Definicja pojęcia:

fizjologia

Fizjologia – jest nauką o czynnościach organizmów żywych, ich komórek, tkanek i układów lub organów. Jako jedna z gałęzi biologii, fizjologia ma za cel zrozumienie praw sterujących czynnościami życiowymi, od podstawowej funkcji komórki na poziomie jonowym i molekularnym po zintegrowane zachowanie całego organizmu i wpływ środowiska zewnętrznego. Dlatego kluczowe znaczenie ma badanie podstawowych zjawisk biochemicznych, biofizycznych, mechanizmów kontroli i komunikacji międzykomórkowej, które pozwalają określić stan fizjologiczny i patologiczny na poziomie komórkowym, a w konsekwencji całego organizmu.

Wiedza z zakresu fizjologii pomaga zrozumieć, w jaki sposób funkcjonują organizmy w warunkach korzystnych oraz jak reagują i dostosowują się do warunków stresowych lub chorobowych. Badania w tym zakresie ułatwiają m.in. opracowywanie nowych lekarstw, metod leczenia i wytycznych w celu zachowania dobrej kondycji. Zasadniczo ze względu na grupy organizmów wyróżnia się kilka głównych gałęzi fizjologii, takich jak: fizjologia na poziomie komórkowym oraz powiązana z nią fizjologia mikroorganizmów i grzybów, fizjologia roślin i zwierząt (w tym człowieka).
  1. Historia badań fizjologii
  2. Fizjologia na poziomie komórkowym
  3. Fizjologia mikroorganizmów
  4. Fizjologia grzybów
  5. Fizjologia roślin
  6. Fizjologia zwierząt (w tym człowieka)
  7. Nowe dyscypliny i działy fizjologii

Historia badań fizjologii

Historia fizjologii rozpoczyna od czasów starożytnych kiedy to wczesne formy fizjologii człowieka rozwijały się mniej więcej w tym samym czasie w różnych miejscach, głównie w Grecji i Chinach. Najstarsze zapiski zachowały się m.in. w pismach Arystotelesa. Te pierwsze zapiski dokumentowały czynności narządów. Przez długi czas w fizjologii funkcjonowały wyłącznie hipotezy, których szereg w średniowieczu doświadczalnie obalił Galen. Stworzył on podwaliny pod ówczesną fizjologię. Znaczący postęp w tej nauce przypada na XVII i XVIII w. za sprawą eksperymentów Harveya. Doprowadziły one do opisania krążenia krwi w organizmie. W tym czasie wydawane były jedne z pierwszych książek dotyczących fizjologii człowieka. Kolejny wiek obfitował w powstanie podwalin pod teorię widzenia i słuchu. Pierwszy raz wprowadzono pojęcie synapsy. Ponadto w tym czasie intensywnie badano zarówno czynności synaps jak i rdzenia kręgowego. W XIX w. badania w zakresie fizjologii trawienia i fizjologii wyższych funkcji nerwowych prowadził Pawłow. Ten rosyjski badacz odkrył ruch warunkowy klasyczny.

Polacy również zapisali się w historii fizjologii. Wśród pierwszych należy wymienić Czenpińskiego i Śnideckiego, którzy pisali podręczniki o fizjologii w języku polskim. Jednak do największych osiągnięć polskich fizjologów należy koncepcja pamięci Konorskiego i odkrycie sposobu rozmnażania się paproci przez Leszczyc-Szumińskiego. Jednym z największych współczesnych odkryć fizjologii jest zatarcie ukorzenionych w przeszłości przepaści pomiędzy procesami życia zwierząt i ludzi poprzez udowodnienie wspólnego dla nich uczucia niepokoju, bólu i cierpienia.
Jeden z psów Pawłowa (z chirurgicznie wszczepioną kaniulą do pomiaru wydzielania śliny) zachowany w Muzeum Pawłowa w Riazaniu w Rosji. Fot. shutterstock

Fizjologia na poziomie komórkowym

Pomimo wielu różnic pomiędzy komórkami mikroorganizmów, roślin, grzybów i zwierząt to podstawowe funkcje komórek są w większości wspólne dla tych grup organizmów. Wśród tych zjawisk wymienia się podział komórek, sygnalizację komórkową, wzrost komórek i metabolizm komórkowy.

Fizjologia mikroorganizmów

Fizjologia mikroorganizmów dotyczy głównie organizmów prokariotycznych, jak również wirusów i niektórych organizmów eukariotycznych. Wśród zjawisk w obrębie fizjologii mikroorganizmów będących obiektami pracy mikrobiologów są m.in. wzrost, ruch, metabolizm i przemiany energetyczne oraz rozkład i wytwarzanie substancji przez mikroorganizmy. W środowisku przyrodniczym, w tym także dla człowieka mikroorganizmy są zarówno donorami wielu chorób jak również lekarstw, różnego rodzaju substancji, a ich fizjologia prowadzi do różnych interakcji ze środowiskiem.

Fizjologia grzybów

Badania nad fizjologią grzybów koncentrują się głównie na odżywianiu, wzroście, metabolizmie i rozmnażaniu się tych organizmów, jak również na fizjologii stresu (m.in. pasożytnictwo, odporność). Jednakże ze względu na ograniczone zróżnicowanie morfologiczne i prawie brak zróżnicowania funkcjonalnego badaniem fizjologii grzybów zajmuje się głównie mikrobiologia. Ze względu na specyficzne cechy grzybów, takie jak produkcja mikotoksyn, prowadzi się badania toksykologiczne bazujące na fizjologii i biochemii grzybów. Ze względu na duże znaczenie grzybów w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym są one wykorzystywane na skalę przemysłową do produkcji leków, związków organicznych i enzymów.
Uproszczony schemat oddychania komórkowego. Źródło: shutterstock

Fizjologia roślin

Fitofizjologia (fizjologia roślin) zajmuje się badaniem procesów życiowych zachodzących w roślinach i funkcji spełnianych przez różne ich organy. W obrębie fizjologii roślin wyróżnia się trzy główne działy, które z kolei charakteryzowane są na poszczególne zjawiska: fizjologia przemiany materii (gospodarka wodna, gospodarka mineralna, fotosynteza i anabolizm, oddychanie), wzrostu i rozwoju (mechanizmy wzrostu i rozwoju roślin, kiełkowanie nasion, wegetatywny i generatywny okres rozwoju, starzenie się roślin, ruchy roślin) oraz fizjologia stresu (odpowiedź i odporność roślin na stresory).

Badania nad fizjologią roślin mają szerokie zastosowania przede w rolnictwie i biotechnologii roślin np.:
  • polepszanie jakości i powiększanie plonu roślin, genetyczne modyfikacje (zwiększenie żywieniowych i technologicznych wartości roślin, tolerancji na herbicydy, odporności na patogeny i szkodniki oraz inne stresy, oraz wykorzystanie roślin w medycynie);
  • zastosowanie chemicznych regulatorów wzrostu (zwiększenie energii i zdolności kiełkowania, regulacja terminów kwitnienia, dojrzewanie owoców, selektywne niszczenie chwastów)
  • w ochronie roślin, przechowalnictwie plonów i ich przetwórstwie.

Fizjologia zwierząt (w tym człowieka)

Fizjologia organizmów należących do królestwa zwierząt, w tym człowieka, charakteryzuje się podstawowymi cechami jak: cudzożywność, brak ściany komórkowej, gromadzenie glikogenu oraz obecność układu nerwowego i mięśniowego. Jednakże wśród kręgowców i większości bezkręgowców poza patofizjologią wymienia się działy fizjologii związane z konkretnymi układami, narządami lub czynnościami jak: fizjologia układu nerwowego i narządów zmysłów, fizjologia układu krwiotwórczego, dokrewnego czyli wydzielania wewnętrznego, oddechowego, pokarmowego, ruchu, moczowo-płciowego lub rozrodu, wydalania i regulacji wodno-mineralnej, stresu aż po immunologię czyli fizjologię układu odpornościowego. Jedynym działem, który przypisuje się wyłącznie fizjologii człowieka jest ergonomia czyli nauka o pracującym człowieku i jego środowisku. Zwraca się uwagę na fakt, że organizm zwierzęcy stanowi biologiczną całość, stąd najczęściej mówi się o fizjologii bardziej rozbudowanych układów. Jednak definicja fizjologii zwierząt (w tym człowieka) obejmuje procesy życiowe (funkcje i czynności) każdego poziomu organizacji organizmu zwierzęcego.
Elektrokardiografia pozwala na rejestrowanie aktywności elektrycznej serca. Fot. shutterstock

Nowe dyscypliny i działy fizjologii

XX wiek stanowił znaczne tempo rozwoju nauk fizjologii, co doprowadziło do rozwinięcia się szeregu nowych dyscyplin i działów tej nauki. Do najbardziej znanych należą:
  • patofizjologia (dział zajmujący się badaniem zaburzeń i zmian w pracy poszczególnych komórek i narządów organizmu powstających w następstwie choroby);
  • endokrynologia (dział zajmujący się badaniem wydzielania wewnętrznego, gruczołów, hormonów oraz ich działania);
  • elektrofizjologia (dział zajmujący się badaniem aktywności bioelektrycznej komórek i ich zespołów w organizmie);
  • także m.in. ekofizjologia, fizjologia ewolucyjna, porównawcza, mowy, rozwoju i żywienia.

Bibliografia

  1. Błaszak C. (red.). ; “Zoologia. Bezkręgowce. T. 1. ”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009.;
  2. Dąbrowski M., Stachowski A.H. (red.).; “Popularna encyklopedia powszechna. ”; Fogra Oficyna Wydawnicza, Kraków 2001.;
  3. Hall J. ; “Guyton and Hall textbook of medical physiology (12th ed.). ”; Saunders, Philadelphia 2010.;
  4. Jura C., Krzanowska H. (red.). ; “Leksykon biologiczny. ”; Wiedza Powszechna, Warszawa 1992.;
  5. Kopcewicz J., Lewak S. (red.). ; “Fizjologia roślin. ”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005.;
  6. Kruś S. ; “Patologia: podręcznik dla licencjackich studiów medycznych. ”; Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2003;
  7. Krzymowski T. (red.). ; “Fizjologia zwierząt. Państwowe ”; Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa 1998.;
  8. Lilly V.G., Barnett H.L.; “Fizjologia grzybów. ”; Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa, 1959.;
  9. Moyes C.D.; “Schulte P.M. Principles of Animal Physiology, 2nd edition.”; Pearson, Boston 2008.;
  10. Schleger H.G. ; “Mikrobiologia ogólna. ”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008.;
  11. Selin H. ; “Medicine Across Cultures: History and Practice of Medicine in Non-Western Cultures. ”; Springer Netherlands 2003.;
  12. Szweykowska A.; “Fizjologia Roślin. ”; Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Poznań 1997.;
  13. Tkaczyk W.Z., Trzebski A. (red.). ; “Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej. ”; Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2004.;
  14. Widmaier E.P., Raff H., Strang, K.T. Vander's ; “Human Physiology Mechanisms of Body Function., ”; McGraw-Hill Education, New York 2016.;
  15. Zygmunt E. ; “Zarys fizjologii zwierząt.”; Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1969.;
Legenda. Pokaż objaśnienia oznaczeń i skrótów
Szukaj
Oceń stronę
Ocena: 4.3
Wybór wg alfabetu:
a b c ć d e f g h i j k l ł m n o q p r s ś t u v w x y z ż ź
Pasaż zakupowy