Фізіологія — розділ біології, що вивчає функції та механізми живих організмів та їх частин. Він охоплює те, як працюють і взаємодіють частини тіла, як організми реагують на навколишнє середовище та процеси, які підтримують їх життя. Фізіологія охоплює від молекулярного та клітинного рівня до тканинного та системного рівня, пропонуючи розуміння складної гармонії, яка підтримує життя.
В основі фізіології лежить клітина, основна одиниця життя. Кожна камера працює як маленька фабрика зі спеціалізованими відділеннями, які виконують різні завдання. У ядрі, яке діє як центр управління, міститься ДНК, план розвитку та функціонування організму. Мітохондрії, які часто називають електростанцією, виробляють АТФ ( \(ATP\) ), енергетичну валюту клітини. Клітини дуже різноманітні за формою, розміром і функціями, що відображає різноманітність життя.
Дихальна система забезпечує обмін газів, який має вирішальне значення для нашого виживання. Кисень з повітря, яким ми дихаємо, всмоктується в кров, а вуглекислий газ, відпрацьований продукт метаболізму, виводиться. Цей обмін відбувається в легенях, особливо в крихітних повітряних мішках, які називаються альвеолами. У процесі дихання задіяні діафрагма та реберні м’язи, які створюють негативний тиск для втягування та виведення повітря. Важливість кисню підкреслюється його роллю в клітинному диханні, процесі, який генерує АТФ.
Кровоносна система забезпечує надходження кисню, поживних речовин і гормонів до кожної клітини, а відходи виводяться. Ця система складається з серця, м’язової помпи та мережі кровоносних судин – артерій, вен і капілярів. Серце перекачує кров по всьому тілу в циклі, який включає легеневий (легені) і системний (решта тіла) кровообіг. Кров, що складається з еритроцитів і лейкоцитів, тромбоцитів і плазми, є транспортним засобом.
Нервова система, що складається з головного мозку, спинного мозку та периферичних нервів, координує діяльність організму шляхом передачі сигналів. Нейрони, функціональні одиниці нервової системи, спілкуються за допомогою електричних імпульсів і хімічних месенджерів, або нейромедіаторів. Ця система контролює все: від рухів і відчуттів до думок і емоцій. Складність людського мозку з його мільярдами нейронів і трильйонами зв’язків є центром фізіологічних досліджень.
Травна система перетворює їжу на поживні речовини, необхідні організму для функціонування. Процес починається в роті, де починається механічне та хімічне травлення, і продовжується через стравохід, шлунок, кишечник та інші органи, такі як печінка та підшлункова залоза. Поглинання поживних речовин в основному відбувається в тонкому кишечнику, тоді як товстий кишечник відповідає за поглинання води та утворення відходів. Ця система є прикладом взаємодії між механічними процесами та ферментативною активністю у фізіології.
Ендокринна система складається із залоз, які виділяють гормони, хімічні речовини, які через кровотік потрапляють до органів або тканин, впливаючи на їхню функцію. Гормони регулюють безліч функцій організму, включаючи ріст, обмін речовин і розмноження. Підшлункова залоза, наприклад, виділяє інсулін, гормон, який регулює рівень цукру в крові. Баланс і взаємодія гормонів мають вирішальне значення для здоров’я, а збої можуть призвести до різних розладів.
Ниркова система, або сечова система, включає нирки, сечоводи, сечовий міхур і уретру. Нирки фільтрують відходи та надлишки речовин з крові, виробляючи сечу. Вони також відіграють важливу роль у регулюванні артеріального тиску, електролітного балансу та виробництва еритроцитів. Завдяки процесу фільтрації, реабсорбції та секреції ниркова система є прикладом того, як органи можуть підтримувати внутрішню стабільність, або гомеостаз, серед зовнішніх змін.
Імунна система захищає організм від хвороботворних мікроорганізмів, таких як бактерії, віруси та паразити. Він складається з вродженого (неспецифічного) і адаптаційного (специфічного) захисту. Вроджений імунітет включає такі фізичні бар’єри, як шкіра та слизові оболонки, а також імунні клітини, спрямовані на загарбників. Адаптивний імунітет розвивається, коли організм піддається впливу патогенів, з білими кров’яними клітинами, які називаються лімфоцитами, і створюють антитіла, адаптовані до конкретних загроз. Здатність цієї системи запам’ятовувати та атакувати конкретних загарбників підкреслює динамічну здатність фізіологічних процесів адаптуватися та захищати організм.
Кістково-м’язова система забезпечує структуру тіла, полегшує рух і захищає внутрішні органи. Він складається з кісток, м'язів, сухожиль, зв'язок і хрящів. Скелетні м’язи, працюючи в парі, скорочуються і розслабляються для здійснення руху, керуючись сигналами нервової системи. Кістки забезпечують підтримку та беруть участь у зберіганні кальцію та виробництві клітин крові в кістковому мозку. Інтеграція цієї системи з іншими, такими як нервова система для руху та система кровообігу для доставки поживних речовин, є прикладом взаємопов’язаної природи фізіології.
Центральною темою фізіології є гомеостаз, процес, за допомогою якого організми підтримують стабільне внутрішнє середовище, незважаючи на зовнішні зміни. Це передбачає складні цикли зворотного зв’язку, де датчики виявляють зміни, центри керування обробляють цю інформацію, а ефектори вносять необхідні коригування. Наприклад, тіло підтримує постійну внутрішню температуру за допомогою таких механізмів, як потовиділення для охолодження або тремтіння для виділення тепла. Концепція гомеостазу демонструє дивовижну здатність організму саморегулюватися та підтримувати життя.
Фізіологія - це всеосяжна галузь, яка дає розуміння складних систем і процесів, необхідних для життя. Розуміючи, як фізіологічні системи працюють окремо та разом, ми глибше розуміємо складність живих організмів та їх чудову здатність до адаптації та виживання. Вивчення фізіології не тільки покращує наше розуміння біологічних основ життя, але й спрямовує медичні досягнення та практики, які покращують здоров’я людини.
