فیزیولوژی

فیزیولوژی

فیزیولوژی (به فرانسوی: Physiologie ) یا کاراندام‌شناسی (مصوب فرهنگستان زبان) یا تن‌کردشناسی دانش عملکرد سامانه‌های زنده است و یکی از مهمترین شاخه‌های زیست‌شناسی (بیولوژی) است که به مطالعه اعمال حیاتی موجود زنده، اندام‌ها، بافت‌ها، سلول و عناصر آن می‌پردازد.

برای درک عمیق اعمال حیاتی، سعی می‌گردد که خواص و روابط بین این اعمال و تغییراتشان د‌ر محیط‌های مختلف یا در شرایط گوناگون موجود زنده و با استفاده از روابط علم زیست شناسی ،بیوشیمی مورد بررسی قرار گیرد.

فیزیولوژی، تکامل و توسعه این اعمال در یک گونه و در یک موجود زنده و همچنین تغییرات و تطابق آن‌ها با شرایط محیطی متغیر را مورد مطالعه قرار می‌دهد.

موضوع

فیزیولوژی دانش بررسی نحوه کارکرد اندام‌های مختلف بدن است. فیزیولوژی از شاخه‌های زیست‌شناسی که خود به زیرشاخه‌های فیزیولوژی جانوری، فیزیولوژی دامی، فیزیولوژی گیاهی، فیزیولوژی سلولی و فیزیولوژی پزشکی (انسانی)، نوروفیزیولوژی، فیزیولوژی ورزشی و… تقسیم می‌شود. فیزیولوژی همچنین یکی از دانش‌های پایه‌ای در پزشکی است که ارتباط تنگاتنگی با دانش کالبدشناسی (آناتومی) دارد.

در فیزیولوژی به بررسی کارکرد اندام‌های (ارگان) مختلف بدن مثلاً وظیفه قلب در بدن، وظیفه مخچه در بدن، وظیفه کلیه در بدن، اعمال ششها در بدن و غیره و درک دقیق عملکرد این ارگانها و سیستم‌ها با کمک روابط و اصول فیزیک و ریاضی، پرداخته می‌شود.
بعنوان مثال در فیزیولوژی سیستم تنفسی، توسط قوانین فیزیکی مربوط به موج، شاره، فشار و غیره به محاسبه حجم هوای مورد نیاز هرکدام از شش‌ها و مشکلات و بیماریهای مربوط به آن و تغییر در محاسبات، در صورت تغییر در محیط بعلت یک بیماری، پرداخته می‌شود.

اهمیت

فیزیولوژی در آموزش پزشکی و علوم ورزشی علوم دامی و دامپزشکی و جانورشناسی اهمیت بسیار دارد و یکی از گرایش های تحصیلی این رشته ها در مقاطع تحصیلات تکمیلی میباشد، در طی دوره علوم پایه به دانشجویان تدریس می‌شود.

در کنار آناتومی و بیوشیمی، فیزیولوژی به شکل‌گیری طرح کلی بدن سالم در ذهن دانشجویان حوزه علوم پزشکی و پیراپزشکی و علوم دامی و دامپزشکی و کشاورزی کمک می‌کند، همچنین برای اطلاع از پاتولوژی بیماری‌ها فهم فیزیولوژی بسیار مهم و کلیدی است.

تاریخچه و سیر تکاملی فیزیولوژی

فيزيولوژي يكي از قديمي‌ترين رشته هاي علوم است و با عنايت به علم الابدان دانشمندان به اين رشته توجه ويژه اي داشته اند. براساس مدارک ومسستندات موجود پیشینه این رشته بعنوان یکی از حوزه های علم پزشکی به سال 420 قبل از میلاد مسیح  به زمان هیپوکرات ها بر می گردد.

در یونان باستان با مشخص شدن ارتباط بین ساختمان و عملکرد توسط ارسطو  (Aristotle) علم فیزیولوژی پایه گذاری شد. جالینوس(Claudius Galenus c. 126-199 A.D.)اولين کسي بود که از آزمايش هاي تجربي براي بررسي عملکرد بدن انسان استفاده کرد و در حقيقت پايه­گذار فيزيولوژي تجربي بود.

درطي قرون وسطي سنت­هاي پزشکي يونان باستان و هندي بوسيله پزشکان مسلمان به خصوص ابوعلي سينا توسعه بيشتري يافت.ابوعلي سينا (1037-980) در کتاب پزشکي قانون بر کمي کردن مطالعات فيزيولوژي تأکيد کرد.

بسياري از دکترين­هاي باستاني فيزيولوژي توسط ابن نفيس (1288-1213) که پدر فيزيولوژي گردش خون نامیده می شود، توصيف شد. او اولين پزشکي بود که قلب، گردش خون کرونر، ساختار ريه­ها و گردش خون ريوي را به درستي توضيح دادو اولين کسي بود که رابطه بين ريه­ها و اکسيژن رساني به خون، توليد نبض و مفهوم اوليه گردش خون مويرگي را بيان کرد.

بعد از قرون وسطي ، در زمان رنسانس، تحقيقات فيزيولوژي در غرب افزايش يافت که سبب اعتلاي مطالعه مدرن آناتومي و فيزيولوژي گرديد. William Harvey آناتومي گردش خون را در قرن 17 توصيف کردو تأکيد نمود که ترکيبي از مشاهدات ريز بينانه و آزمايش هاي دقيق براي يادگيري عملکرد بدن لازم است و اين روش اساس توسعه فيزيولوژي تجربي شد. گاهي اوقات از  Herman Boerhaave به عنوان پدر فيزيولوژي ياد مي­شود که به­ دليل تدريس برجسته­اش در دانشگاهLeiden و کتابInstitutionesmedicae(۱۷۰۸) مي­باشد.

در قرن 18 کارهاي مهمي در اين زمينه به ­وسيله Pierre Cabanis  پزشک و فيزيولوژيست فرانسويانجام شد.در قرن 19 دانش فيزيولوژي با سرعت بالايي شروع به گسترش يافت،يکي از دستاوردهاي اين قرنارائه تئوري سلول توسط Matthias Schleiden و Theodor Schwannدر سال 1838 بود که عنوان کردند تمام موجودات از واحدهايي به نام سلول تشکيل شده­اند. در همين قرن بود که کشفيات کلو برناردClaude Bernard’s (1813-1878) نهايتاً منجر به ارائه مفهوم محيط داخلي (milieu interieur)شد که بعدها توسطکاننWalter Cannon(1871-1945) فيزيولوژيست آمريکايي تحت عنوان هومئوستاز بيان شد.

در قرن بيستم زمينه پديد آمدن فيزيولوژي مقايسه­اي (comparative physiology)و اکوفيزيولوژي(ecophysiology)بوجود آمد. دانشمندان اصلي در اين زمينهKnut Schmidt-Nielsen وGeorgeBartholomew بودند.اخيراً فيزيولوژي تکامل(evolutionary physiology)هم به صورت شاخه جداگانه­ اي درآمده است.

فيزيولوژي يكي از قديمي‌ترين رشته‌هاي علوم است. در ادواري كه دانشمندان ايراني تلاش مي‌نمودند در همه حوزه‌هاي علمي بشري صاحب نظر شوند، همواره علم فيزيولوژي و نحوه عملكرد طبيعي اندام­هاي موجودات زنده يكي از زمينه‌هاي تحقيق، نگارش و تأليف كتب آموزشي و پژوهشي بوده­است. به­طوري كه دانشمند شهير ايراني، ابوعلي سينا، به شاخص­هاي فيزيولوژي نظير نبض، حركات تنفسي، دماي بدن براي تشخيص و شناسايي بيماري­ها استناد علمي مي‌نموده است. اهميت اين رشته در دنيا نيز تا حدي است كه يكي از جوايز نوبل به يافته‌هاي شاخص پزشكي با عنوان جايزه نوبل «فيزيولوژي – پزشكي» اختصاص داده شده است.

فیزیولوژی (Physiology) مطالعه عملکرد طبیعی موجودات زنده است. این علم یک زیر مجموعه از زیست شناسی به شمار می‌آید و طیف وسیعی از موضوعات را شامل می‌شود که از جمله آن‌ها می‌توان به اندام‌ها، آناتومی، سلول‌ها، ترکیبات بیولوژیکی و نحوه تعامل همه آن‌ها برای ایجاد یک موجود زنده اشاره کرد.

از نظریه‌های زمان باستان گرفته تا تکنیک‌های آزمایشگاهی مولکولی، تحقیقات فیزیولوژیکی درک ما از اجزای بدن انسان، نحوه ارتباط بخش‌های مختلف بدن و نحوه زنده ماندن انسان را شکل داده‌اند.

در متون علمی مختلف فیزیولوژی به این صورت تعریف شده است: «فیزیولوژی شاخه‌ای از زیست شناسی است که به عملکردها و فعالیت‌های زندگی یا ماده زنده (مانند اندام‌ها، بافت‌ها یا سلول‌ها) و پدیده‌های فیزیکی و شیمیایی مربوط به آن‌ها می‌پردازد.»

نکات کلیدی درباره علم فیزیولوژی عبارت هستند از:

• فیزیولوژی را می‌توان مطالعه عملکردها و فرآیندهای به وجود آورنده موجودات زنده دانست.
• مطالعه فیزیولوژی حداقل ۴۲۰ سال قبل از میلاد قدمت دارد.

مطالعه فیزیولوژی در بسیاری از رشته‌ها موضوعات مختلفی مانند ورزش، تکامل و سیستم ایمنی بدن نقش دارد

فیزیولوژی چیست ؟

مطالعه فیزیولوژی به یک معنا مطالعه زندگی است. این علم سؤالاتی را راجع به عملکرد داخلی موجودات و نحوه تعامل آن‌ها با دنیای اطرافشان مطرح می‌کند. بر طبق آزمایش‌هایی که در علم فیزیولوژی مورد بررسی قرار می‌گیرند، مشخص می‌شود که چگونه اندام‌ها و سیستم‌ها در بدن کار می‌کنند، چگونه ارتباط بین آن‌ها برقرار می‌شود و شرایط مطلوب موجود در سیستم‌های یک ارگانیسم چیست و چگونه جاندار برای بقای خود باید این شرایط را حفظ کند.

به طور خاص، فیزیولوژی انسان به زیر شاخه‌هایی تفکیک می‌شود. مباحث موجود در هر زیر شاخه، اطلاعات گسترده‌ای را پوشش می‌دهند. محققان این زمینه می‌توانند روی هر موضوعی از اندامک‌های میکروسکوپی در فیزیولوژی سلول تا مباحث گسترده‌تر مانند اکوفیزیولوژی که به موجودات کامل و چگونگی سازگاری آن‌ها با محیط‌های زیست می‌شود، مطالعه کنند.

مهمترین بازوی تحقیقات فیزیولوژیکی دنیای پزشکی امروز، «فیزیولوژی کاربردی انسان» (Applied Human Physiology) است. این علم زمینه سیستم‌های بیولوژیکی را در سطح سلول، اندام، سیستم، آناتومی، ارگانیسم و ​​هر عاملی که در این میان قرار دارد را مورد بررسی قرار می‌دهد.

تاریخچه علم فیزیولوژی

توضیحات اولیه درباره چگونگی عملکرد اندام‌ها یا عملکردهای بدن انسان‌، غالباً براساس فرایندهایی که برای دانشمندان آشنا بودند، حدس زده می‌شد. به عنوان مثال، برخی فکر می‌کردند تشکیل جنین شبیه چگونگی تبدیل شیر به پنیر است. سایر دانشمندان اولیه، جریان خون در بدن را با الگوهای آب و هوا مقایسه می‌کردند.

در قرن هفدهم، میکروسکوپ‌ها امکان جدیدی برای مطالعه بر روی سلول‌هایی که بدن انسان را تشکیل می‌دهند، ایجاد کردند که این مطالعات به درک جدیدی از فیزیولوژی منجر شدند. اخیراً، ابزارهایی مانند فناوری‌های تعیین توالی ژن و انواع جدیدی از اسکن‌های بدن، به فیزیولوژیست‌ها امکان شناخت گسترده‌ای از عملکرد سیستم‌های بدن را داده‌اند.

ریشه مطالعات فیزیولوژی به هند و مصر باستان باز می‌گردد. به عنوان یکی از شاخه‌های رشته پزشکی، قدمت مطالعات فیزیولوژی حداقل به زمان «بقراط»‌ (Hippocrates) بر می‌گردد که به پدر علم پزشکی معروف است و ۴۲۰ سال قبل از میلاد زندگی می‌کرده است.

بقراط ( ملقب به پدر علم پزشکی جهان ) تئوری اخلاط چهارگانه را ابداع کرد و اظهار داشت که بدن از چهار نوع مایعات مجزا تشکیل شده است که شامل موارد زیر هستند:

• صفرا سیاه
• خلط
• خون
• صفرا زرد

هر گونه اختلال در نسبت‌های این مایعات در بدن، با توجه به تئوری اخلاط چهارگانه، باعث بروز انواع بیماری‌ها می‌شود .

کلودیوس جالینوس» (Claudius Galenus) از پزشکان یونان باستان که به عنوان گالن نیز شناخته می‌شود، تئوری بقراط را اصلاح کرد و اولین کسی بود که از این آزمایش برای به دست آوردن اطلاعات در مورد سیستم‌های بدن استفاده کرد. از او به عنوان بنیانگذار فیزیولوژی تجربی یاد می‌شود.

«جین فرنل» (Jean Fernel) (1497-1558)، یک پزشک فرانسوی بود که برای اولین بار اصطلاح فیزیولوژی را (کلمه‌ای با ریشه زبان یونان باستان) معرفی کرد که به معنی مطالعه طبیعت است.

فرنل همچنین اولین کسی بود که کانال ستون فقرات را توصیف کرد (فضایی در ستون فقرات که نخاع از آن عبور می‌کند). یکی دیگر از جهش‌های پیشرو در دانش فیزیولوژی با انتشار کتاب «ویلیام هاروی» (William Harvey) با عنوان تئوری آناتومیکی بر پایه حرکات قلب و خون در جانوران بود که در سال 1628 منتشر شد.