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Fisiologia

branca della biologia che studia il funzionamento degli organismi viventi
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L'Uomo Vitruviano di Leonardo da Vinci, un'importante prima tappa nello studio della fisiologia.

La fisiologia è la branca della biologia che studia il funzionamento degli organismi viventi ed, in particolare, le modalità attraverso le quali il corpo riesce a mantenere la stabilità dell'ambiente interno.[1] L'etimologia della parola deriva dal greco "φύσις" (physis) e "-λόγος" (-logos), ovvero "studio sui fenomeni naturali". La fisiologia studia i principi chimico-fisici del funzionamento degli esseri viventi, siano essi mono o pluricellulari, animali o vegetali.

Data l'estensione del campo di studi, la fisiologia si divide, fra gli altri, in fisiologia animale, fisiologia vegetale , fisiologia cellulare , fisiologia microbica, batterica e virale.[2] Il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina è assegnato dal Royal Swedish Academy of Sciences a coloro che raggiungono risultati significativi in questa disciplina. La condizione fisiologica è lo stato in cui si verificano le normali funzioni corporee, mentre una condizione patologica è caratterizzata da anomalie che si traducono in malattie.[3]

StoriaModifica

 
Claude Bernard e i suoi aiutanti. Olio su tela di Leon-Augus Wellcome.

I primi studi fisiologici risalgono alle antiche civiltà dell'India e all'Egitto,[4][5] dove venivano condotti insieme agli studi anatomici, senza l'utilizzo della dissezione o della vivisezione.[6]

Lo studio della fisiologia umana come campo medico risale almeno al 420 a.C. ai tempi di Ippocrate, noto come il padre della medicina.[7] Ippocrate incorpora questa scienza alla sua teoria degli umori, che si basa su quattro sostanze fondamentali: terra, acqua, aria e fuoco; associate ad un corrispondente humor (bile nera, flegma, sangue e bile gialla, rispettivamente). Ippocrate nota alcune connessioni emotive ai quattro umori, che Claudio Galeno avrebbe poi ripreso nei suoi studi. Il pensiero critico di Aristotele e la sua teoria sulla correlazione tra struttura e funzione ha segnato l'inizio dello studio della fisiologia nella Grecia antica. Come Ippocrate, Aristotele riprende la teoria umorale, che per lui consisteva in quattro qualità primarie: caldo, freddo, umido e secco.[8] Claudio Galeno è stato il primo ad utilizzare degli esperimenti per sondare le funzioni del corpo. A differenza di Ippocrate, però, Galeno sostiene che gli squilibri umorali siano situati in organi specifici, o nell'intero corpo.[9] Galeno ha poi introdotto la nozione di temperamento: sanguigno corrisponde al sangue; il flemmatico è legato al catarro; la bile gialla è collegata alla collera; e la bile nera corrisponde alla malinconia. Galeno afferma che il corpo umano è composto da tre sistemi collegati: il cervello e i nervi, responsabili dei pensieri e sensazioni; il cuore e le arterie, che danno la vita; e il fegato con le vene, che sono collegati alla nutrizione e la crescita.[9] Galeno è anche il fondatore della fisiologia sperimentale.[10] Per i successivi 1.400 anni, la fisiologia galenica influenza l'intera medicina.[9]

Jean Fernel (1497-1558), un medico francese, ha introdotto per primo il termine "fisiologia".[11]

Nel 1820, il fisiologo francese Henri Milne-Edwards introduce il concetto di divisione fisiologica del lavoro, che ha permesso di "confrontare e studiare le cose viventi come se fossero macchine create dall'industria dell'uomo". Ispirato dal lavoro di Adam Smith, Milne-Edwards ha scritto che il "corpo di tutti gli esseri viventi, animali o piante, assomiglia ad una fabbrica ... in cui gli organi, paragonabili ai lavoratori, lavorano incessantemente per produrre i fenomeni che costituiscono la vita dell'individuo." Negli organismi più differenziati, il lavoro può essere ripartito tra diversi strumenti o sistemi (chiamati da lui appareils).[12]

Nel 1858, Joseph Lister studia le cause della coagulazione del sangue e l'infiammazione. Le sue scoperte portano all'implemento di antisettici in sala operatoria, con conseguente diminuzione del tasso di mortalità degli interventi chirurgici.[3][13]

Nel XIX secolo, la conoscenza fisiologica ha iniziato a crescere ad un ritmo rapido, in particolare nel 1838, grazie alla teoria cellulare di Matthias Schleiden e Theodor Schwann, nella quale si afferma per la prima volta che gli organismi sono costituiti da unità chiamate celle. Le scoperte di Claude Bernard (1813-1878) hanno portato al concetto di milieu interieur (ambiente interno), che sarà poi ripreso e definito "omeostasi" dal fisiologo americano Walter B. Cannon nel 1929. Con omeostasi, Cannon intendeva "il mantenimento di stati stazionari nel corpo e i processi fisiologici con cui sono regolati."[14] In altre parole, la capacità dell'organismo di regolare l'ambiente interno. Va notato che, William Beaumont è stato il primo americano ad utilizzare l'applicazione pratica della fisiologia.

I fisiologi del XIX secolo come Michael Foster, Max Verworn, e Alfred Binet, sulla base delle idee di Haeckel, elaborano il concetto di fisiologia generale, una scienza unificata che studia le cellule,[15] ribattezzata biologia cellulare nel 900. Nel XX secolo, i biologi iniziano ad interessarsi agli organismi diversi dagli esseri umani, e nascono i campi della fisiologia comparata ed ecofisiologia.[16] Più di recente, la fisiologia evolutiva è diventata un sotto-disciplina distinta.[17]

DescrizioneModifica

La fisiologia opera su diversi livelli, occupandosi sia dei meccanismi di base a livello molecolare sia di funzioni di cellule e organi, come pure dell'integrazione delle funzioni d'organo negli organismi complessi.

A seconda dell'ambito specialistico, la fisiologia si avvale delle conoscenze di numerose discipline, oltre alle già citate chimica e fisica, alcune branche della Biologia quali: biochimica, biologia molecolare, anatomia, citologia e istologia e costituisce anche la base fondamentale per numerose discipline mediche quali la patologia, la farmacologia e la tossicologia.

Esistono diversi metodi per classificare la fisiologia[18]

  • In base al taxon:
    • Fisiologia animale: studia i fenomeni e i meccanismi associati alle funzioni degli animali.
    • Fisiologia vegetale: studia i fenomeni e i meccanismi associati alle funzioni dei vegetali.
    • Fisiologia umana: studia i fenomeni e i meccanismi associati alle funzioni degli esseri umani
    • Fisiologia microbica e virale.
  • In base al livello di organizzazione:
    • Fisiologia cellulare: studia i meccanismi associati al funzionamento delle cellule e le loro interazioni con l'ambiente.
    • Fisiologia molecolare: studia i fenomeni e i meccanismi associati alle funzioni delle molecole
    • Neurofisiologia: studia il funzionamento del sistema nervoso sia a livello cellulare che sistemico
    • Fisiologia sistemica
    • Fisiologia ecologica
    • Fisiologia integrativa
  • In base ai processi che causano variazioni fisiologiche:
    • Fisiologia ambientale: studia le reazioni e l'adattamento dell'organismo sottoposto a differenti ambienti (temperatura, altitudine, inquinamento, ecc..).
    • Fisiologia patologica: studia le modificazioni delle funzioni in seguito ad una patologia.
    • Fisiologia dello sviluppo: studia i meccanismi e le fasi che conducono un organismo alla maturità riproduttiva.
  • In base agli obbiettivi finali della ricerca:

NoteModifica

  1. ^ Prosser, C. Ladd (1991). Comparative Animal Physiology, ambientale Environmental and Metabolic Animal Physiology (4 ° ed.). Hoboken, NJ: Wiley-Liss. pp. 1-12. ISBN 0-471-85767-X .
  2. ^ Hall, John (2011). Guyton e Hall Manuale di fisiologia medica (12 ° ed.).Philadelphia, Pa .: Saunders / Elsevier. p. 3. ISBN 978-1-4160-4574-8 .
  3. ^ a b (EN) Introduction to Physiology: History And Scope, in Medical News Today. URL consultato il 26 maggio 2017.
  4. ^ D. P. Burma; Maharani Chakravorty. From Physiology and Chemistry to Biochemistry. Pearson Education. p. 8.
  5. ^ Francis Zimmermann. The Jungle and the Aroma of Meats: An Ecological Theme in Hindu Medicine. Motilal Banarsidass publications. p. 159.
  6. ^ (EN) Helaine Selin, Medicine Across Cultures: History and Practice of Medicine in Non-Western Cultures, Springer Science & Business Media, 31 maggio 2003, ISBN 978-1-4020-1166-5. URL consultato il 26 maggio 2017.
  7. ^ (EN) Physiology - humans, body, used, Earth, life, plants, chemical, methods, su www.scienceclarified.com. URL consultato il 26 maggio 2017.
  8. ^ C. George Boeree, Early Medicine and Physiology, su webspace.ship.edu. URL consultato il 26 maggio 2017.
  9. ^ a b c (EN) Galen of Pergamum | Greek physician, in Encyclopedia Britannica. URL consultato il 26 maggio 2017.
  10. ^ (EN) Stanley C. Fell e F. Griffith Pearson, Historical Perspectives of Thoracic Anatomy, in Thoracic Surgery Clinics, vol. 17, nº 4, 1º novembre 2007, pp. 443–448, DOI:10.1016/j.thorsurg.2006.12.001. URL consultato il 26 maggio 2017.
  11. ^ Wilbur Applebaum. Encyclopedia of the Scientific Revolution: From Copernicus to Newton. Routledge. p. 344.
  12. ^ R. M. cervello. The Pulse del modernismo: fisiologici Estetica a Fin-de-siècle Europa . Seattle: University of Washington Press, 2015. 384 pp.
  13. ^ Milestones in Physiology (1822-2013)" (PDF). 1 October 2013. Retrieved 2015-07-25.
  14. ^ Theodore M. Brown e Elizabeth Fee, Walter Bradford Cannon, in American Journal of Public Health, vol. 92, nº 10, 27 maggio 2017, pp. 1594–1595. URL consultato il 27 maggio 2017.
  15. ^ (EN) Robert Michael Brain, The Pulse of Modernism: Physiological Aesthetics in Fin-de-Sicle Europe, University of Washington Press, 1º maggio 2015, ISBN 978-0-295-80578-8. URL consultato il 27 maggio 2017.
  16. ^ Feder, ME; Bennett, AF; WW, Burggren; Huey, RB (1987). New directions in ecological physiology. New York: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-34938-3.
  17. ^ (EN) Jr T Garland, P. A. Carter, Evolutionary Physiology, su https://dx.doi.org/10.1146/annurev.ph.56.030194.003051, 28 novembre 2003. URL consultato il 27 maggio 2017.
  18. ^ Moyes, C.D., Schulte, P.M. Principles of Animal Physiology, second edition. Pearson/Benjamin Cummings. Boston, MA, 2008.

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