Развитие исследований в области химической физиологии ознаменовалось созданием в XX столетии новых разделов: эндокринологии, учения о витаминах, учения о медиаторах.
Эндокринология изучает физиологию, биохимию и патологию желез внутренней секреции — эндокринных желез, которые образуют и выделяют в кровь гормоны — химические соединения, обладающие высокой физиологической активностью, т. е. способностью в малых количествах резко изменять состояние и деятельность многих органов тела. Впервые обратили внимание на функции желез внутренней секреции врачи-клиницисты, связавшие происхождение некоторых заболеваний с патологией эндокринных желез. Лишь много позднее, в конце XIX столетия, физиолог Броун-Секар, а затем в XX столетии и другие доказали, что железы внутренней секреции, например половые, надпочечные, поджелудочная, щитовидная, околощитовидные, гипофиз, образуют высокоактивные вещества. Детальное экспериментальное изучение функций эндокринных желез является достижением пашего столетия. В этой области науки достигнуты крупные успехи: выяснен химический состав и механизм действия многих гормонов; ряд их получен путем химического синтеза в лабораториях; установлено, что некоторые заболевания являются результатом недостаточной, а другие, напротив, избыточной продукции гормонов теми или иными железами внутрепней секреции; разработаны иа основе физиологических данных эффективные методы лечения многих заболеваний эндокринных желез.
Учение о витаминах — витаминология — посвящено исследованию специальной группы веществ пищи, не относящихся к белкам, жирам, углеводам или минеральным солям, не являющихся источниками энергии для организма, но вместе с тем необходимых для регуляции процессов обмена веществ и роста. Витамины были открыты в 1880г. Н. И. Луниным, однако всестороннее их исследование началось лишь с 1910— 1912 гг. Термин «витамины» предложил польский ученый К. Фуик. Новая область привлекла к себе внимание физиологов, биохимиков, химиков-сиптетиков, патологов и представителей различных клинических специальностей. В настоящее время известно около 30 витаминов; определена химическая структура и механизм действия многих из них; разработаны способы очистки и химического синтеза большинства витаминов. Выяснено, что они необходимы для нормального течения процессов обмена веществ и что из некоторых витаминов образуются активные группы ферментов; установлена суточная потребность в витаминах людей разного возраста и профессий. Достигнуты исключительные успехи в распознавании, лечении и предупреждении заболеваний, наступающих при отсутствии или недостаточном содержании витаминов в пище.
Учение о медиаторах посвящено изучению физиологической роли некоторых химических соединений, образующихся в нервных окончаниях. Медиаторы — химические передатчики нервного импульса с нервного окончания на клетки периферических органов или на нервные клетки. Открытие медиаторов было сделано в 1920 г. О. Леви в опытах сраздражением нервов изолированного сердца лягушки. Это открытие получило подтверждение и развитие в исследованиях очень многих ученых (А. Ф. Самоплов, Л. В. Кибяков и др. в СССР, У. Кеннон, Д. Нахмансон в США, Г. Дейл, В. Фельдберг в Англии, М. Бакк в Бельгии, Б. Минц во Франции). В настоящее время образование физиологически активных веществ обнаружено при возбуждении и торможении всех отделов центральной и периферической нервной системы. Показано, что медиаторами являются ацетилхолин и адреналин и его производное норадреналин, а также некоторые другие вещества; ведется интенсивное изучение механизма их действия. Выяснено, что они имеют значение не только как передатчики нервного импульса в нервных окончаниях, но и как факторы, меняющие возбудимость и физиологическое состояние нервной ткани. Исследования медиаторов дали практически важные результаты для клиники. Оказалось, что при ряде заболеваний нервной системы и при некоторых отравлениях нарушаются образование, действие или распад медиаторов. На этом основании рекомендованы и введены в практику новые методы лечения таких заболеваний и отравлений.
Благодаря достижениям эндокринологии, витаминологии и учения о медиаторах раскрылась чрезвычайно важная роль некоторых химических соединений в регуляции жизнедеятельности организма. Химические факторы участвуют в объединении, согласовании и регуляции функции. Воздействие на функции организма веществ, образующихся в одних клетках и тканях и приносимых к другим клеткам и тканям с кровью и тканевой жидкостью, обозначают понятием гуморальной регуляции (от латинского слова humor — жидкость). Неправильно, однако, представлять, что гуморальная регуляция составляет особую независимую от нервной системы регулнторпую систему. Образование и действие гуморальных, химических факторов в организме регулируется нервной системой. Гуморальный механизм регуляции подчинен нервному механизму, представляющему собой высшую форму объединения, взаимодействия и регуляции функций в целостном организме. Образование и действие гуморальных факторов регуляции составляет одно из звеньев в единой цепи нервно-гуморальной регуляции функций, учение о которой разрабатывалось при активнейшем участии советских исследователей Л. А. Орбели, К.М. Быкова, Л. С. Штерн п др.
