Физиология - Physiology

Для научного журнала см. Физиология (журнал).
Картина маслом с изображением Клод Бернард, отец современной физиологии, со своими учениками

Физиология (/ˌжɪzяˈɒлədʒя/; из Древнегреческий φύσις (физис) "природа, происхождение" и -λογία (-логия) 'исследование'[1]) является научным исследованием функции и механизмы в живая система.[2][3] Как суб-дисциплина из биология, физиология фокусируется на том, как организмы, системы органов, индивидуальный органы, клетки, и биомолекулы выполнять химический и физический функции в живой системе.[4] По классам организмы, поле можно разделить на медицинская физиология, физиология животных, физиология растений, физиология клетки, и сравнительная физиология.[4]

Центральное место в физиологическом функционировании имеют биофизический и биохимический процессы, гомеостатический механизмы управления и коммуникация между ячейками.[5] Физиологическое состояние является условием нормального функционирования, а патологическое состояние относится к ненормальным состояниям, включая человеческие болезни.

В Нобелевская премия по физиологии и медицине присуждается Шведская королевская академия наук за выдающиеся научные достижения в области физиологии, относящиеся к области лекарство.

Основы физиологии

Животные

Основная статья: Зоология § Физиология

Люди

Основная статья: Человеческое тело § Физиология

Человеческая физиология стремится понять механизмы, которые работают, чтобы поддерживать тело человека живые и функционирующие,[4] посредством научного исследования природы механических, физических и биохимических функций человека, его органов и клеток, из которых они состоят. Главный уровень физиологии находится на уровне органов и систем внутри систем. Эндокринная и нервная системы играют важную роль в приеме и передаче сигналов, которые объединяют функции у животных. Гомеостаз является важным аспектом таких взаимодействий как внутри растений, так и среди животных. Биологическая основа изучения физиологии, интеграции относится к перекрытию многих функций систем человеческого тела, а также к сопутствующей им форме. Это достигается за счет коммуникации, которая происходит различными способами, как электрическими, так и химическими.[6]

Изменения в физиологии могут влиять на психические функции людей. Примерами этого могут быть эффекты определенных лекарств или токсические уровни веществ.[7] Изменение в поведение В результате эти вещества часто используются для оценки здоровья людей.[8][9]

Большая часть фундаментальных знаний в области физиологии человека была обеспечена эксперименты на животных. Из-за частой связи между формой и функцией, физиологией и анатомия неразрывно связаны между собой и изучаются в тандеме в рамках медицинской программы.[10]

Растения

Основная статья: Физиология растений

Физиология растений - это одна из дисциплин ботаника озабочены функционированием растений. Тесно связанные поля включают морфология растений, экология растений, фитохимия, клеточная биология, генетика, биофизика, и молекулярная биология. Фундаментальные процессы физиология растений включают фотосинтез, дыхание, питание растений, тропизмы, настические движения, фотопериодизм, фотоморфогенез, циркадные ритмы, прорастание семян, покой, и устьица функция и испарение. Поглощение воды корнями, производство пищи листьями и рост побегов к свету являются примерами физиологии растений.[11]

Клетки

Основная статья: Клеточная физиология

Хотя существуют различия между клетками животных, растений и микробов, основные физиологические функции клеток можно разделить на процессы: деление клеток, клеточная сигнализация, рост клеток, и клеточный метаболизм.

Сравнительная физиология

Основная статья: Сравнительная физиология

С участием эволюционная физиология и физиология окружающей среды сравнительная физиология рассматривает разнообразие функциональных характеристик организмов.[12]

История

Классическая эпоха

Изучение физиологии человека как области медицины берет свое начало в классическая греция, на момент Гиппократ (конец V века до нашей эры).[13] Вне западной традиции ранние формы физиологии или анатомии могут быть реконструированы как присутствующие примерно в то же время в Китае.[14] Индия[15] Гиппократ включил свою систему убеждений, называемую теорией юмора, которая состояла из четырех основных субстанций: земли, воды, воздуха и огня. Известно, что у каждого вещества есть соответствующий юмор: черная желчь, мокрота, кровь и желтая желчь соответственно. Гиппократ также отметил некоторые эмоциональные связи с четырьмя юморами, которые Клавдий Гален позже расширится. Критическое мышление Аристотель и его акцент на взаимосвязи между структурой и функцией положил начало физиологии в Древняя Греция. Нравиться Гиппократ Аристотель обратился к гуморальной теории болезни, которая также состояла из четырех основных качеств жизни: горячего, холодного, влажного и сухого.[16] Клавдий Гален (ок. 130–200 н. Э.), Известный как Гален из Пергама, был первым, кто использовал эксперименты для исследования функций тела. В отличие от Гиппократа, Гален утверждал, что гуморальный дисбаланс может быть локализован в определенных органах, включая все тело.[17] Его модификация этой теории лучше подготовила врачей к постановке более точных диагнозов. Гален также использовал идею Гиппократа о том, что эмоции также связаны с юмором, и добавил понятие темперамента: сангвиник соответствует крови; флегматик связан с мокротой; желтая желчь связана с холериком; а черная желчь соответствует меланхолии. Гален также увидел человеческое тело, состоящее из трех 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.[17] Гален также был основателем экспериментальной физиологии.[18] В течение следующих 1400 лет физиология Галена была мощным и влиятельным инструментом в медицине.[17]

Ранний современный период

Жан Фернель (1497–1558), французский врач ввел термин «физиология».[19] Гален, Ибн ан-Нафис, Майкл Серветус, Реальдо Коломбо, Амато Лузитано и Уильям Харви, считаются сделавшими важные открытия в циркуляция крови.[20] Санторио Санторио в 1610-х годах первым применил прибор для измерения пульс ставка ( пульсилогиум), а термоскоп для измерения температуры.[21]

В 1791 г. Луиджи Гальвани описал роль электричества в нервах рассеченных лягушек. В 1811 г. Сезар Жюльен Жан Легаллуа изучал дыхание при вскрытии животных и поражениях и обнаружил центр дыхания в продолговатый мозг. В том же году, Чарльз Белл закончила работу над тем, что позже станет известно как Закон Белла-Мажанди, в котором сравнивались функциональные различия между дорсальными и вентральными корешками спинной мозг. В 1824 г. Франсуа Мажанди описал сенсорные корни и представил первые доказательства роли мозжечка в уравновешивание 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 индустрией человека». Вдохновленный творчеством Адам Смит Милн-Эдвардс писал, что «тело всех живых существ, будь то животные или растения, напоминает фабрику ... где органы, сравнимые с рабочими, непрерывно работают, чтобы производить явления, составляющие жизнь человека». У более дифференцированных организмов функциональный труд может быть распределен между различными инструментами или системы (названный им как одежда).[22]

В 1858 г. Джозеф Листер изучали причины свертывания крови и воспаления, возникшие после предыдущих травм и хирургических ран. Позже он обнаружил и реализовал антисептики в операционной, и, как следствие, значительно снизился уровень смертности от операций.[23]

Физиологическое общество был основан в Лондоне в 1876 году как обеденный клуб.[24] Американское физиологическое общество (APS) - некоммерческая организация, основанная в 1887 году. Общество «занимается развитием образования, научных исследований и распространения информации в области физиологических наук».[25]

В 1891 г. Иван Павлов провели исследование «условных реакций», связанных с выработкой слюны собак в ответ на звонок и визуальные стимулы.[23]

В 19 веке физиологические знания начали накапливаться быстрыми темпами, в частности, с появлением в 1838 г. Клеточная теория из Маттиас Шлейден и Теодор Шванн.[26] В нем радикально сказано, что организмы состоят из единиц, называемых клетками. Клод Бернард (1813–1878) в конечном итоге привели к его концепции среда интерьера (внутренняя среда),[27][28] который позже будет воспринят и защищен как "гомеостаз "американского физиолога Уолтер Б. Кэннон в 1929 году. Под гомеостазом Кэннон имел в виду «поддержание устойчивых состояний в организме и физиологических процессов, посредством которых они регулируются».[29] Другими словами, способность организма регулировать внутреннюю среду. Уильям Бомонт был первым американцем, применившим на практике физиологию.

Физиологи девятнадцатого века, такие как Майкл Фостер, Макс Ферворн, и Альфред Бине, на основе Геккель идеи России, разработавшие то, что стало называться «общей физиологией», единой наукой о жизни, основанной на действиях клеток,[22] позже переименован в 20 веке как клеточная биология.[30]

Поздний современный период

В 20-м веке биологи заинтересовались тем, как функционируют не человеческие существа, и в конечном итоге породили поля сравнительная физиология и экофизиология.[31] Основные цифры в этих областях включают Кнут Шмидт-Нильсен и Джордж Варфоломей. Совсем недавно, эволюционная физиология стала отдельной дисциплиной.[32]

В 1920 г. Август Крог получил Нобелевскую премию за открытие, как регулируется кровоток в капиллярах.[23]

В 1954 г. Эндрю Хаксли и Хью Хаксли вместе со своей исследовательской группой обнаружили скользящие нити в скелетные мышцы, известную сегодня как теория скользящей нити.[23]

В последнее время ведутся ожесточенные дискуссии о жизнеспособности физиологии как дисциплины (жива она или мертва?).[33][34] Если в наши дни физиология, возможно, менее заметна, чем в золотой век XIX века,[35] во многом это связано с тем, что эта область породила некоторые из наиболее активных областей сегодняшних биологических наук, такие как нейробиология, эндокринология, и иммунология.[36] Более того, физиологию по-прежнему часто рассматривают как интегративную дисциплину, которая может объединять в единую структуру данные, поступающие из различных областей.[34][37][38]

Известные физиологи

Основная статья: Список физиологов

Женщины в физиологии

Первоначально женщины были в значительной степени исключены из официального участия в любом физиологическом обществе. В Американское физиологическое общество, например, была основана в 1887 году и включала в свои ряды только мужчин.[39] В 1902 году Американское физиологическое общество избрало Ида Хайд как первая женщина-член общества.[40] Гайд, представитель Американская ассоциация женщин с университетским образованием и глобальный защитник гендерного равенства в образовании,[41] пытался продвигать гендерное равенство во всех аспектах науки и медицины.

Вскоре после этого, в 1913 году, J.S. Холдейн предложил разрешить женщинам официально присоединиться к Физиологическое общество, который был основан в 1876 году.[42] 3 июля 1915 г. были официально приняты шесть женщин: Флоренс Бьюкенен, Уинифред Каллис, Рут С. Скелтон, Сара С. М. Соутон, Констанс Литам Терри, и Энид М. Трайб.[43] 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)

К известным женщинам-физиологам относятся:

Субдисциплины

Есть много способов разделить дисциплины физиологии:[53]

Физиологические общества

Транснациональные физиологические общества включают:

Национальные физиологические общества включают:

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "физиология". Интернет-словарь этимологии.
  2. ^ [email protected]. «Что такое физиология? - Биологический факультет». biology.cam.ac.uk. Получено 2018-07-07.
  3. ^ Проссер, К. Лэдд (1991). Сравнительная физиология животных, экологическая и метаболическая физиология животных (4-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Wiley-Liss. С. 1–12. ISBN  978-0-471-85767-9.
  4. ^ а б c Холл, Джон (2011). Гайтон и Холл учебник медицинской физиологии (12-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Saunders / Elsevier. п. 3. ISBN  978-1-4160-4574-8.
  5. ^ Widmaier, Eric P .; Рафф, Хершель; Стрэнг, Кевин Т. (2016). Человеческая физиология Вандера Механизмы функционирования тела. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Образование Макгроу-Хилл. С. 14–15. ISBN  978-1-259-29409-9.
  6. ^ Переда А.Е. (апрель 2014 г.). «Электрические синапсы и их функциональные взаимодействия с химическими синапсами». Обзоры природы. Неврология. 15 (4): 250–63. Дои:10.1038 / nrn3708. ЧВК  4091911. PMID  24619342.
  7. ^ "Психические расстройства". Всемирная организация здоровья. ВОЗ. Получено 15 апреля 2017.
  8. ^ «Эсзопиклон» (PDF). F.A. Davis. 2017 г.. Получено 15 апреля, 2017.
  9. ^ «Золпидем» (PDF). Ф.А. Дэвис. Получено 15 апреля, 2017.
  10. ^ Бергман, Эстер М; de Bruin, Anique BH; Геррлер, Андреас; Верхейен, Инге WH; Scherpbier, Albert JJA; ван дер Влейтен, Cees PM (19 ноября 2013 г.). «Восприятие студентами анатомии в рамках программы бакалавриата по проблемно-ориентированной медицинской программе: феноменографическое исследование». BMC Медицинское образование. 13: 152. Дои:10.1186/1472-6920-13-152. ЧВК  4225514. PMID  24252155. Наряду с физиологией и биохимией анатомия является одной из фундаментальных наук, которые должны преподаваться в медицинской программе.
  11. ^ «Физиология растений». Основы биологии. 2019 г.. Получено 16 января 2019.
  12. ^ Garland, T., Jr .; П. А. Картер (1994). «Эволюционная физиология» (PDF). Ежегодный обзор физиологии. 56: 579–621. Дои:10.1146 / annurev.ph.56.030194.003051. PMID  8010752.
  13. ^ «Физиология». Разъяснение науки. Advameg, Inc. Получено 2010-08-29.
  14. ^ Хелайн Селин, Медицина в разных культурах: история и практика медицины в незападных культурах (2003), стр. 53.
  15. ^ Д. П. Бирма; Махарани Чакраворти. От физиологии и химии к биохимии. Pearson Education. п. 8.
  16. ^ «Ранняя медицина и физиология». ship.edu.
  17. ^ а б c "Гален Пергамский". Британская энциклопедия.
  18. ^ Fell, C .; Пирсон, Ф. (ноябрь 2007 г.). «Исторические перспективы торакальной анатомии». Клиники торакальной хирургии. 17 (4): 443–8. Дои:10.1016 / j.thorsurg.2006.12.001. PMID  18271159.
  19. ^ Уилбур Эпплбаум (2000). Энциклопедия научной революции: от Коперника до Ньютона. Рутледж. п. 344. Bibcode:2000esrc.book ..... A.
  20. ^ Рэмплинг, М. В. (2016). «История теории кровообращения». Клиническая гемореология и микроциркуляция. 64 (4): 541–549. Дои:10.3233 / CH-168031. ISSN  1875-8622. PMID  27791994. S2CID  3304540.
  21. ^ "Санторио Санторио (1561-1636): Статическая медицина". Сводчатые сокровища. Университет Вирджинии, Библиотека медицинских наук Клода Мура.
  22. ^ а б Р. М. Мозг. Пульс модернизма: физиологическая эстетика в Европе Фин-де-Сикль. Сиэтл: Вашингтонский университет, 2015. 384 стр., [1].
  23. ^ а б c d "Вехи физиологии (1822-2013)" (PDF). 1 октября 2013 г.. Получено 2015-07-25.
  24. ^ «История Общества | Физиологическое общество». Physoc.org. Архивировано из оригинал на 2017-02-14. Получено 2017-02-21.
  25. ^ "Американское физиологическое общество> О нас". the-aps.org. Архивировано из оригинал на 2018-10-21. Получено 2017-02-21.
  26. ^ «Введение в физиологию: история, биологические системы и отрасли». www.medicalnewstoday.com. 2017-10-13. Получено 2020-10-01.
  27. ^ Бернар, Клод (1865). Введение в изучение экспериментальной медицины. Нью-Йорк: Dover Publications (опубликовано в 1957 г.).
  28. ^ Бернар, Клод (1878). Лекции о явлениях жизни, общих для животных и растений. Спрингфилд: Томас (опубликовано в 1974 г.).
  29. ^ Браун Теодор М .; Плата Элизабет (октябрь 2002 г.). "Уолтер Брэдфорд Кэннон: пионер физиолога человеческих эмоций". Американский журнал общественного здравоохранения. 92 (10): 1594–1595. Дои:10.2105 / ajph.92.10.1594. ЧВК  1447286.
  30. ^ Хейлброн, Дж. Л. (2003). Оксфордский компаньон по истории современной науки, Oxford University Press, стр. 649, связь.
  31. ^ Feder, ME; Беннетт, AF; WW, Бурггрен; Хьюи, РБ (1987). Новые направления в экологической физиологии. Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-34938-3.
  32. ^ Гарленд, младший, Теодор; Картер, П. А. (1994). «Эволюционная физиология» (PDF). Ежегодный обзор физиологии. 56 (1): 579–621. Дои:10.1146 / annurev.ph.56.030194.003051. PMID  8010752.
  33. ^ Пинтер, Г. Г .; Пинтер, В. (1993). «Физиология - умирающая дисциплина?». Физиология. 8 (2): 94–95. Дои:10.1152 / Physiologyonline.1993.8.2.94.
  34. ^ а б Лемуан, Маэль; Прадэ, Томас (2018-07-01). «Анализ значений« физиологии »для оценки жизнеспособности дисциплины» (PDF). Физиология. 33 (4): 236–245. Дои:10.1152 / Physiol.00015.2018. ISSN  1548-9221. PMID  29873600.
  35. ^ Кремер, Ричард Л. (2009). «Физиология». В Bowler & Pickstone (ред.). Кембриджская история современной биологии и наук о Земле. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. С. 342–366. Дои:10.1017 / CHOL9780521572019.019. ISBN  9781139056007.
  36. ^ Благородный, Денис (2013). «Подробнее о физиологии без границ». Физиология. 28 (1): 2–3. Дои:10.1152 / Physiol.00044.2012. ISSN  1548-9213. PMID  23280350. S2CID  22271159.
  37. ^ Нил, Джимми Д.; Бенос, Дейл Дж. (1993). «Связь молекулярной биологии с интегративной физиологией». Физиология. 8 (5): 233–235. Дои:10.1152 / Physiologyonline.1993.8.5.233.
  38. ^ Благородный, Денис (01.03.2002). «Моделирование сердца - от генов до клеток и всего органа». Наука. 295 (5560): 1678–1682. Bibcode:2002Наука ... 295.1678N. Дои:10.1126 / science.1069881. ISSN  0036-8075. PMID  11872832. S2CID  6756983.
  39. ^ "Американское физиологическое общество> Основатели". the-aps.org. Американское физиологическое общество. Архивировано из оригинал на 2017-01-07. Получено 2017-02-08.
  40. ^ Такер, GS (декабрь 1981). «Ида Генриетта Хайд: первая женщина-член общества» (PDF). Физиолог. 24 (6): 1–9. PMID  7043502. Архивировано из оригинал (PDF) на 2017-01-22. Получено 2017-04-27.открытый доступ
  41. ^ "Ида Генриетта Хайд". jwa.org.
  42. ^ "Женщины в физиологии | Физиологическое общество". Physoc.org. Архивировано из оригинал на 2018-11-06. Получено 2018-01-11.
  43. ^ «Женщины в физиологии». Physoc.org. Архивировано из оригинал на 2018-11-06. Получено 2015-05-15.
  44. ^ «Премия Бодила М. Шмидта-Нильсена за выдающийся наставник и ученый». www.pathwaystoscience.org. Получено 2020-10-01.
  45. ^ «Карл Кори и Герти Кори». Британская энциклопедия.
  46. ^ "Цикл Кори". TheFreeDictionary.com.
  47. ^ «Факты о Нобелевских премиях по физиологии и медицине». nobelprize.org. Nobel Media AB. Получено 2016-09-23.
  48. ^ "Гертруда Б. Элион". Британская энциклопедия.
  49. ^ «Нобелевская премия по физиологии и медицине 2004 г.». nobelprize.org.
  50. ^ «Франсуаза Барре-Синусси - биография - французский вирусолог». Британская энциклопедия.
  51. ^ "Элизабет Х. Блэкберн". Британская энциклопедия.
  52. ^ "Кэрол В. Грейдер". Британская энциклопедия.
  53. ^ Мойес, К.Д., Шульте, П.М. Принципы физиологии животных, второе издание. Пирсон / Бенджамин Каммингс. Бостон, Массачусетс, 2008.

Библиография

Физиология человека

  • Видмайер, Э.П., Рафф, Х., Стренг, К.Т. Физиология человека Вандера. 11-е издание, McGraw-Hill, 2009.
  • Мариеб, Э. Основы анатомии и физиологии человека. 10-е издание, Бенджамин Каммингс, 2012 г.

Физиология животных

  • Хилл, Р.В., Вайс, Г.А., Андерсон, М. Физиология животных, 3-е изд. Sinauer Associates, Сандерленд, 2012 г.
  • Мойес, К.Д., Шульте, П.М. Принципы физиологии животных, второе издание. Пирсон / Бенджамин Каммингс. Бостон, Массачусетс, 2008.
  • Рэндалл Д., Бурггрен В. и Френч К. Физиология животных Эккерта: механизм и адаптация, 5-е издание. W.H. Фримен и компания, 2002.
  • Шмидт-Нильсен, К. Физиология животных: адаптация и окружающая среда. Кембридж и Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета, 1997.
  • Холка, П.С. Сравнительная физиология животных. Издательство Saunders College Publishing, Нью-Йорк, 1992.

Физиология растений

  • Ларчер, В. Физиологическая экология растений (4-е изд.). Спрингер, 2001.
  • Солсбери, Ф. Б., Росс, К. В. Физиология растений. Brooks / Cole Pub Co., 1992 г.
  • Таиз, Л., Цигер, Э. Физиология растений (5-е изд.), Сандерленд, Массачусетс: Sinauer, 2010.

Грибковая физиология

  • Гриффин, Д. Грибковая физиология, Второе издание. Wiley-Liss, Нью-Йорк, 1994.

Физиология протистана

  • Левандовский М. Физиологические адаптации протистов. В: Справочник по физиологии клетки: основы биофизики мембран. Амстердам; Бостон: Elsevier / AP, 2012.
  • Левандовски, М., Хатнер, С. (ред.). Биохимия и физиология простейших. Тома 1, 2 и 3. Academic Press: Нью-Йорк, Нью-Йорк, 1979; 2-е изд.
  • Лейборн-Парри Дж. Функциональная биология свободноживущих простейших. Беркли, Калифорния: Калифорнийский университет Press; 1984 г.

Физиология водорослей

  • Лоббан, К.С., Харрисон, П.Дж. Экология и физиология водорослей. Издательство Кембриджского университета, 1997.
  • Стюарт, У. Д. П. (ред.). Физиология и биохимия водорослей. Научные публикации Блэквелла, Оксфорд, 1974.

Бактериальная физиология

  • Эль-Шаруд, W. (ред.). Бактериальная физиология: молекулярный подход. Springer-Verlag, Берлин-Гейдельберг, 2008 г.
  • Ким, Б.Х., Гэдд, М.Г. Бактериальная физиология и метаболизм. Кембридж, 2008.
  • Моут, А.Г., Фостер, Дж. У., Спектор, М. Микробная физиология, 4-е изд. Wiley-Liss, Inc. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 2002.

внешняя ссылка

  • PhysiologyINFO.org сайт общественной информации, спонсируемый Американским физиологическим обществом