Некоторые люди по религиозным, моральным, медицинским и эстетическим соображениям не желают использовать искусственную технику контрацепции.

В этих случаях могут применяться физиологические методы предупреждения беременности, предполагающие воздержание от близости в дни, наиболее благоприятные зачатию (т.е. в период овуляции). В каждом месячном цикле женская яйцеклетка способна к оплодотворению в течение одних суток, но сперматозоид может сохранять свою активность в течение 3-4 суток после попадания во влагалище.

Основная сложность заключается в точном определении сроков овуляции, т.к. абсолютно точных признаков не существует, а многие женщины имеют колебания в продолжительности цикла. К сожалению, стабильный 28-дневный цикл имеют только 8% женщин.

Сочетание календарного метода, температурного и метода контроля за слизью (симптомо-термический метод) повышает эффективность предохранения, а регулярное наблюдение за состоянием организма приводит к тому, что некоторые женщины начинают замечать день овуляции по слабой боли в нижней части живота.

Преимущества: нет вмешательства в организм, не требуются дополнительные затраты или подготовительные мероприятия перед близостью.

Недостатки: требует ежедневного тестирования, большого количества точных наблюдений и аккуратного ведения записей; всегда сохраняется возможность ошибки в расчетах или сбой в продолжительности цикла; болезнь, сильные переживания или смена обстановки могут стать причиной нарушения цикла, «безопасных дней» мало (см. расчет дней на схеме), приходится воздерживаться от близости на протяжении значительной части месяца, эффективность метода - 80-85%.

Температурный метод. О возникновении овуляции можно узнать ежедневно измеряя вагинальную или ректальную температуру тела каждое утро сразу после сна (базальная температура). У большинства женщин температура тела перед овуляцией снижается на несколько десятых градуса, а в день овуляции поднимается на 0,6°С и сохраняется такой до начала следующего цикла. Обычно через трое суток после подъема температуры наступает «безопасный» период. Этот метод лучше всего использовать параллельно с календарным для более точного определения сроков овуляции.

Календарный метод. Теоретически известно, что овуляция имеет место за 14 дней перед началом следующего цикла.

На практике овуляция может произойти на 13-17 день, 4 дня надо добавить ко дню предполагаемой овуляции из расчета сохранения в этот период активности сперматозоидов и сутки после овуляции - на способность к оплодотворению яйцеклетки. В результате расчетов оказывается, что относительно безопасными оказываются 11 дней перед началом следующего цикла; 12-20 день наиболее благоприятны для зачатия при расчете цикла с конца («опасные дни»), также менее опасны дни до этого периода.

Этот метод можно использовать только если женщина регулярно отмечает график менструаций и на его основе производит расчет предполагаемой овуляции.

Если цикл нерегулярный, нужно записывать даты менструации в течение по крайней мере шести циклов. Вычесть 18 из самого короткого цикла, чтобы определить первый день, когда вам следует воздержаться от секса. Затем вычесть 11 из самого длинного цикла, чтобы определить последний небезопасный день.

Метод контроля за слизью. Обследование слизистой шейки матки позволяет определить наступление овуляции. За 1-2 дня до овуляции выделение слизи усиливается, она становится жиже, прозрачней и тягучей, по консистенции напоминает яичный белок. До этого периода и через несколько дней после овуляции слизь мутная, непрозрачная (беловато-желтоватая), густая и не тянется.

а - среднее количество слизи, она густая, мутная; б - увеличение количества слизи, разжижение, более прозрачная; в - максимальное количество слизи, очень жидкая, тягучая и прозрачная; г - уменьшение количества слизи, она мутная, густая.

Прерывание полового акта

Извлечение полового члена до наступления эякуляции - это старейший и наиболее простой противозачаточный метод, и даже сейчас он очень широко распространен во всем мире. Этот метод не является надежным, т.к. небольшое количество сперматозоидов содержится в секрете желез Купера, который выделяется при возбуждении (до эякуляции), и этого может оказаться достаточно для оплодотворения.

Прерванный половой акт сопряжен с большим эмоциональным напряжением партнеров, мешает полноценному удовлетворению как мужчины, который должен постоянно контролировать себя, так и женщины, которая опасается беременности. Помимо этого капля эякулята может попасть на половые органы женщины, и этого будет достаточно для активно двигающихся сперматозоидов.

Вероятность беременности при использовании этого метода достигает 28%.

Экстренная контрацепция

Одним из методов контрацепции является предупреждение беременности после совершившегося полового акта без предохранения (незащищенного полового акта). Такой метод называется экстренной, или посткоитальной контрацепцией (ЭК).

Наиболее эффективными методами ЭК являются назначение высоких доз гормональных препаратов или посткоитальное введение внутриматочного контрацептива.

«Утренние таблетки»

За рубежом таблетки для ЭК часто называют «утренними таблетками». Они эффективны в случаях приема в течение 72 часов после незащищенного секса. Но чем раньше приняты таблетки, тем выше их эффективность! Сначала принимается одна доза, а через 12 часов - повторная. Основным механизмом действия гормональной ЭК является влияние на слизистую оболочку матки и нарушение процесса имплантации оплодотворенной яйцеклетки.

С целью ЭК можно использовать практически любой имеющийся в продаже комбинированный оральный контрацептив (ОК), но число таблеток будет меняться в зависимости от их состава и дозировки. Так, если с целью ЭК используется ригевидон, то в первой дозе должно быть 4 таблетки, а во второй, принятой через 12 часов, - 2 таблетки. При использовании препарата Овидон надо принять 2 таблетки, а спустя 12 часов - еще 2 таблетки.

При приеме современных ОК типа марвелона, микрогинона, си-леста рекомендуется принятие трех таблеток в первый раз и повторно через 12 часов.

Другой тип таблеток для ЭК содержит только гормон прогестин. Эти таблетки эффективнее комбинированных ОК, а риск возникновения побочных эффектов ниже. Из этой группы препаратов в нашей стране распространение получил венгерский препарат Постинор. Его эффективность - 98% при двукратном приеме с перерывом в 12 часов, не позднее 48 часов после акта.

При его использовании у 8% женщин наблюдалась тошнота и у 8% -нарушение менструального цикла в виде межменструальных кровянистых выделений. Постинор не рекомендуется применять более 4 раз в месяц.

В качестве перспективного средства в настоящее время рассматривается синтетический антипрогестин, известный как Ру-486 (Франция). У него самая высокая эффективность при меньшем количестве побочных эффектов. Из нежелательных эффектов - удлинение менструального цикла после приема препарата.

Экстренная гормональная контрацепция показала свою эффективность, однако ее нельзя рекомендовать для постоянного использования в течение длительного времени, так как при этом используются высокие дозы гормонов.

Поэтому после применения ЭК необходимо перейти на какой-либо другой метод предохранения от беременности. Экстренная контрацепция должна применяться в чрезвычайных ситуациях (например, после изнасилования или при сомнениях в целостности презерватива). Она также рекомендуется женщинам, редко живущим половой жизнью, и после случайных половых связей.

Противопоказания к использованию: тромбофлебиты, возраст старше 35 лет в сочетании с курением (больше 15 сигарет в день), заболевания печени, гипертоническая болезнь, сахарный диабет, нарушение липидного обмена.


Побочные эффекты. Сравнение количества побочных эффектов при использовании комбинированных ОК и Постинора (международное исследование 1998 года):

1. Тошнота - 50% (комбинированные ОК) и 23% (Постинор).

2. Рвота- 19% и 6%.

3. Головокружение - 17% и 11%.

4. Болезненность груди - 21% и 16%.


Вероятность наступления беременности. (По результатам международного исследования в 1998 году.) Частота наступления беременности в зависимости от сроков применения ЭК после полового акта. Эффективность метода зависит от длительности интервала между половым сношением и применением ЭК (чем меньше интервал, тем выше эффективность).

В первые сутки - 2% (комбинированные ОК) и 0,4% (Постинор). Во вторые сутки - 4,1% и 1,2%. В третьи сутки - 4,7% и 2,7%.

Введение ВМС

Экстренное введение внутриматочного контрацептива эффективно, если оно производится не позже 5-7 дня после полового контакта.

Преимущества: эффективность (более 99%), отсутствие гормонально зависимых побочных явлений, возможность применения позже 72 часов после незащищенного полового акта и возможность дальнейшего длительного использования делают этот метод ЭК перспективным, особенно в тех случаях, когда гормональный метод ЭК использовать уже поздно.

Нежелательно вводить ВМС молодым, нерожавшим женщинам при наличии большого числа половых партнеров, случайных половых связях, так как внутриматочная контрацепция связана с риском воспалительных заболеваний половых органов.

Спринцевание

Использование промывания влагалища каким-либо раствором после полового акта является крайне ненадежным способом контрацепции. К моменту окончания близости значительная часть сперматозоидов оказывается вне пределов досягаемости. Считается также, что промывание химически активными веществами нарушает естественную микрофлору влагалища, повышает риск воспалительных процессов. Вероятность наступления беременности при постоянном использовании спринцевания - 39%.

Ни один из рассмотренных методов контрацепции не является эффективным на 100%, и неудачи могут быть у любой пары. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, 25% беременностей в мире относятся к разряду незапланированных, и ежегодно 50 миллионов из них оканчиваются абортами. К сожалению, аборт остается распространенным методом планирования семьи в Российской Федерации. В 1996 году в России было зарегистрировано 2,6 млн абортов, что соответствует 69 абортам на 1000 женщин детородного возраста, в то время как в Великобритании - четырнадцать, а в Голландии - 5. В нашей стране на одни роды приходится два аборта. При опросе женщин в Санкт-Петербурге в 1996 году 76% женщин в возрасте от 35 до 54 лет указали, что делали аборт, а 26% имели 4 аборта и более.

Искусственные аборты разрешено производить женщинам со сроком беременности не более 12 недель. Широкое распространение

получил метод вакуум-аспирации (миниаборт): отсасывание слизистой и имплантировавшегося зародыша через трубку, введенную в полость матки. Эту процедуру можно проводить не позднее 8 недель беременности.

На более поздних сроках осуществляется аборт методом выскабливания. После расширения шеечного канала матки, в него вводится металлический инструмент - кюретка, при помощи которой осуществляется выскабливание внутренних стенок матки, чтобы удалить слизистую и ткани плода.

Аборт таит в себе опасность физической и психической травмы, которая наносится женщине. У каждой третьей женщины аборт дает осложнения - это бесплодие, невынашивание, воспалительные процессы гениталий, эндокринные нарушения. Практически не поддается учету тот стресс, который переживает женщина в результате прерывания беременности.

Она может переживать чувство вины, угрызения совести, подавленность и депрессию. Во всем мире свыше 200 000 женщин ежегодно умирают от осложнений после абортов и 98% из них - в развивающихся странах. В России в 1991 году после абортов умерли 233 женщины, более 90% - после криминальных абортов.


Удаление плодного яйца (вакуум-аспирация). Врач вводит зеркала (1), шейка удерживается пулевыми щипцами (2). После обработки дезинфицирующим составом и расширения цервикального канала металлическими расширителями в полость матки вводится тонкая (4 или 6 мм) гибкая пластиковая трубка с наконечником (3). К ней подключается отсос (4), а трубку перемещают по полости, пока все содержимое полости матки не будет удалено. Операция занимает 10-15 минут.


С чем была связана сложность принятия решения об аборте у женщин Санкт-Петербурга в двух возрастных группах от 18 до 34 лет и от 35 лет и старше по опросу 1996 г.:

1. Страх бесплодия - у 42% и 17%.

2. Испытывали моральные терзания - 34% и 24%.

3. Ни с кем не могли говорить об этом - 22% и 19%.

4. Хотели ребенка - 22% и 14%.

5. Стыдились беременности - 7% и 5%.


Отношение женщин Санкт-Петербурга к абортам по опросу 1996 г.:

1. 79% женщин в возрасте от 18 до 34 лет считают аборт серьезной операцией.

2. Серьезные психологические последствия аборта отметили 11,5% женщин, физические последствия - 12%, и те, и другие - 18%.

Процедуру считают:

3. Болезненной 46% женщин.

4. Вызывающей чувство вины - 54%.

5. Унижающей - 23%.

6. Неприемлемой - 34%.

Клиника ставит перед физиологическим экспериментом новые задачи и вместе с тем является богатым источником новых физиологических фактов. Поэтому оформляется как особый раздел физиологии клиническая физиология , стремящаяся перенести в клинику теоретические и экспериментально-методические достижения физиологии и использовать клинические наблюдения для объяснения и анализа физиологических процессов, протекающих в организме человека.

Значение физиологии для медицины и медицины для физиологии настолько велико, что совершенно справедливо И. П. Павлов утверждал необходимость «законного и плодотворного союза медицины и физиологии, тех двух родов человеческой деятельности, которые на наших глазах воздвигают здание науки о человеческом организме и сулят в будущем обеспечить человеку его лучшее счастье - здоровье и жизнь».

Физиология связана также с психологией и педагогикой. Физиология, В"особенности созданное И. П. Павловым учение о высшей нервной деятельности, представляет собой естественнонаучную основу современной психологии и педагогики. Конкретное практическое значение физиоло-гии для педагогики связано с тем, что понимание возрастных особенностей физиологических процессов, протекающих в организме детей, необходимо педагогу для правильной организации труда и быта ребенка, для проведения рациональных воспитательных мероприятий.

Методы физиологического исследования . Физиология - экспериментальная наука. Наблюдая и изучая жизненные явления, физиолог стремится, во-первых, дать им качественную и количественную характеристику, т. е. точно описать их и измерить, иначе говоря, выразить их числом и мерой, и, во-вторых, документировать результаты наблюдений. Документация обычно состоит в том, что наблюдатель фиксирует полученные им результаты в виде протоколов наблюдений или кинофильмов и фотографий, или в виде автоматической записи изменений изучаемого процесса во времени (на фотопленке, движущейся бумаге, магнитной ленте и т. п.).

И измерение, и документация требуют специальных инструментов, приборов и аппаратов, соответствующих задаче исследования, и подчас весьма сложных. Это обусловлено тем, что многие процессы столь слабы и происходят так быстро, что для их наблюдения и исследования, и тем более измерения, необходимы специальные приспособления. Поэтому уже в прошлом столетии в обиход физиологических лабораторий вошли многие регистрирующие и измерительные приборы. Особого успеха достигла инструментальная техника, применяемая при физиологических исследованиях в настоящее время, когда широко используются. приборы, основанные на достижениях физики, химии, электроники и автоматики. Точная и высокочувствительная аппаратура, которую применяет современный физиолог, чрезвычайно расширяет познавательные возможности человека, повышает разрешающую способность его органов чувств, делает доступным для наблюдения бесчисленное множество различных физиологических процессов. Однако даже самых изощренных и точных способов наблюдения недостаточно для понимания природы жизненных явлений.

Физиолог не может удовлетвориться только наблюдением, так как оно отвечает лишь на вопрос, что происходит в организме. Физиолог же стремится выяснить также, как и почему происходят физиологические процессы. Для этого необходимы опыты, эксперименты, в которых проводятся наблюдения в измененных условиях, создаваемых и варьируемых самим экспериментатором.

При экспериментальном исследовании любого процесса в организме физиологи стремятся установить те условия, создавая которые можно вызвать данный процесс, усилить или ослабить его. Таким путем физиологи добиваются познания причин того или иного процесса, познания его природы и способов управления им.

Формы физиологического эксперимента многообразны и определяются задачей исследования. Так, при выяснении влияния внешней среды на организм его помещают в среду с измененным газовым составом воздуха или температурой, влажностью, освещенностью, меняют питание организма, подвергают его действию ионизирующей радиации, облучают ультрафиолетовыми лучами, действуют на него ультразвуком или какими-либо другими факторами. При этом для точности анализа стараются изменять только один исследуемый фактор, применяют только одно воздействие, проводят исследование, как говорят, «при прочих равных», т. е. при сохранении неизменными всех условий эксперимента, кроме одного - изучаемого.

При выяснении функций и значения в организме того или иного органа физиологи удаляют орган или его часть из организма (методика удаления, или экстирпации) ,или пересаживают орган на новое место в организме (методика пересадки, или трансплантации) и наблюдают, какими последствиями для организма это сопровождается. Такие мето-дики оказались особенно полезными для изучения желез внутренней секреции. Чтобы установить зависимость органа от влияния нервной системы, перерезают иннервирующие его нервные волокна (методика денервации). Для нарушения связи органов с сосудистой системой производят перевязку различных кровеносных сосудов (методика наложения лигатур) или соединяют между собой разные сосуды, сшивая центральный конец одного с периферическим концом другого (методика сосудистых анастомозов). Для изучения деятельности некоторых органов, находящихся в глубине тела и потому скрытых от непосредственного наблюдения, применяют фистульную методику. При одном ее варианте в полость органа, например желудка, кишечника, мочевого пузыря, вводят пластмассовую или металлическую трубку, второй конец которой укрепляют на поверхности кожи; при другом варианте этой методики протоки желез выводят на поверхность кожи. При многих исследованиях в сердце, кровеносные сосуды, протоки желез вводят тонкие трубки - катетеры, которые соединяют с различными приборами для регистрации функций органов или для введения тех или иных веществ (методика катетеризации).

Для искусственного возбуждения деятельности органов физиологи применяют методику раздражения путем электрического, механического, химического или других воздействий.

Большинство указанных выше методик исследования функций органов требует вскрытия живого организма или хирургической операции., Их применяют в острых и хронических опытах. При острых опытах, или вивисекциях, обычно непродолжительных, наркотизированное или иным способом обездвиженное животное вскрывают для изучения работы органов, исследования действия на них раздражения нервов, введения лекарственных веществ и т. п. При хронических опытах физиологи подвергают животное различным хирургическим операциям и начинают исследования после того, как животное оправится после перенесенного хирургического вмешательства. Нередко имеется возможность наблюдать оперированное животное в течение многих недель, месяцев и лет.

Функцию органов изучают не только в целостном организме, но и в условиях изолирования их из организма. Для этой цели через сосуды вырезанного, иначе говоря изолированного, органа пропускают определенные растворы, состав которых регулируется экспериментатором (методика перфузии), и создают необходимые для живых тканей условия внешней среды - определенную температуру, влажность и пр.

Все перечисленные методики служат целям глубокого проникновения в природу процессов, протекающих в организме. Их анализ доведен до уровня клетки, и даже до ее частей, в микрофизиологических экспериментах, когда в качестве объектов исследуются, например, одиночная мышечная, нервная или другие клетки.

Задачей аналитического исследования в физиологии является изучение каждого физиологического процесса, протекающего в каком-либо органе, ткани или клетке, изолированно от всех остальных процессов, происходящих в организме. В этом случае может быть получено всестороннее представление лишь о данном процессе, о функционировании лишь отдельного органа, ткани, клетки. Однако для правильного и полного познания жизнедеятельности организма этого недостаточно. Необходимо то направление исследований, которое И. П. Павлов назвал «синтетической физиологией», противопоставляя его «аналитической физиологии», изучающей отдельные органы, ткани и клетки. Задача синтетической физиологии, по И. П. Павлову, состоит в изучении организма во всех его связях и взаимоотношениях с внешней средой. При таком исследовании физиолог стремится максимально приблизить условия, в которых находится изучаемый организм, к естественным. Важной особенностью синтетического исследования является изучение всех отправлений организма животных и человека с точки зрения признания их подчиненности нервной системе. Такое направление исследования получило название принципа нервизма . Этот принцип является неотъемлемой частью синтетического исследования организма, потому что нервная система с ее высшим отделом - корой больших полушарий головного мозга - является той системой организма, которая объединяет все его части и определяет соотношение организма с окружающей средой.

Преимущественным объектом физиологических экспериментов являются различные животные. Возможности экспериментирования на организме человека весьма ограничены, так как в этом случае нельзя применять воздействия, которые могут оказать на него вредное влияние. Кроме того, возможности и наблюдения, и регистрации многих процессов в организме человека до недавнего времени были сравнительно невелики. Арсенал способов исследования, которые применял в прошлом физиолог в опытах на животном, не мог быть использован при изучении человеческого организма. Поэтому сведения о функциях многих органов ограничивались данными, полученными в опытах на животных. В настоящее время положение изменилось.

Большую помощь в изучении функций здорового и больного организма человека оказало в последние десятилетия использование физиологами и медиками современных достижений физики, радиотехники, электроники и медицины. Разработаны новые и усовершенствованы старые методы исследования функций, приобретена возможность изучать многие явления в организме человека без нанесения ему каких-либо повреждений. Так, прикладывая к поверхности тела электроды и применяя электро-измерительную аппаратуру, изучают электрические процессы, происходящие в органах, и на основе этих данных получают представление о состоянии и деятельности нервной системы, скелетной мускулатуры, сердца и других органов. Электрические методы позволяют изучать также механические, звуковые, температурные и другие процессы, происходящие в организме.. Крупнейшим методическим достижением является применение в физиологических исследованиях радиотелеметрии, т. е. передачи на расстояние физиологической информации с помощью радиосвязи с исследуемым объектом. Для этого к телу человека или животного прикладывают устройство, реагирующее на определенные физкческие или химические явления и позволяющее регистрировать их электрическими методами,- так называемый датчик. Это устройство соединяют с радиопередатчиком, помещаемым на исследуемом человеке или животном или вблизи него. Радиопередатчик изготовляют, используя сверхминиатюрные детали столь малых размеров, что его можно вживить в организм или ввести в полости тела (например, в пищеварительный тракт}. Под влиянием определенного физиологического процесса меняются электрические параметры датчика, что вызывает изменение частоты или амплитуды высокочастотных электромагнитных колебаний, излучаемых радиопередатчиком. Сигналы его воспринимаются радиоприемным устройством и регистрируются на расстоянии от исследуемого. Таким способом изучают физиологические процессы, например во время трудовых движений или спортивных упражнений. Радиотелеметрия применяется также для изучения состояния человека во время космических полетов. Для исследования функций целостного организма человека и животного чрезвычайно важна одновременная регистрация многих физиологических, физических и химических процессов, происходящих в разных клетках, органах и системах. Современная техника обеспечила такую возможность. При этом возникла сложная задача быстрой обработки результатов наблюдений многих различных процессов и выявления их закономерных соотношений.

Физиология наука экспериментальная. Она располагает двумя основными методами - наблюдением и экспериментом (опытом). Наблюдение позволяет проследить за работой того или иного органа, например, за сокращением сердца (определить частоту сокращений, какой отдел сокращается первым и т.д.). Однако путем наблюдений нельзя выявить причину сокращений сердца, механизм регулирования его деятельности. Для этого необходим эксперимент. Наблюдение позволяет познать внешнюю сторону явления, но не раскрывает ее сущности. По Павлову «наблюдение собирает то. что предлагает ему природа, опыт же берет у природы то, что он хочет». Таким образом, основным методом физиологического исследования является эксперимент.

Физиологический эксперимент в зависимости от цели и задач, поставленных перед исследователем, может быть острым и хроническим. Острые опыты осуществляются в условиях вивисекции (живосечения) и позволяют изучить за короткий срок какую-то функцию. Острые опыты имеют ряд недостатков: травма, кровопотеря и другие, которые могут извратить нормальную функцию организма. Хронический эксперимент позволяет в течение длительного времени изучать функции организма в условиях нормального взаимодействия его с окружающей средой. Функции органов могут быть изучены не только в целостном организме, но и вне его, при искусственной их изоляции.

В последние годы в качестве объекта исследования используют мышечные, нервные и другие клетки в которые вживляют микроэлектроды. С помощью микроэлектродов наносят раздражение и отводят биотоки. По изменению биоэлектрической активности клетки судят о ее функции.

Эксперимент является одним из самых действенных приемов физиологии рыб. Он заключается в создании для организма рыбы или органа, ткани, клетки различных условий и в определении влияния этих условий на результирующий показатель. При этом наблюдения и измерения играют также важную роль. С их помощью можно определить:

1) частоту периодических процессов таких как: дыхательный акт, частота сердцебиения, частота плавательных движений;

2) количественные показатели физиологических процессов: количество поедаемой пищи, интенсивность кровотока, мочеобразования, газопотребления, выделения и т.д. Однако при этом надо учитывать водный образ жизни рыб.

Изучение спектральной, звуковой, чувствительности, а также характеристики образования рефлексов проводят в аквариумных условиях. В случае длительного пребывания рыбы вне воды (например, при проведении хирургических операций) рыбе необходимо обязательно орошать током воды жаберную полость. Кровь у рыб берут из хвостовой вены, сердца, жаберной артерии.Инъекции рыбам обычно проводят внутримышечно, внутрибрюшинно или через рот.

Определенные сложности возникают при изучении питания рыбы, пищеварения и экскреции. Для определения точного количества корма съеденного рыбой используют вскрытие рыб, промывание пищеварительного тракта, принудительное кормление, введение пищи через рот с помощью зондов и трубок. При изучении обмена веществ используют радиоактивные и стабильные изотопы. Изучение дыхания осуществляют с помощью определения растворенного в воде кислорода. Мышечную деятельность изучают в поведенческих экспериментах и на специальных установках (гидродинамические трубы). При изучении нервной деятельности рыб используют поведенческие методы и приемы электрофизиологии - запись электрических потенциалов отдельных нервных волокон, нервов и нервных тканей, с помощью специальных приборов - электроэнцефалографов.

Как видно из приведенных данных для детального изучения определенных физиологических функций организма рыбы нужно совмещать эксперимент и наблюдения.

Вопросы для самопроверки:

1. Предмет и задачи физиологии рыб и ее связь с другими науками.

2. Методы физиологических исследований.

Тема: 2. Движение. Физиология мышц.

План:

1. Понятие о движении рыб

2. Мускулатура и ее физиологическая роль.

3. Звуки, издаваемые рыбами.

4. Электрические явления в организме рыб.

Физиология является экспериментальной наукой, т.е. все ее теоретические положения основываются на результатах выполнения опытов и наблюдений.

Наблюдение применялось с первых шагов развития фи­зиологической науки. Проводя наблюдение, исследователи да­ют словесный отчет о результатах. При этом объект наблюде­ния обычно находится в естественных условиях без специаль­ных воздействий на него исследователя. Недостатком простого наблюдения является ограниченная возможность получения количественных показателей и восприятия быстропротекаю- щих процессов. Так, в начале XVII в. В. Гарвей после наблю­дений за работой сердца у мелких животных писал: "Скорость сердечного движения не позволяет различать, как происходит систола и диастола, и поэтому нельзя узнать, в какой момент и в которой части совершается расширение и сжатие"

Большие возможности, чем простое наблюдение, в изуче­нии физиологических процессов дает постановка опытов. При выполнении физиологического опыта исследователь ис­кусственно создает условия для выявления сущности и законо­мерностей течения физиологических процессов. К живому объекту могут применяться дозированные физические и хими­ческие воздействия, введение различных веществ в кровь или органы и изучаться ответная реакция органов и систем.

Опыты в физиологии подразделяют на острые и хрониче­ские. Острые опыты выполняются на животных и характе­ризуются тем, что не ставится задача сохранения жизни жи­вотного, после опыта оно погибает. Во время такого опыта мо-rvr наноситься несовместимые с жизнью разрезы, удалятьсяорганы. Удаленные органы называют изолированными. Их по­мешают в солевые растворы, близкие по составу или хотя бы по содержанию важнейших минеральных веществ к плазмекрови. Такие растворы называют физиологическими. Среди простейших физиологических растворов изотонический 0 9% раствор натрия хлорида.

Постановка опытов с использованием изолированных ор­ганов была особенно популярна в период XVII - начала XX в. когда шло накопление знаний о функциях органов и их от­дельных структур. Для постановки физиологического экспери­мента наиболее удобно применение изолированных органов холоднокровных животных. Так, изолированное сердце лягуш­ки достаточно промывать солевым раствором Рингера, и при комнатной температуре оно будет сокращаться многие часы.Из -за легкости приготовления и важности получаемой инфор­мации такие биологические препараты стали использовать не только в физиологии, но и в других областях медицинской на­уки. Например, препарат изолированного сердца лягушки (по методу Штрауба) используется как стандартизированный объ­ект для тестирования биологической активности некоторых лекарств при серийном их производстве и разработке новых лекарственных средств.

Однако возможности острого опыта ограниченны не только из-за этических моментов, связанных с тем, что животные во время опыта погибают и с возможностью нанесения им болевых воздействий при недостаточно адекватном наркозе, но и с тем, что исследование ведется не в условиях целостного организма, а при нарушении системных регулирующих механизмов.

Хронический опыт лишен ряда перечисленных недостат­ков. В хроническом опыте исследование проводится на прак­тически здоровом животном при условии минимальных воз­действий на него и сохранении его жизни. Перед исследовани­ем на животном могут проводиться операции по подготовке его к опыту (вживляться электроды, делаться фистулы для доступа в полости и протоки органов). В таком случае животное берет­ся в опыт после заживления раневой поверхности и восстанов­ления функций.

Важным событием в развитии физиологических методик было введение графической регистрации наблюдаемых явле­ний. Немецкий ученый К. Людвиг изобрел кимограф и впер­вые зарегистрировал колебания (волны) артериального кровя­ного давления. Вслед за этим были разработаны методы регис­трации физиологических процессов с использованием механи­ческих передач (рычажки Энгельмана), воздушных передач (капсула Марея), методы регистрации кровенаполнения орга­нов и их объема (плетизмограф Моссо). Получаемые при таких регистрациях кривые обычно называют кимограммами.

Более широкие методические возможности в познании фи­зиологии человека и животных появились после создания тео­рии электричества и приборов для регистрации электрических потенциалов и дозированного воздействия электрическим то­ком на организм. Электрические стимулы оказались наиболее адекватными для воздействий на нервные и мышечные струк­туры. При умеренной силе и длительности стимула эти воз­действия не вызывают повреждения исследуемых структур и могут наноситься многократно. Ответная реакция на них, как правило, заканчивается в доли секунды.

Развитие физики, химии, кибернетики в конце XX в. созда­ло базу для качественного усовершенствования методов фи­зиологического исследования. Методы, разработанные фи­зиологами, широко используются в клинической практике.

Ниже перечисляются некоторые из важнейших современ­ных требований к используемым и вновь разрабатываемым методам физиологического исследования.

    Безопасность исследования, отсутствие травматизации и повре>вдений исследуемого объекта.

    Быстродействие датчиков и регистрирующих устройств.

    Возможность синхронной регистрации нескольких пока­зателей физиологических функций.

    Возможность длительной регистрации исследуемых по­казателей. Это позволяет выявлять цикличность течения фи­зиологических процессов, определять параметры циркадных (околосуточных) ритмов, выявлять наличие пароксизмальных (эпизодических) нарушений процессов.

    Малые габариты и вес приборов, позволяющие прово­дить исследования не только в стационаре, но и в полевых условиях, при рабочей или спортивной деятельности человека.

    Использование компьютерной техники и достижений ки­бернетики для регистрации и анализа получаемых данных, а также моделирования физиологических процессов. При ис­пользовании компьютерной техники резко сокращаются вре- ценные затраты на регистрацию данных, их математическую обработку, появляется возможность выделить больше инфор­мации из получаемых сигналов.

Однако несмотря на ряд достоинств современных методов физиологического исследования, корректность определения показателей физиологических функций во многом зависит от качества образования медицинского персонала, от знаниясущности физиологических процессов, особенностей датчиков и принципов работы используемых приборов, умения работатьс больным, давать ему инструкции, следить за ходом их выпол­нения и корректировать действия пациента.

Результаты разовых измерений или динамических наблю­дений, выполненных разными медицинскими работниками у одного и того же пациента, не всегда совпадают. Поэтому со­храняется проблема повышения надежности диагностических процедур, качества исследований.

Качество исследования характеризуется точностью, пра­вильностью, сходимостью и воспроизводимостью измерений.

Определяемая при исследовании количественная характеристика физиологического показателя зависит как от истинной величины пара­метра этого показателя, так и ряда погрешностей, вносимых прибором и медперсоналом. Эти ошибки называют аналитической вариабельно­стью. Обычно требуется, чтобы аналитическая вариабельность не пре­вышала 10% от измеряемой величины. Поскольку истинное значение показателя у одного и того же человека может меняться в связи с биоло­гическими ритмами, погодными условиями и другими факторами, то для обозначения таких изменений введен термин внутрииндивидуальные вариации. Различие одного и того же показателя у разных людей назы­вают межиндивидуальными вариациями. Совокупность всех ошибок и колебаний параметра называют суммарной вариабельностью.

Важная роль в получении информации о состоянии и степе­ни нарушения физиологических функций принадлежит так на­зываемым функциональным пробам. Вместо термина "функ­циональная проба" часто применяется "тест" Выполнение функциональных проб - тестирование. Однако в клинической практике термин "тест" применяется чаще и в несколько более расширеннном смысле, чем "функциональная проба"

Функциональная проба предполагает исследование фи­зиологических показателей в динамике, до и после выполнения определенных воздействий на организм или произвольных действий испытуемого. Наиболее часто используются функцио­нальные пробы сдозированной физической нагрузкой. Выпол­няются также пробы входными воздействиями, в которых вы­являются изменения положения тела в пространстве, натужи- вание, изменение газового состава вдыхаемого воздуха, введе­ние медикаментозных препаратов, прогревание, охлаждение, питье определенной дозы щелочного раствора и многие другие показатели.

К числу наиболее важных требований, предъявляемых к функцио­нальным пробам, относятся надежность и валидность.

Надежность - возможность выполнения теста с удовлетворитель­ной точностью специалистом средней квалификации. Высокая надеж­ность присуща достаточно простым тестам, на выполнение которых мало влияет окружающая среда. Наиболее надежные тесты, отражающие со­стояние или величину резервов физиологической функции, признаютэталонными, стандартными или референтными.

Понятие валидность отражает соответствие теста или метода свое­му назначению. Если вводится новый тест, то его валидность оценивается путем сопоставления результатов, получаемых с помощью этого теста, с результатами ранее признанных, референтных тестов. Если нововве­денный тест позволяет в большем числе случаев найти правильные отве­ты на поставленные при тестировании вопросы, то этот тест обладает вы­сокой валидностью.

Применение функциональных проб резко увеличивает диа­гностические возможности лишь в случае корректного выпол­нения этих проб. Их адекватный подбор, выполнение и трак­товка требуют т медицинских работников обширных теорети­ческих знаний и достаточного опыта выполнения практических работ.

Сравнительно медленное развитие экспериментальной физиологии на протяжении двух столетий после работ В. Гарвея объясняется низким уровнем производства и развития естествознания, а также несовершенством исследования физиологических явлений путем их обычного наблюдения. Подобный методический прием был и остается причиной многочисленных ошибок, так как экспериментатор должен проводить опыт, видеть и запоминать множество сложных процессов и явлений, что представляет собой трудную задачу. О трудностях, которые создает методика простого наблюдения физиологических явлений, красноречиво свидетельствуют слова Гарвея: «Скорость сердечного движения не позволяет различить, как происходит систола и диастола, и поэтому нельзя узнать, в какой момент и в которой части совершается расширение и сжатие. Действительно, я не мог отличить систолы от диастолы, так как у многих животных сердце показывается и исчезает в мгновение ока, с быстротой молнии, так что мне казалось один раз здесь систола, а здесь -- диастола, другой раз -- наоборот. Во всем разность и сбивчивость».

Действительно, физиологические процессы представляют собой динамические явления. Они непрерывно развиваются и изменяются, поэтому непосредственно удается наблюдать лишь 1--2 или, в лучшем случае, 2--3 процесса. Однако чтобы их анализировать, не обходимо установить связь этих явлений с другими процессами, которые при таком способе исследования остаются незамеченными. Вследствие этого простое наблюдение физиологических процессов как метод исследования является источником субъективных ошибок. Обычно наблюдение позволяет установить лишь качественную сторону явлений и лишает возможности исследовать их количественно.

Метод графической регистрации и биоэлектрических явлений

Метод графической регистрации ознаменовал новый этап в физиологии. Он позволил осуществить объективную запись изучаемого процесса, сводившую до минимума возможность субъективных ошибок. При этом эксперимент и анализ изучаемого явления можно было проводить в два этапа. Во время самого опыта задача экспериментатора заключалась в том, чтобы получить высококачественные записи -- кривые -- килограммы. Анализ полученных данных можно было производить позже, когда внимание экспериментатора уже не отвлекалось на проведение опыта. Метод графической регистрации дал возможность записывать одновременно (синхронно) не один, а несколько физиологических процессов.

Довольно скоро после изобретения способа записи артериального давления были предложены методы регистрации сокращения сердца и мышц (Энгельман), введена техника воздушной передачи (капсула Марея), позволившая записывать иногда на значительном расстоянии от объекта ряд физиологических процессов в организме: дыхательные движения грудной клетки и живота, перистальтику и изменение тонуса желудка, кишечника и т. д. Был предложен метод регистрации изменения сосудистого тонуса (плетизмография по Моссо), объема различных внутренних органов -- онкометрия и т. д.

Чрезвычайно важное направление развития физиологии было ознаменовано открытием «животного электричества». Л. Гальвани показал, что живые ткани являются источником электрических потенциалов, способных воз действовать на нервы и мышцы другого организма и вызывать сокращение мышц. С тех пор на протяжении почти целого столетия единственным индикатором потенциалов, генерируемых живыми тканями (биоэлектрических потенциалов), был нервно-мышечный препарат лягушки. Он помог открыть потенциалы, генерируемые сердцем при его деятельности (опыт Келликера и Мюллера), а также необходимость непрерывной генерации электрических потенциалов для постоянного сокращения мышц (опыт «вторичного тетануса» Маттеуччи). Стало ясно, что биоэлектрические потенциалы -- это не случайные (побочные) явления в деятельности живых тканей, а сигналы, при помощи которых в организме передаются «команды» в нервной системе и от нее мышцам и другим органам. Таким образом, живые ткани взаимодействуют, используя «электрический язык».

Понять этот «язык» удалось значительно позже, после изобретения физических приборов, улавливающих биоэлектрические потенциалы. Одним из первых таких приборов был простой телефон. Замечательный русский физиолог Н. Е. Введенский при помощи телефона открыл ряд важнейших физиологических свойств нервов и мышц. Используя телефон, удалось прослушать биоэлектрические потенциалы, т. е. исследовать их путем наблюдения. Значительным шагом вперед было изобретение методики объективной графической регистрации биоэлектрических явлений. Нидерландский физиолог Эйнтховен изобрел струнный гальванометр -- прибор, позволивший зарегистрировать на фотопленке электрические потенциалы, возникающие при деятельности сердца, -- электрокардиограмму (ЭКГ). В нашей стране пионером этого метода был крупнейший физиолог, ученик И. М. Сеченова и И. П. Павлова А. Ф. Самойлов, работавший некоторое время в лаборатории Эйнтховена в Лейдене.

Электрокардиография из физиологических лабораторий очень скоро перешла в клинику как совершенный метод исследования состояния сердца, и многие миллионы больных сегодня обязаны этому методу своей жизнью.

В последующем успехи электроники позволили создать компактные электрокардиографы и методы телеметрического контроля, дающие возможность регистрировать ЭКГ и другие физиологические процессы у космонавтов на околоземной орбите, у спортсменов во время соревнований и у больных, находящихся в отдаленных местностях, откуда информация передается по телефонным проводам в крупные специализированные учреждения для всестороннего анализа.

Объективная графическая регистрация биоэлектрических потенциалов послужила основой важнейшего раздела нашей науки -- электрофизиологии. Крупным шагом вперед было предложение английского физиолога Эдриана использовать для записи биоэлектрических явлений электронные усилители. В. Я. Данилевский и В. В. Правдич-Неминский впервые зарегистрировали биотоки головного мозга. Этот метод был позже усовершенствован немецким ученым Бергером. В настоящее время электроэнцефалография широко используется в клинике, так же как и графическая запись электрических потенциалов мышц (электромиография), нервов и других возбудимых тканей и органов. Это позволило проводить тонкую оценку функционального состояния органов и систем. Для развития физиологии указанные методы имели также большое значение: они позволили расшифровать механизмы деятельности нервной системы и других органов и тканей, механизмы регуляции физиологических процессов.

Важной вехой в развитии электрофизиологии было изобретение микроэлектродов, т. е. тончайших электродов, диаметр кончика которых равен долям микрона. Эти электроды при помощи микроманипуляторов, можно вводить непосредственно в клетку и регистрировать биоэлектрические потенциалы внутриклеточно. Микроэлектродная техника дала возможность расшифровать механизмы генерации биопотенциалов -- процессов, протекающих в мембранах клетки. Мембраны являются важнейшими образованиями, так как через них осуществляются процессы взаимодействия клеток в организме и отдельных элементов клетки между собой. Наука о функциях биологических мембран -- мембранология -- стала важным разделом физиологии.

Методы электрического раздражения органов и тканей. Существенной вехой в развитии физиологии было введение метода электрического раздражения органов и тканей. Живые органы и ткани способны реагировать на любые воздействия: тепловые, механические, химические и др. Электрическое раздражение по своей природе близко к «естественному языку», с помощью которого живые системы обмениваются информацией. Основоположником этого метода был немецкий физиолог Дюбуа-Реймон, предложивший свой знаменитый «санный аппарат» (индукционная катушка) для дозированного электрического раздражения живых тканей.

В настоящее время для этого используют электронные стимуляторы, позволяющие получить электрические импульсы любой фор мы, частоты и силы. Электрическая стимуляция стала важным методом исследования функций органов и тканей. Указанный метод широко применяется и в клинике. Разработаны конструкции раз личных электронных стимуляторов, которые можно вживлять в организм. Электрическая стимуляция сердца стала надежным способом восстановления нормального ритма и функций этого жизненно важного органа и возвратила к труду сотни тысяч людей. Успешно применяется электростимуляция скелетных мышц, разрабатываются методы электрической стимуляции участков головного мозга при помощи вживленных электродов. Последние при помощи специальных стереотаксических приборов вводят в строго определенные нервные центры (с точностью до долей миллиметра). Этот метод, перенесенный из физиологии в клинику, позволил излечить тысячи неврол

Помимо регистрации электрических потенциалов, температуры, давления, механических движений и других физических процессов, а также результатов воздействия этих процессов на организм, в физиологии широко применяются химические методы.