Основные этапы жизни великого ученого И. П
advertisement
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Биологический институт Кафедра физиологии человека и животных ИСТОРИЯ ФИЗИОЛОГИИ ПИЩЕВАРЕНИЯ Выполнила студентка 5 курса группы 131 Севостьянова Е. С. Томск 2007 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 НАУКА И ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ КАФЕДРЫ «ФИЗИОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ» 3 НАПРАВЛЕНИЯ ФИЗИОЛОГИИ 4 ФИЗИОЛОГИЯ ПИЩЕВАРЕНИЯ 5 НОВЫЙ ЭТАП В РАЗВИТИИ ФИЗИОЛОГИИ ПИЩЕВАРЕНИЯ 6 ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ЖИЗНИ ВЕЛИКОГО УЧЕНОГО И. П. ПАВЛОВА 8 ВКЛАД И ,П. ПАВЛОВА В ФИЗИОЛОГИЮ ПИЩЕВАРЕНИЯ 9 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 12 ЛИТЕРАТУРА 13 3 ВВЕДЕНИЕ Физиология (от греч. φύσις — природа и греч. λόγος — знание) — комплекс естественно-научных дисциплин, изучающих общие и частные закономерности функционирования и регуляции биологических систем разного уровня организации. Физиологию традиционно делят на физиологию растений и физиологию человека и животных, но существуют и другие разделы физиологии. Первые работы, которые можно отнести к физиологии, были выполнены уже в древности. Однако до XVIII века физиология развивалась как часть анатомии и медицины. В 1628 анатом Уильям Гарвей описал работу сердца и циркуляцию крови в организме, положив начало экспериментальной физиологии. НАУКА И ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ КАФЕДРЫ «ФИЗИОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ» Научная деятельность биологов в Томском Университете началась в 1885 г., за три года до его официального открытия, когда в Томск из Казанского университета приехал ботаник П.Н. Крылов. Сразу же по приезде этот энергичный человек приступил к созданию Ботанического сада и Гербария, проделав при этом исключительно большую организационную работу. Открывшийся в 1888 году Томский университет первоначально имел только один медицинский факультет, на котором были созданы две биологические кафедры – ботаники, а также зоологии и сравнительной анатомии. В значительной мере биологическую направленность имели и две медицинские кафедры – нормальной физиологии и гистологии с эмбриологией. Таким образом, биология в Томском университете в первый период своей истории (1888-1917) развивалась главным образом на этих четырех кафедрах. У ее истоков стояли крупные ученые: гистологи - А.С. Догель, А.Е. Смирнов и С.Г. Часовников; анатом - К.Н. Виноградов; физиологи - В.Н. Великий, А.А. Кулябко; ботаники - С.И. Коржинский, В.В. Сапожников, П.Н. Крылов, зоологи - Н.Ф. Кащенко, Г.Э. Иоганзен, М.Д. Рузский. Они оставили неизгладимый след в истории Томского университета, как основоположники ряда направлений биологических исследований и создатели самобытной сибирской биологической школы. Второй период развития биологии начинается с открытия в 1917 г. физикоматематического факультета, на котором было организовано биологическое 4 отделение, где вскоре происходят некоторые преобразования и открытие новых биологических кафедр. В 1933 году университет вновь перешел на факультетскую систему и приказом от 16 мая среди прочих был открыт Биологический факультет. Поэтому именно этот год можно считать годом рождения Биологического факультета, с него и начинается третий этап развития биологии в Томском университете. В 1948 году в состав Биологического факультета была введена кафедра почвоведения, и с этого времени факультет уже ровно 55 лет называется Биолого-почвенным. В 2007году Биолого- почвенный факультет объединил свою деятельность с Международным факультетом сельского хозяйства и стал называться Биологический институт (Институт биологии, экологии, почвоведения, сельского и лесного хозяйства). Директором БИ в настоящее время является С. П. Кулижский. Кафедра физиологии человека и животных открывалась дважды, сначала как кафедра нормальной физиологии (1889) в составе медицинского факультета, затем в 1938 г. она открывается уже на биологическом факультете под своим современным названием. Научное направление кафедры: изучение механизмов адаптации организма человека и животных к факторам среды и к стрессирующим воздействиям. Заведующим кафедрой физиологии человека и животных сейчас является Ю. В. Бушев. НАПРАВЛЕНИЯ ФИЗИОЛОГИИ Физиология включает в себя несколько независимых дисциплин. Физиология человека и животных - представляет собой логическое продолжение анатомии человека и имеет непосредственное отношение к медицине (см. Нормальная физиология). Физиология растений изучает биохимические особенности жизнедеятельности организмов растительного мира. Физиология микроорганизмов изучает закономерности жизнедеятельности микробов. В виду того, что эти независимые направления в свою очередь также разнообразны и имеют собственную специфику, выделяют такие дисциплины, как физиология кровообращения, которая изучает работу сердца и сосудов, 5 электрофизиология - изучает работу нервов и мышц. Нейрофизиология занимается мозгом. Физиология высшей нервной деятельности изучает высшие психические функции физиологическими методами. Физиология клетки исследует работу отдельных клеток. ФИЗИОЛОГИЯ ПИЩЕВАРЕНИЯ До ХIХ столетия были выполнены лишь отдельные, эпизодические наблюдения над процессом пищеварения. В середине ХVII столетия, Р. Де Гааф вводил в протоки слюнной и поджелудочной желез канюли и собирал выделяемые этими железами пищеварительные соки. Реомюр в начале и Лю Спалланцани в конце ХVIII столетия вводили в желудок крупных птиц кусочки губки для собирания и исследования пищеварительного действия желудочного сока. В результате таких опытов Спалланцани пришел к выводу, что пища подвергается в желудке химической обработке. В начале ХIХ столетия Ф. Тидеман и Л. Гмелин, чтобы выяснить, как изменяется пища в желудке, кормили животное, а затем через определенное время убивали его и, вскрывая желудок, смотрели,как изменилась съеденная пища. Начиная с 40-х годов в практику физиологических исследований вошли разработанные В.А. Басовым, Н. Блондло, Р. Клеменсиевичем, Р. Генденгайном, Л. Тири, Л. Вела и в особенности И.П. Павловым хирургические методы исследования пищеварительных желез, позволяющие собирать пищеварительные соки и проводить различные эксперименты над животными, находящимися в нормальном состоянии. Одновременно с этим было изучено действие на различные вещества пищеварительных соков и установлена их ферментативная активность. Так, в 1831 г. Леухс показал, что слюна обладает способностью превращать крахмал в сахар (слюнные железы секретируют в полость рта альфа-амилаза, которая расщепляет высокомолекулярный крахмал до более коротких фрагментов и до отдельных растворимых сахаров: дектрины, мальтоза, мальтриоза). Т. Шванн в 1836 г. Открыл в желудочном соке пепсин(основной желудочный фермент, расщепляющий белки до пептидов)., Я. Пуркине и С. Паппенхейм в том же году обнаружили, что поджелудочный сок переваривает белки, а К. Бернар в 1849 г. 6 Нашел, что этот сок расщепляет жиры. Пищеварение стали трактовать как химический процесс, в основе которого лежит ферментативный гидролиз. До конца 80-х годов, практически до начала исследований И.П. Павлова, в изучении секреторной и моторной деятельности пищеварительного тракта было сделано относительно немного. Следует отметить лишь некоторые результаты исследований, проведенных в основном К. Людвигом, К. Бернаром и Р. Генденгайном. Этими физиологами была изучена секреторная иннервация слюнных желез. На основе полученных ими данных Р. Генденгайн высказал предположение, что существуют два вида секреторных нервов: одни из них (барабанная струна, якобсонов нерв) являются «секреторными», вызывающими выделение воды и солей, другие (симпатические нервные волокна) – «трофическими», регулирующими образование органических веществ слюны. К. Бернар открыл остающееся загадочным явление паралитической секреции слюнных желез. Он же привел некоторые экспериментальные факты, позволившие ему высказать предположение(ныне являющееся доказанным), что соляная кислота желудочного сока секретируется обкладочными клетками желудка. Он же открыл явление самопереваривания желудка при его травме или после смерти. Был изучен состав желчи и проведены исследования ее секреции на собаках с фистулой общего желчного протока (Биддер, Шмидт, 1852). Р. Вирхов получил первые данные, указывающие на то, что желчные пигменты образуются из гемоглобина крови. Позднее это было подтверждено И.Р. Тархановы, который вводил в ток крови большие количества раствора гемоглобина и видел увеличения выделения желчных пигментов. Таким образом, к концу 80-х годов физиология пищеварения представляла собой малоизученную область. Механизмы секреторной деятельности желудка, поджелудочной железы, печени и кишечных желез оставался совершенно неясным. НОВЫЙ ЭТАП В РАЗВИТИИ ФИЗИОЛОГИИ ПИЩЕВАРЕНИЯ Новый этап в физиологии пищеварения начался с того времени, когда И.П. Павлов приступил к своим классическим исследованиям в этой области. Исключительные пищеварения достижения обусловлены И.П. прежде Павлова всего в новыми области физиологии методологическими и методическими принципами, внесенными в физиологию. Павлов разработал и широко применил сложные и вместе с тем весьма совершенные хирургические 7 методы. Он был убежден, что «только развитие оперативного остроумия и искусства в области пищеварительного канала раскроет перед нами всю поразительную красоту химической работы этого органа…». Еще в 1879 г. И.П. Павлов осуществил операцию наложения постоянной фистулы протока поджелудочной железы у собаки. Для этой цели вырезался и затем вшивался на кожу живота небольшой участок стенки двенадцатиперстной кишки в месте впадения в нее протока поджелудочной железы. После заживления раны можно было собирать поджелудочный сок в любой момент пищеварительного процесса, исследовать его состав и свойства, изучать влияние пищи на секреторную функцию железы. В 1895 г. Был разработан метод наложения фистулы протока слюной железы. Эта методика в дальнейшем использовалась для изучения безусловных и условных слюноотделительных рефлексов. В 1889 г. И.П. Павлов совместно с Е. О. Шумовой- Симановской разработал замечательную методику исследования желудочной секреции путем сочетания фистулы желудка по Басову с операцией перерезки пищевода (эзофаготомией). У оперированной таким образом собаки пища не поступает в желудок и вываливается из перерезанного пищевода. Вместе с тем прием пищи, так называемое «мнимое кормление » вызывает обильную рефлекторную секрецию желудочных желез. Путем двухсторонней перевязки блуждающих нервов было установлено, что они являются секреторными нервами желез желудка. Этот факт интересно сопоставить с тем, что за десять лет до того один из самых авторитетных специалистов в области физиологии секреторных процессов Р. Гейденган отрицал влияние нервной системы на работу желудочных желез. Крупнейшим методическим достижением И.П. Павлова, демонстрирующим его творческую изобретательность и несравненное хирургическое искусство, была разработка операции изолированного желудочка с сохранением нервных связей его с большим желудком. Эта операция позволяла собирать желудочный сок , незагрязненный пищей, в таких условиях, при которых в большом желудке протекало пищеварение, причем сокоотделение из малого желудка было точной, но уменьшенной копией секреции большого желудка. Были разработаны также операции наложения фистул на желчный пузырь и выделение на кожу живота общего желчного протока. На оперированных животных И.П. Павлов и его многочисленные ученики изучили влияние различных условий на деятельность пищеварительных желез, в частности влияние приема различных видов пищи. В ходе исследования было 8 обнаружено большое число фактов, свидетельствующих о наличии целесообразной приспособленности системы органов пищеварения к внешним условиям . В понимании этих целесообразных приспособлений Павлов руководствовался учением Дарвина и идеей нервизма. В связи с этим особое внимание он обратил на раскрытие нервного механизма секреции пищеварительных желез. В итоге работы Павлова и его учеников функция пищеварения стала одной из наиболее хорошо изученных. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ЖИЗНИ ВЕЛИКОГО УЧЕНОГО И. П. ПАВЛОВА Иван Петрович Павлов родился 26 сентября 1849 г. в Рязани, в семье священника. Отец мечтал о том, чтобы сын, как и он, посвятил себя церкви. Поначалу судьба Ивана Павлова так и складывалась: он стал учиться в духовной семинарии. Годы его учебы совпали с бурным развитием естествознания в России. Большое влияние на мировоззрение Павлова оказали идеи великих русских мыслителей революционеров-демократов А. И. Герцена, В. Г. Белинского, Н. Г. Чернышевского, труды публициста-просветителя Д. И. Писарева и особенно труд "отца русской физиологии" И. М. Сеченова – "Рефлексы головного мозга". Увлекшись естественными науками, Павлов в 1870 году поступил в Петербургский университет. Занимаясь на естественном отделении физико-математического факультета. Он работал в лаборатории под руководством известного физиолога И. Ф. Циона, где выполнил несколько научных исследований. А в 1875 году совет университета наградил его золотой медалью за работу "О нервах, заведующих работой в поджелудочной железе". По окончании университета Иван Петрович поступил на третий курс Медикохирургической академии и одновременно работал в лаборатории профессора физиологии К. Н. Устимовича. За время прохождения курса в академии Павлов провел ряд экспериментальных работ, за совокупность которых был награжден золотой медалью. 1879 году Павлов окончил академию и был оставлен при ней для дальнейшего усовершенствования. Тогда же по приглашению выдающегося хирурга С. П. Боткина, он начал работать в физиологической лаборатории при его клинике. В ней Павлов проработал около 10 лет, фактически руководя всеми фармакологическими и физиологическими исследованиями. Защитив в 1883 году диссертацию на степень доктора медицины, И.П. Павлов получил звание приват-доцента Военно-медицинской академии. Проработав 45 лет 9 в стенах этого института, он выполнил главные исследования по физиологии пищеварения и разработал учение об условных рефлексах. В 1897 году И. П. Павлов опубликовал свой знаменитый труд – "Лекции о работе главных пищеварительных желез", ставший настольным руководством физиологов всего мира. За этот труд в 1904 году ему была присуждена Нобелевская премия. Труды И. П. Павлова получили признание со стороны ученых всего мира. При жизни ему были присвоены почетные звания многочисленных отечественных и иностранных научных учреждений, академий, университетов и различных обществ. А в 1935 году на 15 Международном конгрессе физиологов Иван Петрович был увенчан почетным званием "старейшины физиологов мира". Ни до, ни после него, ни один биолог не удостаивался такой чести. ВКЛАД И ,П. ПАВЛОВА В ФИЗИОЛОГИЮ ПИЩЕВАРЕНИЯ Систематические исследования в этой области он начал проводить только в 1891 году в лаборатории Института экспериментальной медицины. Основной идеей в этих работах, также как в исследованиях по кровообращению, была идея нервизма, заимствованная Павловым от С. П. Боткина и И. М. Сеченова. Однако изучение регуляторной функции нервной системы (в процессе пищеварения) у здорового животного не могло быть осуществлено при методических возможностях, которыми располагала физиология того времени. Созданию новых методов, новых приемов в физиологии Павлов посвятил ряд лет. Им были разработаны специальные операции на органах пищеварительного тракта и введен в практику метод хронического эксперимента, позволивший изучать деятельность пищеварительного аппарата на здоровом животном. В 1879 году Иван Петрович впервые в истории физиологии произвел операцию, в результате которой получил постоянную фистулу поджелудочной железы. Вокруг одно из двух ее протоков он вырезал небольшой участок кишки, а образовавшиеся в кишке отверстия зашил; вырезанный кусок он вшил в кожную рану так, чтобы сок мог по протоку вытекать наружу. Другой проток железы оставался на месте. По этому протоку сок продолжал изливаться в кишку, и нормальное пищеварение не нарушалось. Через некоторое время рана зажила, и ученый приступил к дальнейшим опытам. 10 Операция сделанная Павловым, коренным образом отличалась от тех, которые обычно производились для изучения различных отделов пищеварительного тракта. Впервые появилась возможность изучать на здоровом животном выделение одного из пищеварительных соков в чистом виде – без примеси пищи. Собаки с фистулой поджелудочной железы жили в Павловской лаборатории годами. Чтобы изучить работу слюнных желез, Павлов вместе со своим учеником Глинским разработал новый способ операций, который позволял в любой момент собрать чистую слюну без примеси пищи. Слюна выделяется в полость рта по специальным выводным протокам. Надо было направить не в полость рта, а наружу. Для этого конец протока одной из слюнных желез вместе с небольшим кусочком слизистой оболочки рта Павлов отделил от соседних тканей. Затем через отверстие, проделанное в стенки полости рта, он вывел конец протока наружу и прикрепил его к коже. Уже через несколько дней после операции конец протока, окруженный слизистой оболочкой, хорошо приживился и позволил приступить к опыту. Работа слюнных желез оказалась очень сложной и разнообразной. С изумительной точностью и постоянством железы отвечают на различные раздражения. Но И. П. Павлов не ограничился этими опытами и вместе со своей сотрудницей Е. О. Шумовой-Симановской сделал своей подопытной собаке, уже имевшей фистулу желудка, еще одну дополнительную операцию: обнажил верхнюю часть пищевода, перерезал его, вывел оба конца наружу и укрепил их по краям раны. После операции пища, которую съедала собака, вываливалась наружу через отверстие перерезанного пищевода. Собака с фистулой желудка и перерезанным пищеводом несколько часов подряд могла глотать одну и ту же пищу и не насыщаться ею. При таком мнимом кормлении, как и предполагал великий ученый, из фистулы желудка выделялся совершенно чистый желудочный сок, не смешанный ни с пищей, ни со слюной. Таким образом, он смог доказать, что работа желудочных желез подчинена нервной системе и управляется ими. Прооперированное животное становилось, по выражению Павлова "неистощимой фабрикой" желудочного сока. Оно может выделять через фистулу каждый день по 300-400, а иногда и до 700 мл желудочного сока без вреда для своего здоровья. В станках стояло 10 собак. За 6-7 часов мнимого кормления они давали несколько 11 литров сока, который использовался для лечения людей при некоторых желудочных заболеваниях. Проведя опыт с мнимым кормлением – наиболее выдающимся опытом в физиологии 19 в., Павлов оставил далеко позади зарубежных коллег и даже самого Р. Гейденгайна, чей авторитет в то время был признан всеми в Европе, и к которому сам Иван Петрович совсем недавно ездил набираться опыта. Успех в этом опыте окончательно переключил его на исследование пищеварения. В то время многие критики Павлова настаивали на том, что мнимое кормление – не настоящее. Надо было найти способ собирать чистый желудочный сок в то время, когда пища находится в желудке. Вместе со своим помощником доктором Хижиным Иван Петрович долго и настойчиво разрабатывал новый способ операции. И, в конце концов, после нескольких неудачных опытов, добился успеха: изолированный желудок был сделан так искусно, что небыли повреждены не только кровеносные сосуды, но и нервы. Состав желудочного сока в большой и малой частях оказался одинаков. Теория Павлова целиком и полностью была подтверждена на практике. Это была настоящая научная победа. Теперь ни какой критик не мог ни в чем упрекнуть его. К нему пришла всемирная известность, и известность эта была заслуженной. Опыты на собаках с павловским изолированным желудком показали, что желудочные железы, так же как и слюнные реагируют на характер поступающей в желудок пищи и соответственно меняют свою работу. Каждый опыт начинался с кормления животного определенным количеством того или иного продукта, например мяса хлеба или молока. Оказалось, что переваривающая сила сока, т. е. скорость, с которой он действует на содержащиеся в пище белки, неодинакова при кормлении разными пищевыми продуктами. "Желудочные железы, – писал Павлов, – работают с большой точностью, давая на пищу всякий раз столько нужно для данного материала по раз установленной норме". 12 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Павловское физиологическое учение – явилось для того времени выдающейся научной, революционной работой. Все явления в организме павловское учение трактует как постоянно изменяющиеся и развивающиеся, все процессы рассматриваются им в их взаимосвязи; организм изучается как часть природы, находящаяся в непрерывном взаимодействии с окружающей средой. Возникновение качественно новых явлений в организме понимается как результат развития, накапливания качественных изменений. Научные достижения Павлова оказали революционное влияние на представления того времени об организме человека. Они на практике показали, что границ познания не существует. Значение исследований Ивана Петровича трудно переоценить, так как его учение об условных рефлексах совершило настоящий переворот в физиологии того времени и остается актуальным и сейчас, на его исследованиях в области пищеварения основаны практически все современные методы лечения, его работы по изучению кровообращения также очень значительны. О его заслугах и достижениях можно говорить очень долго, ведь трудно найти человека сделавшего для физиологии и медицины столько же, сколько сделал Иван Петрович Павлов. Он считал физиологию и медицину неотделимыми друг от друга науками. Под его влиянием формировались крупные школы терапии, хирургии, психиатрии и невропатологии. Я думаю, что учение Павлова на сегодня остается одним из самых актуальных разработок в области физиологии и медицины и на основе его теории будет сделало еще не один шаг вперед в области биологии и медицины. 13 ЛИТЕРАТУРА 1. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: В 3 т./Под ред. д-ра биол. наук Б. М. Медникова.- М.: Мир, 1996.- Т.2.- 325 с. 2. Микулинский С. Р. История биологии с древнейших времен до начала ХХ века.- М.: Наука, 1972.- 264 с. 3. Бернал Дж. Наука в истории общества.- М.: Наука, 1956.- 356 с. 4. Бляхер Л. А.Идея развития в биологии.- М.: Наука, 1965.- 225 с.
