Poznać cechy funkcjonowania organizmu, każdej jego części, struktury, umieć badać i przewidywać zmiany i patologie – to ważne zadanie dla specjalistów z dziedziny medycyny. Istnieje cała nauka zajmująca się badaniem właśnie takich pytań. To się nazywa fizjologia. To jest nauka o tych procesach, które towarzyszą normalnemu funkcjonowaniu organizmu. Powstał dość dawno temu, nawet Hipokrates po raz pierwszy wykazał zainteresowanie funkcjonowaniem żywych systemów. Obecnie istnieje wiele metod badania fizjologii, które pomagają w pełni zrozumieć pewne mechanizmy i cechy organizmu.
Ogólna koncepcja fizjologii
Zacznij od ogólnej koncepcji. Fizjologia to nauka o życiu żywej istoty, jej związku z zewnętrznymi warunkami środowiskowymi, ich wpływem na stan zdrowia oraz normalne funkcjonowanie narządów i ich układów. Ogólnie rzecz biorąc, główną ideą tej nauki jest ujawnienie głębokich mechanizmów istnienia istot żywych, zrozumienie, jak zachodzą jej samoregulacja i wszystkie inne procesy.
Przedmiotem fizjologii jest tylko żywy organizm, ponieważ w ten sposób można zidentyfikować wszystkie wzorce interesujące ludzi w jegostruktura i funkcjonowanie. Cele dyscypliny są wyraźnie widoczne w samej definicji.
Tak więc przedmiot, zadania i metody fizjologii są trzema składnikami teoretycznych podstaw nauki. Wielu naukowców przez cały czas starało się zrozumieć istotę zmian zachodzących w ciele, w tym w ludzkim. Stało się to jednak w pełni możliwe dopiero wraz z wynalezieniem nowoczesnych instrumentów i urządzeń, to znaczy nauka uzyskała pełny rozwój dopiero od XX wieku.
To nie powstrzymało jej od zostania jedną z wiodących nauk biologicznych. Fizjologia, anatomia i medycyna to trzy ściśle powiązane ze sobą dyscypliny, które są dla siebie podstawą. Dlatego metody anatomii i fizjologii są w niektórych przypadkach do siebie podobne.
Sekcje fizjologii
Ta nauka sama w sobie ma kilka poddyscyplin. Wyróżnia się więc fizjologię:
- ogólne;
- porównawcze;
- prywatne.
Ogólny zajmuje się badaniem procesów życiowych w ogóle. Oznacza to, że rozważa wzorce przebiegu tych reakcji, które są przejawami życia. Na przykład odżywianie, oddychanie, wydalanie, regulacja, zmiany snu i czuwania i inne. Obejmuje to również taką sekcję, jak fizjologia komórki, która zajmuje się szczegółowym badaniem wszystkich jej przejawów życiowych.
Fizjologia porównawcza porównuje procesy życiowe jednego lub różnych typów organizmów w procesie ontogenezy. W rezultacie powstaje również cała gałąź - fizjologia ewolucyjna.
Prywatne zajmuje się węższymi konkretnymi badaniami. W tej grupie jest więc kilka wariantów dyscyplin.
- Fizjologia człowieka, której metody badań rozważymy nieco później.
- Fizjologia pewnych grup organizmów żywych (owady, ptaki, ssaki, gady itd.).
- Oddzielne narządy i tkanki.
- Układy ciała (fizjologia trawienia, krążenia, oddychania itp.).
Badanie człowieka z punktu widzenia tej nauki zyskało ostatnio szczególnie szeroki rozwój. W końcu jego ciało ma najbardziej złożoną strukturę. Metody fizjologii człowieka są dość różnorodne i skuteczne, aby ujawnić wszystko, co niezbędne do zrozumienia istoty rzeczy. Podświetl:
- fizjologia wieku;
- jedzenie;
- praca;
- sport;
- cosmic;
- patologiczne;
- kliniczna.
Zbiorcze dane z tych dyscyplin pomagają objąć wszystkie nieograniczone procesy zachodzące wewnątrz osoby i znaleźć dostęp do zarządzania nimi.
Metody badawcze w fizjologii
Jest ich kilka. Istnieją rozwinięte historycznie, które były używane w starożytności. Dziś powstały nowe, oparte na najnowszych osiągnięciach nauki w dziedzinie techniki, elektroniki i badania promieniowania elektromagnetycznego.
Wyróżnia się następujące metody fizjologii.
- Ekstyrpacja to jeden z najstarszych sposobów uczenia się. był wusunięcie organu od żywej istoty z dalszym monitorowaniem reakcji organizmu i utrwalaniem wyników.
- Metoda przetoki. Jego podstawą jest wprowadzenie metalowych lub plastikowych rurek do narządów posiadających ubytek, a tym samym utrwalenie płynów biologicznych. Uzyskuje się dane dotyczące zmian w naturze chemicznej substancji, czyli badana jest funkcja wydzielnicza organizmu.
- Metoda cewnikowania - wprowadzanie specjalnych leków przez cienkie rurki do narządów i naczyń, powodując zmiany w funkcjonowaniu. W ten sposób badana jest praca serca, naczyń krwionośnych, gruczołów wydzielania zewnętrznego i wewnętrznego (nie wszystkich).
- Metoda denerwacji. Służy do badania relacji między nerwami a działającymi narządami. W tym celu stosuje się metodę podrażnienia z dalszym utrwalaniem wyników.
- Metody studiowania fizjologii oparte na wykorzystaniu narzędzi i sprzętu. Obejmuje to wszczepianie makro- i mikroelementów do narządów i tkanek, rejestrację impulsów nerwowych, narażenie na promieniowanie, odczyty pracy serca i mózgu i tak dalej.
Niektóre metody badań w fizjologii omówimy bardziej szczegółowo później. Są najczęściej używane i ważne.
Obserwacja
Te metody fizjologii były używane w starożytnym Egipcie, Rzymie, Chinach, na starożytnym Wschodzie. Już wtedy nie brakowało badaczy zainteresowanych zmianami zachodzącymi w organizmach żywych. I tak np. w Egipcie podczas mumifikacji faraonów i ich rodzin przeprowadzano autopsję i rejestrowano zmiany w wewnętrznejśrodowisko. Ocenie poddano następujące wskaźniki:
- kolor i jakość płynów i mas biologicznych;
- kolorowanie organowe;
- kolor twardówki oka;
- jakość i kolor plwociny;
- obrzęk skóry, jej turgor i struktura.
Te cechy zostały porównane z cechami zdrowych ludzi i wyciągnięto pewne wnioski. W niektórych przypadkach udało się nawet ustalić przyczynę śmierci.
Dziś obserwacja nie straciła na aktualności, zwłaszcza jeśli chodzi o psychofizjologię. Zachowanie człowieka, jego emocje, temperament, zewnętrzne przejawy drżenia, pocenia się - wszystkie te znaki służą jako pewne pobudki do badań. Umożliwiają zrozumienie związku między strukturą a zewnętrzną manifestacją pewnych wskaźników, funkcji fizjologicznych, procesów zachodzących w ciele.
Doktryna ludzkiego temperamentu została stworzona przez naukowca Pawłowa właśnie na podstawie badania procesów zahamowania i pobudzenia, które na zewnątrz przejawiały się w różnych emocjonalnych barwach w zachowaniu i reakcjach na określone zdarzenia, słowa, działania. Udowodnił, że podstawą manifestacji cholerycznych, sanguistycznych, melancholijnych i flegmatycznych są właśnie procesy nerwowe związane z aktywnością umysłową mózgu, jego reakcjami.
Te wnioski były wielokrotnie potwierdzane przez różnych naukowców i psychologów, badaczy. Dlatego takie metody fizjologii człowieka jak obserwacja i eksperyment, które zostaną omówione później, były i są istotne, ważne i skuteczne.
Eksperyment
Eksperymentalne metody badania fizjologii są fundamentalne i historycznie najstarsze i najbardziej popularne. Rzeczywiście, skąd jeszcze wiedzieć, jeśli nie patrzeć? Dlatego wraz z obserwacją prowadzono różnego rodzaju testy, najczęściej na zwierzętach. To właśnie oni dali niemal stuprocentowe wyniki w badaniach, co pozwoliło na uzyskanie najbardziej wiarygodnych danych.
Istnieją eksperymentalne metody badania anatomii i fizjologii, które można zredukować do dwóch głównych grup.
- Ostre eksperymenty. Ta metoda badań była stosowana do końca XIX wieku, dopóki rosyjski naukowiec Iwan Pietrowicz Pawłow nie znalazł innej opcji. Jaka była istota takiej ingerencji w organizm? Eksperyment przeprowadzono na żywym zwierzęciu przywiązanym do specjalnej maszyny. Następnie wykonywano sekcję żywą do organu potrzebnego do badania i w ten sposób rejestrowano obserwowane wyniki jego pracy. Jednak szereg istotnych niedociągnięć sprawił, że metoda ta była nieskuteczna. Oprócz bycia moralnie nieludzkim i okrutnym, ponieważ zwierzę było poddawane straszliwym mękom i torturom, bardzo bolesne operacje, nawet znieczulenie nie pomogły, ale także emocjonalne cierpienie, ból fizyczny doświadczany przez ofiarę eksperymentu, znacznie zniekształciły uzyskane wyniki. Okazało się, że powstało błędne koło. Aby dostać się do właściwego organu, trzeba było zadawać cierpienie. Te z kolei zaburzały normalny przebieg procesów fizjologicznych, a wynik nie był zbyt skuteczny.
- Przewlekły eksperyment. To jest ta metoda izasugerował Pawłow. On sam był przeciwny ostrym eksperymentom z powodu ich skrajnego okrucieństwa, być może to skłoniło go do wymyślenia bardziej humanitarnej wersji. Organizmem testowym było również zwierzę. Jednak procedura była zupełnie inna. Przed operacją o charakterze chirurgicznym wykonano znieczulenie wysokiej jakości. Następnie w ściany pożądanego narządu wszczepiono przetokę - plastikową lub metalową rurkę, którą z zewnątrz przyszyto do skóry. Następnie zwierzę miało czas na wyzdrowienie, wygojenie powstałej rany i całkowitą normalizację procesów życiowych. W ten sposób przez przetokę uzyskano informację o przebiegu pewnych procesów w badanej części ciała, przy czym była to całkowicie wiarygodna, gdyż organizm funkcjonował normalnie. Badania mogłyby być prowadzone przez długi czas bez szkody dla zdrowia zwierzęcia i zgodnie z wszelkimi zasadami jego naturalnego bytu.
W ten sposób działały podstawowe metody fizjologii, istotne w niektórych przypadkach do dziś. Chociaż oczywiście nowoczesne innowacje techniczne stopniowo całkowicie zastępują ludzką ingerencję bezpośrednio w ciało. Teraz możliwe jest uzyskanie potrzebnych informacji w zupełnie inny, mniej bolesny, dokładniejszy i odpowiedni dla danej osoby sposób.
Rejestracja graficzna
Metody fizjologii człowieka opierają się właśnie na wykorzystaniu określonego sprzętu. Wśród takich urządzeń ważne miejsce zajmują następujące.
- Elektrokardiograf. Aparat,służy do ustalania potencjałów bioelektrycznych serca. W efekcie z urządzenia wychodzi narysowany na papierze elektrokardiogram, który doświadczony lekarz specjalista rozszyfrowuje i wyciąga wniosek na temat stanu zdrowia serca i układu krążenia. Do tej pory to urządzenie uratowało życie milionom ludzi. W końcu wczesne wykrycie problemu jest kluczem do skutecznego leczenia.
- Mikroelektrody. Najmniejsze struktury, które można wszczepić bezpośrednio do komórki i utrwalić biopotencjał błony. Dziś jest to jedno z najważniejszych osiągnięć elektroniki, które dotyczy fizjologicznych badań ludzkiego ciała. Elektrody te można nawet włożyć do ludzkiego mózgu, co umożliwia obserwację i rejestrację psychosomatycznych zmian stanu zdrowia i aktywności życiowej.
- Fizjologiczne metody radionuklidów - stosowane do ilościowej charakterystyki procesów fizjologicznych.
- Różne czujniki emitujące fale elektromagnetyczne. Odpowiedź zwrotna w postaci impulsu elektrycznego jest rejestrowana przez specjalne urządzenie - oscyloskop - a następnie przesyłana do komputera w celu przetworzenia. Tutaj już odbywa się szczegółowe przetwarzanie otrzymanych informacji i nasuwają się pewne wnioski. Możesz więc ustawić stężenie chemiczne niektórych jonów, wielkość ciśnienia, temperaturę, ruch i inne parametry).
Tak więc, nowoczesne metody nauki fizjologii, oparte na użyciu instrumentów, są najbardziej dokładne, bezbolesne i naukowe ze wszystkich omówionych powyżej.
Chemiczne imetody biochemiczne
Metody anatomii i fizjologii są nie tylko do siebie podobne. Są również związane z innymi naukami. Jest więc fizjologia biologiczna, biochemia, a także fizjologia fizyczna. Nauki te badają procesy zachodzące w organizmie z ich punktu widzenia, to znaczy chemicznego, fizycznego i biologicznego.
Tak więc za pomocą tych metod ustala się wpływ określonej substancji (mediatora, hormonu, enzymu) na procesy zachodzące w organizmie. W ustaleniu właściwości tego związku pomaga chemia, fizyka ujawnia jego parametry termodynamiczne, które mogą wpływać na organizm. Fizjologia wymaga zbadania wpływu nie tylko na konkretny proces, ale także na organizm, narząd i ogół warunków zewnętrznych. Razem te nauki są zjednoczone pod ogólną nazwą chemii biologicznej.
Metody patologicznej fizjologii
Przedmiot i metody fizjologii są ściśle powiązanymi i współzależnymi pojęciami. Jednak normalna nauka badająca zdrowy żywy organizm to nie wszystko. Istnieje również patofizjologia lub patologia, która bada naruszenie procesów życiowych, ich przebieg, wpływ na organizm jako całość i każdy z jego narządów i tak dalej. Dlatego dyscyplina ta ma swój własny zestaw sposobów, dzięki którym możliwe jest badanie zidentyfikowanych problemów.
Jakie są te metody fizjologii?
- Modelowanie. Jest podzielony na dwie grupy: na żywym przedmiocie studiów i nain vitro, czyli sztuczny system fizyczny. Do stworzenia dowolnego modelu procesu chorobotwórczego wykorzystuje się komputer lub obliczenia matematyczne na papierze. Często używane do tego są zwykłe logiczne wnioski i wnioski. Model z reguły budowany jest na podstawie otrzymanych danych teoretycznych dotyczących dowolnego zagadnienia.
- Analiza teoretyczna. Na podstawie danych uzyskanych podczas badań laboratoryjnych materiału (obiektu żywego) budowana jest teoria. Zawiera hipotetyczne odpowiedzi na pytania: „Kim jest pacjent? Jak przebiega proces patologiczny? Jaki jest jego stan i zakres wpływu? Jakie środki kontroli są odpowiednie w tym przypadku do zatrzymania?”
- Badania kliniczne. Obowiązkowa metoda, bez której istnienie wszystkich innych jest niemożliwe. Wszak wiedza teoretyczna pojawia się właśnie na podstawie wyników kliniki pacjenta. W przypadku tej metody stosuje się szereg powiązanych technik:
- biochemiczny;
- chemiczne;
- fizyczne;
- histochemiczny;
- morfologiczne;
- statystyczne i inne.
Tylko na podstawie materiału uzyskanego wszystkimi metodami lekarz może postawić diagnozę i zalecić przebieg leczenia.
Fizjologia roślin
Jest to nauka o żywotnej aktywności (funkcjonowaniu) organizmów roślinnych. Mówimy o wszystkich formach życia: od jednokomórkowych po wyższe, w tym glony. Zadania fizjologów roślin są następujące:
- badać i identyfikować mechanizmy funkcjonowania roślin;
- tworzyć teoretyczne podstawy możliwości fotosyntezy w sztucznych warunkach;
- zbuduj model, który odzwierciedla istotę metodologii uzyskiwania zwiększonych plonów ważnych upraw.
Oczywiście zadania wcale nie są łatwe. W końcu rośliny to prawdziwe żywe organizmy, w których co sekundę zachodzą setki reakcji biochemicznych, tak jak u ludzi. Fizjolog musi zbadać każdą z nich. Rośliny oddychają, odżywiają się, przeprowadzają proces fotosyntezy, rozmnażają się, rosną i rozwijają - to normalne formy życia dla każdej żywej istoty. Badanie wszystkich tych procesów jest zadaniem fizjologów.
Rozwiązanie problemu fotosyntezy w sztucznych warunkach oznacza udostępnienie ludziom ogromnego potencjalnego źródła pożywienia. Wszakże wtedy głód na świecie zniknie, jakość życia ludzi znacznie wzrośnie. Ale jak dotąd problem ten nie został całkowicie rozwiązany, chociaż wiele problemów w zakresie fotochemicznej strony procesu zostało już rozwiązanych.
Metody tej nauki
Fizjologia roślin ściśle graniczy z następującymi współczesnymi naukami:
- biotechnologia;
- biologia molekularna;
- inżynieria genetyczna;
- biofizyka;
- inżynieria komórkowa.
Oczywiście znajduje to odzwierciedlenie w metodach prowadzenia badań organizmów roślinnych. Tak więc metody fizjologii roślin są następujące.
- Uprawa.
- Metody światła ispektroskopia elektronów.
- Elektrochemiczny.
- Optyczno-akustyczny.
- Chromatograficzne.
- Spektrofotometryczne.
Oczywiście wszystkie z nich mają na celu pomiar wskaźników liczbowych: produktywności, wagi, wzrostu, rozwoju, wyników metabolizmu tworzyw sztucznych i energii. Co takie metody pozwalają rozwiązać? Bardzo ważne zadania rolnicze, takie jak:
- hodowla roślin;
- uzyskiwanie form heterotycznych;
- wprowadzenie;
- aklimatyzacja;
- strefowanie odmian;
- sztuczne nawadnianie;
- Obszary uprawy roślin.
Zatem fizjologia roślin to kolejna fundamentalna nauka biologiczna, która odgrywa ważną rolę w życiu człowieka.
