stringtranslate.com

Физиология

Картина маслом, изображающая Клода Бернара , отца современной физиологии, со своими учениками.

Физиология ( / ˌ f ɪ z i ˈ ɒ l ə dʒ i / ; от древнегреческого φύσις ( phúsis )  «природа, происхождение» и -λογία ( -logía )  «изучение») [1] — научное исследование функций и механизмы в живой системе . [2] [3] Как раздел биологии , физиология фокусируется на том, как организмы , системы органов , отдельные органы , клетки и биомолекулы выполняют химические и физические функции в живой системе. [4] В зависимости от классов организмов эту область можно разделить на медицинскую физиологию , физиологию животных , физиологию растений , физиологию клеток и сравнительную физиологию . [4]

Центральное место в физиологическом функционировании занимают биофизические и биохимические процессы, механизмы гомеостатического контроля и связь между клетками. [5] Физиологическое состояние – это состояние нормальной функции. Напротив, под патологическим состоянием понимаются аномальные состояния , в том числе заболевания человека .

Нобелевская премия по физиологии и медицине присуждается Шведской королевской академией наук за выдающиеся научные достижения в области физиологии, относящиеся к области медицины .

Фонды

Поскольку физиология фокусируется на функциях и механизмах живых организмов на всех уровнях, от молекулярного и клеточного уровня до уровня целых организмов и популяций, ее основы охватывают ряд ключевых дисциплин:

Субдисциплины

Есть много способов классифицировать субдисциплины физиологии: [6]

Субдисциплины по уровням организации

Клеточная физиология

Хотя между животными , растительными и микробными клетками существуют различия , основные физиологические функции клеток можно разделить на процессы клеточного деления , клеточной передачи сигналов , клеточного роста и клеточного метаболизма . [ нужна цитата ]

Субдисциплины по таксонам

Физиология растений

Физиология растений — раздел ботаники , изучающий функционирование растений. Тесно связанные области включают морфологию растений , экологию растений , фитохимию , клеточную биологию , генетику , биофизику и молекулярную биологию . К фундаментальным процессам физиологии растений относятся фотосинтез , дыхание , питание растений , тропизмы , настические движения , фотопериодизм , фотоморфогенез , циркадные ритмы , прорастание семян , покой , функция устьиц и транспирация . Поглощение воды корнями, производство пищи в листьях и рост побегов к свету являются примерами физиологии растений. [7]

Физиология животных

Физиология человека

Физиология человека — это изучение того, как системы и функции человеческого организма работают вместе, чтобы поддерживать стабильную внутреннюю среду. Он включает изучение нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и мочевыделительной систем, а также клеточной физиологии и физиологии физических упражнений. Понимание физиологии человека имеет важное значение для диагностики и лечения заболеваний, а также для улучшения общего благополучия.

Он стремится понять механизмы, которые поддерживают жизнь и функционирование человеческого тела [4] посредством научных исследований природы механических, физических и биохимических функций человека, его органов и клеток, из которых они состоят. Основной уровень внимания физиологии находится на уровне органов и систем внутри систем. Эндокринная и нервная системы играют важную роль в приеме и передаче сигналов, обеспечивающих интеграцию функций у животных. Гомеостаз является важным аспектом таких взаимодействий как внутри растений, так и среди животных. Биологическая основа изучения физиологии, интеграция относится к перекрытию многих функций систем организма человека, а также к сопровождающим его формам. Это достигается посредством коммуникации, которая происходит различными способами, как электрическими, так и химическими. [8]

Изменения в физиологии могут влиять на психические функции человека. Примерами этого могут быть эффекты некоторых лекарств или токсичные уровни веществ. [9] Изменение поведения в результате воздействия этих веществ часто используется для оценки здоровья людей. [10] [11]

Большая часть знаний в области физиологии человека была заложена экспериментами на животных . Из-за частой связи между формой и функцией физиология и анатомия неразрывно связаны и изучаются в тандеме в рамках медицинской учебной программы. [12]

Субдисциплины по целям исследования

Сравнительная физиология

Сравнительная физиология, включающая эволюционную физиологию и физиологию окружающей среды , рассматривает разнообразие функциональных характеристик организмов. [13]

История

Классическая эпоха

Изучение физиологии человека как области медицины зародилось в классической Греции , во времена Гиппократа (конец V века до н. э.). [14] За пределами западной традиции ранние формы физиологии и анатомии можно реконструировать как существовавшие примерно в одно и то же время в Китае , [15] Индии [16] и других местах. Гиппократ заложил теорию юморизма , которая состояла из четырех основных субстанций: земли, воды, воздуха и огня. Известно, что каждое вещество имеет соответствующую жидкость: черную желчь, слизь, кровь и желтую желчь соответственно. Гиппократ также отметил некоторые эмоциональные связи с четырьмя юморами, которые Гален позже расширил. Критическое мышление Аристотеля и его акцент на взаимосвязи между структурой и функцией положили начало физиологии в Древней Греции . Подобно Гиппократу , Аристотель придерживался гуморальной теории болезней, которая также включала четыре основных качества жизни: жару, холод, влажность и сухость. [17] Гален ( ок.  130–200 гг. н.э.) был первым, кто применил эксперименты для исследования функций организма. В отличие от Гиппократа, Гален утверждал, что гуморальный дисбаланс может локализоваться в конкретных органах, включая весь организм. [18] Его модификация этой теории позволила врачам ставить более точные диагнозы. Гален также обыграл идею Гиппократа о том, что эмоции также связаны с юмором, и добавил понятие темперамента: сангвиник соответствует крови; флегматик привязан к флегме; желтая желчь связана с холериком; а черная желчь соответствует меланхолии. Гален видел также человеческое тело, состоящее из трёх связанных систем: мозга и нервов, отвечающих за мысли и ощущения; сердце и артерии, дающие жизнь; а также печень и вены, которые можно отнести к питанию и росту. [18] Гален был также основоположником экспериментальной физиологии. [19] И в течение следующих 1400 лет физиология Галена была мощным и влиятельным инструментом в медицине . [18]

Ранний современный период

Жан Фернель (1497–1558), французский врач, ввел термин «физиология». [20] Галену, Ибн ан-Нафису , Майклу Сервету , Реальдо Коломбо , Амато Лузитано и Уильяму Харви приписывают важные открытия в области кровообращения . [21] Санторио Санторио в 1610-х годах был первым, кто использовал устройство для измерения частоты пульса ( пульсилогий ) и термоскоп для измерения температуры. [22]

В 1791 году Луиджи Гальвани описал роль электричества в нервах рассеченной лягушки. В 1811 году Сезар Жюльен Жан Лигалуа изучал дыхание при вскрытии и повреждениях животных и обнаружил центр дыхания в продолговатом мозге . В том же году Чарльз Белл завершил работу над тем, что позже стало известно как закон Белла-Мажанди , который сравнивал функциональные различия между дорсальными и вентральными корешками спинного мозга . В 1824 году Франсуа Мажанди описал сенсорные корни и представил первые доказательства роли мозжечка в равновесии , чтобы завершить закон Белла-Мажанди.

В 1820-х годах французский физиолог Анри Милн-Эдвардс ввел понятие физиологического разделения труда, которое позволило «сравнивать и изучать живые существа, как если бы они были машинами, созданными трудолюбием человека». Вдохновленный работами Адама Смита , Милн-Эдвардс писал, что «тело всех живых существ, будь то животных или растений, напоминает фабрику… где органы, сравнимые с рабочими, непрерывно работают, производя явления, составляющие жизнь». личности». В более дифференцированных организмах функциональный труд мог быть распределен между различными инструментами или системами (названными им « орудиями» ). [23]

В 1858 году Джозеф Листер изучил причину свертывания крови и воспаления, возникающего в результате предыдущих травм и хирургических ран. Позже он открыл и применил антисептики в операционной, и в результате значительно снизил уровень смертности от операций. [24]

Физиологическое общество было основано в Лондоне в 1876 году как обеденный клуб. [25] Американское физиологическое общество (APS) — некоммерческая организация, основанная в 1887 году. Общество «занимается содействием образованию, научным исследованиям и распространению информации в области физиологических наук». [26]

В 1891 году Иван Павлов провел исследование «условных реакций», которое включало выработку слюны собаками в ответ на звонок и зрительные стимулы. [24]

В 19 веке физиологические знания начали накапливаться быстрыми темпами, в частности, с появлением в 1838 году клеточной теории Матиаса Шлейдена и Теодора Шванна . [27] В нем радикально утверждалось, что организмы состоят из единиц, называемых клетками. Дальнейшие открытия Клода Бернара (1813–1878) в конечном итоге привели к его концепции milieu interieur (внутренней среды), [28] [29] , которая позже была подхвачена и отстаивалась как « гомеостаз » американским физиологом Уолтером Б. Кэнноном в 1929. Под гомеостазом Кэннон подразумевал «поддержание устойчивого состояния в организме и физиологических процессов, посредством которых они регулируются». [30] Другими словами, способность организма регулировать свою внутреннюю среду. Уильям Бомонт был первым американцем, применившим практическое применение физиологии.

Физиологи девятнадцатого века, такие как Майкл Фостер , Макс Ферворн и Альфред Бине , на основе идей Геккеля разработали то, что стало называться «общей физиологией», единой наукой о жизни, основанной на действиях клеток, [23] позже переименованной в 20 веке как клеточная биология . [31]

Поздний современный период

В 20-м веке биологи заинтересовались тем, как функционируют организмы, отличные от человека, что в конечном итоге породило области сравнительной физиологии и экофизиологии . [32] Основными фигурами в этих областях являются Кнут Шмидт-Нильсен и Джордж Бартоломью . Совсем недавно эволюционная физиология стала отдельной дисциплиной. [33]

В 1920 году Август Крог получил Нобелевскую премию за открытие механизма регулирования кровотока в капиллярах. [24]

В 1954 году Эндрю Хаксли и Хью Хаксли вместе со своей исследовательской группой открыли скользящие нити в скелетных мышцах , известные сегодня как теория скользящих нитей. [24]

В последнее время ведутся интенсивные дебаты о жизнеспособности физиологии как дисциплины (жива она или мертва?). [34] [35] Если физиология, возможно, менее заметна в наши дни, чем в золотой век 19-го века, [36] это во многом потому, что эта область породила некоторые из наиболее активных областей сегодняшних биологических наук, таких как как нейробиология , эндокринология и иммунология . [37] Более того, физиологию по-прежнему часто рассматривают как интегративную дисциплину, которая может объединить в последовательную структуру данные, поступающие из различных областей. [35] [38] [39]

Известные физиологи

Женщины в физиологии

Первоначально женщины были в значительной степени исключены из официального участия в любом физиологическом обществе. Американское физиологическое общество , например, было основано в 1887 году и включало в свои ряды только мужчин. [40] В 1902 году Американское физиологическое общество избрало Иду Хайд первой женщиной-членом общества. [41] Хайд, представительница Американской ассоциации женщин с университетским образованием и глобальный защитник гендерного равенства в образовании, [42] пыталась продвигать гендерное равенство во всех аспектах науки и медицины.

Вскоре после этого, в 1913 году, Дж. С. Холдейн предложил разрешить женщинам официально вступать в Физиологическое общество , основанное в 1876 году . [43] 3 июля 1915 года были официально приняты шесть женщин: Флоренс Бьюкенен , Уинифред Каллис , Рут К. Скелтон, Сара С.М. Соутон, Констанс Литэм Терри и Энид М. Трайб. [44] Столетие избрания женщин было отмечено в 2015 году публикацией книги «Женщины-физиологи: празднование столетия и не только для физиологического общества». ( ISBN  978-0-9933410-0-7 )

Среди выдающихся женщин-физиологов:

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Харпер, Дуглас. «физиология». Интернет-словарь этимологии .
  2. ^ «Что такое физиология?». biology.cam.ac.uk . Кембриджский университет , биологический факультет. 16 февраля 2016 года . Проверено 7 июля 2018 г.
  3. ^ Проссер, К. Лэдд (1991). Сравнительная физиология животных, экологическая и метаболическая физиология животных (4-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Уайли -Лисс. стр. 1–12. ISBN 978-0-471-85767-9.
  4. ^ abc Гайтон, Артур; Холл, Джон (2011). Учебник медицинской физиологии Гайтона и Холла (12-е изд.). Филадельфия: Сондерс / Эльзевир . п. 3. ISBN 978-1-4160-4574-8.
  5. ^ Видмайер, Эрик П.; Рафф, Гершель; Стрэнг, Кевин Т. (2016). Физиология человека Вандера. Механизмы функций организма . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw-Hill Education . стр. 14–15. ISBN 978-1-259-29409-9.
  6. ^ Мойес, К.Д., Шульте, П.М. Принципы физиологии животных, второе издание. Пирсон/Бенджамин Каммингс. Бостон, Массачусетс, 2008 г.
  7. ^ «Физиология растений». Базовая биология. 2019 . Проверено 16 января 2019 г.
  8. ^ Переда, AE (апрель 2014 г.). «Электрические синапсы и их функциональные взаимодействия с химическими синапсами». Обзоры природы. Нейронаука . 15 (4): 250–63. дои : 10.1038/nrn3708. ПМК 4091911 . ПМИД  24619342. 
  9. ^ «Психические расстройства». Всемирная организация здравоохранения . ВОЗ . Проверено 15 апреля 2017 г.
  10. ^ «Эзопиклон» (PDF) . Ф.А. Дэвис. 2017. Архивировано из оригинала (PDF) 24 ноября 2017 года . Проверено 15 апреля 2017 г.
  11. ^ «Золпидем» (PDF) . Ф.А. Дэвис. Архивировано из оригинала (PDF) 22 декабря 2017 года . Проверено 15 апреля 2017 г.
  12. ^ Бергман, Эстер М; де Брюин, Аник Б.Х.; Херрлер, Андреас; Верхейен, Инге WH; Шерпбье, Альберт JJA; ван дер Флейтен, премьер-министр Cees (19 ноября 2013 г.). «Восприятие студентами анатомии в рамках учебной программы бакалавриата по проблемному медицинскому обучению: феноменографическое исследование». Медицинское образование BMC . 13 :152. дои : 10.1186/1472-6920-13-152 . ПМЦ 4225514 . PMID  24252155. Анатомия, наряду с физиологией и биохимией, является одной из фундаментальных наук, которые должны преподаваться в медицинской программе. 
  13. ^ Гарланд, Т. младший; П.А. Картер (1994). «Эволюционная физиология» (PDF) . Ежегодный обзор физиологии . 56 : 579–621. doi : 10.1146/annurev.ph.56.030194.003051. PMID  8010752. Архивировано из оригинала (PDF) 12 апреля 2021 г. Проверено 11 апреля 2008 г.
  14. ^ «Физиология». Наука разъяснена . Адвамег, ООО . Проверено 29 августа 2010 г.
  15. ^ Хелейн Селин, Медицина в разных культурах: история и практика медицины в незападных культурах (2003), с. 53.
  16. ^ Бирма, ДП; Чакраворти, Махарани. От физиологии и химии к биохимии . Пирсон Образование. п. 8.
  17. ^ «Ранняя медицина и физиология». корабль.edu .
  18. ^ abc «Гален Пергамский». Британская энциклопедия .
  19. ^ Фелл, К.; Пирсон, Ф. (ноябрь 2007 г.). «Исторические перспективы грудной анатомии». Клиники торакальной хирургии . 17 (4): 443–8. doi :10.1016/j.thorsurg.2006.12.001. ПМИД  18271159.
  20. ^ Эпплбаум, Уилбур (2000). Энциклопедия научной революции: от Коперника до Ньютона . Рутледж. п. 344. Бибкод : 2000esrc.book.....A.
  21. ^ Рэмплинг, MW (2016). «История теории кровообращения». Клиническая гемореология и микроциркуляция . 64 (4): 541–549. дои : 10.3233/CH-168031. ISSN  1875-8622. PMID  27791994. S2CID  3304540.
  22. ^ "Санторио Санторио (1561-1636): Medicina statica". Сводчатые сокровища . Университет Вирджинии, Библиотека медицинских наук Клода Мура.
  23. ^ ab Brain, Роберт Майкл (1 мая 2015 г.). Пульс модернизма: физиологическая эстетика в Европе конца века. Вашингтонский университет Press. ISBN 978-0-295-80578-8.
  24. ^ abcd «Вехи в физиологии (1822-2013)» (PDF) . 1 октября 2013 г. Архивировано из оригинала (PDF) 20 мая 2017 г. Проверено 25 июля 2015 г.
  25. ^ «История Общества | Физиологическое общество». physoc.org . Архивировано из оригинала 14 февраля 2017 г. Проверено 21 февраля 2017 г.
  26. ^ «Американское физиологическое общество> О» . the-aps.org . Архивировано из оригинала 21 октября 2018 г. Проверено 21 февраля 2017 г.
  27. ^ «Введение в физиологию: история, биологические системы и отрасли». www.medicalnewstoday.com . 13 октября 2017 г. Проверено 1 октября 2020 г.
  28. ^ Бернар, Клод (1865). Введение в изучение экспериментальной медицины . Нью-Йорк: Dover Publications (опубликовано в 1957 г.).
  29. ^ Бернар, Клод (1878). Лекции о явлениях жизни, общих животным и растениям . Спрингфилд: Томас (опубликовано в 1974 г.).
  30. ^ Браун Теодор М.; Плата Элизабет (октябрь 2002 г.). «Уолтер Брэдфорд Кэннон: пионер физиолог человеческих эмоций». Американский журнал общественного здравоохранения . 92 (10): 1594–1595. дои : 10.2105/ajph.92.10.1594. ПМЦ 1447286 . 
  31. ^ Хейлброн, Джон Л. (27 марта 2003 г.). Оксфордский справочник по истории современной науки. Издательство Оксфордского университета. п. 649. ИСБН 978-0-19-974376-6.
  32. ^ Федер, Мэн; Беннетт, А.Ф.; WW, Бурггрен; Хьюи, РБ (1987). Новые направления экологической физиологии . Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-34938-3.
  33. ^ Гарланд, Теодор младший ; Картер, Пенсильвания (1994). «Эволюционная физиология» (PDF) . Ежегодный обзор физиологии . 56 (1): 579–621. doi : 10.1146/annurev.ph.56.030194.003051. PMID  8010752. Архивировано из оригинала (PDF) 12 апреля 2021 г. Проверено 11 апреля 2008 г.
  34. ^ Пинтер, Г.Г.; Пинтер, В. (1993). «Физиология – умирающая дисциплина?». Физиология . 8 (2): 94–95. doi : 10.1152/физиология онлайн.1993.8.2.94.
  35. ^ аб Лемуан, Маэль; Праде, Томас (01 июля 2018 г.). «Анализ значений слова «физиология» для оценки жизнеспособности дисциплины» (PDF) . Физиология . 33 (4): 236–245. дои : 10.1152/физиол.00015.2018 . ISSN  1548-9221. ПМИД  29873600.
  36. ^ Кремер, Ричард Л. (2009). «Физиология». В Bowler & Pickstone (ред.). Кембриджская история современной биологии и наук о Земле . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 342–366. дои : 10.1017/CHOL9780521572019.019. ISBN 9781139056007.
  37. ^ Благородный, Денис (2013). «Подробнее о физиологии без границ». Физиология . 28 (1): 2–3. дои : 10.1152/физиолог.00044.2012. ISSN  1548-9213. PMID  23280350. S2CID  22271159.
  38. ^ Нил, Джимми Д.; Бенос, Дейл Дж. (1993). «Связь молекулярной биологии с интегративной физиологией». Физиология . 8 (5): 233–235. doi : 10.1152/физиология онлайн.1993.8.5.233.
  39. ^ Благородный, Денис (1 марта 2002 г.). «Моделирование сердца - от генов к клеткам и всему органу». Наука . 295 (5560): 1678–1682. Бибкод : 2002Sci...295.1678N. дои : 10.1126/science.1069881. ISSN  0036-8075. PMID  11872832. S2CID  6756983.
  40. ^ «Американское физиологическое общество> Основатели». the-aps.org . Американское физиологическое общество. Архивировано из оригинала 07 января 2017 г. Проверено 8 февраля 2017 г.
  41. ^ Такер, GS (декабрь 1981 г.). «Ида Генриетта Хайд: первая женщина-член общества» (PDF) . Физиолог . 24 (6): 1–9. PMID  7043502. Архивировано из оригинала (PDF) 22 января 2017 г. Проверено 27 апреля 2017 г.Значок открытого доступа
  42. ↑ Бутин, Январь (31 декабря 1999 г.). «Ида Генриетта Хайд». Еврейские женщины: Комплексная историческая энциклопедия . Еврейский женский архив.
  43. ^ «Женщины в физиологии | Физиологическое общество». physoc.org . Архивировано из оригинала 06.11.2018 . Проверено 11 января 2018 г.
  44. ^ «Женщины в физиологии». physoc.org . Архивировано из оригинала 06.11.2018 . Проверено 15 мая 2015 г.
  45. ^ "Премия Бодила М. Шмидта-Нильсена выдающемуся наставнику и ученому" . www.pathwaystoscience.org . Проверено 1 октября 2020 г.
  46. ^ «Карл Кори и Герти Кори». Британская энциклопедия .
  47. ^ «Цикл Кори». TheFreeDictionary.com .
  48. ^ «Факты о Нобелевских премиях по физиологии и медицине». nobelprize.org . Нобель Медиа АБ . Проверено 23 сентября 2016 г.
  49. ^ "Гертруда Б. Элион". Британская энциклопедия .
  50. ^ «Нобелевская премия по физиологии и медицине 2004 г.». nobelprize.org .
  51. ^ "Франсуаза Барре-Синусси - биография - французский вирусолог" . Британская энциклопедия . 26 июля 2023 г.
  52. ^ "Элизабет Х. Блэкберн". Британская энциклопедия .
  53. ^ «Кэрол В. Грейдер | Биография, Нобелевская премия и факты | Британника» . Британская энциклопедия . Проверено 8 февраля 2023 г.

Библиография

Физиология человека

Физиология животных

Физиология растений

Грибковая физиология

Протистанская физиология

Физиология водорослей

Бактериальная физиология

Внешние ссылки