Fiziologija je grana biologije koja proučava funkcije i mehanizme živih organizama i njihovih dijelova. Pokriva kako dijelovi tijela rade i međusobno djeluju, kako organizmi reagiraju na svoj okoliš i procese koji ih održavaju na životu. Fiziologija se proteže od molekularne i stanične razine do razine tkiva i sustava, nudeći uvid u složenu harmoniju koja održava život.
U središtu fiziologije je stanica, osnovna jedinica života. Svaka ćelija radi poput minijaturne tvornice, sa specijaliziranim odjeljcima koji obavljaju različite zadatke. U jezgri, koja djeluje kao kontrolni centar, nalazi se DNK, nacrt za razvoj i funkcioniranje organizma. Mitohondriji, često nazivani elektranom, stvaraju ATP ( \(ATP\) ), energetsku valutu stanice. Stanice se jako razlikuju po obliku, veličini i funkciji, odražavajući raznolikost života.
Dišni sustav omogućuje izmjenu plinova ključnih za naš opstanak. Kisik iz zraka koji udišemo apsorbira se u krvotok, dok se ugljični dioksid, otpadni proizvod metabolizma, izbacuje. Ta se izmjena događa u plućima, osobito u sićušnim zračnim vrećicama koje se nazivaju alveole. Proces disanja uključuje mišiće dijafragme i rebra, koji stvaraju negativni tlak za uvlačenje i izvlačenje zraka. Važnost kisika je naglašena njegovom ulogom u staničnom disanju, procesu koji stvara ATP.
Krvožilni sustav osigurava da kisik, hranjive tvari i hormoni dopru do svake stanice i da se otpadni proizvodi odnesu. Ovaj sustav sastoji se od srca, mišićne pumpe i mreže krvnih žila – arterija, vena i kapilara. Srce pumpa krv po cijelom tijelu u ciklusu koji uključuje plućnu (pluća) i sistemsku (ostatak tijela) cirkulaciju. Krv, sastavljena od crvenih i bijelih krvnih stanica, trombocita i plazme, je transportno sredstvo.
Živčani sustav, koji se sastoji od mozga, leđne moždine i perifernih živaca, koordinira tjelesne aktivnosti odašiljanjem signala. Neuroni, funkcionalne jedinice živčanog sustava, komuniciraju putem električnih impulsa i kemijskih glasnika ili neurotransmitera. Ovaj sustav kontrolira sve, od pokreta i osjeta do misli i emocija. Složenost ljudskog mozga, s milijardama neurona i trilijunima veza, središnja je točka fizioloških proučavanja.
Probavni sustav pretvara hranu u hranjive tvari potrebne tijelu za funkcioniranje. Proces počinje u ustima, gdje započinje mehanička i kemijska probava, a nastavlja se kroz jednjak, želudac, crijeva i druge organe poput jetre i gušterače. Apsorpcija hranjivih tvari prvenstveno se odvija u tankom crijevu, dok debelo crijevo upravlja apsorpcijom vode i stvaranjem otpada. Ovaj sustav predstavlja primjer međuigre između mehaničkih procesa i enzimske aktivnosti u fiziologiji.
Endokrini sustav sastoji se od žlijezda koje luče hormone, kemijske tvari koje krvotokom putuju do ciljanih organa ili tkiva, utječući na njihovu funkciju. Hormoni reguliraju bezbroj tjelesnih funkcija, uključujući rast, metabolizam i reprodukciju. Gušterača, primjerice, luči inzulin, hormon koji regulira razinu šećera u krvi. Ravnoteža i međudjelovanje hormona ključni su za zdravlje, a poremećaji mogu dovesti do raznih poremećaja.
Bubrežni sustav, odnosno mokraćni sustav, uključuje bubrege, uretere, mokraćni mjehur i uretru. Bubrezi filtriraju otpad i višak tvari iz krvi, proizvodeći urin. Oni također igraju ključnu ulogu u regulaciji krvnog tlaka, ravnoteže elektrolita i proizvodnje crvenih krvnih stanica. Kroz proces filtracije, reapsorpcije i sekrecije, bubrežni sustav predstavlja primjer kako organi mogu održati unutarnju stabilnost ili homeostazu usred vanjskih promjena.
Imunološki sustav štiti tijelo od patogena, kao što su bakterije, virusi i paraziti. Sastoji se od urođene (nespecifične) i adaptivne (specifične) obrane. Urođeni imunitet uključuje fizičke barijere poput kože i sluznice, kao i imunološke stanice koje napadaju napadače. Adaptivni imunitet se razvija kako je tijelo izloženo patogenima, s bijelim krvnim stanicama koje se nazivaju limfociti i stvaraju antitijela prilagođena specifičnim prijetnjama. Sposobnost ovog sustava da pamti i napada specifične napadače naglašava dinamičku sposobnost fizioloških procesa da se prilagode i zaštite organizam.
Mišićno-koštani sustav daje strukturu tijelu, olakšava kretanje i štiti unutarnje organe. Sastoji se od kostiju, mišića, tetiva, ligamenata i hrskavice. Skeletni mišići, radeći u paru, kontrahiraju se i opuštaju kako bi proizveli pokret, vođen signalima iz živčanog sustava. Kosti pružaju potporu i uključene su u skladištenje kalcija i proizvodnju krvnih stanica unutar koštane srži. Integracija ovog sustava s drugima, kao što je živčani sustav za kretanje i krvožilni sustav za isporuku hranjivih tvari, primjer je međusobno povezane prirode fiziologije.
Središnja tema u fiziologiji je homeostaza, proces kojim organizmi održavaju stabilan unutarnji okoliš unatoč vanjskim promjenama. To uključuje složene povratne sprege u kojima senzori otkrivaju promjene, kontrolni centri obrađuju te informacije, a efektori vrše potrebne prilagodbe. Na primjer, tijelo održava stalnu unutarnju temperaturu putem mehanizama kao što su znojenje radi hlađenja ili drhtanje radi stvaranja topline. Koncept homeostaze prikazuje izvanrednu sposobnost tijela da se samoregulira i održava život.
Fiziologija je sveobuhvatno područje koje pruža uvid u zamršene sustave i procese bitne za život. Razumijevanjem načina na koji fiziološki sustavi funkcioniraju pojedinačno i kolektivno, stječemo dublje razumijevanje složenosti živih organizama i njihovu izvanrednu sposobnost prilagodbe i preživljavanja. Proučavanje fiziologije ne samo da poboljšava naše razumijevanje biološke osnove života, već također usmjerava napredak medicine i praksu koja poboljšava ljudsko zdravlje.
