Знать особенности функционирования организма, каждой его части, структуры, уметь исследовать и прогнозировать изменения и патологии - это важная задача для специалистов в области медицины. Существует целая наука, которая занимается изучением как раз таких вопросов. Она называется физиология. Это наука о тех процессах, которые сопровождают нормальную жизнедеятельность организма. Возникла она достаточно давно, еще Гиппократ впервые проявлял интерес к функционированию живых систем. Сегодня существуют разнообразные методы изучения физиологии, которые помогают в полной мере понять те или иные механизмы и особенности организма.
Общее понятие о физиологии
Начать следует с общего понятия. Физиология - это наука о жизнедеятельности живого существа, его взаимосвязи с внешними условиями среды, их влиянии на и нормального функционирования органов и их систем. В целом главная мысль данной науки - выявить глубинные механизмы существования живого, понять, как происходит его саморегуляция и все остальные процессы.
Объектом физиологии является только живой организм, ведь именно так возможно выявить все интересующие людей закономерности в его строении и функционировании. Задачи дисциплины четко прослеживаются в самом определении.
Таким образом, предмет, задачи и методы физиологии - три составляющие науки. Многие ученые во все времена старались вникнуть в суть происходящих в организме, в том числе человеческом, изменений. Однако полностью возможным это стало только с изобретением современных приборов и устройств, то есть полное развитие наука получила лишь начиная с XX века.
Это не помешало ей стать стать одной из лидирующих среди биологических наук. Физиология, анатомия и медицина - три тесно взаимосвязанные между собой дисциплины, которые являются фундаментом друг для друга. Поэтому методы анатомии и физиологии в некоторых случаях сходны между собой.
Разделы физиологии
Сама по себе данная наука имеет несколько дочерних дисциплин. Так, выделяют физиологию:
- общую;
- сравнительную;
- частную.
Общая занимается изучением процессов жизнедеятельности в целом. То есть рассматривает закономерности протекания тех реакций, которые являются проявлениями жизни. Например, питания, дыхания, выделения, регуляции, смены сна и бодрствования и прочих. Сюда же относится такой раздел, как физиология клетки, который занимается детальным исследованием всех ее жизненных проявлений.
Сравнительная физиология сравнивает процессы жизнедеятельности одного или разных видов организмов в процессе онтогенеза. В результате так же формируется целая ветвь - эволюционная физиология.
Частная занимается более узкими специфичными исследованиями. Так, можно выделить несколько вариантов дисциплин, входящих в эту группу.
- Физиология человека, методы исследования которой мы рассмотрим чуть позже.
- Физиология отдельных групп живых организмов (насекомых, птиц, млекопитающих животных, рептилий и так далее).
- Отдельных органов и тканей.
- Систем организма (физиология пищеварения, кровообращения, дыхания и прочее).
Особенно широкое развитие в последнее время получило исследование человека с точки зрения этой науки. Ведь его организм имеет самое сложное строение. Методы физиологии человека достаточно разнообразны и эффективны, чтобы выявить все необходимые для понимания сути вещи. Выделяют:
- возрастную физиологию;
- питания;
- труда;
- спорта;
- космическую;
- патологическую;
- клиническую.
Совокупные данные этих дисциплин помогают объять все необозримые процессы, происходящие внутри человека и найти доступ к управлению ими.
в физиологии
Таковых насчитывается несколько. Существуют исторически сложившиеся, которые применялись еще в древности. Сегодня сформированы и новые, основанные на последних научных достижениях в области техники, электроники, изучении электромагнитных излучений.
Выделяют следующие методы физиологии.
- Экстирпация - один из самых древних способов изучения. Заключался в удалении того или иного органа у живого существа с дальнейшим наблюдением за реакцией организма и фиксацией результатов.
- Фистульный метод . Его основа - во введении внутрь органов, имеющих полость, трубок из металла или пластмассы и фиксации таким образом биологических жидкостей. Получаются данные об изменении химической природы веществ, то есть исследуется секреторная функция организма.
- Метод катетеризации - введение по тонким трубочкам в органы и сосуды специальных лекарств, вызывающих изменения в функционировании. Так изучается работа сердца, кровеносных сосудов, желез внешней и внутренней секреции (не всех).
- Метод денервации. Используется для исследования взаимосвязи между нервами и рабочими органами. Для этого используется способ раздражения с дальнейшей фиксацией результатов.
- Методы изучения физиологии, основанные на использовании инструментов и оборудования. Сюда относится вживление в органы и ткани макро- и микроэлементов, регистрация нервных импульсов, воздействие излучением, снятие показаний работы сердца и головного мозга и так далее.
Некоторые методы исследования в физиологии мы рассмотрим подробнее дальше. Они являются наиболее часто применяемыми и важными.
Наблюдение
Данные методы физиологии использовались еще в Древнем Египте, Риме, Китае, на Древнем Востоке. Уже тогда существовали исследователи, интересующиеся изменениями, происходящими в живых организмах. Так, например, в Египте при мумифицировании фараонов и их семей производили вскрытие трупов и фиксировали изменения внутренней среды. Оценивались такие показатели, как:
- цвет и качество биологических жидкостей и масс;
- окраска органов;
- цвет глазной склеры;
- качество и цвет мокроты;
- отечность кожи, ее тургор и структура.
Эти характеристики сравнивались с таковыми у здоровых людей и делались определенные выводы. Возможно было даже установить в некоторых случаях причину смерти человека.
Сегодня наблюдение не потеряло своей актуальности, особенно когда речь идет о психофизиологии. Поведение человека, его эмоции, темперамент, наружные проявления дрожи, потливости - все эти признаки служат определенными звоночками к исследованию. Они дают понять взаимосвязь строения и наружного проявления тех или иных показателей, физиологических функций, процессов в организме.
Учение о темпераменте человека было создано ученым Павловым именно на основании изучения процессов торможения и возбуждения, которые внешне проявлялись различной эмоциональной окраской в поведении и реакцией на те или иные события, слова, действия. Он доказал, что в основе холеричного, сангвистичного, меланхоличного и флегматичного проявлений лежат именно нервные процессы, сопряженные с психической деятельностью мозга, его реакциями.
Эти выводы неоднократно подтверждались разными учеными и психологами, исследователями. Поэтому такие методы физиологии человека, как наблюдение и эксперимент, о котором речь пойдет дальше, были и есть актуальны, важны и результативны.
Эксперимент
Экспериментальные методы изучения физиологии являются основополагающими и исторически самыми древними и популярными. Действительно, как еще узнать, если не посмотреть? Поэтому, наряду с наблюдением, проводились и различного рода испытания, чаще всего на животных. Именно они давали практически стопроцентный результат в исследованиях, позволяли получать максимально достоверные данные.
Существуют экспериментальные методы исследования анатомии и физиологии, сводящиеся к двум основным группам.
Таким образом работали основные методы физиологии, актуальные в некоторых случаях и по сей день. Хотя, конечно, современные технические новшества постепенно полностью вытесняют вмешательство непосредственно в организм со стороны человека. Теперь возможно получить необходимую информацию совсем другими, менее болезненными, более точными и подходящими и для человека способами.
Графическая регистрация
Методы физиологии человека основываются как раз на использовании определенной аппаратуры. Среди таких устройств важное место занимают следующие.
- Электрокардиограф . Аппарат, используемый для фиксации сердечных биоэлектрических потенциалов. В результате из прибора выходит начерченная на бумаге электрокардиограмма, которую знающий врач-специалист расшифровывает и делает вывод о состоянии здоровья сердца и кровеносной системы. На сегодняшний день этот аппарат спас жизни миллионам людей. Ведь своевременное обнаружение проблемы - ключ к успешному лечению.
- Микроэлектроды . Мельчайшие структуры, способные вживляться непосредственно в клетку и фиксировать мембранный биопотенциал. Сегодня это одно из важнейших достижений в электронике, которое касается физиологических исследований организма человека. Эти электроды могут вводиться даже в мозг человека, что позволяет наблюдать и фиксировать психосоматические изменения в состоянии здоровья и жизнедеятельности.
- Радионуклидные методы физиологии - используются для получения количественных характеристик физиологических процессов.
- Разнообразные датчики, которые испускают электромагнитные волны. Обратный ответ в виде электрического импульса фиксируется специальным прибором - осциллографом - и затем передается для обработки в компьютер. Здесь уже происходит детальная обработка полученной информации и формируются определенные выводы. Так можно установить химическую концентрацию тех или иных ионов, величину давления, температуру, движение и прочие параметры).
Таким образом, современные методы науки физиологии, основанные на использовании приборов, являются самыми точными, безболезненными и научно информативными из всех нами рассмотренных выше.
Химические и биохимические методы
И физиологии не только схожи между собой. Они связаны также и с другими науками. Так, существует биологическая физиология, биохимия, а также физическая физиология. Эти науки изучают процессы внутри организма со своей точки зрения, то есть с химической, физической и биологической.
Так, при помощи именно этих способов устанавливается влияние того или иного вещества (медиатора, гормона, фермента) на происходящие в организме процессы. Химия помогает в установлении свойств этого соединения, физика выявляет его термодинамические параметры, которые могут оказать влияние на организм. Физиология требует изучения воздействия не только на конкретный процесс, но и вообще на организм, орган и на совокупность внешних условий. Все вместе эти науки объединены под общим названием биологической химии.
Методы патологической физиологии
Предмет и методы физиологии являются тесно связанными и взаимозависимыми друг от друга понятиями. Однако нормальная наука, изучающая здоровый живой организм - это еще не все. Существует также и патофизиология, или патологическая, которая исследует нарушение процессов жизнедеятельности, их протекание, влияние на организм в целом и каждый его орган и прочее. Поэтому у данной дисциплины появляется свой собственный комплекс способов, при помощи которых возможно изучение обозначенных вопросов.
Какие же это методы физиологии?
- Моделирование . Подразделяется на две группы: на живом объекте исследования и in vitro, то есть искусственной физической системе. Для создания какой-либо модели патогенного процесса используют компьютер или математические вычисления на бумаге. Также часто для этого пользуются обычными логическими выводами и заключениями. Модель, как правило, строится на основании полученных теоретических данных по какому-либо вопросу.
- Теоретический анализ. На основании данных, получаемых при лабораторных исследованиях материала (живого объекта), строится теория. Она включает в себя предположительные ответы на вопросы: "Что с пациентом? Каким образом происходит патологический процесс? Каково его состояние и масштаб влияния? Какие меры борьбы уместны в данном случае для прекращения?"
- Клинические исследования. Обязательный метод, без которого невозможно существование всех остальных. Ведь теоретические знания появляются именно на основании результатов клиники пациента. Для данного способа используется целый ряд сопутствующих методик:
Только на основании материала, полученного при использовании всех методов, врач может поставить диагноз и назначить курс лечения.
Физиология растений
Это наука о жизнедеятельности (функционировании) растительных организмов. Речь идет обо всех формах жизни: от одноклеточных до высших, включая водоросли. Задачами физиологов растений являются следующие:
- рассмотреть и выявить механизмы функционирования растений;
- создать теоретические основы возможности осуществления фотосинтеза в искусственных условиях;
- построить модель, отражающую сущность методики получения повышенных урожаев важных сельскохозяйственных культур.
Конечно, задачи совсем не простые. Ведь растения - настоящие живые организмы, в которых ежесекундно, как и в человеке, происходят сотни биохимических реакций. Физиологу надлежит изучить каждую из них. Растения дышат, питаются, осуществляют процесс фотосинтеза, размножаются, растут и развиваются - это нормальные виды жизнедеятельности для любых живых существ. Изучение всех перечисленных процессов - задача физиологов.
Решить проблему осуществления фотосинтеза в искусственных условиях - значит дать людям возможность доступа к огромному потенциальному источнику питания. Ведь тогда голод в мире исчезнет, качество жизни людей значительно повысится. Но пока полностью эту проблему решить не удалось, хотя многие вопросы в области фотохимической стороны процесса уже решены.
Методы данной науки
Физиология растений тесно граничит со следующими современными науками:
- биотехнологией;
- молекулярной биологией;
- генной инженерией;
- биофизикой;
- клеточной инженерией.
Естественно, что это отражается и на способах, при помощи которых проводятся исследования растительных организмов. Так, методы физиологии растений следующие.
- Культивирование.
- Методы световой и электронной спектроскопии.
- Электрохимические.
- Оптико-акустические.
- Хроматографические.
- Спектрофотометрические.
Очевидно, что все они направлены на измерение численных показателей: продуктивности, массы, прироста, развития, результатов пластического и энергетического обмена. Что позволяют решить подобные методы? Очень важные сельскохозяйственные задачи, такие как:
- селекция растений;
- получение гетерозисных форм;
- интродукция;
- акклиматизация;
- районирование сортов;
- искусственное орошение;
- места выращивания растений.
Таким образом, физиология растений - еще одна фундаментальная биологическая наука, играющая важную роль в жизни человека.
Клиника ставит перед физиологическим экспериментом новые задачи и вместе с тем является богатым источником новых физиологических фактов. Поэтому оформляется как особый раздел физиологии клиническая физиология , стремящаяся перенести в клинику теоретические и экспериментально-методические достижения физиологии и использовать клинические наблюдения для объяснения и анализа физиологических процессов, протекающих в организме человека.
Значение физиологии для медицины и медицины для физиологии настолько велико, что совершенно справедливо И. П. Павлов утверждал необходимость «законного и плодотворного союза медицины и физиологии, тех двух родов человеческой деятельности, которые на наших глазах воздвигают здание науки о человеческом организме и сулят в будущем обеспечить человеку его лучшее счастье - здоровье и жизнь».
Физиология связана также с психологией и педагогикой. Физиология, В"особенности созданное И. П. Павловым учение о высшей нервной деятельности, представляет собой естественнонаучную основу современной психологии и педагогики. Конкретное практическое значение физиоло-гии для педагогики связано с тем, что понимание возрастных особенностей физиологических процессов, протекающих в организме детей, необходимо педагогу для правильной организации труда и быта ребенка, для проведения рациональных воспитательных мероприятий.
Методы физиологического исследования . Физиология - экспериментальная наука. Наблюдая и изучая жизненные явления, физиолог стремится, во-первых, дать им качественную и количественную характеристику, т. е. точно описать их и измерить, иначе говоря, выразить их числом и мерой, и, во-вторых, документировать результаты наблюдений. Документация обычно состоит в том, что наблюдатель фиксирует полученные им результаты в виде протоколов наблюдений или кинофильмов и фотографий, или в виде автоматической записи изменений изучаемого процесса во времени (на фотопленке, движущейся бумаге, магнитной ленте и т. п.).
И измерение, и документация требуют специальных инструментов, приборов и аппаратов, соответствующих задаче исследования, и подчас весьма сложных. Это обусловлено тем, что многие процессы столь слабы и происходят так быстро, что для их наблюдения и исследования, и тем более измерения, необходимы специальные приспособления. Поэтому уже в прошлом столетии в обиход физиологических лабораторий вошли многие регистрирующие и измерительные приборы. Особого успеха достигла инструментальная техника, применяемая при физиологических исследованиях в настоящее время, когда широко используются. приборы, основанные на достижениях физики, химии, электроники и автоматики. Точная и высокочувствительная аппаратура, которую применяет современный физиолог, чрезвычайно расширяет познавательные возможности человека, повышает разрешающую способность его органов чувств, делает доступным для наблюдения бесчисленное множество различных физиологических процессов. Однако даже самых изощренных и точных способов наблюдения недостаточно для понимания природы жизненных явлений.
Физиолог не может удовлетвориться только наблюдением, так как оно отвечает лишь на вопрос, что происходит в организме. Физиолог же стремится выяснить также, как и почему происходят физиологические процессы. Для этого необходимы опыты, эксперименты, в которых проводятся наблюдения в измененных условиях, создаваемых и варьируемых самим экспериментатором.
При экспериментальном исследовании любого процесса в организме физиологи стремятся установить те условия, создавая которые можно вызвать данный процесс, усилить или ослабить его. Таким путем физиологи добиваются познания причин того или иного процесса, познания его природы и способов управления им.
Формы физиологического эксперимента многообразны и определяются задачей исследования. Так, при выяснении влияния внешней среды на организм его помещают в среду с измененным газовым составом воздуха или температурой, влажностью, освещенностью, меняют питание организма, подвергают его действию ионизирующей радиации, облучают ультрафиолетовыми лучами, действуют на него ультразвуком или какими-либо другими факторами. При этом для точности анализа стараются изменять только один исследуемый фактор, применяют только одно воздействие, проводят исследование, как говорят, «при прочих равных», т. е. при сохранении неизменными всех условий эксперимента, кроме одного - изучаемого.
При выяснении функций и значения в организме того или иного органа физиологи удаляют орган или его часть из организма (методика удаления, или экстирпации) ,или пересаживают орган на новое место в организме (методика пересадки, или трансплантации) и наблюдают, какими последствиями для организма это сопровождается. Такие мето-дики оказались особенно полезными для изучения желез внутренней секреции. Чтобы установить зависимость органа от влияния нервной системы, перерезают иннервирующие его нервные волокна (методика денервации). Для нарушения связи органов с сосудистой системой производят перевязку различных кровеносных сосудов (методика наложения лигатур) или соединяют между собой разные сосуды, сшивая центральный конец одного с периферическим концом другого (методика сосудистых анастомозов). Для изучения деятельности некоторых органов, находящихся в глубине тела и потому скрытых от непосредственного наблюдения, применяют фистульную методику. При одном ее варианте в полость органа, например желудка, кишечника, мочевого пузыря, вводят пластмассовую или металлическую трубку, второй конец которой укрепляют на поверхности кожи; при другом варианте этой методики протоки желез выводят на поверхность кожи. При многих исследованиях в сердце, кровеносные сосуды, протоки желез вводят тонкие трубки - катетеры, которые соединяют с различными приборами для регистрации функций органов или для введения тех или иных веществ (методика катетеризации).
Для искусственного возбуждения деятельности органов физиологи применяют методику раздражения путем электрического, механического, химического или других воздействий.
Большинство указанных выше методик исследования функций органов требует вскрытия живого организма или хирургической операции., Их применяют в острых и хронических опытах. При острых опытах, или вивисекциях, обычно непродолжительных, наркотизированное или иным способом обездвиженное животное вскрывают для изучения работы органов, исследования действия на них раздражения нервов, введения лекарственных веществ и т. п. При хронических опытах физиологи подвергают животное различным хирургическим операциям и начинают исследования после того, как животное оправится после перенесенного хирургического вмешательства. Нередко имеется возможность наблюдать оперированное животное в течение многих недель, месяцев и лет.
Функцию органов изучают не только в целостном организме, но и в условиях изолирования их из организма. Для этой цели через сосуды вырезанного, иначе говоря изолированного, органа пропускают определенные растворы, состав которых регулируется экспериментатором (методика перфузии), и создают необходимые для живых тканей условия внешней среды - определенную температуру, влажность и пр.
Все перечисленные методики служат целям глубокого проникновения в природу процессов, протекающих в организме. Их анализ доведен до уровня клетки, и даже до ее частей, в микрофизиологических экспериментах, когда в качестве объектов исследуются, например, одиночная мышечная, нервная или другие клетки.
Задачей аналитического исследования в физиологии является изучение каждого физиологического процесса, протекающего в каком-либо органе, ткани или клетке, изолированно от всех остальных процессов, происходящих в организме. В этом случае может быть получено всестороннее представление лишь о данном процессе, о функционировании лишь отдельного органа, ткани, клетки. Однако для правильного и полного познания жизнедеятельности организма этого недостаточно. Необходимо то направление исследований, которое И. П. Павлов назвал «синтетической физиологией», противопоставляя его «аналитической физиологии», изучающей отдельные органы, ткани и клетки. Задача синтетической физиологии, по И. П. Павлову, состоит в изучении организма во всех его связях и взаимоотношениях с внешней средой. При таком исследовании физиолог стремится максимально приблизить условия, в которых находится изучаемый организм, к естественным. Важной особенностью синтетического исследования является изучение всех отправлений организма животных и человека с точки зрения признания их подчиненности нервной системе. Такое направление исследования получило название принципа нервизма . Этот принцип является неотъемлемой частью синтетического исследования организма, потому что нервная система с ее высшим отделом - корой больших полушарий головного мозга - является той системой организма, которая объединяет все его части и определяет соотношение организма с окружающей средой.
Преимущественным объектом физиологических экспериментов являются различные животные. Возможности экспериментирования на организме человека весьма ограничены, так как в этом случае нельзя применять воздействия, которые могут оказать на него вредное влияние. Кроме того, возможности и наблюдения, и регистрации многих процессов в организме человека до недавнего времени были сравнительно невелики. Арсенал способов исследования, которые применял в прошлом физиолог в опытах на животном, не мог быть использован при изучении человеческого организма. Поэтому сведения о функциях многих органов ограничивались данными, полученными в опытах на животных. В настоящее время положение изменилось.
Большую помощь в изучении функций здорового и больного организма человека оказало в последние десятилетия использование физиологами и медиками современных достижений физики, радиотехники, электроники и медицины. Разработаны новые и усовершенствованы старые методы исследования функций, приобретена возможность изучать многие явления в организме человека без нанесения ему каких-либо повреждений. Так, прикладывая к поверхности тела электроды и применяя электро-измерительную аппаратуру, изучают электрические процессы, происходящие в органах, и на основе этих данных получают представление о состоянии и деятельности нервной системы, скелетной мускулатуры, сердца и других органов. Электрические методы позволяют изучать также механические, звуковые, температурные и другие процессы, происходящие в организме.. Крупнейшим методическим достижением является применение в физиологических исследованиях радиотелеметрии, т. е. передачи на расстояние физиологической информации с помощью радиосвязи с исследуемым объектом. Для этого к телу человека или животного прикладывают устройство, реагирующее на определенные физкческие или химические явления и позволяющее регистрировать их электрическими методами,- так называемый датчик. Это устройство соединяют с радиопередатчиком, помещаемым на исследуемом человеке или животном или вблизи него. Радиопередатчик изготовляют, используя сверхминиатюрные детали столь малых размеров, что его можно вживить в организм или ввести в полости тела (например, в пищеварительный тракт}. Под влиянием определенного физиологического процесса меняются электрические параметры датчика, что вызывает изменение частоты или амплитуды высокочастотных электромагнитных колебаний, излучаемых радиопередатчиком. Сигналы его воспринимаются радиоприемным устройством и регистрируются на расстоянии от исследуемого. Таким способом изучают физиологические процессы, например во время трудовых движений или спортивных упражнений. Радиотелеметрия применяется также для изучения состояния человека во время космических полетов. Для исследования функций целостного организма человека и животного чрезвычайно важна одновременная регистрация многих физиологических, физических и химических процессов, происходящих в разных клетках, органах и системах. Современная техника обеспечила такую возможность. При этом возникла сложная задача быстрой обработки результатов наблюдений многих различных процессов и выявления их закономерных соотношений.
Методика - совокупность манипуляций, выполнение которых обеспечивает получение необходимых результатов в соответствии с поставленной задачей.
Аналитико-синтетический метод исследования — способ изучения функционирования организма целостно, в единстве и взаимосвязи всех его составляющих.
Методы исследования в физиологии
Для изучения различных процессов и функций живого организма в используются методы наблюдения и эксперимента.
Наблюдение - метод получения информации путем непосредственной, как правило, визуальной регистрации физиологических явлений и процессов, происходящих в определенных условиях.
Эксперимент — метод получения новой информации о причинно-следственных отношениях между явлениями и процессами в контролируемых и управляемых условиях. Острым называется эксперимент, реализуемый относительно кратковременно. Хроническим называется эксперимент, протекающий длительно (дни, недели, месяцы, годы).
Метод наблюдения
Сущность этого метода заключается в оценке проявления определенного физиологического процесса, функции органа или ткани в естественных условиях. Это самый первый метод, который зародился еще в Древней Греции. В Египте при мумицифировании трупы вскрывали и жрецы анализировали состояние различных органов в связи с ранее зафиксированными данными о частоте пульса, количестве и качестве мочи и другими показателями у наблюдаемых ими людей.
В настоящее время ученые, проводя исследования методом наблюдений, используют в своем арсенале ряд простых и сложных приборов (наложение фистул, вживление электродов), что позволяет надежнее определить механизм функционирования органов и тканей. Например, наблюдая за деятельностью слюнной железы, можно установить, какой объем слюны выделяется за определенный период суток, ее цвет, густоту и т.д.
Однако наблюдение явления не дает ответа на вопрос, каким образом осуществляются тот или иной физиологический процесс или функция.
Более широко наблюдательный метод применяют в зоопсихологии и этологии.
Экспериментальный метод
Физиологический эксперимент — это целенаправленное вмешательство в организм животного с целью выяснить влияние разных факторов на отдельные его функции. Такое вмешательство иногда требует хирургической подготовки животного, которая может носить острую (вивисекция) или хроническую (экспериментально-хирургическая) форму. Поэтому эксперименты подразделяются на два вида: острый (вивисекция) и хронический.
Экспериментальный метод, в отличие от метода наблюдения, позволяет выяснить причину осуществления какого-то процесса или функции.
Вивисекцию проводили на ранних этапах развития физиологии на обездвиженных животных без применения наркоза. Но начиная с XIX в. в остром эксперименте стали использовать общую анестезию.
Острый эксперимент имеет свои достоинства и недостатки. К достоинствам относится возможность моделировать разные ситуации и получать результаты в относительно короткий срок. К недостаткам относится то, что в остром эксперименте исключается влияние центральной нервной системы на организм при применении общей анестезии и нарушается целостность реагирования организма на разные воздействия. Кроме того, часто животных после острого эксперимента приходится усыплять.
Поэтому позднее были разработаны методы хронического эксперимента , при котором проводят длительное наблюдение за животными после оперативного вмешательства и выздоровления животного.
Академиком И.П. Павловым был разработан метод наложения фистул на полые органы (желудок, кишечник, мочевой пузырь). Использование фистульной методики позволило выяснить механизмы функционирования очень многих органов. В стерильных условиях анестезированному животному выполняют хирургическую операцию, позволяющую получить доступ к определенному внутреннему органу, вживляют фистульную трубку или выводят наружу и подшивают к коже проток железы. Непосредственно опыт начинают после заживления послеоперационной раны и выздоровления животного, когда физиологические процессы приходят в норму. Благодаря этой методике стало возможным длительно изучать картину физиологических процессов в естественных условиях.
Метод эксперимента, как и метод наблюдения, предусматривает использование простой и сложной современной аппаратуры, приборов, входящих в системы, предназначенные для воздействия на объект и регистрации различных проявлений жизнедеятельности.
Изобретение кимографа и разработка метода графической регистрации артериального давления немецким ученым К. Людвигом в 1847 г. открыло новый этап в развитии физиологии. Кимограф позволил осуществлять объективную запись изучаемого процесса.
Позднее были разработаны методы регистрации сокращения сердца и мышц (Т. Энгельман) и методика регистрации изменения сосудистого тонуса (плетизмография).
Объективная графическая регистрация биоэлектрических явлений стала возможной благодаря струнному гальванометру, изобретенному голландским физиологом Эйнтховеном. Ему впервые удалось записать на фотопленке электрокардиограмму. Графическая регистрация биоэлектрических потенциалов послужила основой развития электрофизиологии. В настоящее время электроэнцефалографию широко используют в практике и научных исследованиях.
Важным этапом в развитии электрофизиологии явилось изобретение микроэлектродов. При помощи микроманипуляторов их можно вводить непосредственно в клетку и регистрировать биоэлектрические потенциалы. Микроэлектродная техника позволила расшифровать механизмы генерации биопотенциалов в мембранах клетки.
Немецкий физиолог Дюбуа-Реймон является основоположником метода электрического раздражения органов и тканей с помощью индукционной катушки для дозированного электрического раздражения живых тканей. В настоящее время для этого используют электронные стимуляторы, позволяющие получить электрические импульсы любой частоты и силы. Электростимуляция стала важным методом исследования функций органов и тканей.
К экспериментальным методам относится множество физиологических методов.
Удаление (экстирпация) органа, например определенной железы внутренней секреции, позволяет выяснить ее влияние на различные органы и системы животного. Удаление различных участков коры головного мозга позволило ученым выяснить их влияние на организм.
Современные успехи физиологии были обусловлены использованием радиоэлектронной техники.
Вживление электродов в различные участки мозга помогло установить активность различных нервных центров.
Введение радиоактивных изотопов в организм позволяет ученым изучать метаболизм разных веществ в органах и тканях.
Томографический метод с использованием ядерного магнитного резонанса имеет очень важное значение для выяснения механизмов физиологических процессов на молекулярном уровне.
Биохимические и биофизические методы помогают с высокой точностью выявлять различные метаболиты в органах и тканях у животных в состоянии нормы и при патологии.
Знание количественных характеристик различных физиологических процессов и взаимоотношений между ними позволило создать их математические модели. С помощью этих моделей физиологические процессы воспроизводят на компьютере и исследуют различные варианты реакций.
Основные методы физиологических исследований
Физиология является экспериментальной наукой, т.е. все ее теоретические положения основываются на результатах выполнения опытов и наблюдений.
Наблюдение
Наблюдение применялось с первых шагов развития физиологической науки. Проводя наблюдение, исследователи дают описательный отчет о его результатах. При этом объект наблюдения обычно находится в естественных условиях без специальных воздействий на него исследователя. Недостатком простого наблюдения является невозможность или большая сложность получения количественных показателей и восприятия быстропротекающих процессов. Так, в начале XVII в. В. Гарвей после наблюдений за работой сердца у мелких животных писал: «Скорость сердечного движения не позволяет различать, как происходит систола и диастола, и поэтому нельзя узнать, в какой момент и в которой части совершается расширение и сжатие».
Опыт
Большие возможности, чем простое наблюдение, в изучении физиологических процессов даст постановка опытов. При выполнении физиологического опыта исследователь искусственно создаст условия для выявления сущности и закономерностей течения физиологических процессов. К живому объекту могут применяться дозированные физические и химические воздействия, введение различных веществ в кровь или органы и регистрация ответной реакции на воздействия.
Опыты в физиологии подразделяют на острые и хронические. Воздействия на экспериментальных животных в острых опытах могут быть несовместимы с сохранением жизни животных, например действие больших доз облучения, токсических веществ, кровопотери, искусственная остановка сердца, остановка кровотока. У животных могут удаляться отдельные органы для изучения их физиологических функций или возможности пересадки другим животным. Для сохранения жизнеспособности удаленные (изолированные) органы помещают в охлажденные солевые растворы, близкие но составу или хотя бы по содержанию важнейших минеральных веществ в плазме крови. Такие растворы называют физиологическими. Среди простейших физиологических растворов — изотопический 0,9% раствор NaCl.
Постановка опытов с использованием изолированных органов была особенно популярна в период XV — начала XX в., когда шло накопление знаний о функциях органов и отдельных их структур. Для постановки физиологического эксперимента наиболее удобно применение изолированных органов холоднокровных животных, длительно сохраняющих свои функции. Так, изолированное сердце лягушки в условиях промывания его солевым раствором Рингера может сокращаться при комнатной температуре многие часы и отвечать на различные воздействия изменением характера сокращения. Из-за легкости приготовления и важности получаемой информации такие изолированные органы используют не только в физиологии, но и в фармакологии, токсикологии и других областях медицинской науки. Например, препарат изолированного сердца лягушки (по методу Штрауба) используется как стандартизированный объект для тестирования биологической активности при серийном производстве некоторых лекарств и разработке новых лекарственных средств.
Однако возможности острого опыта ограничены не только из-за этических моментов, связанных с тем, что животные во время опыта подвергаются болевым воздействиям и погибают, но и с тем, что исследование часто ведется при нарушении системных механизмов, регулирующих протекание физиологических функций, или в искусственных условиях — вне целостного организма.
Хронический опыт лишен ряда перечисленных недостатков. В хроническом опыте исследование проводится на практически здоровом животном в условиях оказания на него минимальных воздействий и при сохранении его жизни. Перед исследованием на животном могут проводиться операции по подготовке его к опыту (вживляться электроды, формироваться фистулы для доступа в полости и протоки органов). Постановка опытов на таких животных начинается после заживления раневой поверхности и восстановления нарушенных функций.
Важным событием в развитии физиологических методов исследования было введение графической регистрации наблюдаемых явлений. Немецкий ученый К. Людвиг изобрел кимограф и впервые зарегистрировал в остром опыте колебания (волны) артериального кровяного давления. Вслед за этим были разработаны методы регистраций физиологических процессов с использованием механических передач (рычажки Энгельмана), воздушных передач (капсула Марея), методы регистрации кровенаполнения органов и их объема (плетизмограф Моссо). Получаемые при таких регистрациях кривые обычно называют кимограммами.
Физиологами были изобретены методы сбора слюны (капсулы Лешли — Красногорского), позволившие изучить ее состав, динамику образования и секреции, а в последующем — роль в поддержании здоровья тканей ротовой полости и развитии заболеваний. Разработанные методы измерения силы давления зубов и се распределения на отдельных участках зубной поверхности позволили проводить количественное определение силы жевательных мышц, характер прилегания жевательной поверхности зубов верхней и нижней челюстей.
Более широкие возможности в изучении физиологических функций организма человека и животных появились после открытия итальянским физиологом Л. Гальвани электрических токов в живых тканях.
Регистрация электрических потенциалов нервных клеток, их отростков, отдельных структур или целого головного мозга позволила физиологам понять некоторые механизмы функционирования нервной системы здорового человека и их нарушений при неврологических заболеваниях. Эти методы остаются одними из наиболее распространенных при изучении функций нервной системы в современных физиологических лабораториях и клиниках.
Запись электрических потенциалов сердечной мышцы (электрокардиография) позволила физиологам и клиницистам не только понять и глубоко изучить электрические явления в сердце, но и применить их на практике для оценки работы сердца, раннего выявления ее нарушений при заболеваниях сердца и контроля эффективности проводимого лечения.
Регистрация электрических потенциалов скелетной мускулатуры (электромиография) позволила физиологам изучить многие стороны механизмов возбуждения и сокращения мышц. В частности, электромиография жевательных мышц помогает стоматологам объективно оценить состояние их функции у здорового человека и при ряде нервно-мышечных заболеваний.
Нанесение умеренных по силе и продолжительности внешних электрических или электромагнитных воздействий (стимулов) на нервную и мышечную ткани не вызывает повреждения исследуемых структур. Это позволяет успешно использовать их не только для оценки физиологических ответных реакций на воздействия, но и для лечения (электростимуляция мышц и нервов, транскраниальная магнитная стимуляция мозга).
На основе достижений физики, химии, микроэлектроники, кибернетики в конце XX в. создались условия для качественного усовершенствования методов физиологических и медицинских исследований. Среди этих современных методов, позволивших еще глубже проникнуть в суть физиологических процессов живого организма, оценить состояние его функций и выявить их изменения на ранних этапах заболеваний, выделяются визуализационные методы исследования. Это ультразвуковое зондирование сердца и других органов, рентгеновская компьютерная томография, визуализация распределения в тканях короткоживущих изотопов, магниторезонансная, позитронно-эмиссионная и другие виды томографии.
Для успешного использования методов физиологии в медицине были сформулированы международные требования, которые должны были выполняться при разработке и внедрении методов физиологического исследования в практику. Среди этих требований важнейшими являются:
- безопасность исследования, отсутствие травматизации и повреждений исследуемого объекта;
- высокая чувствительность, быстродействие датчиков и регистрирующих устройств, возможность синхронной регистрации нескольких показателей физиологических функций;
- возможность длительной регистрации исследуемых показателей. Это позволяет выявлять цикличность течения физиологических процессов, определять параметры циркадианных (околосуточных) ритмов, выявлять наличие пароксизмальных (эпизодических) нарушений процессов;
- соответствие международным стандартам;
- малые габариты и вес приборов позволяют проводить исследования не только в стационаре, но и в домашних условиях, при выполнении работы или занятиях спортом;
- использование компьютерной техники и достижений кибернетики для регистрации и анализа получаемых данных, а также для моделирования физиологических процессов. При использовании компьютерной техники резко сокращаются временные затраты на регистрацию данных, их математическую обработку, появляется возможность выделить больше информации из получаемых сигналов.
Однако несмотря на ряд достоинств современных методов физиологического исследования, корректность определения показателей физиологических функций во многом зависит от качества образования медицинского персонала, от знания сущности физиологических процессов, особенностей датчиков и принципов работы используемых приборов, умения работать с больным, давать ему инструкции, следить за ходом их выполнения и корректировать действия пациента.
Результаты разовых измерений или динамических наблюдений, выполненных разными медицинскими работниками у одного и того же пациента, не всегда совпадают. Поэтому сохраняется проблема повышения надежности диагностических процедур, качества исследований.
Качество исследования характеризуется точностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью измерений.
Определяемая при исследовании количественная характеристика физиологического показателя зависит как от истинной величины параметра этого показателя, так и ряда погрешностей, вносимых прибором и медперсоналом. Эти ошибки называют аналитической вариабельностью. Обычно требуется, чтобы аналитическая вариабельность не превышала 10% от измеряемой величины. Поскольку истинное значение показателя у одного и того же человека может меняться в связи с биологическими ритмами, погодными условиями и другими факторами, то для обозначения таких изменении введен термин внутри индивидуальные вариации. Различие одного и того же показателя у разных людей называют межиндивидуальными вариациями. Совокупность всех ошибок и колебаний параметра называют суммарной вариабельностью.
Функциональная проба
Важная роль в получении информации о состоянии и степени нарушения физиологических функций принадлежит так называемым функциональным пробам. Вместо термина "функциональная проба" часто применяется "тест". Выполнение функциональных проб — тестирование. Однако в клинической практике термин "тест" применяется чаще и в несколько более расширеннном смысле, чем "функциональная проба".
Функциональная проба предполагает исследование физиологических показателей в динамике, до и после выполнения определенных воздействий на организм или произвольных действий испытуемого. Наиболее часто используются функциональные пробы с дозированной физической нагрузкой. Выполняются также пробы входными воздействиями, в которых выявляются изменения положения тела в пространстве, натужи- вание, изменение газового состава вдыхаемого воздуха, введение медикаментозных препаратов, прогревание, охлаждение, питье определенной дозы щелочного раствора и многие другие показатели.
К числу наиболее важных требований, предъявляемых к функциональным пробам, относятся надежность и валидность.
Надежность - возможность выполнения теста с удовлетворительной точностью специалистом средней квалификации. Высокая надежность присуща достаточно простым тестам, на выполнение которых мало влияет окружающая среда. Наиболее надежные тесты, отражающие состояние или величину резервов физиологической функции, признают эталонными, стандартными или референтными.
Понятие валидность отражает соответствие теста или метода своему назначению. Если вводится новый тест, то его валидность оценивается путем сопоставления результатов, получаемых с помощью этого теста, с результатами ранее признанных, референтных тестов. Если нововведенный тест позволяет в большем числе случаев найти правильные ответы на поставленные при тестировании вопросы, то этот тест обладает высокой валидностью.
Применение функциональных проб резко увеличивает диагностические возможности лишь в случае корректного выполнения этих проб. Их адекватный подбор, выполнение и трактовка требуют от медицинских работников обширных теоретических знаний и достаточного опыта выполнения практических работ.
Некоторые люди по религиозным, моральным, медицинским и эстетическим соображениям не желают использовать искусственную технику контрацепции.
В этих случаях могут применяться физиологические методы предупреждения беременности, предполагающие воздержание от близости в дни, наиболее благоприятные зачатию (т.е. в период овуляции). В каждом месячном цикле женская яйцеклетка способна к оплодотворению в течение одних суток, но сперматозоид может сохранять свою активность в течение 3-4 суток после попадания во влагалище.
Основная сложность заключается в точном определении сроков овуляции, т.к. абсолютно точных признаков не существует, а многие женщины имеют колебания в продолжительности цикла. К сожалению, стабильный 28-дневный цикл имеют только 8% женщин.
Сочетание календарного метода, температурного и метода контроля за слизью (симптомо-термический метод) повышает эффективность предохранения, а регулярное наблюдение за состоянием организма приводит к тому, что некоторые женщины начинают замечать день овуляции по слабой боли в нижней части живота.
Преимущества: нет вмешательства в организм, не требуются дополнительные затраты или подготовительные мероприятия перед близостью.
Недостатки: требует ежедневного тестирования, большого количества точных наблюдений и аккуратного ведения записей; всегда сохраняется возможность ошибки в расчетах или сбой в продолжительности цикла; болезнь, сильные переживания или смена обстановки могут стать причиной нарушения цикла, «безопасных дней» мало (см. расчет дней на схеме), приходится воздерживаться от близости на протяжении значительной части месяца, эффективность метода - 80-85%.
Температурный метод. О возникновении овуляции можно узнать ежедневно измеряя вагинальную или ректальную температуру тела каждое утро сразу после сна (базальная температура). У большинства женщин температура тела перед овуляцией снижается на несколько десятых градуса, а в день овуляции поднимается на 0,6°С и сохраняется такой до начала следующего цикла. Обычно через трое суток после подъема температуры наступает «безопасный» период. Этот метод лучше всего использовать параллельно с календарным для более точного определения сроков овуляции.
Календарный метод. Теоретически известно, что овуляция имеет место за 14 дней перед началом следующего цикла.
На практике овуляция может произойти на 13-17 день, 4 дня надо добавить ко дню предполагаемой овуляции из расчета сохранения в этот период активности сперматозоидов и сутки после овуляции - на способность к оплодотворению яйцеклетки. В результате расчетов оказывается, что относительно безопасными оказываются 11 дней перед началом следующего цикла; 12-20 день наиболее благоприятны для зачатия при расчете цикла с конца («опасные дни»), также менее опасны дни до этого периода.
Этот метод можно использовать только если женщина регулярно отмечает график менструаций и на его основе производит расчет предполагаемой овуляции.
Если цикл нерегулярный, нужно записывать даты менструации в течение по крайней мере шести циклов. Вычесть 18 из самого короткого цикла, чтобы определить первый день, когда вам следует воздержаться от секса. Затем вычесть 11 из самого длинного цикла, чтобы определить последний небезопасный день.
Метод контроля за слизью. Обследование слизистой шейки матки позволяет определить наступление овуляции. За 1-2 дня до овуляции выделение слизи усиливается, она становится жиже, прозрачней и тягучей, по консистенции напоминает яичный белок. До этого периода и через несколько дней после овуляции слизь мутная, непрозрачная (беловато-желтоватая), густая и не тянется.
а - среднее количество слизи, она густая, мутная; б - увеличение количества слизи, разжижение, более прозрачная; в - максимальное количество слизи, очень жидкая, тягучая и прозрачная; г - уменьшение количества слизи, она мутная, густая.
Прерывание полового акта
Извлечение полового члена до наступления эякуляции - это старейший и наиболее простой противозачаточный метод, и даже сейчас он очень широко распространен во всем мире. Этот метод не является надежным, т.к. небольшое количество сперматозоидов содержится в секрете желез Купера, который выделяется при возбуждении (до эякуляции), и этого может оказаться достаточно для оплодотворения.
Прерванный половой акт сопряжен с большим эмоциональным напряжением партнеров, мешает полноценному удовлетворению как мужчины, который должен постоянно контролировать себя, так и женщины, которая опасается беременности. Помимо этого капля эякулята может попасть на половые органы женщины, и этого будет достаточно для активно двигающихся сперматозоидов.
Вероятность беременности при использовании этого метода достигает 28%.
Экстренная контрацепция
Одним из методов контрацепции является предупреждение беременности после совершившегося полового акта без предохранения (незащищенного полового акта). Такой метод называется экстренной, или посткоитальной контрацепцией (ЭК).
Наиболее эффективными методами ЭК являются назначение высоких доз гормональных препаратов или посткоитальное введение внутриматочного контрацептива.
«Утренние таблетки»
За рубежом таблетки для ЭК часто называют «утренними таблетками». Они эффективны в случаях приема в течение 72 часов после незащищенного секса. Но чем раньше приняты таблетки, тем выше их эффективность! Сначала принимается одна доза, а через 12 часов - повторная. Основным механизмом действия гормональной ЭК является влияние на слизистую оболочку матки и нарушение процесса имплантации оплодотворенной яйцеклетки.
С целью ЭК можно использовать практически любой имеющийся в продаже комбинированный оральный контрацептив (ОК), но число таблеток будет меняться в зависимости от их состава и дозировки. Так, если с целью ЭК используется ригевидон, то в первой дозе должно быть 4 таблетки, а во второй, принятой через 12 часов, - 2 таблетки. При использовании препарата Овидон надо принять 2 таблетки, а спустя 12 часов - еще 2 таблетки.
При приеме современных ОК типа марвелона, микрогинона, си-леста рекомендуется принятие трех таблеток в первый раз и повторно через 12 часов.
Другой тип таблеток для ЭК содержит только гормон прогестин. Эти таблетки эффективнее комбинированных ОК, а риск возникновения побочных эффектов ниже. Из этой группы препаратов в нашей стране распространение получил венгерский препарат Постинор. Его эффективность - 98% при двукратном приеме с перерывом в 12 часов, не позднее 48 часов после акта.
При его использовании у 8% женщин наблюдалась тошнота и у 8% -нарушение менструального цикла в виде межменструальных кровянистых выделений. Постинор не рекомендуется применять более 4 раз в месяц.
В качестве перспективного средства в настоящее время рассматривается синтетический антипрогестин, известный как Ру-486 (Франция). У него самая высокая эффективность при меньшем количестве побочных эффектов. Из нежелательных эффектов - удлинение менструального цикла после приема препарата.
Экстренная гормональная контрацепция показала свою эффективность, однако ее нельзя рекомендовать для постоянного использования в течение длительного времени, так как при этом используются высокие дозы гормонов.
Поэтому после применения ЭК необходимо перейти на какой-либо другой метод предохранения от беременности. Экстренная контрацепция должна применяться в чрезвычайных ситуациях (например, после изнасилования или при сомнениях в целостности презерватива). Она также рекомендуется женщинам, редко живущим половой жизнью, и после случайных половых связей.
Противопоказания к использованию: тромбофлебиты, возраст старше 35 лет в сочетании с курением (больше 15 сигарет в день), заболевания печени, гипертоническая болезнь, сахарный диабет, нарушение липидного обмена.
Побочные эффекты. Сравнение количества побочных эффектов при использовании комбинированных ОК и Постинора (международное исследование 1998 года):
1. Тошнота - 50% (комбинированные ОК) и 23% (Постинор).
2. Рвота- 19% и 6%.
3. Головокружение - 17% и 11%.
4. Болезненность груди - 21% и 16%.
Вероятность наступления беременности. (По результатам международного исследования в 1998 году.) Частота наступления беременности в зависимости от сроков применения ЭК после полового акта. Эффективность метода зависит от длительности интервала между половым сношением и применением ЭК (чем меньше интервал, тем выше эффективность).
В первые сутки - 2% (комбинированные ОК) и 0,4% (Постинор). Во вторые сутки - 4,1% и 1,2%. В третьи сутки - 4,7% и 2,7%.
Введение ВМС
Экстренное введение внутриматочного контрацептива эффективно, если оно производится не позже 5-7 дня после полового контакта.
Преимущества: эффективность (более 99%), отсутствие гормонально зависимых побочных явлений, возможность применения позже 72 часов после незащищенного полового акта и возможность дальнейшего длительного использования делают этот метод ЭК перспективным, особенно в тех случаях, когда гормональный метод ЭК использовать уже поздно.
Нежелательно вводить ВМС молодым, нерожавшим женщинам при наличии большого числа половых партнеров, случайных половых связях, так как внутриматочная контрацепция связана с риском воспалительных заболеваний половых органов.
Спринцевание
Использование промывания влагалища каким-либо раствором после полового акта является крайне ненадежным способом контрацепции. К моменту окончания близости значительная часть сперматозоидов оказывается вне пределов досягаемости. Считается также, что промывание химически активными веществами нарушает естественную микрофлору влагалища, повышает риск воспалительных процессов. Вероятность наступления беременности при постоянном использовании спринцевания - 39%.
Ни один из рассмотренных методов контрацепции не является эффективным на 100%, и неудачи могут быть у любой пары. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, 25% беременностей в мире относятся к разряду незапланированных, и ежегодно 50 миллионов из них оканчиваются абортами. К сожалению, аборт остается распространенным методом планирования семьи в Российской Федерации. В 1996 году в России было зарегистрировано 2,6 млн абортов, что соответствует 69 абортам на 1000 женщин детородного возраста, в то время как в Великобритании - четырнадцать, а в Голландии - 5. В нашей стране на одни роды приходится два аборта. При опросе женщин в Санкт-Петербурге в 1996 году 76% женщин в возрасте от 35 до 54 лет указали, что делали аборт, а 26% имели 4 аборта и более.
Искусственные аборты разрешено производить женщинам со сроком беременности не более 12 недель. Широкое распространение
получил метод вакуум-аспирации (миниаборт): отсасывание слизистой и имплантировавшегося зародыша через трубку, введенную в полость матки. Эту процедуру можно проводить не позднее 8 недель беременности.
На более поздних сроках осуществляется аборт методом выскабливания. После расширения шеечного канала матки, в него вводится металлический инструмент - кюретка, при помощи которой осуществляется выскабливание внутренних стенок матки, чтобы удалить слизистую и ткани плода.
Аборт таит в себе опасность физической и психической травмы, которая наносится женщине. У каждой третьей женщины аборт дает осложнения - это бесплодие, невынашивание, воспалительные процессы гениталий, эндокринные нарушения. Практически не поддается учету тот стресс, который переживает женщина в результате прерывания беременности.
Она может переживать чувство вины, угрызения совести, подавленность и депрессию. Во всем мире свыше 200 000 женщин ежегодно умирают от осложнений после абортов и 98% из них - в развивающихся странах. В России в 1991 году после абортов умерли 233 женщины, более 90% - после криминальных абортов.
Удаление плодного яйца (вакуум-аспирация). Врач вводит зеркала (1), шейка удерживается пулевыми щипцами (2). После обработки дезинфицирующим составом и расширения цервикального канала металлическими расширителями в полость матки вводится тонкая (4 или 6 мм) гибкая пластиковая трубка с наконечником (3). К ней подключается отсос (4), а трубку перемещают по полости, пока все содержимое полости матки не будет удалено. Операция занимает 10-15 минут.
С чем была связана сложность принятия решения об аборте у женщин Санкт-Петербурга в двух возрастных группах от 18 до 34 лет и от 35 лет и старше по опросу 1996 г.:
1. Страх бесплодия - у 42% и 17%.
2. Испытывали моральные терзания - 34% и 24%.
3. Ни с кем не могли говорить об этом - 22% и 19%.
4. Хотели ребенка - 22% и 14%.
5. Стыдились беременности - 7% и 5%.
Отношение женщин Санкт-Петербурга к абортам по опросу 1996 г.:
1. 79% женщин в возрасте от 18 до 34 лет считают аборт серьезной операцией.
2. Серьезные психологические последствия аборта отметили 11,5% женщин, физические последствия - 12%, и те, и другие - 18%.
Процедуру считают:
3. Болезненной 46% женщин.
4. Вызывающей чувство вины - 54%.
5. Унижающей - 23%.
6. Неприемлемой - 34%.
Физиология – наука, изучающая механизмы функционирования организма в его взаимосвязи с окружающей средой (эта наука о жизнедеятельности организма), физиология – наука экспериментальная и основными методами физиологической науки являются экспериментальные методы. Однако физиология как наука зародилась внутри медицинской науки еще до нашей эры в Древней Греции в школе Гиппократа, когда основным методом исследования был метод наблюдения. Выделилась физиология в самостоятельную науку в XV веке благодаря исследованиям Гарвея и ряда других ученых естествоиспытателей, и, начиная с конца XV – начала XVI веков, основным методом в области физиологии являлся метод эксперимента. И.Н. Сеченовым и И.П. Павловым был внесен значительный вклад в развитие методологии в области физиологии, в частности в разработке хронического эксперимента.
Литература:
1. Физиология человека. Косицкий
2. Корбков. Нормальная физиология.
3. Зимкин. Физиология человека.
4. Физиология человека под ред. Покровского В.Н., 1998 г.
5. Физиология ВНД. Коган.
6. Физиология человека и животных. Коган. 2 т.
7. Под ред. Ткаченко П.И. Физиология человека. 3 т.
8. Под ред. Ноздрочева. Физиология. Общий курс. 2 т.
9. Под ред. Кураева. 3 т. Переводной учебник? физиологии человека.
Метод наблюдения – самый древний, зародился в Др. Греции, хорошо развит был в Египте, на Др. Востоке, в Тибете, в Китае. Суть этого метода заключается в длительном наблюдении изменений функций и состояний организма, фиксирование этих наблюдений и по возможности сопоставление визуальных наблюдений с изменениями организма после вскрытия. В Египте при мумифицировании трупы вскрывались, наблюдения жреца за больным: изменения кожных покровов, глубина и частота дыхания, характер и интенсивность выделений из носа, ротовой полости, а также объем и цвет мочи, ее прозрачность, количество и характер выделяемого кала, его цвет, частота пульса и другие показатели, которые сопоставлялись с изменениями во внутренних органах, фиксировались на папирусе. Таким образом уже по изменению выделяемых организмом кала, мочи, мокроты и т.д. можно было судить о нарушении функций того или иного органа, например, если кал белого цвета допустимо предполагать нарушение функций печени, если кал черного или темного цвета, то возможно предположить желудочного или кишечное кровотечение. Дополнительным критерием служили изменения цвета и тургора кожи, отечность кожи, ее характер, окраска склера, потливость, дрожь и т.д.
Гиппократ к наблюдаемым признакам относил характер поведения. Благодаря своим тщательным наблюдениям им было сформулировано учение о темпераменте, согласно которому все человечество по особенностям поведения делится на 4 типа: холерики, сангвиники, флегматики, меланхолики, однако Гиппократ ошибся в физиологическом обосновании типов. В основу каждого типа им было положено соотношение основных жидкостей организма: сангви – кровь, флегма – тканевая жидкость, холеа – желчь, меланхолеа – черная желчь. Научное теоретическое обоснование темпераментов было дано Павловым в результате длительных экспериментальных исследований и оказалось, что в основе темперамента лежит не соотношение жидкостей, а соотношение нервных процессов возбуждения и торможения, степень их выраженности и преобладание одного процесса над другим, а также скорость смены одного процесса другими.
Метод наблюдения широко используется в физиологии (особенно в психофизиологии) и в настоящее время метод наблюдения сочетается с методом хронического эксперимента.
Метод эксперимента . Физиологический эксперимент в отличие от простого наблюдения – это целенаправленное вмешательство в текущее отправление организма, рассчитанное на выяснение природы и свойств его функций, их взаимосвязей с другими функциями и с факторами внешней среды. Также вмешательство часто требует хирургической подготовки животного, которое может носить: 1) острую (вивисекционную, от слова vivo – живое, sekcia – секу, т.е. секу по живому), 2) хроническую (экспериментально-хирургическую) формы.
В связи с этим эксперимент подразделяют на 2 вида: острый (вивисекция) и хронический. Физиологический эксперимент позволяет ответить на вопросы: что происходит в организме и как происходит.
Вивисекция представляет собой форму эксперимента, проводимую на обездвиженном животном. Впервые вивисекция начала применятся в средние века, но широко стала внедряться в физиологическую науку в эпоху Возрождения (XV-XVII в). Наркоз в то время не был известен и животное жестко фиксировалось за 4 конечности, при этом оно испытывало мучения и издавало душераздирающие крики. Эксперименты проводились в в специальных комнатах, которые народ окрестил «дьявольскими». Это послужило причиной появления философских групп и течений. Анимализм (течения, пропагандирование гуманного отношения к животным и выступление за прекращение издевательств над животными, анимализм пропагандируется в настоящее время), витализм (ратовало за то, не проводились эксперименты на ненаркотизированных животных и волонтерах), механицизм (отожествляли правильно протекающие в животном с процессами в неживой природе, ярким представителем механицизма был французский физик, механик и физиолог Рене Декарт), антропоцентризм.
Начиная с XIX века в остром эксперимента стали применять наркоз. Это привело к нарушению процессов регуляции со стороны высших отростков ЦНС, в результате нарушается целостность реагирования организма и его связь с внешней средой. Такое применение наркоза и хирургическая травля при вивисекции вносит в острый эксперимент неконтролируемые параметры, которые трудно учесть и предвидеть. Острый эксперимент, как и любой экспериментальный метод, имеет свои достоинства: 1) вивисекция – один из аналитических методов, дает возможность моделировать разные ситуации, 2) вивисекция дает возможность получать результаты в относительно короткий срок; и недостатки: 1) в остром эксперименте отключается сознание при применении наркоза и соответственно нарушается целостность реагирования организма, 2) нарушается связь организма с окружающей средой в случаи применения наркоза, 3) при отсутствии наркоза идет неадекватный нормальному физиологическому состоянию выброс стрессорных гормонов и эндогенных (вырабатываемых внутри организма) морфиноподобных веществ эндорфинов, оказывающих обезболивающий эффект.
Все это способствовало разработке хронического эксперимента – длительного наблюдения после острого вмешательства и восстановление взаимоотношений с окружающей средой. Преимущества хронического эксперимента: организм максимально приближен к условиям интенсивного существования. Некоторые физиологи к недостаткам хронического эксперимента относят то, что результаты получаются в относительно длительный срок.
Хронический эксперимент впервые был разработан отечественным физиологом И.П. Павловым, и, начиная с конца XVIII века, широко применяется в физиологических исследованиях. В хроническом эксперименте используется ряд методических приемов и подходов.
Метод, разработанный Павловым – метод наложения фистул на полые органы и на органы, имеющие выводные протоки. Родоначальником фистульного методы был Басов, однако при наложении фистулы его методом, содержимое желудка попадало в пробирку вместе с пищеварительными соками, что затруднило изучение состава желудочного сока, этапов пищеварения, скорости протекания процессов пищеварения и качества отделяемого желудочного сока на различный состав пищи.
Фистулы могут накладываться на желудок, протоки слюнных желез, кишечник, пищевод и др. Отличие павловской фистулы от басовской состоит в том, что Павлов накладывал фистулу на «малый желудочек», сделанный искусственно хирургическим путем и сохраняющий пищеварительную и гуморальную регуляцию. Это позволило Павлову выявить не только качественный и количественный состав желудочного сока на принимаемую пищу, но и механизмы нервной и гуморальной регуляции пищеварения в желудке. Кроме того, это позволило Павлову выявить 3 этапа пищеварения:
1) условнорефлекторный – при нем выделяется аппетитный или «запальный» желудочный сок;
2) безусловнорефлекторная фаза – желудочный сок выделяется на поступившую пищу независимо от ее качественного состава, т.к. в желудке располагаются не только хеморецепторы, но и нехеморецепторы, реагирующие на объем пищи,
3) кишечная фаза – после того как пища попадает в кишечник, то пищеварение усиливается.
За свои работы в области пищеварения Павлов был удостоен Нобелевской премии.
Гетерогенные нервно-сосудистые или нервно-мышечные анастенозы. Это изменение эффекторного органа в генетически детерминированной нервной регуляции функций. Проведение таких анастеноз позволяет выявить отсутствие или наличие пластичности нейронов или нервных центров в регуляции функций, т.е. может ли седалищный нерв с остатком позвоночника управлять дыхательной мускулатурой.
При нервно-сосудистых анастенозах эффекторними органами являются кровеносные сосуды и соответственно расположенные в них хемо- и барорецепторы. Анастенозы могут выполняться не только на одном животном, но и на разных животных. Например, если сделать анастеноз нервно-сосудистый у двух собак на каротидную зону (разветвление дуги сонной артерии), то можно выявить участи различных отделов ЦНС в регуляции дыхания, кроветворения, сосудистого тонуса. При этом режим вдыхаемого воздуха изменяют у донной собаки, а регуляцию видят у другой.
Пересадка различных органов. Подсадка и удаление органов или различных участков мозга (экстирпация). В результате удаления органа создают гипофункцию той или иной железы, в результате подсадки создают ситуацию гиперфункции или избытка гормонов той или иной железы.
Экстирпация различных участков головного мозга и корыголовного мозга выявляют функции этих отделов. Например, при удалении мозжечка было выявлено его участи в регуляции движения, в поддержании позы, статокинетических рефлексов.
