BÀI 1. NHẬP MÔN SINH LÝ HỌC - ĐH Y HÀ NỘI (GS.TS. Phạm Thị Minh Đức)

Mục tiêu học tập: Sau khi học xong bài này, sinh viên có khả năng:

1. Nêu được các đối tượng và phạm vi nghiên cứu của môn sinh lý học.

2. Trình bày được mối liên quan của môn sinh lý học với các ngành khoa học tự nhiên và các chuyên ngành y học khác.

3. Trình bày được phương pháp nghiên cứu và học tập môn Sinh lý học.

Sinh lý học là một ngành của sinh học. Nhiệm vụ của chuyên ngành này là nghiên cứu hoạt động chức năng của cơ thể sống, tìm cách giải thích vai trò của các yếu tố vật lý, hoá học đối với hoạt động  chức năng của cơ thể sống của những sinh vật đơn giản nhất có cấu tạo đơn bào như amíp cho đến những sinh vật phức tạp nhất như con người. Mỗi sinh vật có những đặc trưng khác nhau và hoạt động chức năng riêng của mình. Vì vậy, sinh lý học được chia thành nhiều chuyên ngành khác nhau như sinh lý học virus, sinh lý học vi khuẩn, sinh lý học thực vật, sinh lý học động vật, sinh lý học người.

1. Đối tượng nghiên cứu của sinh lý học y học

Sinh lý học người chuyên nghiên cứu về chức năng và hoạt động chức năng của từng tế bào, từng cơ  quan và hệ thống cơ quan trong mối liên hệ giữa chúng với nhau và giữa cơ thể với môi trường; nghiên cứu về sự điều hoà chức năng để đảm bảo cho sự tồn tại, phát triển và thích ứng của cơ thể với sự biến đổi của môi trường sống.

Sinh lý học y học lại có thêm màu sắc riêng của nó, đó là nghiên cứu về hoạt động chức năng của các tế bào, các cơ quan, hệ thống cơ quan, sự điều hoà chức năng để đảm bảo cho cơ thể tồn tại, phát triển một cách bình thường và thích ứng được với sự biến đổi của môi trường sống. Kết quả nghiên cứu của các nhà sinh lý học sẽ tạo cơ sở cho các nhà bệnh lý học giải thích được và xử lý được những rối loạn hoạt động chức năng của cơ thể trong tình trạng bệnh lý, từ đó có thể đề xuất những biện pháp nhằm đảm bảo và nâng cao sức khoẻ cho con người.

Như vậy đối tượng nghiên cứu và phục vụ của sinh lý y học là cơ thể con người. Nhiệm vụ của các nhà sinh lý học là phải nghiên cứu phát hiện các chức năng của cơ thể từ mức tế bào đến cơ quan, hệ thống cơ quan và toàn bộ cơ thể, nghiên cứu các cơ chế hoạt động và điều hoà hoạt động của chúng, các cơ chế thích ứng của cơ thể với môi trường và đặc biệt cần phải xác định được các thông số, chỉ số biểu hiện hoạt động chức năng của các cơ quan, hệ thống cơ quan và cơ thể, đo lường được chúng trong trạng thái hoạt động bình thường nhằm giúp các nhà bệnh lý học và các nhà lâm sàng học có tiêu chuẩn để so sánh và đánh giá tình trạng bệnh lý.

Tuy nhiên trong quá trình nghiên cứu, để tiến đến kết luận và áp dụng cho con người, nhiều khi các nhà sinh lý học phải nghiên cứu trên các động vật thực nghiệm. Tuỳ chức năng cần nghiên cứu, các nhà sinh lý học thường chọn lựa các động vật có hoạt động chức năng phù hợp với con người. Ví dụ khi nghiên cứu về chức năng tiêu hoá-dinh dưỡng người ta hay dùng chuột cống vì chuột cống cũng ăn ngũ cốc như  người, hoặc khi nghiên cứu về chu kỳ kinh nguyệt người ta dùng khỉ vì khỉ cũng có kinh nguyệt như phụ nữ.

2. Vị  trí  của  môn  sinh  lý  học trong  các ngành khoa học tự nhiên và y học

2.1. Vị trí của môn sinh lý học trong các ngành khoa học tự nhiên

Sinh lý học là một ngành của sinh học, nó có liên quan đến các ngành khoa học khác nhau như hoá học, vật lý học, toán học, môi trường học... Những thành tựu nghiên cứu về sinh lý học thường được bắt nguồn từ những thành tựu của các ngành khoa học khác đặc biệt là hoá học và vật lý học. Ngược lại, những kết quả nghiên cứu hoặc yêu cầu của sinh lý học lại có tác dụng thúc đẩy các ngành khoa học khác phát triển. Trong ngành sinh học, sinh lý học y học cũng có mối quan hệ với các chuyên ngành sinh lý khác như sinh lý virus, sinh lý vi khuẩn, sinh lý những động vật ký sinh, sinh lý động vật... Các chuyên ngành sinh lý học này thường có mối quan hệ qua lại, kết quả nghiên cứu của chuyên ngành này có thể tạo tiền đề nghiên cứu cho chuyên ngành kia hoặc ngược lại.

2.2. Vị trí của môn sinh lý học trong y học

- Sinh lý học là một ngành khoa học chức năng vì vậy nó có liên quan chặt chẽ với các ngành khoa học hình thái  như giải phẫu học, mô học. Trong quá trình tiến hoá của sinh vật, chức năng quyết định cấu trúc. Tuy nhiên để hiểu được chức năng của từng cơ quan, bộ phận trong cơ thể cần có những hiểu biết về hình thái, cấu tạo và mối liên quan về giải phẫu giữa chúng với nhau.

- Sinh lý học là môn học có liên quan chặt chẽ với hoá sinh học và lý sinh học. Những hiểu biết về hoá sinh học và lý sinh học sẽ giúp chuyên ngành sinh lý học tìm hiểu được bản chất của các hoạt động sống, hoạt động chức năng và góp phần giải thích các cơ chế của hoạt động chức năng và điều hoà chức năng.

- Sinh lý học là môn học cơ sở rất quan trọng của y học. Những kiến thức về sinh lý học trực tiếp phục vụ cho các môn bệnh học và là cơ sở để giải thích và phát hiện các rối loạn chức năng trong tình trạng bệnh lý.

3. Lịch sử phát triển môn sinh lý học

Lịch sử phát triển sinh lý y học song song với lịch sử phát triển của các ngành khoa học tự nhiên và luôn luôn gắn liền với sự thay đổi về quan niệm triết học. Có thể nói lịch sử phát triển của sinh lý học trải qua 3 thời kỳ khác nhau.

3.1. Thời kỳ cổ xưa

Ngay từ thời kỳ cổ xưa con người đứng trước những hiện tượng tự nhiên hoặc những hiện tượng xảy ra của bản thân luôn đặt câu hỏi tại sao? Để giải thích các hiện tượng này người ta thường dựa vào những luận thuyết huyền bí như mọi hoạt động của con người hay sự sống tồn tại được là nhờ có linh hồn. Khi chết, linh hồn siêu thoát khỏi thể xác, con người chỉ chết về mặt thể xác còn linh hồn sẽ tồn tại mãi. Quan niệm này chính là nguồn gốc của tôn giáo.

Để giải thích các hiện tượng của tự nhiên người ta dựa vào thuyết âm dương ngũ hành hoặc vạn vật trong vũ trụ đều do thượng đế sinh ra.

Vào thế kỷ thứ V trước Công Nguyên, Hippocrate là người đầu tiên đưa thuyết hoạt khí để giải thích một số hiện tượng như không khí từ bên ngoài vào phổi rồi vào máu và lưu thông trong máu. Đến thế kỷ thứ II Galien đã phát triển thuyết này để giải thích một số hiện tượng khác.

3.2. Thời kỳ phát triển của nền khoa học tự nhiên

Vào khoảng thế kỷ thứ XVI đến nửa đầu thế kỷ XX, nền kinh tế các nước Châu Âu phát triển, chế độ tư bản ra đời và khoa học tự nhiên có những bước tiến bộ quan trọng. Lần đầu tiên hai nhà khoa học là Copernic (1473-1543) và Galilée (1564-1642) đã tuyên bố quả đất xoay quanh mặt trời, lời tuyên bố này đã đi ngược với quan điểm thần thánh của  Thiên chúa giáo. Song song với những phát minh về vật lý học nhiều phát hiện như việc tìm ra tuần hoàn phổi nhờ phương pháp giải phẫu của Servet (1511-1553), phát hiện hệ thống tuần hoàn máu của Harvey (1587-1657), tuần hoàn phổi của Malpighi (1628-1694) nhờ quan sát bằng kính hiển vi.

Những phát hiện về hoạt động chức năng của các bộ phận trong cơ thể của các nhà sinh lý học thông qua thực nghiệm ngày càng nhiều hơn, cụ thể hơn và bắt đầu tìm cách giải thích bản chất các hiện tượng của sự sống như bản chất của quá trình hô hấp và tiêu hoá là do hoạt động của hệ thống men hoặc là quá trình thiêu đốt  (Boe de Sylvius 1614-1798; Lavoisier 1713-1794) hoặc Galvani đã tìm ra dòng điện sinh vật (1737-1798)...

Nửa sau thế kỷ XIX đến nửa đầu thế kỷ XX nhờ nhịp độ phát triển của khoa học kỹ thuật ngày càng mạnh nên nhiều thành tựu về sinh lý học cũng đạt được trong thời kỳ này như quan niệm về hằng tính nội môi của Claude Bernard (1813-1873), nghiên cứu về sinh lý học thần kinh của Sherrington (1859-1947), Setchenov (1829-1905), Broca (1861) và đặc biệt Pavlov nhờ nghiên cứu thực nghiệm trên cơ thể toàn vẹn đã dùng học thuyết thần kinh để giải thích về điều hoà chức năng.

3.3. Thời đại sinh học phân tử

Năm 1940 nhờ có kính hiển vi điện tử ra đời, một loạt các thành tựu mới đã đạt giải thưởng Nobel như phát  minh về cấu trúc xoắn kép của acid nucleic của Watson và Crick (1953); phát minh về RNA thông tin của Jacob và Monod (1965); phát minh về mã di truyền của Nirenberg, Holdey, Khorana; phát minh về cơ chế tác dụng của hormon của Sutherland... Những kết quả nghiên cứu không chỉ dừng ở mức phân tử mà ngay từ năm 1961 Szent-Gyorgy đã đề cập đến vai trò của các điện tử trong một số bệnh như rối loạn tâm thần và cho tới nay, những năm đầu thế kỷ XXI với tốc độ phát triển rất nhanh của khoa học-kỹ thuật, nhiều cơ chế bệnh sinh của nhiều bệnh được đề cập đến ở mức dưới phân tử.

Tóm lại có thể nói lịch sử của sinh học nói chung và sinh lý học nói riêng luôn luôn gắn liền với lịch sử phát triển của các ngành khoa học tự nhiên đặc biệt hoá học và vật lý học. Những phát minh về khoa học và sáng chế các công cụ nghiên cứu đã giúp  các nhà sinh lý học ngày càng đi sâu nghiên cứu  về chức năng không chỉ ở mức cơ thể nói chung, hệ thống cơ quan, cơ quan, tế bào, thậm chí còn ở mức phân tử hoặc dưới phân tử.

4. Phương pháp nghiên cứu và học tập sinh lý học

4.1. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu được sử dụng để nghiên cứu hoạt động chức năng của các cơ quan, hệ thống cơ quan, mối liên quan giữa chúng với nhau và giữa chúng với môi trường là quan sát và thực nghiệm trên động vật hoặc trên chính cơ thể con người.

- Có thể nghiên cứu trên chính cơ thể toàn vẹn (in vivo). Phương pháp nghiên cứu này thường cần các phương tiện máy móc hỗ trợ. Ví dụ nghiên cứu chức năng của tim bằng cách ghi điện tim, thông tim..., ghi hoạt động của não bằng cách ghi điện não...

- Có thể nghiên cứu cơ quan bằng cách tách rời  một cơ quan, cơ thể hoặc tế bào ra khỏi cơ thể và nuôi dưỡng trong điều kiện dinh dưỡng và nhiệt độ giống như trong cơ thể (in vitro). Ví dụ lấy máu, nước tiểu, dịch não tuỷ để làm xét nghiệm; hoặc tách rời tim ếch ra khỏi cơ thể rồi nuôi tim bằng một dung dịch giống máu để nghiên cứu tác dụng của một số thuốc hoặc hoá chất trên tim...

- Có thể tách một phần của cơ quan hay bộ phận ra khỏi mối liên quan với các phần khác để nghiên cứu (insitu). Ví dụ tách một đoạn ruột non ra khỏi toàn bộ khối ruột non bằng cách cắt rời đoạn này nhưng vẫn để lại các mạch máu nằm ở vùng mạc treo nuôi dưỡng đoạn ruột này. Với cách làm này, người ta có thể nghiên cứu được khả năng hấp thu một chất dinh dưỡng nào đó của ruột non.

Với 3 phương pháp thực nghiệm trên kết hợp với việc thay đổi các tác nhân tác động về cơ học, lý học, hoá học, nhiệt học... các nhà sinh lý học có thể quan sát được những hoạt động chức năng, những thay đổi chức năng của tế bào, cơ quan, cơ thể bằng những phương tiện quan sát, đo lường chính xác để từ đó tìm hiểu được hoạt động và cơ chế hoạt động của cơ thể.

4.2. Phương pháp học tập

Cấu trúc và chức năng có mối liên quan chặt chẽ trong đó chức năng quyết định cấu trúc vì vậy muốn học tập tốt môn sinh lý học trước hết phải có những kiến thức về giải phẫu và mô học. Đồng thời phải có những kiến thức cơ bản về sinh học, hoá học, vật lý học, đặc biệt hoá sinh học và lý sinh học vì nhờ nó ta có thể hiểu biết cặn kẽ và giải thích được bản chất các hoạt động chức năng và điều hoà chức năng của cơ thể.

Để học tốt môn sinh lý học cần có sự so sánh, liên hệ về những chức năng có liên quan với nhau và mối liên hệ giữa các cơ quan và hệ thống cơ quan, phải đặt chúng trong mối liên quan giữa cơ thể với môi trường và phải biết áp dụng các kiến thức sinh lý học để giải thích các hiện tượng, các triệu chứng trong trường hợp bệnh lý.

Câu hỏi tự lượng giá

1. Trình bày đối tượng nghiên cứu của môn Sinh lý học y học.

2. Trình bày mối liên quan của môn Sinh lý học y học với các ngành khoa học tự nhiên khác.

3. Trình bày mối liên quan của môn Sinh lý học y học với các môn y học khác.

4. Trình bày ba phương pháp nghiên cứu và cách học môn Sinh lý học.