สรีรวิทยาเป็นสาขาหนึ่งของชีววิทยาที่ศึกษาการทำงานและกลไกของสิ่งมีชีวิตและชิ้นส่วนต่างๆ โดยครอบคลุมถึงวิธีการทำงานของส่วนต่างๆ ของร่างกายและมีปฏิสัมพันธ์กัน สิ่งมีชีวิตตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไร และกระบวนการที่ทำให้พวกมันมีชีวิตอยู่ สรีรวิทยาครอบคลุมตั้งแต่ระดับโมเลกุลและเซลล์ไปจนถึงระดับเนื้อเยื่อและระบบ โดยให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความสามัคคีที่ซับซ้อนที่ค้ำจุนชีวิต
หัวใจสำคัญของสรีรวิทยาคือเซลล์ ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของชีวิต แต่ละเซลล์ทำงานเหมือนกับโรงงานขนาดจิ๋ว โดยมีช่องเฉพาะที่ทำหน้าที่ต่างกันออกไป นิวเคลียสซึ่งทำหน้าที่เป็นศูนย์ควบคุม เป็นที่ตั้งของ DNA ซึ่งเป็นพิมพ์เขียวสำหรับการพัฒนาและการทำงานของสิ่งมีชีวิต ไมโตคอนเดรียซึ่งมักเรียกกันว่าโรงไฟฟ้า ก่อให้เกิด ATP ( \(ATP\) ) ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานของเซลล์ เซลล์มีรูปร่าง ขนาด และหน้าที่แตกต่างกันไปอย่างมาก ซึ่งสะท้อนถึงความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต
ระบบทางเดินหายใจทำให้มีการแลกเปลี่ยนก๊าซซึ่งมีความสำคัญต่อการอยู่รอดของเรา ออกซิเจนจากอากาศที่เราหายใจจะถูกดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือด ในขณะที่คาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นของเสียจากกระบวนการเผาผลาญจะถูกขับออกไป การแลกเปลี่ยนนี้เกิดขึ้นในปอด โดยเฉพาะในถุงลมเล็กๆ ที่เรียกว่าถุงลม กระบวนการหายใจเกี่ยวข้องกับกะบังลมและกล้ามเนื้อซี่โครง ซึ่งสร้างแรงกดดันเชิงลบเพื่อดึงอากาศเข้าและออก ความสำคัญของออกซิเจนเน้นย้ำด้วยบทบาทของออกซิเจนในการหายใจของเซลล์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่สร้าง ATP
ระบบไหลเวียนโลหิตช่วยให้แน่ใจว่าออกซิเจน สารอาหาร และฮอร์โมนไปถึงทุกเซลล์และของเสียจะถูกพาออกไป ระบบนี้ประกอบด้วยหัวใจ เครื่องปั๊มกล้ามเนื้อ และเครือข่ายของหลอดเลือด เช่น หลอดเลือดแดง หลอดเลือดดำ และเส้นเลือดฝอย หัวใจสูบฉีดเลือดไปทั่วร่างกายในวงจรที่รวมถึงการไหลเวียนของปอด (ปอด) และการไหลเวียนของระบบ (ส่วนอื่น ๆ ของร่างกาย) เลือดที่ประกอบด้วยเม็ดเลือดแดงและเม็ดเลือดขาว เกล็ดเลือด และพลาสมา เป็นพาหนะในการขนส่ง
ระบบประสาทซึ่งประกอบด้วยสมอง ไขสันหลัง และเส้นประสาทส่วนปลาย ประสานการทำงานของร่างกายโดยการส่งสัญญาณ เซลล์ประสาท ซึ่งเป็นหน่วยการทำงานของระบบประสาท สื่อสารผ่านแรงกระตุ้นไฟฟ้าและสารเคมีหรือสารสื่อประสาท ระบบนี้ควบคุมทุกอย่างตั้งแต่การเคลื่อนไหวและความรู้สึกไปจนถึงความคิดและอารมณ์ ความซับซ้อนของสมองมนุษย์ซึ่งมีเซลล์ประสาทนับพันล้านและการเชื่อมต่อหลายล้านล้านเป็นจุดสำคัญของการศึกษาทางสรีรวิทยา
ระบบย่อยอาหารจะเปลี่ยนอาหารให้เป็นสารอาหารที่ร่างกายต้องการในการทำงาน กระบวนการเริ่มต้นในปาก ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นการย่อยเชิงกลและทางเคมี และดำเนินต่อไปผ่านหลอดอาหาร กระเพาะอาหาร ลำไส้ และอวัยวะอื่นๆ เช่น ตับและตับอ่อน การดูดซึมสารอาหารส่วนใหญ่เกิดขึ้นในลำไส้เล็ก ในขณะที่ลำไส้ใหญ่จะจัดการกับการดูดซึมน้ำและการก่อตัวของของเสีย ระบบนี้เป็นตัวอย่างการทำงานร่วมกันระหว่างกระบวนการทางกลและกิจกรรมของเอนไซม์ในสรีรวิทยา
ระบบต่อมไร้ท่อประกอบด้วยต่อมที่หลั่งฮอร์โมน ซึ่งเป็นสารเคมีที่เดินทางผ่านกระแสเลือดไปยังอวัยวะหรือเนื้อเยื่อเป้าหมาย ซึ่งส่งผลต่อการทำงานของต่อมต่างๆ ฮอร์โมนควบคุมการทำงานของร่างกายหลายอย่าง รวมถึงการเจริญเติบโต เมแทบอลิซึม และการสืบพันธุ์ ตัวอย่างเช่น ตับอ่อนจะหลั่งอินซูลิน ซึ่งเป็นฮอร์โมนที่ควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด ความสมดุลและอิทธิพลของฮอร์โมนมีความสำคัญต่อสุขภาพ และการหยุดชะงักอาจทำให้เกิดความผิดปกติต่างๆ ได้
ระบบไตหรือระบบทางเดินปัสสาวะ ได้แก่ ไต ท่อไต กระเพาะปัสสาวะ และท่อปัสสาวะ ไตกรองของเสียและสารส่วนเกินออกจากเลือดเพื่อผลิตปัสสาวะ ยังมีบทบาทสำคัญในการควบคุมความดันโลหิต สมดุลของอิเล็กโทรไลต์ และการผลิตเซลล์เม็ดเลือดแดง ผ่านกระบวนการกรอง การดูดซึมกลับ และการหลั่ง ระบบไตเป็นตัวอย่างว่าอวัยวะต่างๆ สามารถรักษาเสถียรภาพภายในหรือสภาวะสมดุล ท่ามกลางการเปลี่ยนแปลงภายนอกได้อย่างไร
ระบบภูมิคุ้มกันช่วยปกป้องร่างกายจากเชื้อโรค เช่น แบคทีเรีย ไวรัส และปรสิต ประกอบด้วยการป้องกันโดยธรรมชาติ (ไม่เฉพาะเจาะจง) และการป้องกันแบบปรับตัว (เฉพาะเจาะจง) ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดประกอบด้วยสิ่งกีดขวางทางกายภาพ เช่น ผิวหนังและเยื่อเมือก ตลอดจนเซลล์ภูมิคุ้มกันที่มุ่งเป้าไปที่ผู้บุกรุก ภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวพัฒนาขึ้นเมื่อร่างกายสัมผัสกับเชื้อโรค โดยเซลล์เม็ดเลือดขาวที่เรียกว่าลิมโฟไซต์จะสร้างแอนติบอดีที่ปรับให้เหมาะกับภัยคุกคามเฉพาะ ความสามารถของระบบในการจดจำและโจมตีผู้บุกรุกโดยเฉพาะเน้นย้ำถึงความสามารถแบบไดนามิกของกระบวนการทางสรีรวิทยาในการปรับตัวและปกป้องสิ่งมีชีวิต
ระบบกล้ามเนื้อและกระดูกเป็นโครงสร้างของร่างกาย ช่วยให้เคลื่อนไหวสะดวก และปกป้องอวัยวะภายใน ประกอบด้วยกระดูก กล้ามเนื้อ เส้นเอ็น เอ็น และกระดูกอ่อน กล้ามเนื้อโครงร่างทำงานเป็นคู่ หดตัวและผ่อนคลายเพื่อสร้างการเคลื่อนไหว โดยอาศัยสัญญาณจากระบบประสาท กระดูกให้การสนับสนุนและมีส่วนร่วมในการกักเก็บแคลเซียมและการผลิตเซลล์เม็ดเลือดภายในไขกระดูก การบูรณาการของระบบนี้กับระบบอื่นๆ เช่น ระบบประสาทสำหรับการเคลื่อนไหว และระบบไหลเวียนโลหิตสำหรับการส่งสารอาหาร เป็นตัวอย่างที่ดีของธรรมชาติที่เชื่อมโยงถึงกันของสรีรวิทยา
ประเด็นหลักในด้านสรีรวิทยาคือสภาวะสมดุล ซึ่งเป็นกระบวนการที่สิ่งมีชีวิตรักษาสภาพแวดล้อมภายในให้มั่นคงแม้จะมีการเปลี่ยนแปลงภายนอกก็ตาม สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับลูปป้อนกลับที่ซับซ้อน ซึ่งเซ็นเซอร์ตรวจจับการเปลี่ยนแปลง ศูนย์ควบคุมประมวลผลข้อมูลนี้ และเอฟเฟกต์ทำการปรับเปลี่ยนที่จำเป็น ตัวอย่างเช่น ร่างกายรักษาอุณหภูมิภายในให้คงที่ผ่านกลไกต่างๆ เช่น เหงื่อออกเพื่อทำให้เย็นลง หรือตัวสั่นเพื่อสร้างความร้อน แนวคิดของสภาวะสมดุลแสดงให้เห็นความสามารถที่โดดเด่นของร่างกายในการควบคุมตนเองและดำรงชีวิต
สรีรวิทยาเป็นสาขาที่ครอบคลุมที่ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับระบบและกระบวนการที่ซับซ้อนที่จำเป็นสำหรับชีวิต โดยการทำความเข้าใจว่าระบบทางสรีรวิทยาทำงานอย่างไรทั้งแบบแยกและแบบรวม เราจึงเข้าใจความซับซ้อนของสิ่งมีชีวิตและความสามารถอันน่าทึ่งในการปรับตัวและการอยู่รอด การศึกษาด้านสรีรวิทยาไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความเข้าใจของเราเกี่ยวกับพื้นฐานทางชีววิทยาของชีวิต แต่ยังเป็นแนวทางในความก้าวหน้าทางการแพทย์และการปฏิบัติที่ช่วยปรับปรุงสุขภาพของมนุษย์อีกด้วย
