Fizyoloji, canlı organizmaların ve bunların parçalarının fonksiyonlarını ve mekanizmalarını inceleyen bir biyoloji dalıdır. Vücut parçalarının nasıl çalıştığını ve etkileşime girdiğini, organizmaların çevrelerine nasıl tepki verdiğini ve onları hayatta tutan süreçleri kapsar. Fizyoloji, moleküler ve hücresel düzeyden doku ve sistem düzeyine kadar uzanır ve yaşamı sürdüren karmaşık uyumun anlaşılmasını sağlar.
Fizyolojinin temelinde yaşamın temel birimi olan hücre yer alır. Her hücre, farklı görevleri yerine getiren özel bölmelerle küçük bir fabrika gibi çalışır. Kontrol merkezi görevi gören çekirdek, organizmanın gelişimi ve işleyişinin planı olan DNA'yı barındırır. Genellikle güç merkezi olarak adlandırılan mitokondri, hücrenin enerji para birimi olan ATP'yi ( \(ATP\) ) üretir. Hücreler şekil, boyut ve işlev açısından büyük farklılıklar gösterir ve bu da yaşamın çeşitliliğini yansıtır.
Solunum sistemi hayatta kalmamız için hayati önem taşıyan gazların değişimini sağlar. Soluduğumuz havadaki oksijen kan dolaşımına emilirken, metabolizmanın atık ürünü olan karbondioksit dışarı atılır. Bu değişim akciğerlerde, özellikle alveol adı verilen küçük hava keselerinde meydana gelir. Nefes alma süreci, havayı içeri ve dışarı çekmek için negatif basınç yaratan diyafram ve kaburga kaslarını içerir. Oksijenin önemi, ATP üreten süreç olan hücresel solunumdaki rolüyle vurgulanmaktadır.
Dolaşım sistemi, oksijenin, besinlerin ve hormonların her hücreye ulaşmasını ve atık ürünlerin taşınmasını sağlar. Bu sistem kalpten, kas pompasından ve atardamarlar, toplardamarlar ve kılcal damarlardan oluşan bir kan damarı ağından oluşur. Kalp, pulmoner (akciğerler) ve sistemik (vücudun geri kalanı) dolaşımı içeren bir döngüde kanı tüm vücuda pompalar. Kırmızı ve beyaz kan hücreleri, trombositler ve plazmadan oluşan kan, taşıma aracıdır.
Beyin, omurilik ve periferik sinirlerden oluşan sinir sistemi, sinyalleri ileterek vücut aktivitelerini koordine eder. Sinir sisteminin işlevsel birimleri olan nöronlar, elektriksel uyarılar ve kimyasal haberciler veya nörotransmiterler aracılığıyla iletişim kurar. Bu sistem hareket ve duyulardan düşünce ve duyguya kadar her şeyi kontrol eder. Milyarlarca nöronu ve trilyonlarca bağlantısıyla insan beyninin karmaşıklığı, fizyolojik çalışmanın odak noktasıdır.
Sindirim sistemi, yiyecekleri vücudun çalışması için ihtiyaç duyduğu besinlere dönüştürür. Süreç, mekanik ve kimyasal sindirimin başladığı ağızda başlar ve yemek borusu, mide, bağırsaklar, karaciğer ve pankreas gibi diğer organlara doğru devam eder. Besin emilimi esas olarak ince bağırsakta gerçekleşirken, kalın bağırsak su emilimini ve atık oluşumunu yönetir. Bu sistem, mekanik süreçler ile fizyolojideki enzimatik aktivite arasındaki etkileşimi örneklendirmektedir.
Endokrin sistemi, kan dolaşımı yoluyla hedef organlara veya dokulara ulaşan ve bunların işlevlerini etkileyen hormonlar ve kimyasal maddeler salgılayan bezlerden oluşur. Hormonlar büyüme, metabolizma ve üreme dahil olmak üzere sayısız vücut fonksiyonunu düzenler. Örneğin pankreas, kan şekerini düzenleyen bir hormon olan insülini salgılar. Hormonların dengesi ve etkileşimi sağlık için çok önemlidir ve aksaklıklar çeşitli rahatsızlıklara yol açabilir.
Böbrek sistemi veya idrar sistemi böbrekleri, üreterleri, mesaneyi ve üretrayı içerir. Böbrekler kandaki atıkları ve fazla maddeleri filtreleyerek idrar üretir. Ayrıca kan basıncını, elektrolit dengesini ve kırmızı kan hücresi üretimini düzenlemede kritik bir rol oynarlar. Böbrek sistemi, filtrasyon, yeniden emilim ve sekresyon süreci yoluyla, organların dış değişikliklere rağmen iç stabiliteyi veya homeostaziyi nasıl koruyabileceğinin bir örneğini oluşturur.
Bağışıklık sistemi vücudu bakteri, virüs ve parazit gibi patojenlere karşı korur. Doğuştan (spesifik olmayan) ve uyarlanabilir (spesifik) savunmalardan oluşur. Doğuştan gelen bağışıklık, deri ve mukoza zarları gibi fiziksel engellerin yanı sıra istilacıları hedef alan bağışıklık hücrelerini de içerir. Adaptif bağışıklık, vücut patojenlere maruz kaldıkça gelişir; lenfosit adı verilen beyaz kan hücreleri, belirli tehditlere göre uyarlanmış antikorlar oluşturur. Bu sistemin belirli istilacıları hatırlama ve onlara saldırma yeteneği, fizyolojik süreçlerin organizmayı adapte etme ve koruma konusundaki dinamik kapasitesinin altını çizer.
Kas-iskelet sistemi vücuda yapı sağlar, hareketi kolaylaştırır ve iç organları korur. Kemikler, kaslar, tendonlar, bağlar ve kıkırdaktan oluşur. Çiftler halinde çalışan iskelet kasları, sinir sisteminden gelen sinyallerle yönlendirilen hareketi oluşturmak için kasılır ve gevşer. Kemikler destek sağlar ve kemik iliğinde kalsiyum depolanmasında ve kan hücresi üretiminde rol oynar. Bu sistemin, hareket için sinir sistemi ve besin dağıtımı için dolaşım sistemi gibi diğer sistemlerle entegrasyonu, fizyolojinin birbirine bağlı doğasını örneklendirir.
Fizyolojideki ana temalardan biri, organizmaların dış değişikliklere rağmen istikrarlı bir iç çevreyi koruduğu süreç olan homeostazidir. Bu, sensörlerin değişiklikleri tespit ettiği, kontrol merkezlerinin bu bilgiyi işlediği ve efektörlerin gerekli ayarlamaları yaptığı karmaşık geri bildirim döngülerini içerir. Örneğin vücut, soğumak için terlemek veya ısı üretmek için titremek gibi mekanizmalarla sabit bir iç sıcaklığı korur. Homeostazis kavramı, vücudun kendi kendini düzenleme ve yaşamı sürdürme konusundaki olağanüstü yeteneğini sergiliyor.
Fizyoloji, yaşam için gerekli olan karmaşık sistemlere ve süreçlere ışık tutan kapsamlı bir alandır. Fizyolojik sistemlerin bireysel ve toplu olarak nasıl çalıştığını anlayarak, canlı organizmaların karmaşıklığını ve onların olağanüstü uyum sağlama ve hayatta kalma kapasitelerini daha iyi anlarız. Fizyoloji çalışması yalnızca yaşamın biyolojik temeline ilişkin anlayışımızı geliştirmekle kalmaz, aynı zamanda insan sağlığını iyileştiren tıbbi ilerlemelere ve uygulamalara da rehberlik eder.
