Считая, что умирающее на операционном столе и испытывающее боль животное не может реагировать адекватно здоровому. Павлов воздействовал на него хирургическим путем таким образом, чтобы наблюдать за деятельностью внутренних органов, не нарушая их функций и состояния животного. Мастерство Павлова в этой трудной хирургии было непревзойденным. Более того, он настойчиво требовал соблюдения того же уровня ухода, анестезии и чистоты, что и при операциях на людях.
Используя данные методы, Павлов и его коллеги показали, что каждый отдел пищеварительной системы – слюнные и дуоденальные железы, желудок, поджелудочная железа и печень – добавляет к пище определенные вещества в их различной комбинации, расщепляющие ее на всасываемые единицы белков, жиров и углеводов.
Павлов установил факт принципиальной важности: такая тонкая и яркая изменчивость рефлекторной деятельности слюнных желез обусловлена специфической возбудимостью разных рецепторов ротовой полости к каждому из этих раздражающих их агентов, и сами эти изменения носят приспособительный характер.
На протяжении всей своей научной работы Павлов сохранял интерес к влиянию нервной системы на деятельность внутренних органов. В начале двадцатого века его эксперименты, касающиеся пищеварительной системы, привели к изучению условных рефлексов. В одном из экспериментов, названным «мнимым кормлением», Павлов действовал просто и оригинально. Он проделал два «окошка»: одно – в стенке желудка, другое – в пищеводе. Теперь пища, которой кормили прооперированную и вылеченную собаку, не доходила до желудка, вываливалась из отверстия в пищеводе наружу. Но желудок успевал получить сигнал, что пища в организм поступила, и начинал готовиться к работе: усиленно выделять необходимый для переваривания сок. Его можно было спокойно брать из второго отверстия и исследовать без помех.
Собака могла часами глотать одну и ту же порцию пищи, которая дальше пищевода не попадала, а экспериментатор работал в это время с обильно льющимся желудочным соком. Можно было варьировать пищу и наблюдать, как соответственно меняется химический состав желудочного сока.
Но главное было в другом. Впервые удалось экспериментально доказать, что работа желудка зависит от нервной системы и управляется ею. Ведь в опытах мнимого кормления пища не попадала непосредственно в желудок, а он начинал работать. Стало быть, команду он получал по нервам, идущим от рта и пищевода. В то же время стоило перерезать идущие к желудку нервы – и сок переставал выделяться.
Другими способами доказать регулирующую роль нервной системы в пищеварении было просто невозможно. Ивану Петровичу это удалось сделать первым, оставив далеко позади своих зарубежных коллег и даже самого Р. Гейденгайна, чей авторитет был признан всеми в Европе и к которому Павлов совсем недавно ездил набираться опыта.
В 1904 году Павлов был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине «за работу по физиологии пищеварения, благодаря которой было сформировано более ясное понимание жизненно важных аспектов этого вопроса».
На сегодня теоретические положения Павлова по физиологии пищеварительной системы претерпели некоторые поправки, но в целом современная физиология пищеварения все еще сохраняет основы исследований и трудов Ивана Петровича Павлова.
Его классические работы по-прежнему служат основой для новых и новых исследований.
Академиком Иваном Петровичем Павловым подготовлена целая школа российских физиологов, насчитывающая более 250 человек.
В конце 70-х годов в Петербурге Павлов познакомился с Серафимой Васильевной Карчевской, слушательницей Педагогических курсов. Ивана Петровича и Серафиму Васильевну объединяла общность духовных интересов, близость взглядов по многим актуальным в то время вопросам жизни. Опьяненные счастьем красавица Серафима и голубоглазый Иван с русыми кудрями решили пожениться.
Родители Павлова были против этого брака, им не нравилась кандидатура еврейской девушки. Тем более, что они уже подобрали ему невесту – дочь богатого петербургского чиновника. Но Иван настоял на своем. Не получив родительского согласия, влюбленные отправились венчаться в Ростов-на-Дону, где жила сестра Серафимы. Все расходы на свадьбу взяли на себя родственники невесты.
В 1881 году произошло это счастливое событие – Иван Петрович женился на Серафиме Васильевне Карчевской, от которой у него родились четыре сына и дочь.
В год защиты докторской диссертации у Ивана Петровича родился первенец, которого назвали Мирчиком. Летом жену с ребенком необходимо было отправить на дачу, но Павлову оказалось не по средствам снять дачу поблизости от Петербурга. Пришлось ехать на юг, в глухую деревню, к сестре жены. Не хватило денег даже на железнодорожный билет, пришлось обратиться к отцу Серафимы Васильевны. В деревне Мирчик заболел и умер. А буквально через год опять неожиданная смерть малолетнего сына.