Организм человека изучают анатомия, физиология и другие разделы науки. Анатомия изучает форму и массу тела и внутреннее строение организма. Для определения формы пользуются ростомером, массу тела определяют с помощью весов. Окружность головы, объем груди, тазобедренной области, голени измеряют сантиметровой лентой.
Для определения внутреннего строения применяют анатомические плакаты, рисунки, муляжи, торс. Для рассмотрения тканей и клеток применяют специальные приборы, например, микроскоп. В современных условиях с помощью аппарата УЗИ стало возможным увидеть на экране внутренние органы.
Физиологическая наука для изучения функций организма в целом, его органов, систем органов, тканей, клеток широко использует методы физики, химии, математики, клиники и других разделов науки. Так, применение физических приборов (микроскоп, кимограф, электромагнитный камертон, электрокардиограф, электроэнцефалограф и другие) дает возможность регистрировать электрические процессы, происходящие в тканях (силу, скорость, направление возбуждения) (рис. 1, 2, 3).
Рис. 1. Установка для определения порога прямого раздражения
Рис. 2. Кимограф
Рис. 3. Установка для раздражения мышцы при записи ее утомления
Стандартные отведения были предложены В. Эйнтховеном. Электроды помещают на нижних двух третях предплечий правой и левой руки и на левой ноге, с внутренней стороны (рис. 4).
Рис. 4. Электрокардиограф дает возможность записать возбуждение и проведение возбуждения в мышцах сердца, баллистокардиограф — сократительные процессы сердечных мышц
Эти отведения называются двухполюсными, поскольку оба электрода помещены на равном расстоянии от сердца и в равной степени испытывают воздействие токов сердца (рис. 5).
Рис. 5. Общепринятые обозначения и элементы нормальной электрокардиограммы
Применение химических методов дает возможность познать механизмы расщепления сложных веществ, поступающих с пищей в организм, на более простые вещества и определить количество ядовитых веществ, приводящих к заболеванию. Например, белки расщепляются до аминокислоты с образованием СО2, H20 и других веществ распада. Жиры расщепляются до глицерина и жирных кислот, углеводы — на простые углеводы. В результате обмена веществ в тканях образуется много оксида углерода и повышается концентрация угольной кислоты: CO2+H20 —> H2СО3. Однако накопления этой кислоты не происходит, так как она связывается в гидрокарбонат H2CO3 + Hв (гемоглобин, переносчик кислорода) — HCO3 +HHв. Затем гемоглобин и гидрокарбонат переносятся кровью из тканей в легкие, и HHВ O2 -> HHв02, т.е. в легких слабая кислота превращается в сильную. Оксигемоглобин (HвО2,) вытесняет угольную кислоту из гидрокарбоната и способствует проникновению оксида углерода в легкие: HCO3 + HHвO2 -> H20 + CO2↑. Этот процесс повторяется до конца жизни организма.
Рис. 6. Баллистокардиограмма
Математические методы широко применяются для определения ритма в деятельности органов, соотношения ритмов между органами, количественных и качественных показателей в физиологических процессах. Например, человек делает 18 вдохов в течение одной минуты, при одном вдохе вдыхает 500 мл воздуха, объем воздуха, который проходит через органы дыхания: 18 х 500 = 9 000 мл. Другой случай. Для того чтобы узнать производительность работы сердца, количество сокращений сердца за одну минуту умножают на объем крови, выходящий из сердца в аорту (кровеносный сосуд) при одном его сокращении (сердечный объем), т.е. 75 сокращений (в одну минуту) х 60 мл = 4500 мл. Следовательно, почти вся кровь в организме в течение одной минуты проходит через сердце. Все клетки ткани успевают нормально снабжаться кровью.
В клинике (медицине) используются хирургические методы для изучения влияния химических, электрических воздействий на уровне отдельных органов и систем органов. Измерение и запись происходящих процессов в органах широко применяются в физиологии для определения функции целостного организма, при действии изменения космических факторов на организм человека.
При правильном подборе условий для физического и умственного труда человека и сохранения здоровья используют достижения гигиенической науки.
Следовательно, физиологическая наука в своих исследованиях использует методы ряда разделов науки в определении и познании механизмов нормального роста, развития организма человека, сохранения его здоровья, при повышении способности к умственному и физическому труду, расширении пределов адаптации к условиям внешней среды. Это показывает сложность задач, стоящих перед физиологической наукой. Физиологическая наука является основным и важным разделом биологической науки. Поэтому физиология является теоретической основой многих разделов науки, например, медицины, педагогики, психологии, а также для физкультуры и спорта, трудовых процессов, авиации и космонавтики, подготовки специалистов в сельском хозяйстве и др.
1.Какую науку называют анатомией?
2. Какие методы использует анатомия в исследованиях организма?
3. Какую науку называют физиологией?
4. Какие методы и приборы используют при исследованиях физиологических процессов?
5. Какую помощь оказывает использование химических методов физиологии?
6. Какую новизну вносит применение математических методов в физиологических исследованиях (масса тела, рост, а также суточные, месячные, сезонные, годичные циклы и т.д)?
7. Как используются медицинские методы в физиологии?