فیزیولوژی چیست؟ – شاخه های آن کدامند؟

به شاخه ای از علم زیست شناسی که به عملکرد سامانه های زنده و اعمال حیاتی می پردازد، فیزیولوژی می گویند. در این شاخه از علم، عملکردهای ماده زندگی مانند بافت ها، اندام ها، سلول ها و موجود زنده و فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی مربوط به آن ها مورد بررسی قرار می گیرد. نقش این علم در رشته هایی چون ورزش و سیستم ایمنی بدن مورد مطالعه قرار می گیرد. مطالعه این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک ما را به آشنایی بهتر این شاخه از زیست شناسی می رساند.

فهرست مطالب :

۱- تعریف فیزیولوژی

۲- تاریخچه

۴- دسته بندی فیزیولوژی

۱-۴- عمومی

۲-۴- مقایسه ای

۳-۴- تخصصی

۴-۴- پاتولوژیکی

۵- شاخه های فیزیولوژی

۶- تکنیک های تحقیق فیزیولوژیست ها

۷- علم فیزیولوژی در پزشکی

۸- سیستم های بیولوژیکی مورد مطالعه در علم فیزیولوژی

۱- تعریف فیزیولوژی :

در علم فیزیولوژی که دانش مطالعه حیات می باشد، چگونگی فعالیت اندام ها و سیستم های داخلی بدن مورد مطالعه قرار می گیرد. نحوه ارتباط موجودات با دنیای اطراف و این که در چه شرایط مطلوب و مناسبی، این موجودات می توانند رشد کرده و به حیات خود ادامه دهند، همه در این شاخه از علم مورد بررسی قرار می گیرد. از زیرشاخه های این دانش می توان به فیزیولوژی های گیاهی، جانوری، پزشکی و … اشاره کرد. در این علم کارکرد اندام های مختلف بدن مانند نقش قلب در بدن، نقش کلیه، وظیفه شش ها، وظیفه مخچه و … با به کارگیری علم ریاضی و فیزیک مطالعه می شود.

۲- تاریخچه :

هند و مصر باستان اولین کشورهای مطالعه این علم می باشند. با کشف میکروسکوپ در قرن هفدهم، دریچه ای تازه برای مطالعات فیزیولوژی باز شد. اولین مطالعات روی این شاخه از علم ۴۲۰ سال قبل از میلاد مسیح و توسط پدر علم پزشکی یعنی بقراط انجام شد. بقراط بیان کرد که بدن از چهار مایع صفرا سیاه، صفرا زرد، خون و خلط تشکیل شده که به هم خوردن تعادل این مایعات برابر با بیماری در فرد است. اصلاح تئوری بقراط توسط شخصی به نام کلودیوس جالینوس، پزشک یونانی (بنیانگذار فیزیولوژی تجربی) انجام شد. جین فرنل فرانسوی نیز اولین بار اصطلاح فیزیولوژی را مطرح کرد. در سال ۱۶۲۸، ویلیام هاروی با انتشار کتابی جهشی تازه در این علم را سبب شد.

تا قبل از سال ۱۸۳۸ و بیان نظریه سلولی، تمام فعالیت های پزشکی بر طبق اخلاط چهارگانه بقراط انجام می شد. بعد از این نظریه بود که پیشرفت های زیادی در زمینه علم فیزیولوژی انجام شد. به طوری که در سال ۱۸۵۸ جوزف لیستر، ضدعفونی کننده را با مطالعه التهاب بعد از جراحت کشف کرد. به دنبال آن ایوان پاولوف (بررسی واکنش فیزیولوژیکی سگ ها)، آگوست کروک (چگونگی کنترل خون در مویرگ ها)، اندروهاکسلی و آلن هاودکین (کشف مکانیسم یونی در سال ۱۹۵۲) و اندروهاکسلی و هیوهاکسلی (کشف رشته ی لغزنده در عضلات) کسانی بودند که توانستند با کشفیات خود به پیشرفت این علم کمک کنند.

۴- دسته بندی فیزیولوژی :

۱-۴- عمومی :

این نوع از فیزیولوژی به مطالعه قوانینی می پردازد که چگونه یک موجود زنده به محیط و فرآیندهای ژنتیکی پاسخ می دهد. همچنین در این شاخه می توان فرآیندهایی که باعث تفکیک موجودات زنده از غیرزنده می شود را مطالعه کرد. نوع سلولی نمونه ای از این فیزیولوژی می باشد.

۲-۴- مقایسه ای :

این نوع از فیزیولوژی که به تکاملی تغییر نام داده است به بررسی مراحل مختلفی که در تکامل یک گونه انجام می شود و همچنین به بررسی یک فرآیند در گونه های مختلف می پردازد. اینجا در واقع به قوانین تکامل در یک فرد یا یک گونه پرداخته می شود.

۳-۴- تخصصی :

در این نوع به مطالعه یک عملکرد و فعالیت خاص در یک گونه پرداخته می شود. این شاخه به عنوان یک رشته خاص در علوم مطرح می شود. به موازات و تعداد تمام سامانه های زنده مانند اندام ها، بافت ها، گروه های مختلف جانداران و حتی فعالیت ها و عملکردهای آنان، یک فیزیولوژی تخصصی وجود دارد (مثلا فیزیولوژی انسانی).

۴-۴- پاتولوژیکی :

این نوع از فیزیولو ژی، به مطالعه و بررسی فرآیندهای حیاتی در یک فرد سالم می پردازد. در این شاخه با استفاده از مسائل خاص، می توان دوره ی پاتولوژیکی در یک جاندار را مطالعه کرد و تفاوت فعالیت حیاتی یک فرد سالم از بیمار مورد مطالعه قرار می گیرد.

نکته :

شاخه های مختلفی از نوع انسانی به نام فیزیولو ژی ورزش، تغذیه، کار و … وجود دارد.

۵- شاخه های فیزیولوژی :

با توجه به دسته بندی که در بالا گفته شد می توان شاخه های مختلف در علم فیزیولوژی را مانند فیزیولوژی سلولی، سیستم ها، دفاعی و ورزشی را به عنوان بخشی از شاخه های مختلف این علم، تعریف کرد.

سلولی : مطالعه سلول ها و برهم کنش های آن ها بر یکدیگر، انتقال مواد از غشای سلول ها و انتقال پیام ها در نورون ها، در این شاخه مطالعه و بررسی می شود.

سیستم ها : در این شاخه با استفاده از ریاضیات، سلول ها به صورت تکی و اجزای تشکیل دهنده آن در پاسخ به تغییرات محیطی مورد مطالعه قرار می گیرد.

دفاعی : در این شاخه واکنش به خطرات، مانند مبارزه یا فرار، بررسی می شود.

ورزشی : حرکات و فعالیت های فیزیکی موضوع بررسی در این شاخه می باشد. در این شاخه مباحثی چون بیوشیمی، بیوانرژتیک، بیومکانیک، هماتولوژی، عملکرد قلب و ریه، فعالیت سیستم عصبی و … مطالعه می شود.

۶- تکنیک های تحقیق فیزیولوژیست ها :

فیزیولوژیست ها در این علم تجربی با استفاده از تکنیک مشاهده، به بیان کیفی و کمی آن ها می پردازند. همچنین علاوه بر مشاهده که با ابزارهای بسیار پیچیده و دقیق توسط فیزیولوژیست ها انجام می شود، دلایل و نحوه انجام این فرآیندها نیز توسط آنان کشف و بیان می شود. این مطالعات با محرک های خاصی روی جانداران انجام می شود. مثلا با تغییر عوامل محیطی، قطع عصب اندام، قطع خود اندام و یا محرک های دیگر این بررسی ها انجام می شود.

۷- علم فیزیولوژی در پزشکی :

فیزیولوژیست ها وقتی فعالیت ها و عملکردهای مختلف بدن را مطالعه می کنند، می توانند تغییرات ایجاد شده در بدن را در هنگام یک بیماری، بیان کنند. مثلا همین نتیجه مطالعات فیزیولوژیست هاست که، چگونگی آزاد شدن هورمون های کنترل قند خون توسط سلول های لوزالمعده را بیان می کند. در نهایت با دانستن این اطلاعات بیماری دیابت توسط پزشکان تشخیص داده می شود. همچنین در بخش پزشکی ورزشی، ورزشکاران وقتی از سازگاری های بدن در مقابل فعالیت های ورزشی مطلع باشند می توانند هم عملکرد خود را بهتر کنند و هم از آسیب های فیزیکی خود کم کنند.

۸- سیستم های بیولوژیکی مورد مطالعه در علم فیزیولوژی :

سیستم گردش خون : چگونگی گردش خون در سیستم گردش خون متشکل از قلب، سلول ها و رگ های خونی مورد مطالعه قرار می گیرد.

سیستم گوارش : چگونگی تبدیل و انتقال مواد از زمان خورده شدن تا زمان دفع آن، در سیستم گوارش متشکل از کبد، لوزالمعده، طحال، مری و … مطالعه می شود.

سیستم غدد درون ریز : غدد درون ریز که شامل هیپوفیز، لوزالمعده، آدرنال، تیروئید، پاراتیروئید و … می باشد، وظیفه تولید هورمون های مختلف برای کنترل اعمال و فعالیت های قسمت های مختلف بدن را بر عهده دارند.

سیستم ایمنی بدن : سیستم های لنفاوی، تیموس و گلبول های سفید جزء سیستم دفاعی بدن محسوب می شوند که از بدن در مقابل تهاجم پاتوژن ها محافظت می کنند.

سیستم پوششی : غدد چربی، عرق، ناخن، پوست و مو جزء سیستم پوششی می باشند که توسط فیزیولوژیست ها، مورد مطالعه قرار می گیرد.

سیستم عصبی : مطالعه در سیستم عصبی که شامل مغز، نخاع، نورون های عصبی می باشد، در زمینه تفکر، حواس پنجگانه، احساسات و … می باشد.

دستگاه تولید مثل : مطالعه این که چطور یک جنین تشکیل و در مدت نه ماه در بدن مادر رشد کرده و نوزاد متولد می شود، در سیستم تولید مثلی که شامل غدد و اندام های جنسی است، انجام می شود.

از سیستم های دیگری که در بدن توسط فیزیولوژیست ها مورد بررسی قرار می گیرد، دستگاه تنفسی، سیستم کلیوی، سیستم عضلانی و اسکلتی و … می باشد.