

Історія фізіології

Одним з перших дослідників, що вивчали особливості обміну речовин людини, був основоположник медицини – Гіппократ. Англійський лікар Гарвей, який жив у 17-му столітті, встановив принципи руху крові по замкнутій системі кровоносних судин і відкрив велике коло кровообігу. Італійський фізик і натураліст Л. Гальвані проводив досліди, які з'ясовують природу нервових імпульсів, і заклав основи нейрофізіології. Ця галузь науки в надалі розвивалася завдяки працям М. І. Сєченова, В. М. Бехтерева, П. К. Анохіна. Вагомий внесок у вивчення функцій дихальної системи внесли вчені-хіміки: А. Лавуазьє і Д. Прістлі.

Місце фізіології в системі біологічних дисциплін

Вивчаючи життєві прояви не тільки клітин, органів і тканин, але і всього людського організму як відкритої біологічної системи, основи фізіології об'єднали цілу когорту спеціальних прикладних - галузей біології. До них відносяться біохімія, цитологія і гістологія. Вони розглядають реакції обміну речовин на молекулярному, клітинному та тканинному рівні. Далі йдуть ембріологія і генетика, вивчають функції розмноження і передачі спадкових властивостей. І нарешті, найбільш значущою є зв'язок фізіології з анатомією, без якої неможливе правильне визначення процесів, що відбуваються в кожній з функціональних систем: нервової, ендокринної, кровоносної і т. д.

Внесок В. П. Павлова до вивчення процесів травлення

Наукове визначення, що таке фізіологія, можна сформулювати наступним чином: це наука, що вивчає життєві функції всіх систем, що входять в організм. Біохімічні реакції, що відбуваються в травному тракті людини, а також механізми, що регулюють їх, були визначені видатним російським вченим В. П. Павловим. Його методика накладання фістули допомогла розкрити секрети дуоденальних залоз. Були також встановлені етапи травлення в шлунку та вивчено хімічний склад шлункового соку, що виділяється ще до того, як хімус потрапить в порожнину органу. Стало зрозумілим, що таке фізіологія травлення. Завдяки унікальним за своїй точності операцій на тварин, вчений представив повну клінічну картину функціонування слинних залоз, печінки, шлунка. Вироблення ферментів їх секреторними клітинами відбувається під впливом збудження центрів безумовних рефлексів в стовбурної частини головного мозку.
Вчений також розкрив нервово-гуморальні механізми регуляції процесів травлення, за що в 1904 році був удостоєний Нобелівської премії. Дослідження В. П. Павлова мали вирішальне значення для відповіді на питання "Що таке фізіологія людини і яка її роль системі біологічних дисциплін?".

Практичне значення робіт В. М. Сєченова

Геніальні відкриття основоположника вчення про гальмування в центральній нервовій системі Івана Михайловича Сєченова досі служать теоретичною базою для вивчення процесів мислення, пам'яті, мови. Вчений обґрунтував основні напрямки досліджень рефлексів головного мозку і визначив наявність у таламусі проміжного мозку локального центру гальмування. Згідно з уявленнями В. М. Сєченова, сигнальну роль в процесі іррадіації гальмівних процесів виконують особливі молекули – трансмітери, синтезуються в організмі і накопичуються в плазмі крові. Вчений одним з перших дав визначення, що таке фізіологія хворого організму. Воно послужило основою для медицини в питанні правильної постановки діагнозу і вибору оптимальних способів лікування. Вчення В. М. Сєченова про зворотні зв'язки в рефлекторній діяльності мозку стало передумовою для створення науки кібернетики.

Поняття про функціональних системах

Життєдіяльність організму людини як найбільш досконалої біологічної системи відкритого типу виходить далеко за рамки рефлекторних реакцій. Відомий російський вчений П. К. Анохін створив теорію, що пояснює підтримання сталості внутрішнього середовища за допомогою комплексу фізіологічних органів і систем. Їх злагоджена робота зберігає рівень гомеостазу, що відповідає здоровому організму, і регулюється складними поведінковими актами. Дослідження вченого допомогли відповісти на питання, що таке фізіологія вищої нервової діяльності, підтвердили думки І. М. Сєченова про роль вищих центрів кори головного мозку в забезпеченні вибору установок, досягнення мети та способів мотивації людської діяльності. У нашому організмі присутні функціональні системи двох рівнів. У першу входять механізми, що сприяють підтриманню гомеостазу за допомогою нейрогуморальної регуляції. Вони забезпечують нормальний рівень цукру в крові, склад кров'яної плазми, кров'яний тиск і т. д. Друга система підтримує життєзабезпечення організму з допомогою взаємодії із середовищем існування через зміну поведінкових реакцій.

Внутрішнє дихання

Як ми тепер знаємо, принципи роботи біологічних систем на різних рівнях організації живої матерії – молекулярної, клітинної, тканинній і органогенной – вивчає наука фізіологія. Що таке обмін речовин на кожному з перерахованих рівнів і як він відбувається – відповіді на ці питання дають прикладні галузі. Так, біохімія газообміну розглядає фізіологію клітинного дихання, що лежить в основі забезпечення всього людського організму киснем. Він вступає в окислювально-відновлювальні реакції з органічними речовинами клітин, внаслідок чого виділилася енергія акумулюється у вигляді молекул АТФ, які використовуються організмом на м'язову роботу, ріст і розвиток. Як бачимо, фізіологічні процеси є невід'ємною характеристикою всіх біологічних систем на різних етапах їх організації.