Fisiologia - Physiology
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Fisiologia ( / ˌ f ɪ z i ɒ l ə dʒ i / ; a partir do grego φύσις (physis) 'natureza, origem', e -λογία (-logia) 'estudo dos') é o estudo científico de funções e mecanismos de um sistema vivo . Como uma subdisciplina da biologia , a fisiologia se concentra em como os organismos , sistemas de órgãos , órgãos individuais , células e biomoléculas realizam as funções químicas e físicas em um sistema vivo. De acordo com as classes de organismos , o campo pode ser dividido em fisiologia médica , fisiologia animal , fisiologia vegetal , fisiologia celular e fisiologia comparativa .
Centrais para o funcionamento fisiológico são os processos biofísicos e bioquímicos , os mecanismos de controle homeostático e a comunicação entre as células. O estado fisiológico é a condição da função normal, enquanto o estado patológico se refere a condições anormais, incluindo doenças humanas .
O Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina é concedido pela Royal Swedish Academy of Sciences por excepcionais realizações científicas em fisiologia relacionadas ao campo da medicina .
Fundações
Células
Embora haja diferenças entre os animais, planta, e as células microbianas, as funções fisiológicas básicas de células podem ser divididos em processos de divisão celular , sinalizao celular , crescimento celular , e o metabolismo celular .
Plantas
A fisiologia vegetal é uma especialidade da botânica que se preocupa com o funcionamento das plantas. Campos estreitamente relacionados incluem morfologia vegetal , ecologia vegetal , fitoquímica , biologia celular , genética , biofísica e biologia molecular . Os processos fundamentais da fisiologia vegetal incluem fotossíntese , respiração , nutrição vegetal , tropismos , movimentos nasáticos , fotoperiodismo , fotomorfogênese , ritmos circadianos , germinação de sementes , dormência e função e transpiração dos estômatos . A absorção de água pelas raízes, a produção de alimentos nas folhas e o crescimento dos brotos em direção à luz são exemplos de fisiologia vegetal.
Animais
Humanos
A fisiologia humana busca compreender os mecanismos que funcionam para manter o corpo humano vivo e funcionando, por meio de investigação científica sobre a natureza das funções mecânicas, físicas e bioquímicas dos humanos, seus órgãos e as células de que são compostos. O principal nível de foco da fisiologia está no nível dos órgãos e sistemas dentro dos sistemas. Os sistemas endócrino e nervoso desempenham papéis importantes na recepção e transmissão de sinais que integram a função em animais. A homeostase é um aspecto importante com relação a essas interações tanto nas plantas quanto nos animais. A base biológica do estudo da fisiologia, a integração refere-se à sobreposição de muitas funções dos sistemas do corpo humano, bem como a sua forma acompanhada. É alcançado por meio de comunicação que ocorre de várias maneiras, tanto elétricas quanto químicas.
Mudanças na fisiologia podem afetar as funções mentais dos indivíduos. Exemplos disso seriam os efeitos de certos medicamentos ou níveis tóxicos de substâncias. A mudança de comportamento como resultado dessas substâncias é freqüentemente usada para avaliar a saúde dos indivíduos.
Muito da base do conhecimento em fisiologia humana foi fornecida pela experimentação animal . Devido à frequente conexão entre forma e função, fisiologia e anatomia estão intrinsecamente ligadas e são estudadas em conjunto como parte de um currículo médico.
Fisiologia comparativa
Envolvendo a fisiologia evolutiva e a fisiologia ambiental , a fisiologia comparativa considera a diversidade de características funcionais entre os organismos.
História
A era clássica
O estudo da fisiologia humana como área médica teve origem na Grécia clássica , na época de Hipócrates (final do século V aC). Fora da tradição ocidental, as primeiras formas de fisiologia ou anatomia podem ser reconstruídas como tendo estado presentes mais ou menos na mesma época na China, Índia e em outros lugares. Hipócrates incorporou a teoria do humorismo , que consistia em quatro substâncias básicas: terra, água, ar e fogo. Cada substância é conhecida por ter um humor correspondente: bile negra, catarro, sangue e bile amarela, respectivamente. Hipócrates também notou algumas conexões emocionais com os quatro humores, nos quais Galeno mais tarde se expandiria. O pensamento crítico de Aristóteles e sua ênfase na relação entre estrutura e função marcaram o início da fisiologia na Grécia Antiga . Como Hipócrates , Aristóteles adotou a teoria humoral da doença, que também consistia em quatro qualidades primárias da vida: quente, frio, úmido e seco. Galeno (c. 130–200 DC) foi o primeiro a usar experimentos para sondar as funções do corpo. Ao contrário de Hipócrates, Galeno argumentou que os desequilíbrios humorais podem estar localizados em órgãos específicos, incluindo o corpo inteiro. Sua modificação dessa teoria equipou melhor os médicos para fazer diagnósticos mais precisos. Galeno também aproveitou a ideia de Hipócrates de que as emoções também estavam ligadas aos humores e acrescentou a noção de temperamentos: sangüíneo corresponde ao sangue; fleumático está ligado ao catarro; a bile amarela está ligada ao colérico; e a bile negra corresponde à melancolia. Galeno também viu o corpo humano consistindo em três sistemas conectados: o cérebro e os nervos, que são responsáveis pelos pensamentos e sensações; o coração e as artérias, que dão vida; e o fígado e as veias, que podem ser atribuídos à nutrição e ao crescimento. Galeno também foi o fundador da fisiologia experimental. E pelos próximos 1.400 anos, a fisiologia galênica foi uma ferramenta poderosa e influente na medicina.
Período moderno inicial
Jean Fernel (1497-1558), um médico francês, introduziu o termo "fisiologia". Galeno, Ibn al-Nafis , Michael Servetus , Realdo Colombo , Amato Lusitano e William Harvey , são creditados por fazerem descobertas importantes na circulação do sangue . Santorio Santorio em 1610 foi o primeiro a usar um dispositivo para medir a taxa de pulso (o pulsilogium ) e um termoscópio para medir a temperatura.
Em 1791, Luigi Galvani descreveu o papel da eletricidade nos nervos de sapos dissecados. Em 1811, César Julien Jean Legallois estudou a respiração em dissecações e lesões de animais e encontrou o centro da respiração na medula oblonga . No mesmo ano, Charles Bell concluiu o trabalho sobre o que mais tarde seria conhecido como a lei Bell-Magendie , que comparava as diferenças funcionais entre as raízes dorsal e ventral da medula espinhal . Em 1824, François Magendie descreveu as raízes sensoriais e produziu a primeira evidência do papel do cerebelo no equilíbrio para completar a lei de Bell-Magendie.
Na década de 1820, o fisiologista francês Henri Milne-Edwards introduziu a noção de divisão fisiológica do trabalho, que permitia "comparar e estudar os seres vivos como se fossem máquinas criadas pela indústria do homem". Inspirado na obra de Adam Smith , Milne-Edwards escreveu que o "corpo de todos os seres vivos, sejam animais ou vegetais, se assemelha a uma fábrica ... onde os órgãos, comparáveis aos trabalhadores, trabalham incessantemente para produzir os fenômenos que constituem a vida do indivíduo. " Em organismos mais diferenciados, o trabalho funcional poderia ser repartido entre diferentes instrumentos ou sistemas (chamados por ele de appareils ).
Em 1858, Joseph Lister estudou a causa da coagulação e inflamação do sangue que resultaram de ferimentos anteriores e feridas cirúrgicas. Mais tarde, ele descobriu e implementou anti-sépticos na sala de cirurgia e, como resultado, diminuiu substancialmente a taxa de mortalidade por cirurgia.
A Physiological Society foi fundada em Londres em 1876 como um clube de jantar. A American Physiological Society (APS) é uma organização sem fins lucrativos fundada em 1887. A Sociedade é "dedicada a promover a educação, a pesquisa científica e a disseminação de informações nas ciências fisiológicas".
Em 1891, Ivan Pavlov realizou uma pesquisa sobre "respostas condicionais" que envolviam a produção de saliva dos cães em resposta a um sino e estímulos visuais.
No século 19, o conhecimento fisiológico começou a se acumular em um ritmo rápido, em particular com o aparecimento em 1838 da teoria celular de Matthias Schleiden e Theodor Schwann . Afirmou radicalmente que os organismos são constituídos por unidades chamadas células. As descobertas posteriores de Claude Bernard (1813-1878) levaram ao seu conceito de milieu interieur (ambiente interno), que mais tarde seria adotado e defendido como " homeostase " pelo fisiologista americano Walter B. Cannon em 1929. Por homeostase, Cannon significava "a manutenção de estados estáveis no corpo e os processos fisiológicos pelos quais eles são regulados". Em outras palavras, a capacidade do corpo de regular seu ambiente interno. William Beaumont foi o primeiro americano a utilizar a aplicação prática da fisiologia.
Fisiologistas do século XIX como Michael Foster , Max Verworn e Alfred Binet , com base nas ideias de Haeckel , elaboraram o que veio a ser chamado de "fisiologia geral", uma ciência unificada da vida baseada nas ações celulares, posteriormente renomeada no século XX. século como biologia celular .
Período moderno tardio
No século 20, os biólogos começaram a se interessar por como os organismos que não são os seres humanos funcionam, eventualmente gerando os campos da fisiologia comparada e da ecofisiologia . As principais figuras nesses campos incluem Knut Schmidt-Nielsen e George Bartholomew . Mais recentemente, a fisiologia evolutiva tornou-se uma especialidade distinta.
Em 1920, August Krogh ganhou o Prêmio Nobel por descobrir como, nos capilares, o fluxo sanguíneo é regulado.
Em 1954, Andrew Huxley e Hugh Huxley, ao lado de sua equipe de pesquisa, descobriram os filamentos deslizantes no músculo esquelético , conhecidos hoje como teoria do filamento deslizante.
Recentemente, tem havido intensos debates sobre a vitalidade da fisiologia como disciplina (ela está viva ou morta?). Se a fisiologia é talvez menos visível hoje do que durante a idade de ouro do século 19, é em grande parte porque o campo deu origem a alguns dos domínios mais ativos das ciências biológicas de hoje, como neurociência , endocrinologia e imunologia . Além disso, a fisiologia ainda é frequentemente vista como uma disciplina integrativa, que pode reunir em uma estrutura coerente dados provenientes de vários domínios diferentes.
Fisiologistas notáveis
Mulheres em fisiologia
Inicialmente, as mulheres foram amplamente excluídas do envolvimento oficial em qualquer sociedade fisiológica. A American Physiological Society , por exemplo, foi fundada em 1887 e incluía apenas homens em suas fileiras. Em 1902, a American Physiological Society elegeu Ida Hyde como o primeiro membro feminino da sociedade. Hyde, representante da Associação Americana de Mulheres Universitárias e defensora global da igualdade de gênero na educação, tentou promover a igualdade de gênero em todos os aspectos da ciência e da medicina.
Logo depois, em 1913, JS Haldane propôs que as mulheres fossem formalmente admitidas na The Physiological Society , que havia sido fundada em 1876. Em 3 de julho de 1915, seis mulheres foram oficialmente admitidas: Florence Buchanan , Winifred Cullis , Ruth C. Skelton , Sarah CM Sowton , Constance Leetham Terry e Enid M. Tribe . O centenário da eleição das mulheres foi comemorado em 2015 com a publicação do livro “Mulheres Fisiologistas: Comemorações do Centenário e Mais Para a Sociedade Fisiológica”. ( ISBN 978-0-9933410-0-7 )
Fisiologistas mulheres proeminentes incluem:
- Bodil Schmidt-Nielsen , a primeira mulher a presidente da American Physiological Society em 1975.
- Gerty Cori , junto com o marido Carl Cori , recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1947 por sua descoberta da forma de glicose contendo fosfato conhecida como glicogênio , bem como sua função nos mecanismos metabólicos eucarióticos para a produção de energia. Além disso, eles descobriram o ciclo de Cori , também conhecido como ciclo do ácido lático, que descreve como o tecido muscular converte glicogênio em ácido lático por meio da fermentação do ácido lático .
- Barbara McClintock foi premiada com o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1983 pela descoberta da transposição genética . McClintock é a única mulher que ganhou um Prêmio Nobel não compartilhado.
- Gertrude Elion , junto com George Hitchings e Sir James Black , recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1988 pelo desenvolvimento de medicamentos empregados no tratamento de várias doenças importantes, como leucemia , algumas doenças autoimunes , gota , malária e vírus herpes .
- Linda B. Buck , junto com Richard Axel , recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 2004 por sua descoberta de receptores de odor e a complexa organização do sistema olfativo .
- Françoise Barré-Sinoussi , junto com Luc Montagnier , recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 2008 por seu trabalho na identificação do Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV), a causa da Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (AIDS).
- Elizabeth Blackburn , junto com Carol W. Greider e Jack W. Szostak , recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2009 pela descoberta da composição genética e função dos telômeros e da enzima chamada telomerase .
Subdisciplinas
Existem muitas maneiras de categorizar as subdisciplinas da fisiologia:
- com base nos táxons estudados: fisiologia humana , fisiologia animal, fisiologia vegetal , fisiologia microbiana, fisiologia viral
- com base no nível de organização : fisiologia celular , fisiologia molecular , fisiologia de sistemas , fisiologia do organismo, fisiologia ecológica , fisiologia integrativa
- com base no processo que causa variação fisiológica: fisiologia do desenvolvimento , fisiologia ambiental , fisiologia evolutiva
- com base nos objetivos finais da pesquisa: fisiologia aplicada (por exemplo, fisiologia médica), não aplicada (por exemplo, fisiologia comparativa )
Sociedades fisiológicas
As sociedades fisiológicas transnacionais incluem:
- American Physiological Society
- União Internacional de Ciências Fisiológicas
- The Physiological Society
As sociedades fisiológicas nacionais incluem:
Veja também
Referências
Bibliografia
Fisiologia humana
- Hall, John (2011). Livro de texto de fisiologia médica de Guyton e Hall (12ª ed.). Philadelphia, Pa .: Saunders / Elsevier. ISBN 978-1-4160-4574-8.
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Fisiologia animal
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Fisiologia vegetal
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Fisiologia fúngica
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Fisiologia de algas
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- Moat, AG, Foster, JW, Spector, MP Microbial Physiology , 4ª ed. Wiley-Liss, Inc. New York, NY, 2002.
links externos
- physiologyINFO.org sítio de informações público patrocinado pela The American Physiological Society