Лонгрид

14 мая 2020

Посмотрело 152

Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию

Лонгрид

14 мая 2020

Посмотрело 152

Иван Петрович Павлов — первый российский Нобелевский лауреат в сфере медицины. Он совершил открытия, которые полностью перевернули взгляд мирового сообщества на физиологию человека и актуальны по сей день.

Рассказываем, как Павлов шел к Нобелевской премии и какой вклад он внес в развитие современной медицины.
Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию
Иван Петрович Павлов 1900-1910 гг.

Первые шаги к великим открытиям

Первые шаги к великим открытиям

Павлов родился в Рязани, в семье священнослужителей в 1849 году. Учиться он начал в духовной семинарии, но уже там увлекся трудами известных физиологов того времени — Якова Молешотта, Джорджа Льюиса. Наибольшее влияние на интересы и сознание будущего ученого оказал труд Сеченова «Рефлексы головного мозга». Отсюда он взял идеи и вдохновение для своих будущих учений о пищеварении и высшей нервной деятельности. 

В 1870 году Павлов поступает на естественное отделение физико-математического факультета Санкт-Петербургского университета. Его учителями становятся Цион и Овсянников, а основным направлением исследований — физиология животных. Здесь Павлов исследует нервную регуляцию, а Цион помогает ему овладеть оперативными техниками.

Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию, фото 1
И.П. Павлов. 1880-е гг.

В 1875 году он оканчивает университет и поступает сразу на 3 курс Медико-хирургической академии Санкт-Петербурга. Одновременно он работает в лаборатории кафедры физиологии при этом учреждении. Через два года Иван Петрович отправляется на стажировку в Германию. Там Павлов получает бесценный опыт у физиологов Гейденгайна и Людвига. 

Вернувшись на родину, он начинает работать под руководством Боткина в лаборатории при клинике на базе Медико-хирургической академии. За время работы тут Павлов написал около 19 работ. В них он описывал проблему рефлекторной регуляции и саморегуляции кровообращения. 

В это же время Иван Петрович научился измерять кровяное давление у животных без наркоза. Именно в этих опытах он заложил основы метода хронического эксперимента.

Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию, фото 2
И.П. Павлов «Центробежные нервы сердца». Обложка диссертации с дарственной надписью автора И.М. Сеченову. 12 мая 1883г.

Боткин становится руководителем его диссертации, и в 1883 году Павлов получает ученую степень доктора медицины за работу «Центробежные нервы сердца».

Исследования физиологии пищеварения 

Исследования физиологии пищеварения 

После получения докторской степени Иван Петрович становится заведующим физиологической лаборатории при клинике Боткина. Параллельно его приглашают в только созданный Институт экспериментальной медицины, где с 1891 года он начинает заниматься вопросами пищеварения. В последующие 10 лет Павлов создал современную физиологию пищеварения, которая остается актуальной по сей день.

Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию, фото 3
И.П. Павлов. Тетрадь с записями научных наблюдений над собаками в лаборатории при клинике профессора С.П. Боткина. Автограф. Бумага, чернила, карандаш. 1878–1880 гг.


Эксперименты на животных в Институте были приближены к клинике: операции на животных проводились только под наркозом с соблюдением правил асептики и антисептики. После операции за животными ухаживали, что повысило достоверность исследований и помогло создать новую модель эксперимента — хроническую.

В чем суть метода хронического эксперимента

В чем суть метода хронического эксперимента

До Павлова существовал только метод острого опыта. Чтобы провести эксперимент, животное почти всегда приходилось убить. Павлов разработал систему, которая помогала наблюдать за животными длительное время — им делали операции, за ними ухаживали и кормили. Это минимизировало страдания экспериментальных животных, и позволило получать уникальные и достоверные данные. Его методика нашла распространение во всех сферах медицинских исследований и актуальна до сих пор.

Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию, фото 4
И.П. Павлов в аудитории кафедры физиологии Военно-медицинской академии после демонстрации лекционного эксперимента. 1912 г.

 

Вот какие эксперименты Павлов поставил на животных с помощью метода хронического эксперимента.

Фистулизация органов ЖКТ

Фистулизация органов ЖКТ

Павлов рассматривал пищеварение как цепочку последовательных процессов. Чтобы увидеть все процессы, происходящие во время пищеварения, от ротовой полости до кишечника, он решил создавать «окна» в пищеварительный тракт. Для этого он разработал и реализовал сложнейшую на тот момент операцию — фистулизацию. 

Провести фистулизацию было трудно. Желудочный сок изливался и переваривал прилегающие ткани, кишечник и брюшную стенку. Павлову удалось подшить кожу, слизистую и вставить металлическую трубку так, что эрозий не образовывалось, а он мог получать чистый пищеварительный сок на любом участке ЖКТ. Это показало, как состав сока и скорость его выделения меняются в зависимости от характера пищи: преобладания белков, жиров или углеводов, наличия раздражающих веществ.

Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию, фото 5
Павлов и собака во время эксперимента с использованием фистулизации. 1890-е.

Мнимое кормление

 

Мнимое кормление

В своих опытах на собаках Иван Петрович обнаружил стимулирующее действие блуждающего нерва на секрецию в желудке и тормозное воздействие симпатических нервных волокон. Выяснить первопричины таких нервных воздействий Павлову удалось после того, как он разработал и реализовал методику «мнимого кормления». 

В ходе эксперимента пищевод пересекали — пища не попадала из ротовой полости в желудок. Хитрость состояла в том, что пищевод перерезался не полностью. Его рассекали на 2/3 толщины, а развернувшиеся края пришивались к кожным покровам. Так получилось расположить пищевод на поверхности мышц шеи. При таком способе эзофаготомии пищевод не отрывался от послеоперационной раны, когда животных кормили через желудочный зонд. 

Также, чтобы изучить секреторную деятельность слюнных желез и получить чистый секрет, Павлов выводил протоки этих желез на кожу.

Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию, фото 6
И.П. Павлов и М.К. Петрова во время опыта по изучению условных рефлексов у собак


В эксперименте с мнимым кормлением он показал, что усиление желудочной секреции происходит под влиянием центральной нервной системы. Она получает сигналы от рецепторов в ротовой полости, а в ответ посылает по блуждающим нервам команды железам слизистой оболочки желудка. Последние в ответ усиливают секрецию сока. Сосуды, питающие желудок и кишечник, также находятся под влиянием симпатических нервных волокон.

Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию, фото 7
И.П. Павлов в присутствии сотрудников Института экспериментальной медицины делает операцию собаке. 1900-е гг.


Введение пищи через фистулы

Павлов также смог установить, что желудочную секрецию можно усилить вводя пищу в желудок или кишечник непосредственно через фистулы. После денервации органов эффект исчезал. Это позволило сделать вывод, что в пищеварительном тракте имеются рецепторы, от которых по чувствительным волокнам в мозг передается информация о наличии или отсутствии пищевого комка.

Собака Павлова

Собака Павлова

Павлов исследовал еще и то, что до него называлось «психической секрецией».

Сначала он замерял объем слюны и желудочного сока, если предложить собаке съедобную и несъедобную пищу. Однако через время ученый отметил, что секреция слюны начинается, как только ассистент в белом халате входит в комнату. То есть, не вид еды вызывал образование слюны, а понимание того, что ассистент ее принес. 

Тогда Павлов выдвинул теорию, о том, что слюноотделение при виде пищи — это безусловный рефлекс, а секреция при виде белого халата — условный или приобретенный. Чтобы подтвердить это, Павлов провел серию экспериментов, которое в наше время известно как «собака Павлова».

Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию, фото 8
Чучело собаки Павлова, представленное в его музее в Рязани
 

Как проходил эксперимент

Собаку кормили под звук метронома. По началу у животного присутствовал только безусловный рефлекс — слюноотделение при виде еды. Без пищи поблизости метроном секреции не вызывал. Чтобы выработать у собаки условный рефлекс, незадолго до кормления включали метроном, под который собака получала любимую еду. Через время звук метронома начинал ассоциироваться у животного с приемом пищи. Чем дольше длился эксперимент, тем сильнее становился приобретенный рефлекс.
 

Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию, фото 9
Схема эксперимента по выработки условного рефлекса у собаки


На финальной стадии эксперимента слюна у собаки слюна появлялась, как только включался метроном. Этот процесс больше не зависел от того, сопровождалось ли воздействие нейтрального раздражителя кормлением. Слюноотделение стало частью условного рефлекса, который Павлов выработал у собаки в своем эксперименте. 

Нобелевская премия

Нобелевская премия

В 1897 году Павлов опубликовал свой классический труд «Лекции о работе главных пищеварительных желез». Он обобщил знания, полученные в результате экспериментов. Работу моментально перевели на все европейские языки — она быстро нашла признание в международной научной среде.

Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию, фото 10
Опыт с мнимым кормлением И.П. Павлов. Лекции по физиологии пищеварения. СПб., 1908г.
 

В 1903 году Павлов сделал доклад на XIV Международном медицинском конгрессе в Мадриде. Он рассказал о достижениях в исследовании пищеварения и впервые сформулировал принципы физиологии нервной деятельности.

Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию, фото 11                                              И.П. Павлов произносит речь на XIV Международном медицинском конгрессе в Мадриде. 1903г

К 1904 году лабораторию Павлова посетил комитет Нобелевской премии, который хотел лично ознакомиться с работами ученого. В то время было множество достойных кандидатов, номинированных на получение почетной премии.


Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию, фото 12
Номинанты 1901–1904 гг., ставшие Нобелевскими лауреатами.
Конкурентами И.П. Павлова были известнейшие ученые того времени: Росс, Кох, Гольджи, Мечников 

Эксперты почти 3 недели знакомились с научной деятельностью лаборатории Павлова. По результатам работы комитета, коллегия профессоров Королевского Каролинского медико-хирургического института 7 октября 1904 года единогласно провозгласила Павлова четвертым лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине. Награду он получил «за работы по физиологии пищеварения, которые изменили и расширили наши представления в этой области».

Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию, фото 13
Диплом лауреата Нобелевской премии, выданный И.П. Павлову Каролинским медико-хирургическим институтом в 1904г.Подлинник на русском языке

Павлов смог полностью изменить существовавшую в то время физиологию пищеварения и описал нервные взаимосвязи желудочно-кишечного тракта с центральной нервной системой.

Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию, фото 14
Диплом лауреата Нобелевской премии, выданный И.П. Павлову Каролинским медико-хирургическим институтом в 1904 г. Подлинник на шведском языке

Исследования и труды Ивана Петровича стали фундаментом для всех современных представлений о работе органов пищеварения, механизмах их регуляции и о том, как может нарушаться работа механизмов управления.

 
Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию, фото 15
И.П. Павлов в тоге доктора Кембриджского университета в Кембридже (Великобритания).  1912г.

Наследие

Наследие

Павлов подарил миру не только полноценное представление о работе желудочно-кишечного тракта, за которую был удостоен Нобелевской премии. Последующие 35 лет он исследовал высшую нервную деятельность человека: Павлов изучал физиологию и расстройства сна, создал учение о типах нервной деятельности и заложил теоретические основы для исследования анализаторов и их представительства в коре.

Иван Павлов: как один человек создал современную физиологию, фото 16
Титульный лист труда «Двадцатилетний опыт объективного исследования высшей нервной деятельности (поведения) животных. Условные рефлексы». 1923г. 

Все знания, которые подарил нам Павлов, определили облик физиологии ХХ века во всем мире. Он дал новый вектор для исследований и способствовал бурному развитию смежных отраслей биологии и медицины: 

  • Учение о 4 типах нервной деятельности (сангвиник, холерик, флегматик и меланхолик) применяют в психологии и педагогике;
  • Знания о высшей нервной деятельности и сне позволили разработать схемы терапии неврозов и расстройств сна;
  • Его учение о пищеварении легли в основу современных схем терапии многих заболеваний ЖКТ, в том числе язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. 

Его знания и понимание нормальной физиологии стали фундаментом для успешного развития практической медицины.

 

 

Другие материалы

Слайд-шоу

Пять историй врачей, которые произошли с ними на работе в Рождество или новогоднюю ночь

«У всех праздники, а у меня работа» — фраза, знакомая миллионам врачей во всем мире. Каждый Новый год, пока одни режут тазики оливье, медицинские работники готовятся принимать пациентов.

Читать
Статья

Ошибочный и пропущенный диагноз - в чем разница?

В чем заключается разница между пропущенным и ошибочным диагнозом? Как снизить риск подобных ошибок? Разбираемся в медицинской и юридической сторонах вопроса.

Читать
Слайд-шоу

7 современных российских больниц за пределами Москвы

Мы собрали самые большие и современные больницы и поликлиники России в одну подборку.

Читать
Статья

ХОБЛ. Партнерство врача и пациента для достижения контроля над заболеванием

По данным исследований, распространенность ХОБЛ в мире составляет 11,7% и будет увеличиваться в ближайшие десятилетия в связи с ростом табакокурения в экономически развитых странах.

Читать

Комментарии: 0

или

чтобы оставить комментарий.

Мы собираем и обрабатываем пользовательские данные, в том числе файлы cookies для оптимизации сайта и подбора для Вас релевантного контента. Нажав «Принять» или оставаясь на сайте, Вы разрешаете их использование. Подробнее: Политика конфиденциальности.

Принять