فیزیولوژی چیست؟ | معرفی علم فیزیولوژی و مفاهیم پایه‌ای

فیزیولوژی شاخه ای از علم است که به ما کمک می کند بفهمیم سیستم های بدن چگونه در شرایط سلامت و بیماری عمل می کنند. وقتی بدن به خوبی کار می کند، ریه ها گازها را از هوا به جریان خون منتقل می کنند. در ادامه این مقاله به بررسی کامل فیزیولوژی، تفاوت آن با آناتومی، پاتولوژی، زیست شناسی، انواع فیزیولوژی و هر چیزی که لازم است درمورد فیزیولوژی بدانید آشنا خواهیم کرد.

فیزیولوژی چیست؟

فیزیولوژی مطالعه عملکرد بدن انسان است. این علم شیمی و فیزیک عملکردهای اساسی بدن را توضیح می دهد، از نحوه رفتار مولکول ها در سلول ها گرفته تا نحوه همکاری سیستم های اندام ها. فیزیولوژی به ما کمک می کند بفهمیم بدن در شرایط سلامت چه کاری انجام می دهد و در زمان بیماری چه اتفاقی می افتد.بخش عمده ای از فیزیولوژی به تحقیقات پایه ای در آزمایشگاه وابسته است. برخی فیزیولوژیست ها پروتئین ها یا سلول های خاصی را مطالعه می کنند، در حالی که دیگران روی تعامل سلول ها برای تشکیل بافت ها، اندام ها و سیستم های بدن تحقیق می کنند.

بیشتر بخوانید: درباره فیزیولوژی بیشتر بدانید

تفاوت فیزیولوژی و آناتومی

آناتومی مطالعه ساختار حیوانات، گیاهان و انسان ها است، در حالی که فیزیولوژی بررسی نحوه عملکرد این ساختارها است. به عنوان مثال، اسکن تصویری مانند اشعه ایکس یا سونوگرافی ساختارهای استخوان و رباط ها (آناتومی) را نشان می دهد. اما آزمایش های دیگری مانند آزمایش ادرار، خون یا الکتروکاردیوگرام (EKG) اطلاعاتی درباره فیزیولوژی بدن ارائه می دهند.

تفاوت فیزیولوژی و پاتوفیزیولوژی

پاتوفیزیولوژی شاخه ای از فیزیولوژی است که تغییرات بدن ناشی از آسیب ها یا بیماری ها را بررسی می کند.
برای مثال:
•    خارش پس از نیش پشه به دلیل وجود هیستامین در بزاق پشه است. هیستامین به گیرنده های انتهای عصبی پوست متصل می شود و این انتها سیگنال هایی به مغز ارسال می کنند که خارش را حس می کنید.
•    نارسایی قلبی می تواند به دلیل فشار خون بالا رخ دهد. در فشار خون بالا، قلب مجبور است سخت تر از حد معمول کار کند. این فشار اضافه می تواند باعث ضعیف شدن و نارسایی قلب شود.
•    در نارسایی کلیوی پیشرفته، کلیه ها که وظیفه تصفیه مواد زائد از خون را دارند، متوقف می شوند. این مواد زائد که نمی توانند از بدن دفع شوند، تجمع یافته و مشکلاتی ایجاد می کنند.
•    در انسداد روده کوچک، که به دلیل بافت اسکار، فتق یا سرطان روده بزرگ ایجاد می شود، مواد زائد و گاز نمی توانند از روده ها عبور کنند، که ممکن است منجر به پارگی، عفونت یا مرگ بافت شود.
•    در شوک سپتیک که ناشی از عفونت است، سیستم ایمنی بدن به جای حمله به عفونت، به بافت ها و اندام های سالم حمله می کند. در مراحل پایانی سپسیس، التهاب باعث افت فشار خون شده و منجر به نارسایی اندام ها می شود.
•    در برخی از انواع دیابت، پانکراس مقدار کافی انسولین برای تنظیم قند خون تولید نمی کند. در نتیجه، قند به جای تبدیل شدن به انرژی، در خون باقی می ماند و می تواند به اندام های دیگر مانند قلب و کلیه ها آسیب بزند.
•    در آمبولی ریه، لخته خون مانع از رسیدن خون به ریه ها می شود، که باعث سخت شدن تنفس می گردد.

فیزیولوژی در مقابل زیست شناسی

فیزیولوژی بخشی از علم گسترده تر زیست شناسی است. زیست شناسی مطالعه تمام جنبه های زندگی را شامل می شود، از جمله:
•    منشأ زندگی: چگونگی آغاز زندگی یکی از بزرگ ترین و ناشناخته ترین سؤالات زیست شناسی است. زیست شناسان برای درک بهتر این موضوع، DNA موجودات مدرن را مطالعه می کنند تا آنها را به یک نیای مشترک ردیابی کنند.
•    تولید مثل: زیست شناسی تولید مثل بررسی می کند که چگونه مولکول ها، سلول ها و موجودات کامل — مانند گیاهان و حیوانات — تکثیر می شوند. این شامل تشکیل سلول های اسپرم و تخمک و فرآیند لقاح است.
•    تکامل: درک چگونگی سازگاری موجودات با محیط های خود در طول زمان به زیست شناسان کمک می کند تا بفهمند چگونه زندگی روی زمین شکل گرفته است.
•    رشد: زیست شناسی رشد بر این تمرکز دارد که چگونه یک سلول واحد — مانند یک تخمک بارور — به یک ساختار پیچیده تبدیل می شود. دانشمندان این حوزه تغییرات شکل، اندازه و عملکرد یک موجود زنده را در طول زندگی بررسی می کنند.
•    ترکیب زندگی: همه موجودات زنده از سلول ها تشکیل شده اند و زیست شناسی سلولی تلاش می کند ساختار و عملکرد سلول ها و نحوه ایجاد زندگی توسط آنها را درک کند.
•    رفتار: زیست شناسان رفتاری انسان ها و حیوانات را مطالعه می کنند تا مشخص کنند کدام رفتارها آموخته شده و کدام ها ارثی هستند.

انواع فیزیولوژی

در این بخش به مطالعه انواع فیزیولوژی می پردازیم.

•    فیزیولوژی انسانی:

فیزیولوژی انسانی بر عملکرد سیستم های مختلف بدن انسان تمرکز دارد، از جمله سیستم های گردش خون، ایمنی، عصبی و تنفسی. با درک نحوه عملکرد هر سیستم در شرایط سلامت و بیماری، دانشمندان می توانند راه های درمان بیماری ها را بیابند.

•    فیزیولوژی سلولی:

سلول ها بلوک های سازنده تمام موجودات زنده هستند. فیزیولوژی سلولی بررسی می کند که داخل سلول ها چه اتفاقی می افتد تا زنده بمانند، از جمله ساختار، عملکرد و نحوه ارتباط آنها با یکدیگر.

•    فیزیولوژی گیاهی:

در فیزیولوژی گیاهی، دانشمندان بررسی می کنند که چگونه گیاهان در محیط های مختلف رشد کرده و زنده می مانند. آنها اغلب متابولیسم گیاهان، نحوه جذب آب و مواد مغذی از خاک و ساختار ریشه ها و ساقه ها را مطالعه می کنند.

•    فیزیولوژی جانوری:

فیزیولوژی جانوری مطالعه عملکرد سیستم های اندام ها و بافت های بدن حیوانات است. این شامل نحوه پردازش مواد مغذی، تنظیم دمای بدن و واکنش به محیط می شود.

آنچه فیزیولوژی درباره بدن به ما می گوید

پزشکان از فیزیولوژی برای درک بهتر عملکرد سیستم های مختلف بدن استفاده می کنند، از جمله:
•    سیستم قلبی عروقی: قلب و عروق خونی
•    سیستم گوارشی: معده، روده ها و سایر اندام های مرتبط با هضم غذا
•    سیستم غدد درون ریز: غددی که هورمون ها را تولید می کنند و عملکردهای بسیاری از بدن را کنترل می کنند
•    سیستم ایمنی: دفاع بدن در برابر میکروب ها و بیماری ها
•    سیستم عضلانی: عضلاتی که برای حرکت بدن استفاده می کنید
•    سیستم عصبی: مغز، نخاع و اعصاب
•    سیستم کلیوی: کلیه ها و سایر اندام هایی که مایعات بدن را کنترل می کنند
•    سیستم تولید مثل: اندام های جنسی
•    سیستم تنفسی: ریه ها و مجاری هوایی
•    سیستم اسکلتی: استخوان ها، مفاصل، غضروف ها و بافت های همبند
برای هر سیستم، فیزیولوژی اطلاعاتی درباره شیمی و فیزیک ساختارهای درگیر ارائه می دهد. به عنوان مثال، فیزیولوژیست ها ممکن است فعالیت الکتریکی سلول های قلب را که ضربان آن را کنترل می کنند، مطالعه کنند یا بررسی کنند که چگونه چشم ها نور را تشخیص می دهند؛ از پردازش ذرات نور توسط سلول های شبکیه گرفته تا ارسال سیگنال های تصویری به مغز.

نقش فیزیولوژی در حفظ تعادل بدن

فیزیولوژی بر درک این موضوع تمرکز دارد که چگونه بدن انسان در حالی که به شرایط بیرونی سازگار می شود، حالت پایداری را حفظ می کند؛ فرایندی که هومئوستاز نامیده می شود. این علم به بررسی روش هایی می پردازد که سیستم های بدن دمای شما را در محیط های مختلف ثابت نگه می دارند و چگونه بدن سطح قند خون و سایر مواد شیمیایی را حتی هنگام مصرف غذاهای مختلف پایدار نگه می دارد. این ها پرسش هایی هستند که فیزیولوژیست ها تلاش می کنند پاسخ دهند.

فیزیولوژی در پزشکی

با روشن کردن عملکردهای طبیعی بدن، فیزیولوژی می تواند به ما بیاموزد چه چیزی در بیماری ها اشتباه پیش می رود. به عنوان مثال، فیزیولوژیست ها دریافته اند که چگونه انواع مختلف سلول های پانکراس هورمون هایی را برای کنترل سطح قند خون آزاد می کنند. این اطلاعات به پزشکان در درک و درمان دیابت کمک می کند.
این حوزه همچنین بینش هایی درباره کارآمدتر کردن عملکرد بدن انسان ارائه می دهد. فیزیولوژی اغلب بخشی از پزشکی ورزشی است؛ جایی که آگاهی از نحوه سازگاری بدن با چالش های فیزیکی به ورزشکاران حرفه ای کمک می کند عملکرد خود را بهبود دهند، از آسیب دیدگی جلوگیری کنند و سریع تر بهبود یابند.

تاریخچه فیزیولوژی

آناتومی قابل مشاهده است و پزشکان و دانشمندان قدیمی آن را از طریق کالبدشکافی، جراحی و مشاهده مطالعه کرده اند. اما درک چگونگی عملکرد بدن بسیار دشوارتر است و همین موضوع باعث شده فیزیولوژی به عنوان یک علم مدرن شناخته شود.

پیشرفت های علمی

در قرن هفدهم، میکروسکوپ ها به کشف سلول هایی که بدن انسان را تشکیل می دهند، کمک کردند و منجر به درک جدیدی از فیزیولوژی شدند. در زمان های اخیر، ابزارهایی مانند فناوری های تعیین توالی ژن و انواع جدید اسکن های بدنی دیدگاه فیزیولوژیست ها نسبت به بدن انسان را گسترش داده اند.

نکات کلیدی

فیزیولوژی شاخه ای از زیست شناسی است که عملکرد موجودات زنده، از جمله انسان، را مطالعه می کند. این علم می پرسد چرا بدن ما دارای عملکردهای خاصی — مانند تنفس یا هضم غذا — است و تلاش می کند درک کند که چگونه سیستم های مختلف بدن ما با همکاری یکدیگر ما را زنده و سالم نگه می دارند. با مطالعه فیزیولوژی، دانشمندان می توانند اطلاعات بیشتری در مورد حفظ سلامت بدن به دست آورند.

نتیجه گیری

فیزیولوژی شاخه ای از زیست شناسی است که عملکرد سیستم ها و اندام های مختلف بدن موجودات زنده را بررسی می کند و به درک فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی که در بدن رخ می دهند کمک می کند. این علم، نه تنها نقش حیاتی در فهم کارکردهای بدن در حالت سلامت و بیماری دارد، بلکه در حوزه های مختلف پزشکی، مانند تشخیص و درمان بیماری ها، ارتقای عملکرد ورزشی، و پیشگیری از آسیب ها نیز کاربرد گسترده ای دارد. با مطالعه فیزیولوژی، دانشمندان می توانند نحوه سازگاری بدن با شرایط مختلف محیطی را شناسایی کنند و راه های موثری برای حفظ تعادل بدن، یا همان هومئوستاز، ارائه دهند. این دانش همچنین پایه گذار درک عمیق تر بیماری ها و توسعه روش های درمانی نوآورانه است که به بهبود کیفیت زندگی انسان کمک می کند.

منبع: WebMD