Одним із перших із критикою вчення Вирхова виступив молодий В. М. Сєченов. У 7-му тезі своєї дисертації (1860) він заявив, що клітинна патологія«як принцип ложка» і представляє лише «крайню ступінь розвитку анатомічного напряму». Критично поставилися до клітинної патології як універсальної теорії і інші видатні вчені медики Росії - Ф. В. Іноземцев, А. А. Остроумов
та ін.
Слідом за оформленням патологічної анатомії отримала в 19 столітті розвиток патологічна фізіологія, звалася тоді загальної патологією. В її оформленні і розвитку велику роль зіграли російські вчені: Ст. Ст. Пашутін (1845-1901), а пізніше А. Б. Фохт (1848-1930). В. о. Пашутін, учень В. М. Сеченова, створив перші кафедри патологічної фізіології (загальної патології) в Казані (1874) і в Петербурзі, міцно затвердив експериментальний метод у патології. В його дослідженнях основне місце зайняли питання теплового обміну (їм сконструйовані перші калориметри, 1883), живлення і особливо голодування. Вивчаючи цингу як один із проявів голодування, Пашутін заклав слідом за Н. В. Луніним (1880) основи уявлень про «додаткових факторах харчування», пізніше отримали назву вітамінів. У зв'язку з цим, ще не знаючи вітамінів, не виділивши їх в хімічно чистому вигляді, він висловив глибоку думку про роль гіпотез в науковій медицині.
Поряд з фізіологією і патологією ще дві галузі медико-біологічних знань, що отримали розвиток на основі експериментального методу, мали великий вплив на подальші успіхи клінічної медицини - біологічна (фізіологічна, медична) хімія та фармакологія. Штучний синтез сечовини, здійснений Ф. Велером (Німеччина, 1828), показав принципову можливість пізнати сутність процесів, що відбуваються в живому організмі, і відтворити їх; цим було завдано удару виталистическим уявленням. Видатними представниками біологічної хімії були Ю. Лібіх (1803-1873), Е. Гоппе-Зейлер (1825-1895), польський учений М. Ненцкий (1847-1901), який працював в Швейцарії і в Росії з І. П. Павловим, А. Я. Данилевський (1838-1923). Перша в Росії кафедра медичної хімії була заснована А. Я. Данилевським в Казані в 1863 р.
Безпосередньо з клінічною медициною була пов'язана експериментальна фармакологія. Перша спеціальна лабораторія експериментальної фармакології була створена
у 1847 р. в Дерптському (Тарту) ун-ті Р. Бухгеймом (1820-1879). Експериментальна фармакологія завдала удару так званого терапевтичного скептицизму і нігілізму, який отримав в першій половині та середині 19 століття відоме поширення і особливо представленому у Віденському ун-ті. У 1871 р. професор Московського ун-ту А. А. Соколовський опублікував капітальне посібник з фармакології. Видатним представником експериментальної фармакології з'явився в подальшому В. П. Павлов.
Із загальних напрямів наукової думки у медицині та безпосередньо пов'язаних з нею галузях біології в 19 столітті головне місце займали три: гуморальну (до другої половини століття), клітинне та нейрофізіологічне. Останнім спочатку було менш помітно. Лише пізніше виявилися його плідність і наукове перевагу. Велику роль в обгрунтуванні та затвердження нейрофізіологічного напряму у патології та медицини грали російські вчені - теоретики і клініцисти.
