Предмет анатомии, ее место в системе научных знаний

ПРЕДМЕТ АНАТОМИИ, ЕЕ МЕСТО В СИСТЕМЕ НАУЧНЫХ ЗНАНИЙ

Анатомия является одной из древнейших естественных наук. Она изучает форму и строение организма человека. Название ее происходит от греческого «anatemno», что означает «рассекаю», и возникло в то время, когда рассечение трупов было единственным источником знаний о человеческом теле. С тех пор анатомия прошла долгий путь развития и обогатилась многими методами исследования. Современная анатомия все более приближается к познанию живого человека во всем многообразии, сложности и изменчивости его жизненных проявлений. Поэтому в название анатомии сейчас вкладывается более широкий смысл, чем это было в прошлом.

Анатомия составляет раздел биологии и входит в группу морфологических дисциплин, которые занимаются изучением органической формы, исследованием закономерностей статики и динамики строения организмов. Задачей морфологии является познание многообразия видимых форм в органическом мире и объяснение этого многообразия. Морфология подразделяется на несколько дисциплин, соотношение между которыми можно уяснить, исходя из представлений об уровнях организации живых систем.

Любой организм, будь то растение, животное или человек, представляет сложную систему соподчиненных и взаимодействующих элементов различных уровней. Принято выделять следующие структурные уровни биологического организма:

1. Уровень целостного организма (организменный).

2. Уровень морфо-функциональных систем (системный).

3. Уровень отдельных органов тела (органный).

4. Уровень тканей, из которых построены органы (тканевой).

5. Клеточный уровень.

6. Уровень органических макромолекул, молекулярных комплексов и субклеточных структур (субклеточный уровень).

Анатомия изучает организм человека на первых трех из названных уровней. Изучение тела и его частей невооруженным глазом составляет область макроскопической анатомии. Микроскопическая анатомия исследует строение органов с помощью микроскопа. Гистология изучает развитие, строение и функцию тканей, из которых построен организм. Исследования на клеточном уровне составляют предмет цитологии. Изучение организма на уровне молекул и субклеточных структур относится к области молекулярной биологии.

Из других биологических дисциплин анатомия тесно связана с эмбриологией - наукой о зародышевом развитии организма; сравнительной анатомией, изучающей строение тела различных животных; антропологией - наукой о происхождении человека, его эволюции и внутривидовой изменчивости строения и функций. Данные этих дисциплин необходимы для понимания закономерностей строения организма человека и широко используются в анатомии.

Чрезвычайно важна связь между анатомией и физиологией - наукой о жизненных процессах, функциях организма и его частей. Форму и функцию необходимо рассматривать в единстве, так как они представляют две неразрывно связанные стороны жизни. Анатомия и физиология пользуются различными методами, но они являются взаимодополняющими науками, ибо объект изучения у них один и тот же - организм животного и человека. Изучение физиологии в медицинском вузе базируется на знании анатомии.

Будучи биологической дисциплиной, анатомия человека представляет вместе с тем одну из основ медицины. С анатомии начинается, по существу, медицинское образование. Необходимость анатомических знаний для врачей осознавалась и подчеркивалась во все времена. Основоположник научной анатомии Андрей Везалий говорил об анатомии как о «пьедестале и основании врачебного искусства».

Нельзя не согласиться с высказыванием великого русского естествоиспытателя М.В.Ломоносова: «Как можно рассуждать о теле человеческом, не зная ни сложения костей и суставов для его укрепления, ни союза, ни положения мышц для чувствования, ни расположения внутренностей для приготовления питательных соков, ни протяжения жил для обращения крови, ни прочих органов сего чудного строения».

Значение анатомии как одной из основ теоретической и практической медицины прекрасно понимали крупнейшие отечественные ученые и врачи. В начале XIX века знаменитый врач и ученый Е.О.Мухин сказал: «Врач - не анатом не только бесполезен, но и вреден». А почти через 100 лет А.П.Губарев - крупнейший московский клиницист, работавший на грани XIX и XX веков, не менее образно писал: «Без анатомии нет ни хирургии, ни терапии, а есть только приметы и предрассудки».

В настоящее время, несмотря на возрастание роли молекулярной биологии, биофизики, биохимии, генетики и других новых биологических дисциплин, анатомия остается в фундаменте медицины. Знание анатомии необходимо при осмотре и обследовании больного, проведении элементарных медицинских манипуляций, не говоря уже о хирургических операциях.

Исторически из анатомии выделились несколько разделов, связанных с практическим применением анатомических данных в медицине. К ним относится топографическая, или хирургическая, анатомия, которая изучает послойное строение частей тела, взаимное расположение органов и пространственные отношения анатомических образований по областям тела. Анатомия необходима не только врачу. Закономерности развития и строения детей и взрослых используют педагоги и спортсмены, их применяют в промышленности при конструировании рабочих инструментов, моделировании одежды, обуви.

Нельзя не упомянуть об отношении анатомии к изобразительному искусству. Около трехсот лет назад образовалась анатомия для художников, называемая теперь пластической анатомией. Законы анатомии нужны художникам для воспроизведения тела человека в живописи, скульптуре и графике. Многие великие художники глубоко и подробно изучали анатомию, сами проводили вскрытия и создали превосходные анатомические рисунки. Среди них нужно назвать Леонардо да Винчи, Микеланджело Буонаротти, Рафаэля, Тициана, Дюрера.

Методы исследования в анатомии

Каждая наука имеет свои методы исследования, свои способы познания объекта изучения, постижения научной истины. О значении методов ярко сказал великий экспериментатор - физиолог И.П.Павлов: «Наука движется толчками, в зависимости от успехов, делаемых методикой. С каждым шагом методики вперед мы как бы поднимаемся ступенью выше, с которой открывается нам более широкий горизонт с невидимыми ранее предметами». Методы, применяемые в анатомии, позволяют изучать как внешнее, так и внутреннее строение человека.

Соматоскопия - осмотр тела - дает сведения о форме тела и его частей, их поверхности, рельефе. Рельеф тела образуют возвышения различной формы и углубления - ямки, отверстия, борозды, щели, складки, кожные линии. Возвышения и углубления зависят отчасти от свойств самой кожи, но преимущественно от анатомических образований, расположенных сразу под кожей или более глубоко. При изучении анатомии нужно развивать в себе способность определять глубокие части тела через наружный покров, не нарушая его целостности.

Соматометрия - измерение тела и его частей - дополняет данные осмотра. Основные размеры тела - общая его длина (рост), окружность грудной клетки, ширина плеч, длина конечностей - используются для суждения о телосложении человека, для оценки его физического развития. Измерение отдельных частей тела используется во многих областях медицины. Например, измерение позвоночного столба применяется для характеристики осанки тела, определение размеров таза необходимо в акушерской практике и т.п.

Пальпация - прощупывание тела руками и пальцами - позволяет найти костные опознавательные точки, определить пульсацию артерий, положение и состояние внутренних органов, лимфатических узлов. В повседневной практике врача пальпация является одним из главных методов исследования.

Вскрытие трупов и препарирование - старейшие, но не потерявшие своего значения, методы. С этими двумя методами связано в первую очередь развитие анатомии как науки. Вскрытия в научных целях впервые стали производиться в древних рабовладельческих государствах. Великий ученый эпохи Возрождения Андрей Везалий разработал и довел до совершенства метод препарирования. Начиная с Везалия, метод препарирования становится главным в анатомии, с его помощью была получена основная масса сведений о строении человеческого тела. До сих пор препарирование является неотъемлемой частью учебного процесса на кафедре анатомии человека.

Мацерация - также один их древнейших методов анатомии. Он представляет собой процесс размачивания мягких тканей с последующим их размягчением и отгниванием и применяется, в частности, для выделения костей.

Метод инъекции - применяется с XVII - XVIII веков. В широком смысле под этим подразумевают заполнение полостей, щелей, просветов, трубчатых структур в человеческом теле окрашенной или бесцветной уплотняющей массой. Это часто делают в целях получения слепка исследуемой полости или сосуда, а также для того, чтобы этот сосуд легче было отделить от окружающих тканей. В настоящее время метод инъекции применяется, главным образом, для изучения кровеносных и лимфатических сосудов. Этот метод сыграл прогрессивную роль в развитии анатомических знаний, в частности, он позволил узнать ход и распределение кровеносных и лимфатических сосудов внутри органов, выяснить протяженность сосудов, особенности их хода.

Метод коррозии - в общих чертах заключается в том, что трудно препарируемые ткани удаляются путем вытравливания их кислотами или при постепенном отгнивании в теплой воде. Предварительно кровеносные сосуды или полость органа наполняют массой, которая не разрушается под действием кислоты. Следовательно, этот метод тесно связан с методом инъекции. Метод коррозии дает более точные данные относительно хода и расположения кровеносных сосудов, чем метод простого препарирования. Недостатком метода является то, что после удаления тканей теряются естественные топографические взаимоотношения между отдельными частями органа.

Метод окрашивания - имеет целью контрастную цветовую дифференцировку различных элементов организма. В качестве красок используются вещества животного (кармин) или растительного (гематоксилин) происхождения, искусственные анилиновые или каменноугольные (метиленовый синий, фуксин) краски или соли металлов.

В XIX веке для изучения топографических отношений в организме был предложен метод распила замороженных трупов (пироговские срезы). Достоинство этого метода состоит в том, что на определенном участке тела сохраняется существующее в действительности взаиморасположение между различными образованиями. Он позволил уточнить анатомические данные почти обо всех областях человеческого тела и тем самым способствовал развитию хирургии. Пользуясь этим методом, великий русский хирург и топографоанатом Н.И.Пирогов составил атлас распилов тела человека в различных направлениях и заложил основы хирургической анатомии. Полученные на пироговских срезах данные могут быть дополнены сведениями о соотношении тканей, если изготовить срез толщиной несколько микрометров и обработать его гистологическими красителями. Такой метод носит название гистотопографии. По серии гистологических срезов и гистотопограмм можно восстановить изучаемое образование на рисунке или объемно. Такое действие представляет собой графическую или пластическую реконструкцию.

В конце XIX века немецкий анатом В.Шпальтегольц разработал метод просветления анатомических препаратов. Под просветлением тканей понимают такую обработку органов или их частей, при которой изучаемый объект на фоне просветленных тканей становится хорошо видимым. Метод просветления чаще всего используется для изучения нервной и сосудистой систем.

На протяжении XIX века совершенствовались микроскопические методы, и от анатомии отделилась гистология как самостоятельная научная и учебная дисциплина.

В начале XX века харьковский анатом В.П.Воробьев разработал метод макро-микроскопического исследования, сущность которого заключается в тонком препарировании окрашенных объектов (мелких сосудов, нервов) с последующим изучением их под бинокулярной лупой. Данный метод открыл новую, пограничную область исследования анатомических структур. Этот метод имеет ряд разновидностей: препарирование под падающей каплей, под слоем воды. Он может дополняться разрыхлением соединительной ткани кислотами, избирательной окраской изучаемых структур (нервов, желез), инъекцией трубчатых систем (сосудов, протоков) окрашенными массами.

На рубеже прошлого и нынешнего столетия в анатомию вошел рентгеновский метод. Рентгеновские лучи были открыты в 1895 году. И уже в 1896 году их применили для изучения скелета отечественные анатомы П.Ф.Лесгафт и В.Н.Тонков. Преимущество рентгеновского метода перед методами, ранее применявшимися в анатомии, состоит в том, что он позволяет изучать строение живого человека, видеть функционирующие органы, исследовать в динамике их возрастные изменения. Рентгеновская анатомия выделилась в особый раздел анатомии, необходимый для клиники. В настоящее время помимо рентгеноскопии и рентгенографии применяют специальные рентгеновские методы. Стереорентгенография дает объемные изображения частей тела и органов. Рентгенокинематография позволяет изучать движения органов, сокращения сердца, прохождение контрастного вещества по сосудам. Томография - послойная рентгеновская съемка - дает четкое, без посторонних наслоений, изображение анатомических образований, расположенных в снимаемом слое. Компьютерная томография позволяет получать изображения поперечных срезов головы, туловища, конечностей, на которых органы и ткани различаются по их плотности. Электрорентгенография позволяет получить рентгеновское изображение мягких тканей (кожи, подкожной клетчатки, связок, хрящей, соединительнотканного каркаса паренхиматозных органов), которые на обычных рентгенограммах не выявляются, так как почти не задерживают рентгеновские лучи. Рентгеноденситометрия позволяет прижизненно определять количество минеральных солей в костях.

Изучению анатомии на живом человеке служат методы эндоскопии - наблюдения с помощью специальных оптических приборов внутренней поверхности органов: гортани - ларингоскопия, бронхов - бронхоскопия, желудка - гастроскопия и других.

Ультразвуковая эхолокация (эхография), основанная на различиях акустических свойств органов и тканей, позволяет получить изображения некоторых органов, которые трудно поддаются рентгеновскому исследованию, например, печени, селезенки.

Для решения ряда анатомических задач применяются гистологические и гистохимические методы, когда объект исследования может быть обнаружен при увеличениях, позволяющих производить световую микроскопию.

Активно внедряется в анатомию электронная микроскопия, позволяющая видеть структуры столь тонкие, что они не видны в световом микроскопе. Перспективен метод сканирующей электронной микроскопии, дающий как бы объемное изображение объекта исследования как при малых, так и при больших увеличениях.

Современная анатомия, как и медицина в целом, развивается в русле научно-технического прогресса. Это выражается в усилении взаимосвязи анатомии с другими научными дисциплинами, возрастании роли эксперимента в научных исследованиях, в применении новых технических методов. Анатомия использует достижения физики, химии, кибернетики, информатики, математики, механики. Свои достижения анатомия ставит на службу медицине.

Анатомическая терминология

Любая наука имеет свой профессиональный язык, систему специальных терминов, обозначающих предметы и процессы, с которыми данная наука имеет дело. Анатомическая терминология, включающая названия частей тела, органов, сосудов, нервов, других анатомических образований, составляет большую часть языка медицины. От названий органов производятся названия их заболеваний, оперативных вмешательств. Ее освоение представляет одну из трудностей в изучении предмета. Анатомические термины происходят из древнегреческого, латинского, древнееврейского, арабского языков. В настоящее время новые термины конструируются на латинской основе.

С конца XIX века ведется работа по упорядочению применяемых в анатомии названий. В 1895 году на конгрессе анатомов в Базеле была принята первая, Базельская, анатомическая номенклатура. Затем были созданы список Британской ревизии (1933), Йенская анатомическая номенклатура (1936). Наконец, в 1955 году на конгрессе анатомов в Париже была утверждена Международная (Парижская) анатомическая номенклатура. На последующих анатомических конгрессах в Нью-Йорке (1960), Висбадене (1965), Ленинграде (1970), Токио (1975), Мехико (1980), Лондоне (1985) в Международную анатомическую номенклатуру вносились изменения и дополнения.

Сейчас Международная анатомическая номенклатура содержит более 6000 терминов. В настоящее время в нашей стране используется исправленный вариант анатомической номенклатуры, утвержденный на X Всесоюзном съезде анатомов, гистологов и эмбриологов в Виннице в 1986 году.

Принципы и направления современной анатомии

Прогресс анатомии определяется не только созданием и усовершенствованием методов исследования, не только накоплением фактов и обогащением специальной терминологии. Современная анатомия включает в себя систему научных взглядов на свой объект изучения - организм человека. Принципы, на которых базируется анатомия, вытекают из идей и принципов диалектики. К ним относится, прежде всего, идея развития. Организм человека рассматривается как в его историческом развитии, с позиций филогенеза, так и в индивидуальном развитии, с позиций онтогенеза.

Одной из задач анатомии является установление черт сходства и различия между человеком и его предками в животном мире. Такой подход позволяет выявить причинные связи в организме, изучить характер изменений, ведущих от негуманоидных приматов к первобытным людям и от последних к современному человеку. Интересным и перспективным является вопрос об эволюционном значении морфологической изменчивости современного человека. Изучение этого вопроса может открыть возможность прогнозирования изменений физического статуса человека в будущем.

Вторая сторона биологического развития - онтогенез - лежит в основе возрастной анатомии. Все части организма формируются во внутриутробном периоде жизни, поэтому изучение эмбрионального развития необходимо для понимания строения сформировавшегося организма. После рождения продолжаются процессы развития и роста. Анатомия ребенка существенно отличается от анатомии взрослого человека, знание ее необходимо для врачей различного профиля.

В настоящее время развивается геронтологическое направление в анатомии, то есть изучение изменений, связанных со старением организма. Анатомические изменения, связанные со старением, должны учитываться при диагностике, медицинских вмешательствах и проведении профилактических мероприятий, имеющих целью сохранение здоровья и работоспособности человека возможно более длительное время.

Принцип целостности лежит в основе современных представлений о строении человеческого тела. Организм человека, как и организм животного, представляет собой биологическую систему, части которой находятся в определенном соподчинении друг другу. Целостность организма достигается благодаря бесчисленным, многообразным связям его частей на всех уровнях организации, начиная от организменного и заканчивая клеточным и субклеточным. Познание материальной основы этих связей входит в задачи анатомии. В течение многих веков анатомия развивалась преимущественно как аналитическая наука. Ее главными методами были рассечение трупов и препарирование, а целью - возможно более детальное описание частей организма. Но известно, что анализ является только одной стороной познания. Второй его стороной является синтез, то есть установление связей между частями, элементами целостной структуры. Применительно к анатомии это выражается в изучении целостной конструкции органов, соотношений и связей между органами и системами органов.

Важнейшим принципом анатомии является положение о взаимосвязи и взаимообусловленности структуры и функции организма и его частей. Этому отвечает функциональное направление в анатомии, основоположником которого в России был выдающийся анатом и педагог конца XIX - начала XX века П.Ф.Лесгафт. Он писал: «Вскрывайте ножом, рассекайте мыслью... Определить и исследовать отношение формы и функции, значение данной формы, основную идею построения тела человека - вот истинные задачи анатомии, которые поднимают описание до науки и вливают жизнь в мертвый материал, делая его пригодным к исследованию».

В дальнейшем это направление развивали В.Н.Тонков, В.П.Воробьев. Большой вклад в функциональную анатомию внесли немецкие ученые В.Ру, Г.Браус, А.Беннигхоф. В современной анатомии функциональный подход широко проводится как в преподавании, таки в научных исследованиях.

Современная анатомия рассматривает организм человека во взаимосвязи с окружающей средой, которая накладывает свой отпечаток на развитие и рост организма. Если в основе индивидуального развития лежит наследственно обусловленный генетический код, качественно определяющий морфологические признаки организма (генотип), то степень выраженности этих признаков, их количественные градации, определяющие индивидуальность (фенотип), во многом зависят от внешних факторов, воздействующих на организм как внутриутробно, так и в постнатальном периоде.

Во взаимоотношениях организма и среды тесно переплетается действие природных, биологических и социальных факторов. Наряду с естественной средой в жизни людей все большую роль играет создаваемая самим человеком искусственная среда, условия его жизни в широком смысле слова. В зависимости от этих условий может существенно изменяться развитие организма.

По этому поводу можно привести слова известного анатома В.П.Воробьева: «Исходя из точно установленных посылок, что в природе нет фактов, всегда одинаково влияющих на течение процессов формообразования, так как в природе нет двух тождественно построенных организмов, исходя из того, что организм представляет не простую сумму частей, а является целым, части которого, изменяясь, влияют на целое и сами изменяются под влиянием изменений, происходящих в других частях, анатом не сделает ошибки, изучая форму исторически, в процессе ее развития, оценивая организацию структуры в момент исследования как этап бесконечного ее изменения в процессе жизни, оценивая силы, влияющие на формообразование их связи, в их взаимодействии, памятуя, что в процессе становления организма все влияет на все».

Большую опасность для человека несут нарушения экологического равновесия в природе, вызываемые загрязнением и разрушением окружающей среды. Жизненно важной задачей является изучение влияния неблагоприятных экологических (средовых) факторов на организм. В решении этой задачи определенное место принадлежит анатомии, в которой в последнее время развивается экологическое направление.

Принцип единства теории и практики реализуется в практическом, прикладном направлении - одном из ведущих в анатомии. Прогресс медицины всегда был и остается двигателем анатомических исследований. Можно привести немало примеров того, как развитие той или иной области медицины влекло за собой новые открытия в соответствующих разделах анатомии. Так прогресс в легочной хирургии в 30-е годы XX века привел к пересмотру взглядов на конструкцию легких и созданию учения об их сегментарном строении. Усовершенствование техники нейрохирургических операций вызвало необходимость точного пространственного определения мозговых структур. В результате анатомических исследований составлены стереотаксические атласы мозга, в которых указаны пространственные координаты нервных ядер и путей.

Рассмотренные выше принципы и направления позволяют дать следующее определение анатомии человека. Анатомия - это наука, которая изучает форму и строение целостного организма человека и его частей в их развитии и в единстве с функцией, а также изменения формы и строения, обусловленные воздействиями окружающей среды.

Основные анатомические понятия

При изучении анатомии мы постоянно встречаемся с такими понятиями, как ткань, орган, система органов, организм. Дадим краткое определение этим понятиям.

Ткань - исторически сложившаяся система клеток и их производных, объединенных единством происхождения, и обладающая специфическими морфофизиологическими и биохимическими свойствами.

Ткани являются строительными материалами, из которых сформированы органы. В организме человека выделяют 4 основные формы тканей: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную.

Эпителиальная ткань покрывает внешнюю поверхность тела и выстилает слизистые оболочки полых органов. Эта ткань выполняет защитную функцию, а также обеспечивает обмен веществ между организмом и средой. Морфологически эпителиальная ткань характеризуется тем, что составляющие ее клетки объединяются в пласты из одного или многих слоев.

Соединительная ткань очень разнообразна по строению и функции. Для нее характерно наличие клеток и межклеточного вещества, состоящего из коллагеновых, эластических волокон и основного вещества. Она подразделяется на собственно соединительную и опорные ткани - хрящевую и костную. Собственно соединительная ткань имеет несколько видов: волокнистая, или фиброзная, жировая, ретикулярная и другие. Фиброзная ткань бывает рыхлой и плотной. Рыхлая соединительная ткань сопровождает сосуды и нервы, входит в состав различных органов. Плотная соединительная ткань бывает неоформленной и оформленной. Последняя содержит определенным образом ориентированные пучки волокон и участвует в построении связок, мембран, сухожилий. Близко к соединительной ткани стоят жидкие ткани организма - кровь и лимфа.

Мышечная ткань осуществляет двигательные процессы в организме животного и человека. Она обладает специальными сократительными структурами - миофибриллами. Различают следующие виды мышечной ткани: гладкую (неисчерченную), поперечно-полосатую скелетную и сердечную поперечно-полосатую.

Нервная ткань состоит из нервных клеток, способных к генерированию нервных импульсов, восприятию, проведению и передаче раздражений, и нейроглии, которая осуществляет опорную, трофическую, защитную и разграничительную функции.

Орган - исторически сложившаяся система различных тканей (нередко всех четырех основных групп), из которых одна или несколько преобладают и определяют его специфическое строение и функцию.