فیزیولوژی شاخه ای از زیست شناسی است که به بررسی عملکردها و مکانیسم های موجودات زنده و اجزای آنها می پردازد. نحوه عملکرد و تعامل اعضای بدن، نحوه واکنش ارگانیسم ها به محیط خود و فرآیندهایی که آنها را زنده نگه می دارد را پوشش می دهد. فیزیولوژی از سطح مولکولی و سلولی تا سطح بافت و سیستم را در بر می گیرد و بینش هایی را در مورد هماهنگی پیچیده ای که زندگی را حفظ می کند ارائه می دهد.
در هسته فیزیولوژی سلول، واحد اساسی زندگی قرار دارد. هر سلول مانند یک کارخانه کوچک عمل می کند، با محفظه های تخصصی که وظایف متفاوتی را انجام می دهند. هسته که به عنوان مرکز کنترل عمل می کند، DNA را در خود جای می دهد که طرح اولیه رشد و عملکرد ارگانیسم است. میتوکندری که اغلب نیروگاه نامیده می شود، ATP ( \(ATP\) ) را تولید می کند که واحد پول انرژی سلول است. سلول ها از نظر شکل، اندازه و عملکرد بسیار متفاوت هستند که منعکس کننده تنوع زندگی است.
سیستم تنفسی تبادل گازهای حیاتی برای بقای ما را امکان پذیر می کند. اکسیژن از هوایی که تنفس می کنیم به جریان خون جذب می شود، در حالی که دی اکسید کربن، محصول زائد متابولیسم، دفع می شود. این تبادل در ریه ها، به ویژه در کیسه های هوایی کوچک به نام آلوئول اتفاق می افتد. فرآیند تنفس شامل دیافراگم و ماهیچه های دنده می شود که فشار منفی برای کشیدن هوا به داخل و خارج ایجاد می کند. اهمیت اکسیژن با نقش آن در تنفس سلولی، فرآیندی که ATP تولید می کند، مشخص می شود.
سیستم گردش خون تضمین می کند که اکسیژن، مواد مغذی و هورمون ها به هر سلولی می رسد و مواد زائد دور می شوند. این سیستم از قلب، یک پمپ عضلانی و شبکه ای از رگ های خونی - شریان ها، سیاهرگ ها و مویرگ ها تشکیل شده است. قلب در چرخه ای که شامل گردش خون ریوی (ریه ها) و سیستمیک (بقیه بدن) است، خون را در سراسر بدن پمپاژ می کند. خون که از گلبول های قرمز و سفید، پلاکت ها و پلاسما تشکیل شده است، وسیله نقلیه برای انتقال است.
سیستم عصبی که شامل مغز، نخاع و اعصاب محیطی است، فعالیت های بدن را با ارسال سیگنال ها هماهنگ می کند. نورون ها، واحدهای عملکردی سیستم عصبی، از طریق تکانه های الکتریکی و پیام رسان های شیمیایی یا انتقال دهنده های عصبی ارتباط برقرار می کنند. این سیستم همه چیز را از حرکت و احساس گرفته تا فکر و احساسات را کنترل می کند. پیچیدگی مغز انسان با میلیاردها نورون و تریلیون ها اتصال، نقطه کانونی مطالعات فیزیولوژیکی است.
دستگاه گوارش غذا را به مواد مغذی مورد نیاز بدن برای عملکرد تبدیل می کند. این فرآیند از دهان، جایی که هضم مکانیکی و شیمیایی شروع می‌شود، آغاز می‌شود و از طریق مری، معده، روده‌ها و سایر اندام‌ها مانند کبد و پانکراس ادامه می‌یابد. جذب مواد مغذی در درجه اول در روده کوچک اتفاق می افتد، در حالی که روده بزرگ جذب آب و تشکیل مواد زائد را انجام می دهد. این سیستم نمونه ای از تعامل بین فرآیندهای مکانیکی و فعالیت آنزیمی در فیزیولوژی است.
سیستم غدد درون ریز از غده هایی تشکیل شده است که هورمون ها را ترشح می کنند، مواد شیمیایی که از طریق جریان خون به اندام ها یا بافت های هدف می روند و بر عملکرد آنها تأثیر می گذارند. هورمون ها تعداد بی شماری از عملکردهای بدن از جمله رشد، متابولیسم و تولید مثل را تنظیم می کنند. برای مثال لوزالمعده انسولین ترشح می کند، هورمونی که سطح قند خون را تنظیم می کند. تعادل و تعامل هورمون ها برای سلامتی بسیار مهم است و اختلالات می تواند منجر به اختلالات مختلفی شود.
سیستم کلیوی یا سیستم ادراری شامل کلیه ها، حالب ها، مثانه و مجرای ادرار است. کلیه ها مواد زائد و اضافی خون را فیلتر می کنند و ادرار تولید می کنند. آنها همچنین نقش مهمی در تنظیم فشار خون، تعادل الکترولیت ها و تولید گلبول های قرمز دارند. از طریق فرآیند فیلتراسیون، بازجذب و ترشح، سیستم کلیوی نشان می دهد که چگونه اندام ها می توانند ثبات داخلی یا هموستاز را در میان تغییرات خارجی حفظ کنند.
سیستم ایمنی بدن از عوامل بیماری زا مانند باکتری ها، ویروس ها و انگل ها محافظت می کند. از دفاع ذاتی (غیر اختصاصی) و تطبیقی (اختصاصی) تشکیل شده است. ایمنی ذاتی شامل موانع فیزیکی مانند پوست و غشاهای مخاطی و همچنین سلول های ایمنی است که مهاجمان را هدف قرار می دهند. هنگامی که بدن در معرض عوامل بیماری زا قرار می گیرد، ایمنی تطبیقی ایجاد می شود و گلبول های سفید خون به نام لنفوسیت ها آنتی بادی هایی را برای تهدیدات خاص ایجاد می کنند. توانایی این سیستم برای به خاطر سپردن و حمله به مهاجمان خاص، بر ظرفیت پویای فرآیندهای فیزیولوژیکی برای سازگاری و محافظت از ارگانیسم تاکید می کند.
سیستم اسکلتی عضلانی ساختاری را برای بدن فراهم می کند، حرکت را تسهیل می کند و از اندام های داخلی محافظت می کند. از استخوان ها، ماهیچه ها، تاندون ها، رباط ها و غضروف تشکیل شده است. ماهیچه های اسکلتی که به صورت جفت کار می کنند، منقبض و شل می شوند تا حرکتی را ایجاد کنند که توسط سیگنال های سیستم عصبی هدایت می شود. استخوان ها حمایت می کنند و در ذخیره کلسیم و تولید سلول های خونی در مغز استخوان نقش دارند. ادغام این سیستم با سایرین، مانند سیستم عصبی برای حرکت و سیستم گردش خون برای تحویل مواد مغذی، طبیعت به هم پیوسته فیزیولوژی را نشان می دهد.
یک موضوع اصلی در فیزیولوژی، هموستاز است، فرآیندی که در آن موجودات زنده با وجود تغییرات خارجی، یک محیط داخلی پایدار را حفظ می کنند. این شامل حلقه‌های بازخورد پیچیده است که در آن حسگرها تغییرات را تشخیص می‌دهند، مراکز کنترل این اطلاعات را پردازش می‌کنند و افکت‌ها تنظیمات لازم را انجام می‌دهند. به عنوان مثال، بدن از طریق مکانیسم هایی مانند تعریق برای خنک شدن یا لرزیدن برای تولید گرما، دمای داخلی را ثابت نگه می دارد. مفهوم هموستاز توانایی قابل توجه بدن برای خودتنظیمی و حفظ زندگی را به نمایش می گذارد.
فیزیولوژی یک رشته جامع است که بینش هایی را در مورد سیستم ها و فرآیندهای پیچیده ضروری برای زندگی ارائه می دهد. با درک نحوه عملکرد سیستم های فیزیولوژیکی به صورت فردی و جمعی، درک عمیق تری از پیچیدگی موجودات زنده و ظرفیت قابل توجه آنها برای سازگاری و بقا به دست می آوریم. مطالعه فیزیولوژی نه تنها درک ما از اساس بیولوژیکی زندگی را افزایش می دهد، بلکه پیشرفت ها و اقدامات پزشکی را که سلامت انسان را بهبود می بخشد، راهنمایی می کند.
