Начальный период деятельности И. П. Павлова был посвящен фармакологии, а затем физиологии кровообращения, что нашло отражение в его диссертации. В дальнейшем И. П. Павлов изучал физиологию пищеварения. Эти исследования объединены в труде «Лекции о работе главных пищеварительных желез» (1897). Изучение процессов пищеварения, его нервно-рефлекторных механизмов, в частности так называемого психического отделения слюны и желудочного сока, привело к следующему этапу – изучению высшей нервной деятельности. В 1903 г. на Международном физиологическом конгрессе в Мадриде И. П. Павловым был сделан первый доклад об условных рефлексах. Обобщающий труд «Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей нервной деятельности животных» вышел в 1923 г. За ним последовали «Лекции о работе больших полушарий головного мозга» (1927) и другие труды. «Естествознание – считал И. П. Павлов, – это работа человеческого ума, обращенного к природе и исследующего ее без каких-либо толкований и понятий, заимствованных из других источников, кроме самой внешней природы» [65]. Он был последовательным сторонником материализма в естествознании. Заключительный, богатый творческими достижениями отрезок деятельности И. П. Павлова – около 20 лет – приходится на советский период. К этому же периоду относится дальнейшая плодотворная деятельность созданной И. П. Павловым школы отечественных физиологов.
Несмотря на происшедшее в конце XVIII – первой половине XIX в. размежевание физиологии и анатомии (морфологии) на различные дисциплины, тесная связь между ними сохранилась. Она четко прослеживается в деятельности и наследии Н. И. Пирогова. Большой интерес к строению и функциям нервной системы виден в исследованиях, проведенных профессором Киевского университета В. А. Бецом (1834-1894), изучавшим клеточное строение (цитоархитектонику) мозговой коры. Наряду с тем, что анатомия и физиология были связаны между собой, характерной чертой отечественной анатомии была связь ее с клиникой, как хирургической (И. В. Буяльский, Н. И. Пирогов), так и другими. Так, педиатр Н. П. Гундобин (1860-1908) много внимания уделял изучению анатомических и физиологических особенностей детского организма, невропатолог и психиатр В. М. Бехтерев (1857-1927) – строению и функциям различных отделов нервной системы. Отечественные анатомы разрабатывали также широкие общебиологические проблемы, что нашло выражение в деятельности Е. Ф. Аристова (1806-1875), изучавшего типы строения и формы изменчивости человеческого тела, и особенно одного из основоположников функциональной анатомии П. Ф. Лесгафта (1837-1909). Удаленный из Казанского университета за передовую общественную деятельность, в частности защиту преследуемых студентов, П. Ф. Лесгафт стал в Петербурге инициатором научной постановки физического воспитания и курсов подготовки его руководителей, главным образом женщин. Основанные им Биологическая лаборатория, а затем Высшая вольная школа (1905) преследовались и закрывались царским правительством. После Великого Октября эти учреждения явились основой Института физической культуры, названного его именем.
Для крупных деятелей отечественной анатомии характерно то, что они не ограничивались своей специальностью, а разрабатывали более широкие вопросы научного и общественного значения. В частности, П. Ф. Лесгафт и Д. Н. Зернов (1843-1917) отвергали реакционное учение Ч. Ломброзо, его попытки объяснить причины преступности строением тела.
Вслед за анатомией и физиологией в XIX в. оформилась дисциплина, наиболее близкая к лечебной медицине и клинике – патология (греч. «патос» – учение о болезни). Первоначально патология получила развитие преимущественно в форме патологической анатомии. Представителями ее на этом этапе были в Москве А. И. Полунин (1820-1888), в Петербурге М. М. Руднев (1837-1878) и Н. П. Ивановский (1843-1912). В дальнейшем оформилась как самостоятельная дисциплина патологическая физиология (общая патология).
Виднейшими ее представителями были основатель первых в мире самостоятельных кафедр общей патологии: в Казани и Петербурге ученик И. М. Сеченова В. В. Пашутин (1845-1901), в Москве А. Б. Фохт (1848-1930), в Одессе, Киеве и Петербурге В. В. Подвысоцкий (1857-1913). В деятельности В. В. Пашутина большое место занимало изучение голодания – нередкого явления в тогдашней России, связанного с низким уровнем земледелия и частыми неурожаями. Он изучал цингу (скорбут) и противоцинготные средства, позднее (1912), после работ польского ученого К. Функа получившие название витаминов. «В соке свежих сочных растений, например в лимонном соке, содержится тот элемент, который действует на скорбутных так магически» [66], – писал В. В. Пашутин. К пониманию значения витаминов как особых веществ в организме, не дав им названия, первым подошел педиатр Н. И. Лунин (1853-1937) в своей диссертации (Дерпт, 1880 г.).
Характерной чертой отечественной патологии было развитие экспериментального направления. Значительные успехи в экспериментальной фармакологии были достигнуты Н. П. Кравковым (1865-1924, Петербург) и др. Кроме Н. П. Кравкова, из школы В. В. Пашутина вышли П. М. Альбицкий (1833-1930), преемник его по кафедре, А. В. Репрев (1853-1930), в дальнейшем основатель Харьковской школы патофизиологов, один из основоположников отечественной эндокринологии, и др. Из многочисленных учеников В. В. Подвысоцкого, подготовленных им главным образом в Институте экспериментальной медицины в Петербурге, должны быть названы в первую очередь Д. К. Заболотный (1866-1929), Л. А. Тарасевич (1868-1927), А. А. Богомолец (1881-1946). Деятельность их получила развитие главным образом в годы Советской власти.
Новый плодотворный период в биологии и медицине связан с возникновением и развитием микробиологии, которую вначале чаще называли бактериологией. Микробиология вооружила медицину новым пониманием процессов, совершающихся в организме в здоровом и больном состоянии, а также дала врачам более совершенные средства борьбы с инфекционными болезнями.
В России большой вклад в микробиологию внес Л. С. Ценковский (1822-1887), создавший школу ботаников в Петербурге и школу микробиологов в Харькове. Им описано более 40 новых видов микроорганизмов, разработан оригинальный метод приготовления сибиреязвенной вакцины, нашедшей успешное применение в России. Л. С. Ценковский принимал деятельное участие в организации в 1887 г. в Харькове пастеровской станции, послужившей основой развернутого здесь крупного микробиологического института.
Г. Н. Минху (1835-1896) принадлежит приоритет в установлении героическими опытами на себе (1874) заразительности крови больных возвратным тифом и, позднее, передачи возвратного и сыпного тифов кровососущими насекомыми. Изучая проказу, Г. Н. Минх установил инфекционную передачу, опровергнув распространенную концепцию о ее наследственности. Его пруд «Чума в России» (1898) является результатом многолетнего изучения чумы в ее очагах.
Г. Н. Габричевский (1860-1907) первым в России начал читать систематический курс бактериологии в Московском университете (1892), основал в Москве бактериологический институт, разработал методы профилактики и серотерапии дифтерии и скарлатины, предложил для профилактики противоскарлатинную вакцину из стрептококков, выделенных из крови больных; организовал несколько экспедиций по изучению малярии и борьбы с ней, отстаивал концепцию о переносе малярии комарами.
Ботаником Д. И. Ивановским (1864-1920), учеником Л. С. Ценковского, открыты и, изучены фильтрующиеся вирусы и положено начало новой отрасли – вирусологии. Первая публикация Д. И. Ивановского – диссертация «Мозаичная болезнь табака» (1892). В 1903 г. Н. Ф. Гамалея (1859-1949) изучил возбудителей вирусных инфекционных болезней человека (оспа и др.).
В конце XIX – начале XX в. большую роль играл Институт экспериментальной медицины в Петербурге, открытый в 1890 г. на основе антирабической станции, организованной в 1886 г. Главной задачей, поставленной перед институтом при его образовании, являлось изучение заразных болезней человека и животных. В дореволюционные годы институт был единственным крупным научно-исследовательским медицинским учреждением в России. Активное участие в работе этого института принимал И. П. Павлов, создавший в нем фармакологическую лабораторию.