Физиология

Главная » Энциклопедия » Физиология

Физиология (от греч. physis — природа и logos — учение) — наука, изучающая свойства и динамику жизненных процессов животного (физиология животных и человека) и растительного (физиология растений) организмов. Подразделяется на общую (исследует природу процессов, общих для организмов различных видов), частную специальную (изучает классы, группы организмов, отдельные системы и органы), прикладную (авиационная, космическая, физиология труда и т.п.) и патологическую (изучает жизнедеятельность больного организма, течение патологических процессов и т.п.).

Физиология связана с анатомией, цитологией, эмбриологией, биохимией и др. науками. Используя их достижения, физиологи решают важные теоретические и практические задачи. В области физиологии животных и человека – это всестороннее изучение роли нервной системы в организме; в области физиологии растений – решение проблем, связанных с практическими вопросами растениеводства и агрономии (изучение минерального и воздушного питания растений, плодоношения и др.).

Первые данные о физиологических функциях (дыхания, пищеварения и др.) относятся к древности. Однако вплоть до 18 в. физиология развивается как часть анатомии и медицины. Рождение физиологии как науки связывают с работами У. Гарвея, описавшего работу сердца и циркуляцию крови в организме (1628). Уже на первом этапе становления в физиологии используются идеи и методы механики, физики и химии. Ведущими достижениями физиологии 17-18 вв. явились открытие рефлекторного принципа деятельности организма (Р. Декарт), изучение механизма дыхательных движений и принципов движения крови (Дж. Борелли), анализ лучепреломления глазных сред (К. Шейнер), формирование представлений о химической сущности процессов дыхания (А. Лавуазье) и пищеварения (Р. Реомюр, Л. Спалланцани), открытие биоэлектрических явлений (Л. Гальвани). К 1-й половине 18 в. относится начало развития физиологии в России.

Для развития физиологии в 19 в. определяющее значение имели открытия в органической химии, доказательство закона сохранения и превращения энергии, клеточная и эволюционная теории. Значит, роль сыграли также достижения в физике, создание новых приборов и разработка экспериментальных методов (К. Людвиг). Происходит полное отделение физиологии от анатомии, формируются самостоятельные разделы физиологии (напр., нейрофизиология, эндокринология, физиологическая химия). Наиболее крупные успехи физиологии этого столетия — установление нервного механизма регуляции функций внутренних органов, создание рефлекторной теории нервной деятельности (Ф. Мажанди, К. Бернар, И. Миллер, И. М. Сеченов и др.) и установление нервного механизма регуляции функций внутренних органов, исследование механизмов секреции, всасывания, выделения (Р. Гейденгайн), разработка основ теории зрения и слуха (Г. Гельмгольц) и др. Существенный вклад в развитие физиологии внесли русские физиологи: Ф. В. Овсянников (открыл сосудо-двигательный центр), Н. Е. Введенский (развил представления о роли частоты импульсации в нервной деятельности), И. М. Сеченов (анализировал газовый состав крови).

На рубеже 19-20 вв. мировую известность получили труды И. П. Павлова, поставившего на научную основу физиологию пищеварения, открывшего условный рефлекс и создавшего учение о высшей нервной деятельности. Развитие Павловым представлений о ведущей роли нервной системы в регуляции функций живого организма обусловило выбор основного направления исследований в русской и советской физиологии. Русские физиологи положили начало изучению физиологических основ психики.

20 в. отмечен рядом открытий в области физиологии внутренних органов, в установлении закономерностей эволюции функций и физиологических механизмов поведения; создано учение о вегетативной нервной системе (Дж. Ленгли), сформулировано представление о гомеостазе (У. Кеннон), исследованы адаптационно-трофические функции симпатической нервной системы (Л. А. Орбели), создано учение о доминанте (А. А. Ухтомский), установлены основные принципы интегративной функции мозга (Ч. Шеррингтон), получила развитие мембранная теория возбуждения (А. Ходжкин, А. Хаксли и др.) и др.

Развитию современной физиологии способствуют как новые теоретические концепции, так и развитие и усовершенствование методов, основанных на достижениях физики, радиотехники и электроники. Перед современной физиологией стоят задачи исследования мол. механизмов различных функций, изучение принципов передачи и переработки информации в сенсорных системах, центр, механизмов регуляции вегетативных функций и нейронных механизмов психической деятельности и т. д. Современная физиология использует данные физики, кибернетики и математики. Физические и химические закономерности протекающих в организме процессов исследуются совместно с биохимией, биофизикой и бионикой. Традиционно физиология связана с морфологическими науками (анатомия, гистология, цитология) и медициной, использует данные общей биологии, эволюционные учения и эмбриологии. Физиология высшей нервной деятельности тесно связана с этологией, психологией и педагогикой. Физиология сельскохозяйственных животных имеет большое значение для решения многих проблем ветеринарии, животноводства и зоотехники.

Физиология растений первоначально развивалась как составная часть ботаники. Начало экспериментальной физиологии растений было положено опытами Яна ван Гельмонта по питанию растений (1-я половина 17 в.). Основные этапы её дальнейшего развития связаны с открытием фотосинтеза (конец 18 в. — Дж. Пристли, Ж. Сенебье), изучением ростовых движений — тропизмов (Ч. Дарвин и др.), разработкой теории минерального (почвенного) питания растений (2-я половина 19 в. — Ю. Либих, Ж. Буссенго). В конце 19 — начале 20 вв. началось интенсивное изучение механизмов дыхания растений (В. Палладии, А. Бах). Основатели отечественной физиологии растений — А. С. Фаминцын (фундаментальные исследования обмена веществ и энергии у растений) и К. А. Тимирязев (исследование роли хлорофилла в фотосинтезе, обоснование космической роли зелёных растений). Достижения физиологии растений в СССР связаны с трудами С. П. Костычева (биохимия растений, экологическая физиология), Н. А. Максимова (водный режим растений, физиология засухо- и морозоустойчивости), Д. А. Сабинина (функциональная роль корней, физиология роста и развития), А. Л. Курсанова (интеграция функциональных систем в растительном организме, транспорт ассимилятов), А. А. Ничипоровича (теория фотосинтетической продуктивности), М. X. Чайлахяна (гормональная теория онтогенеза, регуляция цветения), Р. Г. Бутенко (морфогенез в культуре изолированных клеток и тканей). Методология физиологии растений основана на представлении о растительном организме как сложной саморегулируемой системе, включающей иерархию разных структурных уровней — от целого растения до макромолекул. Познание физиологических функций осуществляется изучением простых уровней организации с последующей интеграцией данных при рассмотрении физиологических систем возрастающей сложности. Наряду с классическими методами исследований (полевой и вегетативный, водные культуры и др.) физиология растений использует методы физико-химической биологии, метод культуры клеток и тканей, на котором основана клеточная биотехнология, и др. Основные разделы физиологии растений — фотосинтез и транспорт веществ, дыхание и обмен вторичных соединений, почвенное (корневое) питание, водный обмен, рост и развитие, устойчивость, физиология иммунитета.

Источники и литература

  • Биологический энциклопедический словарь. Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.
  • Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия. Гл. ред. А. П. Горкин; М.: Росмэн, 2006.