La fisiología es una rama de la biología que estudia las funciones y mecanismos de los organismos vivos y sus partes. Cubre cómo funcionan e interactúan las partes del cuerpo, cómo responden los organismos a su entorno y los procesos que los mantienen vivos. La fisiología abarca desde el nivel molecular y celular hasta el nivel tisular y sistémico, y ofrece información sobre la compleja armonía que sustenta la vida.
En el centro de la fisiología se encuentra la célula, la unidad básica de la vida. Cada celda funciona como una fábrica minúscula, con compartimentos especializados que realizan distintas tareas. El núcleo, que actúa como centro de control, alberga el ADN, el modelo para el desarrollo y funcionamiento del organismo. Las mitocondrias, a menudo denominadas la central eléctrica, generan ATP ( \(ATP\) ), la moneda energética de la célula. Las células varían ampliamente en forma, tamaño y función, lo que refleja la diversidad de la vida.
El sistema respiratorio permite el intercambio de gases cruciales para nuestra supervivencia. El oxígeno del aire que respiramos se absorbe en el torrente sanguíneo, mientras que el dióxido de carbono, un producto de desecho del metabolismo, se expulsa. Este intercambio ocurre en los pulmones, particularmente en pequeños sacos de aire llamados alvéolos. El proceso de respiración involucra el diafragma y los músculos de las costillas, que crean una presión negativa para inhalar y exhalar aire. La importancia del oxígeno queda subrayada por su papel en la respiración celular, el proceso que genera ATP.
El sistema circulatorio garantiza que el oxígeno, los nutrientes y las hormonas lleguen a cada célula y que los productos de desecho sean eliminados. Este sistema está compuesto por el corazón, una bomba muscular y una red de vasos sanguíneos (arterias, venas y capilares). El corazón bombea sangre por todo el cuerpo en un ciclo que incluye la circulación pulmonar (pulmones) y sistémica (el resto del cuerpo). La sangre, compuesta de glóbulos rojos y blancos, plaquetas y plasma, es el vehículo de transporte.
El sistema nervioso, que comprende el cerebro, la médula espinal y los nervios periféricos, coordina las actividades del cuerpo mediante la transmisión de señales. Las neuronas, las unidades funcionales del sistema nervioso, se comunican mediante impulsos eléctricos y mensajeros químicos o neurotransmisores. Este sistema controla todo, desde el movimiento y la sensación hasta el pensamiento y la emoción. La complejidad del cerebro humano, con sus miles de millones de neuronas y billones de conexiones, es un punto focal del estudio fisiológico.
El sistema digestivo convierte los alimentos en los nutrientes que el cuerpo necesita para funcionar. El proceso comienza en la boca, donde comienza la digestión mecánica y química, y continúa por el esófago, el estómago, los intestinos y otros órganos como el hígado y el páncreas. La absorción de nutrientes ocurre principalmente en el intestino delgado, mientras que el intestino grueso se encarga de la absorción de agua y la formación de desechos. Este sistema ejemplifica la interacción entre los procesos mecánicos y la actividad enzimática en fisiología.
El sistema endocrino está formado por glándulas que secretan hormonas, sustancias químicas que viajan a través del torrente sanguíneo hasta órganos o tejidos diana, influyendo en su función. Las hormonas regulan una gran variedad de funciones corporales, incluido el crecimiento, el metabolismo y la reproducción. El páncreas, por ejemplo, secreta insulina, una hormona que regula los niveles de azúcar en sangre. El equilibrio y la interacción de las hormonas son cruciales para la salud y sus alteraciones pueden provocar diversos trastornos.
El sistema renal, o sistema urinario, incluye los riñones, los uréteres, la vejiga y la uretra. Los riñones filtran los desechos y el exceso de sustancias de la sangre, produciendo orina. También desempeñan un papel fundamental en la regulación de la presión arterial, el equilibrio electrolítico y la producción de glóbulos rojos. A través del proceso de filtración, reabsorción y secreción, el sistema renal ejemplifica cómo los órganos pueden mantener la estabilidad interna u homeostasis en medio de cambios externos.
El sistema inmunológico protege al cuerpo de patógenos, como bacterias, virus y parásitos. Consta de defensas innatas (no específicas) y adaptativas (específicas). La inmunidad innata incluye barreras físicas como la piel y las membranas mucosas, así como células inmunes que atacan a los invasores. La inmunidad adaptativa se desarrolla cuando el cuerpo está expuesto a patógenos, y los glóbulos blancos llamados linfocitos crean anticuerpos adaptados a amenazas específicas. La capacidad de este sistema para recordar y atacar a invasores específicos subraya la capacidad dinámica de los procesos fisiológicos para adaptarse y proteger el organismo.
El sistema musculoesquelético proporciona estructura al cuerpo, facilita el movimiento y protege los órganos internos. Está formado por huesos, músculos, tendones, ligamentos y cartílagos. Los músculos esqueléticos, que trabajan en pares, se contraen y relajan para producir movimiento, guiados por señales del sistema nervioso. Los huesos brindan apoyo y participan en el almacenamiento de calcio y la producción de células sanguíneas dentro de la médula ósea. La integración de este sistema con otros, como el sistema nervioso para el movimiento y el sistema circulatorio para el suministro de nutrientes, ejemplifica la naturaleza interconectada de la fisiología.
Un tema central en fisiología es la homeostasis, el proceso por el cual los organismos mantienen un ambiente interno estable a pesar de los cambios externos. Esto implica complejos circuitos de retroalimentación donde los sensores detectan cambios, los centros de control procesan esta información y los efectores realizan los ajustes necesarios. Por ejemplo, el cuerpo mantiene una temperatura interna constante mediante mecanismos como la sudoración para refrescarse o los escalofríos para generar calor. El concepto de homeostasis muestra la notable capacidad del cuerpo para autorregularse y mantener la vida.
La fisiología es un campo integral que proporciona información sobre los intrincados sistemas y procesos esenciales para la vida. Al comprender cómo funcionan los sistemas fisiológicos individual y colectivamente, obtenemos una apreciación más profunda de la complejidad de los organismos vivos y su notable capacidad de adaptación y supervivencia. El estudio de la fisiología no sólo mejora nuestra comprensión de las bases biológicas de la vida, sino que también orienta los avances y prácticas médicas que mejoran la salud humana.
