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Para la revista científica, consulte Physiology (revista) .
Pintura al óleo que representa a Claude Bernard , el padre de la fisiología moderna, con sus alumnos

Fisiología ( / ˌ f ɪ z i ɒ l ə dʒ i / ; de griego antiguo φύσις (physis)  'naturaleza, el origen', y -λογία (-logía)  'estudio de' [1] ) es el estudio científico de funciones y mecanismos en un sistema vivo . [2] [3] Como una subdisciplina de la biología , la fisiología se centra en cómo los organismos , sistemas de órganos , órganos individuales, las células y las biomoléculas llevan a cabo las funciones químicas y físicas en un sistema vivo. [4] Según las clases de organismos , el campo se puede dividir en fisiología médica , fisiología animal , fisiología vegetal , fisiología celular y fisiología comparada . [4]

Para el funcionamiento fisiológico son fundamentales los procesos biofísicos y bioquímicos , los mecanismos de control homeostático y la comunicación entre las células. [5] El estado fisiológico es la condición de funcionamiento normal, mientras que el estado patológico se refiere a condiciones anormales, incluidas las enfermedades humanas .

El Premio Nobel de Fisiología o Medicina es otorgado por la Real Academia de Ciencias de Suecia por logros científicos excepcionales en fisiología relacionados con el campo de la medicina .

Fundamentos de la fisiología [ editar ]

Animales [ editar ]

Artículo principal: Zoología § Fisiología

Humanos [ editar ]

Artículo principal: Cuerpo humano § Fisiología

La fisiología humana busca comprender los mecanismos que trabajan para mantener el cuerpo humano vivo y funcionando, [4] a través de la investigación científica sobre la naturaleza de las funciones mecánicas, físicas y bioquímicas de los humanos, sus órganos y las células que los componen. El principal nivel de enfoque de la fisiología está en el nivel de los órganos y sistemas dentro de los sistemas. Los sistemas endocrino y nervioso juegan un papel importante en la recepción y transmisión de señales que integran la función en los animales. Homeostasises un aspecto importante con respecto a dichas interacciones tanto dentro de las plantas como en los animales. La base biológica del estudio de la fisiología, la integración se refiere a la superposición de muchas funciones de los sistemas del cuerpo humano, así como su forma acompañada. Se logra mediante la comunicación que se produce de diversas formas, tanto eléctricas como químicas. [6]

Los cambios en la fisiología pueden afectar las funciones mentales de los individuos. Ejemplos de esto serían los efectos de ciertos medicamentos o niveles tóxicos de sustancias. [7] El cambio de comportamiento como resultado de estas sustancias se utiliza a menudo para evaluar la salud de las personas. [8] [9]

Gran parte de la base del conocimiento en fisiología humana fue proporcionada por la experimentación con animales . Debido a la conexión frecuente entre forma y función, la fisiología y la anatomía están intrínsecamente vinculadas y se estudian en conjunto como parte de un plan de estudios médico. [10]

Plantas [ editar ]

Artículo principal: fisiología vegetal

La fisiología vegetal es una subdisciplina de la botánica que se ocupa del funcionamiento de las plantas. Los campos estrechamente relacionados incluyen la morfología de las plantas , la ecología de las plantas , la fitoquímica , la biología celular , la genética , la biofísica y la biología molecular . Los procesos fundamentales de la fisiología vegetal incluyen fotosíntesis , respiración , nutrición vegetal , tropismos , movimientos násticos , fotoperiodismo , fotomorfogénesis , ritmos circadianos., germinación de semillas , latencia y función y transpiración de los estomas . La absorción de agua por las raíces, la producción de alimento en las hojas y el crecimiento de los brotes hacia la luz son ejemplos de fisiología vegetal. [11]

Celdas [ editar ]

Artículo principal: fisiología celular

Aunque hay diferencias entre animales, plantas, y células microbianas, las funciones fisiológicas básicas de las células se pueden dividir en los procesos de división celular , señalización celular , el crecimiento celular , y el metabolismo celular .

Fisiología comparada [ editar ]

Artículo principal: fisiología comparada

Al involucrar la fisiología evolutiva y la fisiología ambiental , la fisiología comparada considera la diversidad de características funcionales entre organismos. [12]

Historia [ editar ]

La era clásica [ editar ]

El estudio de la fisiología humana como campo médico se origina en la Grecia clásica , en la época de Hipócrates (finales del siglo V a. C.). [13] Fuera de la tradición occidental, las formas tempranas de fisiología o anatomía pueden reconstruirse como si hubieran estado presentes aproximadamente al mismo tiempo en China, [14] India [15] y en otros lugares. Hipócrates incorporó su sistema de creencias llamado teoría de los humores, que constaba de cuatro sustancias básicas: tierra, agua, aire y fuego. Cada sustancia es conocida por tener un humor correspondiente: bilis negra, flema, sangre y bilis amarilla, respectivamente. Hipócrates también notó algunas conexiones emocionales con los cuatro humores, que Claudio Galenoluego se expandiría. El pensamiento crítico de Aristóteles y su énfasis en la relación entre estructura y función marcaron el comienzo de la fisiología en la Antigua Grecia . Como Hipócrates , Aristóteles adoptó la teoría humoral de la enfermedad, que también constaba de cuatro cualidades primarias en la vida: caliente, fría, húmeda y seca. [16] Claudius Galenus (c. 130-200 d. C.), conocido como Galeno de Pérgamo, fue el primero en utilizar experimentos para investigar las funciones del cuerpo. A diferencia de Hipócrates, Galeno argumentó que los desequilibrios humorales pueden ubicarse en órganos específicos, incluido todo el cuerpo. [17]Su modificación de esta teoría equipó mejor a los médicos para realizar diagnósticos más precisos. Galeno también jugó con la idea de Hipócrates de que las emociones también estaban ligadas a los humores, y agregó la noción de temperamento: lo sanguíneo se corresponde con la sangre; flemático está ligado a la flema; la bilis amarilla está relacionada con el colérico; y la bilis negra se corresponde con la melancolía. Galeno también vio que el cuerpo humano consta de tres sistemas conectados: el cerebro y los nervios, que son responsables de los pensamientos y las sensaciones; el corazón y las arterias, que dan vida; y el hígado y las venas, que se pueden atribuir a la nutrición y el crecimiento. [17] Galeno también fue el fundador de la fisiología experimental. [18] Y durante los siguientes 1.400 años, la fisiología galénica fue una herramienta poderosa e influyente en la medicina. [17]

Período moderno temprano [ editar ]

Jean Fernel (1497-1558), un médico francés, introdujo el término "fisiología". [19] A Galeno, Ibn al-Nafis , Michael Servetus , Realdo Colombo , Amato Lusitano y William Harvey se les atribuye el mérito de haber realizado importantes descubrimientos en la circulación de la sangre . [20] Santorio Santorio en la década de 1610 fue el primero en usar un dispositivo para medir la frecuencia del pulso (el pulsilogium ) y un termoscopio para medir la temperatura. [21]

En 1791, Luigi Galvani describió el papel de la electricidad en los nervios de las ranas disecadas. En 1811, César Julien Jean Legallois estudió la respiración en disecciones y lesiones animales y encontró el centro de la respiración en el bulbo raquídeo . En el mismo año, Charles Bell terminó de trabajar en lo que más tarde se conocería como la ley de Bell-Magendie , que comparaba las diferencias funcionales entre las raíces dorsal y ventral de la médula espinal . En 1824, François Magendie describió las raíces sensoriales y produjo la primera evidencia del papel del cerebelo en el equilibrio para completar la ley de Bell-Magendie.

En la década de 1820, el fisiólogo francés Henri Milne-Edwards introdujo la noción de división fisiológica del trabajo, que permitía "comparar y estudiar los seres vivos como si fueran máquinas creadas por la industria del hombre". Inspirado en el trabajo de Adam Smith , Milne-Edwards escribió que "el cuerpo de todos los seres vivos, ya sean animales o vegetales, se asemeja a una fábrica ... donde los órganos, comparables a los trabajadores, trabajan incesantemente para producir los fenómenos que constituyen la vida del individuo." En organismos más diferenciados, el trabajo funcional podría distribuirse entre diferentes instrumentos o sistemas (llamado por él como appareils ). [22]

En 1858, Joseph Lister estudió la causa de la coagulación sanguínea y la inflamación que resultaron de lesiones previas y heridas quirúrgicas. Más tarde descubrió e implementó antisépticos en la sala de operaciones y, como resultado, disminuyó la tasa de muerte por cirugía en una cantidad sustancial. [23]

La Sociedad Fisiológica se fundó en Londres en 1876 como un club gastronómico. [24] La Sociedad Estadounidense de Fisiología (APS) es una organización sin fines de lucro que fue fundada en 1887. La Sociedad "se dedica a fomentar la educación, la investigación científica y la difusión de información en las ciencias fisiológicas". [25]

En 1891, Ivan Pavlov realizó una investigación sobre "respuestas condicionales" que involucraban la producción de saliva de los perros en respuesta a una campana y estímulos visuales. [23]

En el siglo XIX, el conocimiento fisiológico comenzó a acumularse a un ritmo rápido, en particular con la aparición en 1838 de la teoría celular de Matthias Schleiden y Theodor Schwann . [26] Afirmó radicalmente que los organismos están formados por unidades llamadas células. Los descubrimientos posteriores de Claude Bernard (1813-1878) llevaron finalmente a su concepto de milieu interieur (entorno interno), [27] [28] que luego sería asumido y defendido como " homeostasis " por el fisiólogo estadounidense Walter B. Cannonen 1929. Por homeostasis, Cannon se refería a "el mantenimiento de estados estacionarios en el cuerpo y los procesos fisiológicos a través de los cuales se regulan". [29] En otras palabras, la capacidad del cuerpo para regular su entorno interno. William Beaumont fue el primer estadounidense en utilizar la aplicación práctica de la fisiología.

Los fisiólogos del siglo XIX como Michael Foster , Max Verworn y Alfred Binet , basándose en las ideas de Haeckel , elaboraron lo que se denominó "fisiología general", una ciencia unificada de la vida basada en las acciones celulares, [22] posteriormente rebautizada en el siglo XX como biología celular . [30]

Período moderno tardío [ editar ]

En el siglo XX, los biólogos se interesaron en cómo funcionan los organismos distintos de los seres humanos, lo que finalmente generó los campos de la fisiología comparada y la ecofisiología . [31] Las principales figuras en estos campos incluyen a Knut Schmidt-Nielsen y George Bartholomew . Más recientemente, la fisiología evolutiva se ha convertido en una subdisciplina distinta. [32]

En 1920, August Krogh ganó el Premio Nobel por descubrir cómo, en los capilares, se regula el flujo sanguíneo. [23]

En 1954, Andrew Huxley y Hugh Huxley, junto con su equipo de investigación, descubrieron los filamentos deslizantes en el músculo esquelético , conocidos hoy como la teoría del filamento deslizante. [23]

Recientemente, ha habido intensos debates sobre la vitalidad de la fisiología como disciplina (¿está viva o muerta?). [33] [34] Si la fisiología es quizás menos visible hoy en día que durante la edad de oro del siglo XIX, [35] es en gran parte porque el campo ha dado origen a algunos de los dominios más activos de las ciencias biológicas actuales, como como neurociencia , endocrinología e inmunología . [36] Además, la fisiología todavía se ve a menudo como una disciplina integradora, que puede reunir en un marco coherente datos provenientes de varios dominios diferentes. [34] [37] [38]

Fisiólogos notables [ editar ]

Artículo principal: Lista de fisiólogos

Mujeres en fisiología [ editar ]

Inicialmente, las mujeres estaban en gran parte excluidas de la participación oficial en cualquier sociedad fisiológica. La American Physiological Society , por ejemplo, fue fundada en 1887 e incluía solo hombres en sus filas. [39] En 1902, la American Physiological Society eligió a Ida Hyde como la primera mujer miembro de la sociedad. [40] Hyde, representante de la Asociación Estadounidense de Mujeres Universitarias y defensora mundial de la igualdad de género en la educación, [41] intentó promover la igualdad de género en todos los aspectos de la ciencia y la medicina.

Poco después, en 1913, JS Haldane propuso que se permitiera a las mujeres unirse formalmente a The Physiological Society , que había sido fundada en 1876. [42] El 3 de julio de 1915, seis mujeres fueron admitidas oficialmente: Florence Buchanan , Winifred Cullis , Ruth C. Skelton , Sarah CM Sowton , Constance Leetham Terry y Enid M. Tribe . [43] El centenario de la elección de la mujer se celebró en 2015 con la publicación del libro "Mujeres fisiólogas: celebraciones del centenario y más allá para la Sociedad Fisiológica". ( ISBN  978-0-9933410-0-7 )

Entre las mujeres fisiólogas destacadas se incluyen:

  • Bodil Schmidt-Nielsen , la primera mujer presidenta de la American Physiological Society en 1975. [44]
  • Gerty Cori , [45] junto con su esposo Carl Cori , recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1947 por su descubrimiento de la forma de glucosa que contiene fosfato conocida como glucógeno , así como por su función dentro de los mecanismos metabólicos eucariotas para la producción de energía. Además, descubrieron el ciclo de Cori , también conocido como ciclo del ácido láctico, [46] que describe cómo el tejido muscular convierte el glucógeno en ácido láctico a través de la fermentación del ácido láctico .
  • Barbara McClintock fue galardonada con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1983 por el descubrimiento de la transposición genética . McClintock es la única mujer que ha ganado un premio Nobel no compartido. [47]
  • Gertrude Elion , [48] junto con George Hitchings y Sir James Black , recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1988 por su desarrollo de fármacos empleados en el tratamiento de varias enfermedades importantes, como leucemia , algunos trastornos autoinmunes , gota , malaria. y herpes viral .
  • Linda B. Buck , [49] junto con Richard Axel , recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2004 por su descubrimiento de los receptores odorantes y la compleja organización del sistema olfativo .
  • Françoise Barré-Sinoussi , [50] junto con Luc Montagnier , recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2008 por su trabajo en la identificación del Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH), la causa del Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA).
  • Elizabeth Blackburn , [51] junto con Carol W. Greider [52] y Jack W. Szostak , recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2009 por el descubrimiento de la composición genética y función de los telómeros y la enzima llamada telomerasa .

Subdisciplinas [ editar ]

Hay muchas formas de categorizar las subdisciplinas de fisiología: [53]

  • basado en los taxones estudiados: fisiología humana , fisiología animal, fisiología vegetal , fisiología microbiana, fisiología viral
  • según el nivel de organización : fisiología celular , fisiología molecular , fisiología de sistemas , fisiología de organismos, fisiología ecológica , fisiología integrativa
  • basado en el proceso que causa la variación fisiológica: fisiología del desarrollo , fisiología ambiental , fisiología evolutiva
  • basado en los objetivos finales de la investigación: fisiología aplicada (por ejemplo, fisiología médica), no aplicada (por ejemplo, fisiología comparada )

Sociedades fisiológicas [ editar ]

Las sociedades fisiológicas transnacionales incluyen:

  • Sociedad Americana de Fisiología
  • Unión Internacional de Ciencias Fisiológicas
  • La sociedad fisiológica

Las sociedades fisiológicas nacionales incluyen:

  • Sociedad Brasileña de Fisiología

Ver también [ editar ]

  • Esquema de fisiología
  • Bioquímica
  • Biofísica
  • Citoarquitectura
  • Fisiología de la defensa
  • Ecofisiología
  • Fisiología del Ejercicio
  • Fisiología de los peces
  • Fisiología de insectos
  • Cuerpo humano
  • Biología Molecular
  • Metaboloma
  • Neurofisiología
  • Fisiopatología
  • Farmacología
  • Physiome

Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

  • physiologyINFO.org sitio de información pública patrocinado por The American Physiological Society
  • cómo estudiar fisiología en MBBS