Physiologie ist das Studium der normalen Funktion innerhalb von Lebewesen. Sie ist ein Teilbereich der Biologie und umfasst eine Reihe von Themen, die Organe, Anatomie, Zellen, biologische Verbindungen und wie sie alle zusammenwirken, um das Leben zu ermöglichen.

Von antiken Theorien bis hin zu molekularen Labortechniken hat die physiologische Forschung unser Verständnis der Komponenten unseres Körpers geprägt, wie sie kommunizieren und wie sie uns am Leben erhalten.

Merrian-Webster definiert Physiologie als:

„[Ein] Zweig der Biologie, der sich mit den Funktionen und Aktivitäten des Lebens oder der lebenden Materie (wie Organe, Gewebe oder Zellen) und den damit verbundenen physikalischen und chemischen Phänomenen beschäftigt.“

Schnelle Fakten zur Physiologie

Hier sind einige wichtige Punkte zur Physiologie. Weitere Details und unterstützende Informationen finden Sie im Hauptartikel.

  • Die Physiologie kann als eine Studie der Funktionen und Prozesse betrachtet werden, die das Leben schaffen.
  • Das Studium der Physiologie kann bis mindestens 420 v. Chr. zurückverfolgt werden.
  • Das Studium der Physiologie ist in viele Disziplinen aufgeteilt, die so unterschiedliche Themen wie Bewegung, Evolution und Verteidigung abdecken.

Was ist Physiologie?

Das Studium der Physiologie ist in gewissem Sinne das Studium des Lebens. Es stellt Fragen über die innere Funktionsweise von Organismen und wie sie mit der Welt um sie herum interagieren.

Die Physiologie untersucht, wie Organe und Systeme im Körper arbeiten, wie sie kommunizieren und wie sie ihre Bemühungen kombinieren, um günstige Bedingungen für das Überleben zu schaffen.

Die Humanphysiologie im Speziellen wird oft in Unterkategorien unterteilt; diese Themen decken eine große Menge an Informationen ab.

Forscher auf diesem Gebiet können sich auf alles konzentrieren, von mikroskopisch kleinen Organellen in der Zellphysiologie bis hin zu weitreichenderen Themen wie der Ökophysiologie, die sich mit ganzen Organismen und deren Anpassung an die Umwelt beschäftigt.

Der relevanteste Zweig der physiologischen Forschung für ist die angewandte Humanphysiologie; dieses Feld untersucht biologische Systeme auf der Ebene der Zelle, des Organs, des Systems, der Anatomie, des Organismus und überall dazwischen.

In diesem Artikel werden wir einige Unterabschnitte der Physiologie besuchen und einen kurzen Überblick über dieses riesige Thema entwickeln. Zunächst werden wir eine kurze Geschichte der Physiologie durchgehen.

Geschichte

Das Studium der Physiologie hat seine Wurzeln im alten Indien und Ägypten.

Als medizinische Disziplin geht sie mindestens bis in die Zeit von Hippokrates, dem berühmten „Vater der Medizin“, zurück – um 420 v. Chr.

Hippokrates prägte die Theorie der vier Körpersäfte, die besagt, dass der Körper vier verschiedene Körpersäfte enthält: schwarze Galle, Schleim, Blut und gelbe Galle. Jede Störung in deren Verhältnis, so die Theorie, verursacht Krankheit.

Claudius Galenus (ca. 130-200 n. Chr.), auch bekannt als Galen, modifizierte die Theorie von Hippokrates und war der erste, der Experimente nutzte, um Informationen über die Systeme des Körpers abzuleiten. Er wird allgemein als Begründer der experimentellen Physiologie bezeichnet.

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Es war Jean Fernel (1497-1558), ein französischer Arzt, der als erster den Begriff „Physiologie“ einführte, der aus dem Altgriechischen stammt und „Studium der Natur, der Ursprünge“ bedeutet.

Fernel war auch der erste, der den Spinalkanal (den Raum in der Wirbelsäule, durch den das Rückenmark verläuft) beschrieb. Für seine Bemühungen wurde ein Krater auf dem Mond nach ihm benannt – er heißt Fernelius.

Ein weiterer Fortschritt in der Physiologie war die Veröffentlichung von William Harveys Buch mit dem Titel An Anatomical Dissertation Upon the Movement of the Heart and Blood in Animals im Jahr 1628.

Harvey war der erste, der den systemischen Kreislauf und die Reise des Blutes durch das Gehirn und den Körper, angetrieben durch das Herz, beschrieb.

Es mag überraschen, dass ein Großteil der medizinischen Praxis bis weit in die 1800er Jahre auf den vier Körpersäften basierte (z.B. Aderlass). Im Jahr 1838 kam es zu einem Umdenken, als die Zelltheorie von Matthias Schleiden und Theodor Schwann aufkam, die davon ausgingen, dass der Körper aus winzigen einzelnen Zellen besteht.

Von nun an öffnete sich das Feld der Physiologie, und es wurden schnell Fortschritte gemacht:

  • Joseph Lister, 1858 – untersuchte zunächst die Gerinnung und Entzündung nach Verletzungen, später entdeckte er lebensrettende Antiseptika und setzte sie ein.
  • Ivan Pavlov, 1891 – konditionierte physiologische Reaktionen bei Hunden.
  • August Krogh, 1910 – gewann den Nobelpreis für die Entdeckung, wie der Blutfluss in den Kapillaren reguliert wird.
  • Andrew Huxley und Alan Hodgkin, 1952 – entdeckten den ionischen Mechanismus, durch den Nervenimpulse übertragen werden.
  • Andrew Huxley und Hugh Huxley, 1954 – machten Fortschritte in der Erforschung der Muskeln mit der Entdeckung der gleitenden Filamente im Skelettmuskel.

Biologische Systeme

Die wichtigsten Systeme, die im Studium der menschlichen Physiologie behandelt werden, sind folgende:

  • Kreislaufsystem – einschließlich des Herzens, der Blutgefäße, der Eigenschaften des Blutes und wie der Kreislauf in Krankheit und Gesundheit funktioniert.
  • Verdauungs-/Ausscheidungssystem – die Darstellung der Bewegung von Feststoffen vom Mund bis zum Anus; dies beinhaltet das Studium der Milz, der Leber und der Bauchspeicheldrüse, die Umwandlung von Nahrung in Brennstoff und deren endgültigen Austritt aus dem Körper.
  • Endokrines System – das Studium der endokrinen Hormone, die Signale durch den gesamten Organismus leiten und ihm helfen, in Übereinstimmung zu reagieren. Die wichtigsten endokrinen Drüsen – die Hypophyse, die Schilddrüse, die Nebennieren, die Bauchspeicheldrüse, die Nebenschilddrüsen und die Keimdrüsen – stehen im Mittelpunkt, aber fast alle Organe setzen endokrine Hormone frei.
  • Immunsystem – das natürliche Abwehrsystem des Körpers besteht aus weißen Blutkörperchen, dem Thymus und dem Lymphsystem. Eine komplexe Anordnung von Rezeptoren und Molekülen schützt den Wirt vor Angriffen von Krankheitserregern. Moleküle wie Antikörper und Zytokine spielen eine wichtige Rolle.
  • Integumentäres System – die Haut, Haare, Nägel, Schweißdrüsen und Talgdrüsen (die eine ölige oder wachsartige Substanz absondern).
  • Muskuloskelettales System – das Skelett und die Muskeln, Sehnen, Bänder und Knorpel. Knochenmark – wo rote Blutkörperchen gebildet werden – und wie die Knochen Kalzium und Phosphat speichern, sind enthalten.
  • Nervensystem – das zentrale Nervensystem (Gehirn und Rückenmark) und das periphere Nervensystem. Das Studium des Nervensystems umfasst die Erforschung der Sinne, des Gedächtnisses, der Emotionen, der Bewegung und des Denkens.
  • Nieren-/Harnsystem – einschließlich der Nieren, Harnleiter, Blase und Harnröhre. Dieses System entfernt Wasser aus dem Blut, produziert Urin und transportiert Abfallstoffe ab.
  • Reproduktionssystem – bestehend aus den Keimdrüsen und den Geschlechtsorganen. Das Studium dieses Systems beinhaltet auch die Erforschung der Art und Weise, wie ein Fötus entsteht und 9 Monate lang genährt wird.
  • Atmungssystem – bestehend aus der Nase, dem Nasenrachenraum, der Luftröhre und der Lunge. Dieses System führt Sauerstoff ein und stößt Kohlendioxid und Wasser aus.
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Zweige

Es gibt eine große Anzahl von Disziplinen, die das Wort Physiologie in ihrem Titel verwenden. Im Folgenden sind einige Beispiele aufgeführt:

  • Zellphysiologie – sie untersucht die Art und Weise, wie Zellen funktionieren und interagieren; die Zellphysiologie konzentriert sich meist auf den Membrantransport und die Übertragung von Neuronen.
  • Systemphysiologie – diese konzentriert sich auf die rechnerische und mathematische Modellierung komplexer biologischer Systeme. Sie versucht zu beschreiben, wie einzelne Zellen oder Komponenten eines Systems zusammenwirken, um als Ganzes zu reagieren. Oft werden Stoffwechselnetzwerke und Zellsignalisierung untersucht.
  • Evolutionsphysiologie – sie untersucht, wie sich Systeme oder Teile von Systemen über mehrere Generationen hinweg angepasst und verändert haben. Die Forschungsthemen sind breit gefächert, einschließlich der Rolle des Verhaltens in der Evolution, der sexuellen Selektion und der physiologischen Veränderungen im Zusammenhang mit geographischen Variationen.
  • Verteidigungsphysiologie – Veränderungen, die als Reaktion auf eine potentielle Bedrohung auftreten, wie z.B. die Vorbereitung auf die Kampf-oder-Flucht-Reaktion.
  • Belastungsphysiologie – wie der Name schon sagt, ist dies die Untersuchung der Physiologie der körperlichen Belastung. Dies beinhaltet die Erforschung von Bioenergetik, Biochemie, kardiopulmonaler Funktion, Biomechanik, Hämatologie, Skelettmuskelphysiologie, neuroendokriner Funktion und der Funktion des Nervensystems.

Die oben genannten Themen sind nur eine kleine Auswahl der verfügbaren Physiologien. Das Gebiet der Physiologie ist ebenso wesentlich wie umfangreich.

Physiologie oder Anatomie?

Die Anatomie ist eng mit der Physiologie verwandt. Anatomie bezieht sich auf das Studium der Struktur von Körperteilen, aber Physiologie konzentriert sich darauf, wie diese Teile funktionieren und miteinander in Beziehung stehen.