Методи дослідження у віковій фізіології

Вікова фізіологія – наука експериментальна, тобто методичною основою її пізнавальної діяльності є проведення експерименту. Форми фізіологічного експерименту різноманітні і визначаються завданням дослідження. У процесі застосування сучасних фізико-хімічних та біологічних методів дослідження, фізіолог вивчає, з одного боку матеріальну суть фізіологічних процесів, а з другого боку, впливає на організм, або на його окремі органи і системи відомими факторами, дає можливість простежити характер змін функцій, з’ясувати механізм розвитку тих чи інших порушень у живому організмі та знайти засоби для свідомого керування перебігу процесів з метою усунення цих порушень.

Досліди проводяться на експериментальних тваринах різних вікових груп. Експерименти ставляться і на людях на різних етапах вікового розвитку з дотриманням строгих правил збереження їх здоров’я. Під час дослідження будь-якого явища, що відбувається в організмі, насамперед виникає два питання: як змінюється це явище протягом часу та які механізми покладено в основу цих змін. Тому вивчення фізіологічних процесів відбувається шляхом: 1. Вимірювання і графічної реєстрації фізіологічних процесів. Метод графічної реєстрації ознаменував нові етапи фізіології і дав можливість записувати одночасно (синхронно) не один, а декілька фізіологічних процесів. У наш час широко використовується у віковій фізіології реєстрація механічних показників змін процесу в часі, електричних потенціалів м’язів (електроміографія), мозку (електроенцефалографія), серця (електрокардіографія), реєстрація змін величини електричного опору тканин (реографія, реоплетизмографія), внутріклітинне відведення. Важливе місце займають біохімічні методи визначення хімічного складу виділень і рідини, що міститься в організмі або в його клітинах. У дослідженнях використовуються фізичні та хімічні вимірювальні прилади. 2. Пригнічення функцій аж до їх повного виключення. В експериментах на тваринах використовуються методики видалення органу чи його частини (методика видалення або екстирпації), пересадка органів на нове місце (методика трансплантації), переріз нервових шляхів (методика енервації), перев’язка і зшивання різних кровоносних судин (методика накладання лігатур і судинних анастомозів), введення тонких трубок (катетерів), які з’єднують органи з різними приладами для реєстрації їх функцій (методика катетеризації), хімічні впливи з допомогою різноманітних препаратів, фізичні впливи на органи і тканини (методика подразнень). Для вивчення діяльності деяких органів, які знаходяться в середині тіла, застосовують фістульну методику. 3. Стимуляція функцій шляхом впливу на них фізичними та хімічними агентами. Посилення діяльності досягається шляхом електричної або фармакологічної стимуляції. 4. Моделювання фізіологічної функції – як фізіологічний напрям, пов’язаний з розвитком кібернетики. Кібернетика (від грецьк. kybernetike - мистецтво управління) – наука про управління автоматизованими процесами. Засновник кібернетики Норберт Вінер зазначив, що “головні проблеми біології також пов’язані з системами і їх організацією в просторі та часі, тому саморегуляція має велике значення”. Біологічна кібернетика вивчає специфічні для живих істот загальні принципи та конкретні механізми доцільного саморегулювання та активної взаємодії з навколишнім середовищем. Процеси управління, як відомо, здійснюються через сигнали, які несуть певну інформацію. В організмі такими сигналами є нервові імпульси, які мають електричну природу, а також різні хімічні речовини. Моделювання дозволяє виділити певні властивості фізіологічних процесів на основі математичних характеристик і їх закономірностей. При всій своїй спрощеності, кібернетичні моделі фізіологічних функцій виявляють їх передбачувані зв’язки, управління, динаміку і таким чином дають змогу досліджувати фізіологічні явища зі значним наближенням до природних умов.

Особливу роль відіграє вивчення фізіологічних явищ в онтогенезі у різних піддослідних групах тварин, у різних вікових групах людей, коли досліджуються окремі компоненти одного й того ж процесу. Порівняльні характеристики містять, по-перше, не чітко виділенні ознаки, за якими порівнюються конкретні данні того чи іншого явища.

Для дослідження функцій цілісного організму людини на різних етапах вікового розвитку важлива одночасна реєстрація багатьох фізіологічних, фізичних і хімічних процесів, які протікають в різних клітинах, органах і системах. Великим методичним досягненням є застосуванням у фізіологічних дослідженнях радіотелеметрії. Використання фізіологами сучасних досягнень фізики, радіотехніки, електроніки та кібернетики дозволяють їм розробляти нові та удосконалювати старі методи дослідження функцій, це спонукало до досліджень різних явищ в організмі людини без нанесення їй яких-небудь пошкоджень. На основі фізіологічного моделювання розробляється спеціальна апаратура – „штучне серце”, „штучна нирка”, установка для гіпербаричної оксигенації тощо. У той же час хвороба з її „зломами” в організмі є своєрідним експериментом, який дає змогу виявити механізми фізіологічних процесів.

Великого значення набуває статистична обробка результатів дослідження. Для цього використовуються різноманітні математичні методи, які встановлюють достовірність отриманих даних. Такою є оцінка експерименту за показниками варіаційних рядів, вираховування для їх порівняння коефіцієнта Стьюдента, проведення кореляційного аналізу, розрахунок дисперсій за допомогою F- критерію тощо. Математизація досліджень дозволяє використовувати у фізіології комп’ютерну техніку, що не тільки збільшує швидкість обробки інформації, але і дає можливість здійснювати таку ж обробку безпосередньо під час експерименту.