لمعرفة ميزات عمل الجسم ، كل جزء من أجزائه ، هيكله ، لتكون قادرًا على التحقيق والتنبؤ بالتغيرات والأمراض - هذه مهمة مهمة للمتخصصين في مجال الطب. هناك علم كامل يتعامل مع دراسة مثل هذه الأسئلة فقط. إنه يسمى علم وظائف الأعضاء. هذا هو علم تلك العمليات التي تصاحب الأداء الطبيعي للجسم. نشأت منذ وقت طويل ، حتى أبقراط أظهر لأول مرة اهتمامًا بوظيفة النظم الحية. اليوم ، هناك مجموعة متنوعة من الأساليب لدراسة علم وظائف الأعضاء التي تساعد على فهم آليات وخصائص معينة للجسم بشكل كامل.
المفهوم العام لعلم وظائف الأعضاء
ابدأ بمفهوم عام. علم وظائف الأعضاء هو علم حياة الكائن الحي وعلاقته بالظروف البيئية الخارجية وتأثيرها على الحالة الصحية والعمل الطبيعي للأعضاء وأنظمتها. بشكل عام ، الفكرة الرئيسية لهذا العلم هي الكشف عن الآليات العميقة لوجود الكائنات الحية ، لفهم كيفية تنظيمها الذاتي وجميع العمليات الأخرى.
موضوع علم وظائف الأعضاء ليس سوى كائن حي ، لأن هذه هي الطريقة التي يمكن بها تحديد جميع الأنماط التي تهم الناس فيالهيكل والأداء. تظهر أهداف الانضباط بوضوح في التعريف نفسه.
وهكذا فإن موضوع ومهام وطرق علم وظائف الأعضاء هي ثلاثة مكونات من الأسس النظرية للعلم. حاول العديد من العلماء في جميع الأوقات فهم جوهر التغييرات التي تحدث في الجسم ، بما في ذلك الإنسان. ومع ذلك ، أصبح هذا ممكنًا تمامًا فقط مع اختراع الأدوات والأجهزة الحديثة ، أي أن العلم تلقى تطوره الكامل فقط بدءًا من القرن العشرين.
هذا لم يمنعها من أن تصبح واحدة من العلوم البيولوجية الرائدة. علم وظائف الأعضاء وعلم التشريح والطب هي ثلاثة تخصصات مترابطة بشكل وثيق وهي الأساس لبعضها البعض. لذلك ، فإن طرق علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء في بعض الحالات متشابهة مع بعضها البعض.
أقسام علم وظائف الأعضاء
هذا العلم نفسه له عدة تخصصات فرعية. لذلك يتميز علم وظائف الأعضاء:
- عام ؛
- مقارن ؛
- خاص.
عام يتعامل مع دراسة العمليات الحياتية بشكل عام. أي أنه يأخذ بعين الاعتبار أنماط مسار ردود الفعل تلك التي هي مظاهر الحياة. على سبيل المثال ، التغذية ، والتنفس ، والإفراز ، والتنظيم ، والتغيرات في النوم واليقظة ، وغيرها. يتضمن هذا أيضًا قسمًا مثل فسيولوجيا الخلية ، والذي يتعامل مع دراسة مفصلة لجميع مظاهرها الحيوية.
يقارن علم وظائف الأعضاء المقارن عمليات الحياة لنوع واحد أو أنواع مختلفة من الكائنات الحية في عملية التكوُّن. نتيجة لذلك ، يتم أيضًا تكوين فرع كامل - علم وظائف الأعضاء التطوري.
يتعامل الخاص مع بحث محدد أضيق. لذلك ، هناك عدة أنواع من التخصصات المدرجة في هذه المجموعة.
- علم وظائف الأعضاء البشرية ، وطرق البحث التي سننظر فيها بعد قليل.
- فسيولوجيا مجموعات معينة من الكائنات الحية (الحشرات ، الطيور ، الثدييات ، الزواحف ، وما إلى ذلك).
- أعضاء وأنسجة منفصلة.
- أجهزة الجسم (فسيولوجيا الهضم ، والدورة الدموية ، والتنفس ، وما إلى ذلك).
حظيت دراسة الإنسان من وجهة نظر هذا العلم بتطور واسع بشكل خاص مؤخرًا. بعد كل شيء ، يمتلك جسده أكثر الهياكل تعقيدًا. إن طرق علم وظائف الأعضاء البشرية متنوعة جدًا وفعالة من أجل الكشف عن كل ما هو ضروري لفهم جوهر الأشياء. تسليط الضوء:
- فسيولوجيا العمر ؛
- طعام ؛
- العمالة ؛
- رياضة ؛
- كوني ؛
- مرضي ؛
- السريرية.
تساعد البيانات المجمعة لهذه التخصصات على احتضان جميع العمليات غير المحدودة التي تحدث داخل الشخص والعثور على إمكانية الوصول إلى إدارتها.
طرق البحث في علم وظائف الأعضاء
هناك العديد منهم. هناك مطورة تاريخيًا تم استخدامها في العصور القديمة. اليوم ، تم تشكيل إنجازات جديدة مبنية على أحدث الإنجازات العلمية في مجال التكنولوجيا والإلكترونيات ودراسة الإشعاع الكهرومغناطيسي.
تتميز الطرق التالية في علم وظائف الأعضاء.
- الاستئصال من أقدم طرق التعلم. وكان فيإزالة عضو من كائن حي مع مزيد من المراقبة لرد فعل الجسم وتحديد النتائج.
- طريقة الناسور. أساسه هو إدخال الأنابيب المعدنية أو البلاستيكية في الأعضاء التي بها تجويف وبالتالي تثبيت السوائل البيولوجية. يتم الحصول على البيانات المتعلقة بالتغيرات في الطبيعة الكيميائية للمواد ، أي أن الوظيفة الإفرازية للجسم قيد الدراسة.
- طريقة القسطرة - إدخال أدوية خاصة من خلال أنابيب رفيعة في الأعضاء والأوعية ، مما يسبب تغيرات في الأداء. هكذا يتم دراسة عمل القلب والأوعية الدموية وغدد الإفرازات الخارجية والداخلية (ليس كلها).
- طريقة الحرمان. يستخدم لدراسة العلاقة بين الأعصاب وأجهزة العمل. لهذا ، يتم استخدام طريقة التهيج مع مزيد من التثبيت للنتائج.
- طرق دراسة علم وظائف الأعضاء على أساس استخدام الأدوات والمعدات. ويشمل ذلك زرع العناصر الكلية والصغرى في الأعضاء والأنسجة ، وتسجيل النبضات العصبية ، والتعرض للإشعاع ، وأخذ قراءات لعمل القلب والدماغ ، وما إلى ذلك.
بعض طرق البحث في علم وظائف الأعضاء ، سننظر فيها بمزيد من التفصيل لاحقًا. إنها الأكثر استخدامًا والأكثر أهمية.
ملاحظة
تم استخدام طرق علم وظائف الأعضاء هذه في مصر القديمة وروما والصين والشرق القديم. حتى ذلك الحين ، كان هناك باحثون مهتمون بالتغييرات التي تحدث في الكائنات الحية. لذلك ، على سبيل المثال ، في مصر ، أثناء تحنيط الفراعنة وعائلاتهم ، قاموا بتشريح الجثة وسجلوا التغييرات في الداخلبيئة. تم تقييم المؤشرات التالية:
- لون وجودة السوائل والكتل البيولوجية ؛
- تلوين الجهاز
- لون العين الصلبة
- جودة ولون البلغم
- انتفاخ الجلد وتورمها وبنيتها.
تمت مقارنة هذه الخصائص بخصائص الأشخاص الأصحاء وتم استخلاص بعض الاستنتاجات. بل كان من الممكن تحديد سبب الوفاة في بعض الحالات.
اليوم ، لم تفقد الملاحظة أهميتها ، خاصة عندما يتعلق الأمر بعلم النفس الفسيولوجي. سلوك الإنسان ، وعواطفه ، ومزاجه ، والمظاهر الخارجية للرجفة ، والتعرق - كل هذه العلامات بمثابة دعوات إيقاظ معينة للبحث. إنها تجعل من الممكن فهم العلاقة بين الهيكل والمظهر الخارجي لبعض المؤشرات والوظائف الفسيولوجية والعمليات في الجسم.
تم إنشاء عقيدة المزاج البشري من قبل العالم بافلوف على وجه التحديد على أساس دراسة عمليات التثبيط والإثارة ، والتي تتجلى ظاهريًا بألوان عاطفية مختلفة في السلوك وردود الفعل على بعض الأحداث والكلمات والأفعال. لقد أثبت أن أساس المظاهر الكولي ، الدموي ، الكئيب والبلغمي هي بالضبط العمليات العصبية المرتبطة بالنشاط العقلي للدماغ ، ردود أفعاله.
تم تأكيد هذه الاستنتاجات مرارًا وتكرارًا من قبل العديد من العلماء وعلماء النفس والباحثين. لذلك ، فإن طرق علم وظائف الأعضاء البشرية مثل الملاحظة والتجربة ، والتي ستتم مناقشتها لاحقًا ، كانت وما زالت ذات صلة ومهمة وفعالة.
تجربة
الأساليب التجريبية لدراسة علم وظائف الأعضاء أساسية وتاريخيا هي الأقدم والأكثر شعبية. في الواقع ، كيف تعرف ، إن لم تكن تبحث؟ لذلك ، إلى جانب المراقبة ، أجريت أنواع مختلفة من الاختبارات ، في أغلب الأحيان على الحيوانات. هم الذين أعطوا ما يقرب من مائة بالمائة من نتائج البحث ، وسمحوا بالحصول على البيانات الأكثر موثوقية.
هناك طرق تجريبية لدراسة علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء ، والتي يمكن اختزالها إلى مجموعتين رئيسيتين.
- تجارب شارب. تم استخدام طريقة البحث هذه حتى نهاية القرن التاسع عشر ، حتى وجد العالم الروسي إيفان بتروفيتش بافلوف خيارًا آخر. ما هو جوهر هذا التدخل في الجسد؟ أجريت التجربة على حيوان حي ، تم ربطه بآلة خاصة. ثم تم إجراء قسم حي للعضو المطلوب للدراسة ، وبالتالي تم تسجيل النتائج المرصودة لعمله. ومع ذلك ، هناك عدد من أوجه القصور الهامة جعلت هذه الطريقة غير فعالة. بالإضافة إلى كونه لا إنسانيًا وقاسيًا من الناحية الأخلاقية ، لأن الحيوان تعرض لعذاب رهيب وتعذيب ، وعمليات مؤلمة جدًا ، حتى التخدير لم يساعد ، ولكن أيضًا المعاناة العاطفية ، والألم الجسدي الذي يعاني منه ضحية التجربة ، شوه النتائج بشكل كبير.. لقد تحولت إلى حلقة مفرغة. للوصول إلى العضو الصحيح ، كان على المرء أن يسبب المعاناة. هم ، بدورهم ، شوهوا المسار الطبيعي للعمليات الفسيولوجية ، ولم تكن النتيجة فعالة للغاية.
- تجربة مزمنة. هذه هي الطريقة واقترح بافلوف. كان هو نفسه ضد التجارب الحادة بسبب قسوتها الشديدة ، وربما دفعه ذلك إلى ابتكار نسخة أكثر إنسانية. كان كائن الاختبار أيضًا حيوانًا. ومع ذلك ، كان الإجراء مختلفًا تمامًا. قبل إجراء العملية الجراحية ، تم إجراء تخدير عالي الجودة. ثم تم زرع ناسور في جدران العضو المطلوب - أنبوب بلاستيكي أو معدني ، تم خياطة الجلد من الخارج. بعد ذلك ، تم منح الحيوان وقتًا للتعافي ، وتضميد الجرح المتشكل وتطبيع العمليات الحيوية تمامًا. وهكذا ، من خلال الناسور ، تم الحصول على معلومات حول مسار عمليات معينة في الجزء المدروس من الجسم ، في حين أنها كانت موثوقة تمامًا ، لأن الجسم كان يعمل بشكل طبيعي. يمكن إجراء البحث لفترة طويلة دون الإضرار بصحة الحيوان وبما يتفق مع جميع قواعد وجوده الطبيعي.
هكذا عملت الطرق الأساسية لعلم وظائف الأعضاء ، ذات الصلة في بعض الحالات حتى يومنا هذا. على الرغم من أن الابتكارات التقنية الحديثة ، بالطبع ، تحل بشكل تدريجي محل التدخل البشري مباشرة في الجسم. أصبح من الممكن الآن الحصول على المعلومات الضرورية بطرق مختلفة تمامًا وأقل إيلامًا وأكثر دقة وملاءمة للإنسان.
تسجيل الرسم
تعتمد طرق علم وظائف الأعضاء البشرية على وجه التحديد على استخدام معدات معينة. من بين هذه الأجهزة ، ما يلي يحتل مكانة مهمة.
- تخطيط القلب. جهاز،تستخدم لإصلاح إمكانات القلب الكهروضوئية. ونتيجة لذلك ، يخرج من الجهاز مخطط كهربائي للقلب مرسوم على الورق ، يقوم أخصائي طبي متمرس بتفكيك الشفرات ويخلص إلى استنتاج حول الحالة الصحية للقلب والدورة الدموية. حتى الآن ، أنقذ هذا الجهاز حياة ملايين الأشخاص. بعد كل شيء ، الكشف المبكر عن المشكلة هو مفتاح العلاج الناجح
- أقطاب كهربائية دقيقة. أصغر الهياكل التي يمكن غرسها مباشرة في الخلية وتثبيت الجهد الحيوي للغشاء. يعد اليوم من أهم الإنجازات في مجال الإلكترونيات ، والذي يتعلق بالدراسات الفسيولوجية لجسم الإنسان. يمكن حتى إدخال هذه الأقطاب في الدماغ البشري ، مما يجعل من الممكن مراقبة وتسجيل التغيرات النفسية الجسدية في الحالة الصحية والنشاط الحيوي.
- طرق النويدات المشعة في علم وظائف الأعضاء - تستخدم للحصول على الخصائص الكمية للعمليات الفسيولوجية.
- أجهزة استشعار مختلفة تنبعث منها موجات كهرومغناطيسية. يتم تسجيل استجابة العودة في شكل نبضة كهربائية بواسطة جهاز خاص - راسم الذبذبات - ثم يتم نقلها إلى جهاز كمبيوتر للمعالجة. هنا ، تجري بالفعل معالجة مفصلة للمعلومات الواردة ويتم تشكيل بعض الاستنتاجات. حتى تتمكن من ضبط التركيز الكيميائي لأيونات معينة ، وحجم الضغط ودرجة الحرارة والحركة وغيرها من المعلمات).
وهكذا ، فإن الأساليب الحديثة لعلم وظائف الأعضاء ، القائمة على استخدام الأدوات ، هي الأكثر دقة وغير مؤلمة وغنية بالمعلومات علميًا من بين كل ما ناقشناه أعلاه.
الكيميائية وطرق الكيمياء الحيوية
طرق علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء ليست فقط متشابهة مع بعضها البعض. كما أنها مرتبطة بالعلوم الأخرى. إذن ، هناك علم وظائف الأعضاء البيولوجي ، والكيمياء الحيوية ، وعلم وظائف الأعضاء الفيزيائي أيضًا. تدرس هذه العلوم العمليات داخل الجسم من وجهة نظرهم ، أي من الناحية الكيميائية والفيزيائية والبيولوجية.
لذلك ، بمساعدة هذه الأساليب ، يتم تحديد تأثير مادة معينة (وسيط ، هرمون ، إنزيم) على العمليات التي تحدث في الجسم. تساعد الكيمياء في تحديد خصائص هذا المركب ، وتكشف الفيزياء عن معلماته الديناميكية الحرارية التي يمكن أن تؤثر على الجسم. يتطلب علم وظائف الأعضاء دراسة التأثير ليس فقط على عملية محددة ، ولكن أيضًا على الكائن الحي ، والعضو ، ومجمل الظروف الخارجية بشكل عام. تتحد هذه العلوم معًا تحت الاسم العام للكيمياء البيولوجية.
طرق علم وظائف الأعضاء
موضوع وطرق علم وظائف الأعضاء هي مفاهيم مترابطة ومترابطة بشكل وثيق. ومع ذلك ، فإن العلم الطبيعي الذي يدرس كائن حي صحي ليس كل شيء. هناك أيضًا فسيولوجيا مرضية ، أو مرضية ، تدرس انتهاك العمليات الحيوية ، ومسارها ، وتأثيرها على الجسم ككل وكل عضو من أعضائه ، وما إلى ذلك. لذلك ، هذا التخصص له مجموعة خاصة به من الطرق التي يمكن من خلالها دراسة القضايا المحددة.
ما هي طرق علم وظائف الأعضاء هذه؟
- النمذجة. وهي مقسمة إلى مجموعتين: كائن حي للدراسة وفيالمختبر ، أي نظام فيزيائي اصطناعي. لإنشاء أي نموذج للعملية المسببة للأمراض ، يتم استخدام الكمبيوتر أو الحسابات الرياضية على الورق. غالبًا ما تستخدم أيضًا الاستنتاجات والاستنتاجات المنطقية المعتادة لهذا الغرض. النموذج ، كقاعدة عامة ، مبني على أساس البيانات النظرية المستلمة حول أي قضية.
- التحليل النظري. على أساس البيانات التي تم الحصول عليها أثناء الدراسات المختبرية للمادة (كائن حي) ، يتم بناء النظرية. ويتضمن إجابات افتراضية على الأسئلة: "ما هو المريض؟ كيف تجري العملية المرضية؟ ما هي حالته ومدى تأثيره؟ ما هي إجراءات التحكم المناسبة في هذه الحالة للتوقف؟"
- البحوث السريرية. طريقة إلزامية ، وبدونها يستحيل وجود كل الآخرين. بعد كل شيء ، تظهر المعرفة النظرية على وجه التحديد على أساس نتائج عيادة المريض. لهذه الطريقة ، يتم استخدام عدد من التقنيات ذات الصلة:
- الكيمياء الحيوية ؛
- مادة كيميائية ؛
- جسدي ؛
- كيميائي نسجي ؛
- الصرفي ؛
- إحصائية وغيرها.
فقط على أساس المواد التي تم الحصول عليها باستخدام جميع الطرق ، يمكن للطبيب إجراء التشخيص ووصف مسار العلاج.
فسيولوجيا النبات
هذا هو علم النشاط الحيوي (الأداء الوظيفي) للكائنات الحية النباتية. نحن نتحدث عن جميع أشكال الحياة: من أحادية الخلية إلى أعلى ، بما في ذلك الطحالب. مهام علماء فسيولوجيا النبات هي كما يلي:
- فحص وتحديد آليات عمل النباتات ؛
- إنشاء أسس نظرية لإمكانية التمثيل الضوئي في ظروف اصطناعية ؛
- بناء نموذج يعكس جوهر منهجية الحصول على زيادة غلة المحاصيل الهامة.
بالطبع المهام ليست سهلة على الإطلاق. بعد كل شيء ، النباتات هي كائنات حية حقيقية ، حيث تحدث مئات التفاعلات الكيميائية الحيوية كل ثانية ، تمامًا كما يحدث عند البشر. يجب على عالم وظائف الأعضاء دراسة كل منهم. النباتات تتنفس وتتغذى وتنفذ عملية التمثيل الضوئي وتتكاثر وتنمو وتتطور - هذه هي أشكال الحياة الطبيعية لأي كائن حي. دراسة كل هذه العمليات هي مهمة علماء الفسيولوجيا.
حل مشكلة التمثيل الضوئي في الظروف الاصطناعية يعني منح الناس إمكانية الوصول إلى مصدر ضخم محتمل للغذاء. بعد كل شيء ، سيختفي الجوع في العالم ، وستزداد جودة حياة الناس بشكل كبير. ولكن حتى الآن لم يتم حل هذه المشكلة بالكامل ، على الرغم من أن العديد من المشكلات في مجال الجانب الكيميائي الضوئي من العملية قد تم حلها بالفعل.
طرق هذا العلم
فسيولوجيا النبات قريبة من العلوم الحديثة التالية:
- التكنولوجيا الحيوية ؛
- علم الأحياء الجزيئي ؛
- هندسة وراثية ؛
- الفيزياء الحيوية ؛
- هندسة الخلايا.
وبطبيعة الحال ، ينعكس ذلك في الطرق التي يتم من خلالها إجراء دراسات الكائنات الحية النباتية. لذلك ، فإن طرق فسيولوجيا النبات هي كما يلي.
- زراعة
- طرق الضوء والتحليل الطيفي الإلكتروني.
- الكهروكيميائية.
- بصريات صوتية.
- كروماتوغرافي.
- مقياس الطيف الضوئي.
من الواضح أنها كلها تهدف إلى قياس المؤشرات العددية: الإنتاجية ، الوزن ، النمو ، التطور ، نتائج استقلاب البلاستيك والطاقة. ماذا تسمح هذه الأساليب بحل؟ مهام زراعية مهمة جدا مثل:
- تربية النبات
- الحصول على أشكال غير متجانسة ؛
- مقدمة ؛
- تأقلم ؛
- تقسيم الأصناف ؛
- الري الصناعي
- مناطق زراعة النباتات.
وهكذا ، فإن فسيولوجيا النبات هي علم بيولوجي أساسي آخر يلعب دورًا مهمًا في حياة الإنسان.
