Введение в физиологию: история, биологические системы и их ветви

17 ноября 2017
Введение в физиологию: история, биологические системы и их ветви

Краткое введение в физиологию

От древних теорий до молекулярных лабораторных методов, физиологические исследования сформировали наше понимание компонентов нашего организма, того, как они взаимодействуют и как они помогают нам выжить.

Merrian-Webster определяет физиологию следующим образом:

«[A] раздел биологии, который касается функций и деятельности жизни или живой материи (например, органов, тканей или клеток) и связанных с ними физических и химических явлений».

Вот несколько ключевых моментов в физиологии. Более подробная и вспомогательная информация приведена в основной статье.

  • Физиологию можно рассматривать как исследование функций и процессов, которые создают жизнь.
  • Изучение физиологии можно проследить по крайней мере до 420 года до нашей эры.
  • Изучение физиологии разделено на множество дисциплин, охватывающих такие разные темы, как упражнения, эволюция и оборона.

Что такое физиология?

Изучение физиологии — это, в некотором смысле, изучение жизни. В нем задаются вопросы о внутреннем функционировании организмов и о том, как они взаимодействуют с окружающим миром.

Физиология проверяет, как работают органы и системы организма, как они взаимодействуют и как они объединяют свои усилия, чтобы создать условия, благоприятные для выживания.

Физиология человека, в частности, часто подразделяется на подкатегории; эти темы охватывают огромный объем информации.

Исследователи в этой области могут сосредоточиться на чем угодно — от микроскопических организмов в клеточной физиологии до более широких тем, таких как экофизиология, которая рассматривает целые организмы и то, как они адаптируются к окружающей среде.

Самым актуальным направлением физиологических исследований для Medical News Today является прикладная физиология человека; эта область исследует биологические системы на уровне клетки, органа, системы, анатомии, организма и везде между ними.

В этой статье мы посетим некоторые подразделы физиологии, разработаем краткий обзор этой огромной темы. Во-первых, мы рассмотрим короткую историю физиологии.

История

Изучение физиологии ведет свои корни к древней Индии и Египту.

Как медицинская дисциплина, она восходит, по крайней мере, ко времени Гиппократа, знаменитого «отца медицины» — около 420 года до нашей эры.

Гиппократ придумал теорию четырех юморов, утверждая, что организм содержит четыре различных телесных жидкости: черную желчь, мокроту, кровь и желтую желчь. Любое нарушение их соотношения, согласно теории, приводит к ухудшению здоровья.

Клавдий Гален (ок. 130-200), также известный как Гален, изменил теорию Гиппократа и был первым, кто использовал эксперименты для получения информации о системах организма. Его широко называют основоположником экспериментальной физиологии.

Именно Жан Фернель (1497-1558), французский врач, впервые ввел термин «физиология» с древнегреческого языка, означающий «изучение природы, происхождения».

Фернел был также первым, кто описал позвоночный канал (пространство в позвоночнике, через которое проходит спинной мозг). У него есть кратер на Луне, названный в его честь за его старания — он называется Фернелиус.

Еще одним шагом вперед в физиологических знаниях стала публикация книги Уильяма Харви «Анатомическая диссертация о движении сердца и крови у животных» (1628 г.).

Харви был первым, кто описал системное кровообращение и движение крови через мозг и тело, движимые сердцем.

Возможно, удивительно, что многие медицинские практики основывались на четырех юморах вплоть до начала 1800-х годов (например, кровопролитие). В 1838 году, когда на сцену вышла клеточная теория Маттиаса Шляйдена и Теодора Швана, произошло изменение мышления, предполагавшее, что тело состоит из маленьких отдельных клеток.

С этого момента область физиологии открылась, и прогресс был достигнут быстро:

  • Джозеф Листер, 1858 — первоначально изучал коагуляцию и воспаление после травмы, затем открыл и применил спасающие жизни антисептики.
  • Иван Павлов, 1891 — кондиционированные физиологические реакции у собак.
  • Август Крог, 1910 г. — лауреат Нобелевской премии за открытие механизмов регулирования кровотока в капиллярах.
  • Эндрю Хаксли и Алан Ходжкин, 1952 — открыли ионный механизм передачи нервных импульсов.
  • Эндрю Хаксли и Хью Хаксли, 1954 год — достигли прогресса в изучении мышц с открытием скользящих нитей в скелетной мышце.

Биологические системы

Основными системами, охватываемыми изучением физиологии человека, являются следующие:

  • Система кровообращения — включая сердце, кровеносные сосуды, свойства крови, а также то, как работает кровообращение в случае болезни и болезни.
  • Желудочно-кишечная система — картирование движения твердых веществ из полости рта в анус; сюда входит изучение селезенки, печени и поджелудочной железы, превращение пищи в топливо и ее конечный выход из организма.
  • Эндокринная система — исследование эндокринных гормонов, которые передают сигналы по всему организму, помогая ему реагировать согласованно. Основные эндокринные железы — гипофиз, щитовидная железа, надпочечники, поджелудочная железа, паратироиды и гонады — находятся в центре внимания, но почти все органы выделяют эндокринные гормоны.
  • Иммунная система — естественная защитная система организма состоит из лейкоцитов, тимуса и лимфы. Сложный набор рецепторов и молекул в совокупности защищают хозяина от атак патогенов. Молекулы, такие как антитела и цитокины, характеризуются высокой концентрацией.
  • Целостная система — кожа, волосы, ногти, потовые железы, сальные железы (секретирующие жирное или восковое вещество).
  • Костно-мышечная система — скелет и мышцы, сухожилия, связки и хрящи. Костный мозг, в котором образуются эритроциты, и как в костях хранятся кальций и фосфат.
  • Нервная система — центральная нервная система (головной и спинной мозг) и периферийная нервная система. Изучение нервной системы включает изучение органов чувств, памяти, эмоций, движения и мышления.
  • Почечная система — включая почки, мочеточники, мочевой пузырь и уретру, эта система удаляет воду из крови, вырабатывает мочу и уносит отходы.
  • Репродуктивная система — состоящая из гонад и половых органов. Изучение этой системы также включает в себя изучение способа создания и воспитания плода в течение 9 месяцев.
  • Дыхательная система — состоит из носа, носоглотки, трахеи и легких. Эта система обеспечивает поступление кислорода и выбрасывает углекислый газ и воду.

Филиалы

Существует большое количество дисциплин, использующих в названии слово физиология. Ниже приводятся некоторые примеры:

  • Клеточная физиология — изучение того, как клетки работают и взаимодействуют; физиология клетки в основном сосредоточена на мембранном транспорте и нейронной передаче.
  • Физиология систем — фокусируется на вычислительном и математическом моделировании сложных биологических систем. Он пытается описать, как отдельные клетки или компоненты системы сходятся, чтобы ответить в целом. Они часто исследуют метаболические сети и клеточную сигнализацию.
  • Эволюционная физиология — изучение того, как системы или части систем адаптировались и изменялись в течение многих поколений. Темы исследований охватывают много областей, включая роль поведения в эволюции, сексуальный выбор и физиологические изменения в связи с географическими вариациями.
  • Физиология обороны — изменения, которые происходят в результате реакции на потенциальную угрозу, такие как подготовка к боевым действиям или реагированию на нее в полете.
  • Занятия физиологией — как следует из названия, это изучение физиологии физических упражнений. Сюда входят исследования в области биоэнергетики, биохимии, сердечно-легочной функции, биомеханики, гематологии, физиологии скелетных мышц, нейроэндокринной функции и функции нервной системы.

Вышеперечисленные темы представляют собой лишь небольшую подборку доступных физиологий. Область физиологии так же важна, как и обширна.

Физиология или анатомия?

Анатомия тесно связана с физиологией. Анатомия относится к изучению структуры частей тела, но физиология фокусируется на том, как эти части работают и соотносятся друг с другом.