Fizyoloji Nedir? Fizoloji ne değildir? Fizyoloji kaç bölüme ayrılır? Fizyoloji tarihçesi, Fizyoloji ve Anatomi, Tıpta Fizyoloji kavramı
Fizyoloji nedir?
Fizyoloji nedir sorusunun cevabı olarak insan vücudunun özelliklerinin ve mekanizmalarının incelenmesidir denilebilir.
Fizyoloji nedir sorusunun cevabı, en basit tanımıyla, yaşamın mantığını araştıran bir bilim dalıdır. Yunanca doğa anlamına gelen “physis” kelimesi ile, bilim anlamına gelen “logos” kelimesinin birleşmesi ile ortaya çıkmış olan fizyoloji terimi, moleküler düzeyden hücre, doku, organ, sistem ve organizma düzeylerine kadar fonksiyonu ve bu fonksiyonun altında yatan mekanizmaları araştırır.
Hücreler yaşamın temel birimidir ve her biri belirli bir veya birkaç işlevi yerine getirmek için özel olarak uyarlanmış tipik insanı yaklaşık 100 trilyon hücre oluşturur. Yaklaşık 25 trilyon kırmızı kan hücresi, oksijeni akciğerlerden vücuttaki tüm dokulara taşıyarak işlev görür. Tüm hücrelerin bazı temel ortak noktaları vardır.
Oksijen, enerji, besin tüketimi ve enerji üretim mekanizmalarını serbest bırakmak için karbonhidrat, yağ ve protein ile reaksiyona girer. Hemen hemen tüm hücreler benzer hücreleri daha fazla çoğaltma yeteneğine sahiptir.
Fizyoloji nedir? Fizyoloji neyi inceler?
Fizyoloji, İnsan yapısını oluşturan hücre, doku, organ ve sistemlerin işlevlerini, bu işlevlerin yerine getirilme mekanizmalarını, neden-sonuç bağlantılarını, bu yapıların birbirleriyle ve dış dünya ile olan ilişkilerini inceler.
Fizyoloji nedir? Fizyoloji çeşitleri nelerdir? Fizyoloji kaç bölüme ayrılır?
Doğadaki canlı organizmaların sayıca büyüklüğü ve çeşitliliğinden dolayı, tüm canlıların yaşamsal işlevlerini birden incelemek mümkün olmayacağından, fizyoloji alanı kendi içinde “İnsan Fizyolojisi”, “Hayvan Fizyolojisi” ve “Bitki Fizyolojisi” gibi büyük bölümlere ayrılır.
Bu bölümler de daha sonra sinir sistemi fizyolojisi, kalp ve dolaşım sistemi fizyolojisi gibi alt alanlara ayrılır.
İç ortam ve homeostaz kavramları, fizyolojik yaklaşımın temel prensiplerini belirler ve fonksiyonun araştırılmasında her düzeyde etkileşimlerin önemini vurgular.
Bağlantılı olarak, fizyoloji araştırmalarında çok çeşitli deneysel ve uygulamalı yöntemler kullanılmaktadır.
Fizyoloji; tıp, hemşirelik, sağlık hizmetleri meslek yüksek okulları gibi insan sağlığı ile ilgili eğitim kurumlarının yanında, veterinerlik fakültelerinde de temel derslerden biri olarak önemli bir yer tutmaktadır.
Fizyologlar bu kurumlarda eğitim ve araştırma faaliyetlerini birlikte yürütürken, sağlık kuruluşlarında rutin sağlık hizmetleri içinde yer alan fizyologlar da bulunmaktadır.
Fizyoloji nedir? Fizyoloji ne değildir?
Fizyoloji alanı, genellikle Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon (yaygın bilinen ismiyle fizik tedavi) ile karıştırılır. Fiziksel tıp ve rehabilitasyon bilim dalı; kas, iskelet sistemi ve sinir sisteminin fonksiyonel yetersizliklerinin tanı ve tedavisinde ısı, elektrik akımı gibi fiziksel ajan ve teknikler kullanır.
Fizyoloji ise, insan ve diğer canlıların normal fonksiyonu araştırır ve hastalıklarla ilişkili değildir.
Bununla birlikte, şu anda ülkemizde resmen bir branş olarak tanınmayan fizyopatoloji alanı; hastalıkların altında yatan fizyolojik mekanizma değişikliklerini inceler ve pek çok fizyoloğun da ilgi alanına girmektedir.
Fizyoloji nedir? Fizyolojinin Tarihçesi
Anatomi görülebilir ve eski doktorlar ve bilim adamları bunu diseksiyonlar, ameliyatlar ve gözlem yoluyla incelediler. Ancak vücudun gerçekte nasıl çalıştığını keşfetmek daha zordur. Bu, fizyolojinin daha modern bir bilim olduğu anlamına gelir.
İnsan vücudunun organlarının veya işlevlerinin nasıl çalışabileceğine dair ilk açıklamalar, bilim insanlarına aşina olan süreçlere dayanarak genellikle tahmin edildi.
Örneğin, bazıları embriyo oluşumunun sütün peynire dönüşmesine benzer olduğunu düşünüyordu. Diğer ilk bilim adamları vücuttaki kan akışını hava düzenleriyle karşılaştırdılar.
17. Yüzyılda mikroskoplar, insan vücudunu oluşturan hücrelere yeni bir ışık tutmaya yardımcı oldu ve bu da yeni bir fizyoloji anlayışına yol açtı.
Daha yakın zamanlarda, gen dizileme teknolojileri ve yeni tip vücut taramaları gibi araçlar fizyologlara insan vücudu hakkında genişletilmiş bir vizyon kazandırdı.
Fizyoloji nedir? İnsan Fizyolojisi
İnsan vücudunun ana sistemleri aşağıdaki gibidir:
Endokrin sistem
Endokrin sistem, hücrelerin metabolik aktivitelerini etkileyen bir entegrasyon sistemidir. Hormonlar aracılığıyla işlev görür – hipotalamus, epifiz, hipofiz, paratiroid, tiroid, gonadlar ve adrenaller gibi endokrin bezleri tarafından sentezlenen kimyasal haberciler.
Hormonlar
Diğer hücrelerin metabolik fonksiyonlarını kontrol eden endokrin bezleri tarafından üretilen kimyasal maddelerdir.
Steroid bazlı hormonlar – kolesterol türevleri
Amino asit bazlı hormonlar: tekli modifiye amino asitler, amino asit türevleri, proteinler, peptitler, glikoproteinler.
Eikosanoidler – araşidonik asit türevleri, 20 karbonlu çoklu doymamış yağ asidi
Hormon Etki Mekanizmaları
Sentezlenen hormonlar hedef hücreleri şu şekilde etkiler::
Kanalların kapanması ve açılması sonucu membran geçirgenliğinde değişim.
Düzenleyici moleküllerin deaktivasyonu veya aktivasyonu — kovalent modifikasyon.
Düzenleyici moleküllerin sentezi, gen ekspresyonundaki değişiklikleri içerir.
Tüm bu etkiler, aşağıdakiler de dahil olmak üzere fizyolojik değişikliklere neden olur :
Mitotik stimülasyon
Kasılma veya gevşeme
Salgı aktivitesinin indüksiyonu.
Sinir Sistemi
Sinir sistemi, duyusal girdi, entegrasyon ve motor çıktısının üst üste binen üç işlevini yerine getiren karmaşık bir sinir ve hücre ağıdır. Bu süreç genellikle sinir sisteminin çok ilkel bir seviyesinde bile aynıdır.
Duyusal girdi, bir organizmadaki çevreyi ve değişiklikleri algılamaktır ve bazıları aynı anda gerçekleştiren gözler, kulaklar, burun, dil ve cilt gibi duyu organları tarafından gerçekleştirilir.
Entegrasyon, bilginin işlenmesini içerir ve beyin ve omurilikten oluşan merkezi sinir sistemi (CNS) tarafından gerçekleştirilir.
Moto-nöron çıkışı, entegrasyon merkezinden, merkezi sinir sisteminden gelen sinyallerin iletilmesidir ve aslında vücudun dış uyaranlara tepkilerini gerçekleştiren bir grup efektör hücre, kas hücreleri veya bez hücreleri tarafından gerçekleştirilir.
Hem duyusal giriş hem de motor çıkış sinyalleri, sinir hücrelerinden yapılmış uzun ip benzeri yapılar olan sinirlerden taşınır.
Sinir hücreleri iki tiptir – nöronlar ve glia.
Nöronlar aslında sinyalleri taşıyan hücrelerdir, oysa glial hücreler destekleyici yapılar ve nöronal hücrelerin bakımını sağlar. Sinirler, birçok kez, glial hücreler tarafından desteklenen nöronlar arasındaki uçtan uca bağlantıdan yapılır.
Merkezi sinir sistemi ile vücudun geri kalanı arasında duyusal ve motor sinyalleri ileten sinirlere toplu olarak periferik sinir sistemi (PNS) denir. Duyusal girdiler, duyu organlarında bulunan reseptör hücreler tarafından alınır.
Örneğin, ışık reseptör hücreleri gözlerde bulunur veya dilin yüzeyinde kimyasal reseptör hücreleri bulunur.
Bu reseptörlerden gelen sinyaller periferik sinir sisteminin duyusal nöronları yoluyla merkezi sinir sistemine taşınır ve işlemden sonra talimatlar periferik sinir sisteminin motor nöronları aracılığıyla kaslar gibi efektör hücrelere iletilir.
Reseptör hücrelerden efektör hücrelere iletişim iki şekilde gerçekleştirilir – kimyasal ve elektriksel. Bilgi iletişimi birden fazla hücre içerdiğinden, iletişim nörotransmiterler adı verilen özel kimyasallar veya aksiyon potansiyeli adı verilen özel bir elektrik sinyali biçimidir.
Sinir Hücreleri
Nöronlar sinir sisteminin fonksiyonel birimidir. Bir nöron üç ana bölümden oluşur – çekirdeği içeren bir hücre gövdesi, sinyalleri alan dendritler ve sinyali bir sonraki hücreye taşıyan uzun bir akson.
Nöronların uzunluğu konumlarına bağlı olarak değişir. Merkezi sinir sisteminde bulunan nöronlar birkaç milimetre uzunluğunda olabilir, ancak periferik sinir sistemindeki nöronların bir kısmı bir metreden daha uzun olabilir.
Normal bir insan vücudunda, yaklaşık iki milyar nöron, beyinde yaklaşık 1 milyar ve vücudun geri kalanında bir milyar daha vardır. Glial hücreler, nöronlara yapısal ve fonksiyonel destek sağlayan ve işlevlerini yerine getirmelerine yardımcı olan destekleyici hücrelerdir.
Örneğin, Schwann hücreleri periferik sinir sisteminde aksonların örtülmesini sağlar.
Bir nöronun sonu, genellikle iletişim sürecine devam etmek için başka bir nörona veya kas hareketini tetiklemek için bir kasla bağlanan sinaptik terminal olarak bilinir. Glial hücreler nöronlardan 10 ila 50 kat daha fazladır.
Sinir Sisteminin Yapısal Olarak Organizasyonu
Sinir sistemi iki bölümden oluşur – merkezi sinir sistemi ve periferik sinir sistemi.
Merkezi sinir sistemi beyin ve omurilikten oluşur. Beyin üç bölüme ayrılır – Ön Beyin, Orta Beyin ve Arka Beyin. Ön beyin iki bölüme ayrılır – serebrum veya serebral hemisferlerden oluşan ve serebral korteks, beyaz madde ve bazal çekirdekleri içeren telensefalon; ve talamus, hipotalamus ve epithalamustan oluşan diensefalon.
Orta beyin mezensefalon yoluyla beyin sapının bir kısmına doğru gelişir.
Arka beyin iki bölümden oluşur: metensefalon ve miyelensefalon.
Metensefalon sonunda pons (beyin sapının bir parçası) ve beyinciğe dönüşür. Miyelensefalon, aynı zamanda beyin sapının bir parçası olan medulla oblongata’ya türemiştir.
Omurilik
Uzunluğu yaklaşık 45 cm olan omurilik, beyin saplarından başlayıp omurganın en alt ucuna kadar uzanır. Bir sinir demeti içerir ve servikal, torasik, lomber, sakral ve koksigeal olmak üzere beş bölgeye ayrılan bir dizi vertebra ile korunur.
Omuriliğin kendisi vertebral kolonun sadece üçte ikisini kaplar, ancak boşluğun geri kalanı spinal köklerin sinir lifleri ile doldurulur.
Hem omurilik hem de beyin, besin maddeleri, hormonlar ve beyaz kan hücreleri içeren beyin omurilik sıvısı (BOS) adı verilen sıvı dolu boşluklar veya boşluklar içerir.
Ek olarak, beyin omurilik sıvısı beyni yastıklayan amortisör görevi görür ve besinleri ve diğer temel biyomolekülleri değiştirmek için kan-beyin bariyeri boyunca doğrudan bir bağlantı sağlar.
Bağışıklık Sistemi
Bir insan vücudu, hastalığa neden olan mikroorganizmaya karşı savunarak birlikte çalışan farklı parçalardan oluşan yerleşik bir bağışıklık sistemine sahiptir. Bu nedenle vücudun en iyi savunma sistemi olarak adlandırılır.
Bu sistem ihlal eden mikroorganizmalara karşı işlev görür ve bizi sağlıklı tutar.
Bazen yabancı maddeler başarılı bir şekilde istila etmeyi başarırlar. Bu olduğunda, vücut bir yanıt için bağışıklık sistemine bağlıdır. Bu sistem çeşitli şekillerde çalışır:
Timus bezi, kemik iliği dokuları, dalak ve lenf düğümleri, özel hücreler olan beyaz kan hücrelerini (WBC’LER) sentezler, yabancı organizmaları yok ederek işlev görür.
Beyaz kan hücreleri sentezlenir – Yaralanma veya enfeksiyona spesifik olmayan bir yanıt ve yabancı parçacıklara karşı belirli bir bağışıklık tepkisinin parçası olan antikorlar olarak bilinen proteinler.
Akyuvar
Bağışıklık sistemi, vücuttaki yabancı maddeleri tanıyan ve yanıt veren beyaz kan hücreleri adı verilen özel hücrelere sahiptir. Bağışıklık tepkisi sırasında kandaki beyaz kan hücrelerinin sayısı artabilir.
Bu hücreler dolaşım sistemi ve lenfatik sistem yoluyla vücudun yaralı veya enfekte olmuş bir bölgesine gider. Beyaz kan hücreleri kan damarlarını terk eder ve bağışıklık tepkisinin gerçekleştiği hasarlı dokuya gider.
Lenfatik Sistem
Lenfatik sistem, birbiriyle ilişkili birden fazla işlevi olan doku ve organ ağıdır. Lenfatik sistemin birincil işlevi, dolaşım sistemi için önemli olan lenf ve patojenle savaşan beyaz kan hücrelerini vücuda taşımaktır.
İskelet kaslarımız kasıldığında veya vücudumuz pozisyon değiştirdiğinde lenf lenf damarlarında sürüklenir. Hareket ettikçe, beyaz kan hücrelerinde depolanan patojenleri ve diğer enfeksiyonları filtreleyen ve hastalandığımızda şişmelerine neden olan lenf düğümlerinden geçer. Ayrıca toksinlerin, istenmeyen maddelerin ve diğer interstisyel sıvının dokulardan vücuttan atılmasından da sorumludur.
Bağışıklık sistemi saldırıya tepki verir.
Bazı hastalıklar öksürük, hapşırma ve ateş gibi semptomlara neden olabilir. Bu belirtiler hasta olduğunuzda sizi rahatsız eder. Fakat aslında, semptomların çoğu, bağışıklık sisteminin vücuttaki yabancı maddelere tepki vermesinin sonucudur. Bağışıklık sistemi iki şekilde yanıt verir.
İlk başta, beyaz kan hücreleri (WBC’LER) enfeksiyon veya yaralanmanın meydana geldiği bölgeye yanıt verir ve spesifik olmayan bir yanıtta yabancı parçacıklara saldırır. Bu hücrelerin çok azı, diğer beyaz kan hücrelerinin daha iyi performans göstermesine yardımcı olan kimyasallar üreterek patojenlere saldırır.
Yanıt vermedeki ikinci adım, vücudu istila eden patojen türlerine karşı çok hassastır. Bu beyaz kan hücreleri, her patojeni hedef alan antikorlar üretir ve vücudumuza bağışıklık sağlar.
Bağışıklığın Gelişimi
Vücudumuz belirli bir patojeni yok ettikten sonra, patojene karşı savaşan B hücreleri sistemimizde kalır.
Aynı patojen vücudumuzu tekrar istila ederse, bağışıklık sistemimiz hastalanmadan önce onu kesinlikle yok edecektir. Bu devrime Dokunulmazlık denir. İki tiptir: aktif bağışıklık ve pasif bağışıklık.
Yeni doğan bebekler bağışıklık savunmalarını annelerinden alırlar, çünkü vücutları kendi antikorlarını geliştirme yeteneğine sahip değildir.
Bu tip bağışıklığa pasif bağışıklık denir. Antikorlar vücut tarafından üretilmez, ancak başka bir kaynaktan iletilir veya iletilir.
Bebekler doğumdan birkaç ay sonra kendi antikorlarını üretirler. Vücudumuz kendi antikorlarını ürettiğinde aktif bağışıklık üretilir.
Bağışıklığın önemli rolü, vücudumuzun antikor geliştirdiği herhangi bir spesifik patojene karşı savaşmaktır. Örneğin, iki kez suçiçeği almanız pek olası değildir.
Fizyoloji, insan vücudunun nasıl çalıştığının incelenmesidir. Moleküllerin hücrelerde nasıl davrandığından organ sistemlerinin birlikte nasıl çalıştığına kadar temel vücut fonksiyonlarının arkasındaki kimya ve fiziği açıklar.
Günlük yaşamda sağlıklı bir vücutta neler olduğunu ve biri hastalandığında neyin yanlış gittiğini anlamamıza yardımcı olur.
Fizyolojinin çoğu bir laboratuvarda yapılan temel araştırma çalışmalarına bağlıdır.
Bazı fizyologlar tek proteinleri veya hücreleri incelerken, diğerleri hücrelerin vücuttaki dokuları, organları ve sistemleri oluşturmak için nasıl etkileşime girdiğine dair araştırma yapabilir.
Fizyoloji nedir? Fizyoloji ve Anatomi
İnsan anatomisi vücudun yapılarının incelenmesi iken, fizyoloji bu yapıların nasıl işlediğinin incelenmesidir.
Röntgen veya ultrason gibi bir görüntüleme taraması anatominizi gösterebilir, ancak doktorlar vücudunuzun fizyolojisi ile ilgili ayrıntıları ortaya çıkarmak için idrar ve kan testleri veya elektrokardiyogramlar (EKG’LER) gibi başka testler kullanırlar.
Fizyoloji nedir? Fizyoloji bize vücut hakkında ne söylemektedir?
Doktorlar, aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok farklı organ sistemi hakkında daha fazla bilgi edinmek için fizyolojiyi kullanır:
Kardiyovasküler sistem – kalbiniz ve kan damarlarınız
Sindirim sistemi – mide, bağırsaklar ve yiyecekleri sindiren diğer organlar
Endokrin sistem – hormon üreten bezler, birçok vücut fonksiyonunu kontrol eden kimyasallar
Bağışıklık sistemi – vücudunuzun mikroplara ve hastalıklara karşı savunması
Kas sistemi – vücudunuzu hareket ettirmek için kullandığınız kaslar
Sinir sistemi – beyniniz, omuriliğiniz ve sinirleriniz
Böbrek sistemi – böbrekleriniz ve vücudunuzdaki sıvıyı kontrol eden diğer organlar
Üreme sistemi – erkekler ve kadınlar için cinsel organlar
Solunum sistemi – akciğerleriniz ve solunum yollarınız
İskelet sistemi – kemikler, eklemler, kıkırdak ve bağ dokusu
Her sistem için fizyoloji, ilgili yapıların kimyasına ve fiziğine ışık tutar. Örneğin, fizyologlar kalpteki ritmini kontrol eden hücrelerin elektriksel aktivitesini incelediler. Ayrıca, retinadaki hücrelerin foton adı verilen ışık parçacıklarını nasıl işlediğinden gözlerin beyne görüntülerle ilgili sinyalleri nasıl gönderdiğine kadar gözlerin ışığı algıladığı süreci de araştırıyorlar.
Fizyoloji, homeostaz adı verilen bir süreç olan dış koşullara uyum sağlarken insan vücudunun sabit bir durumu nasıl koruduğunu anlama etrafında döner. Organ sistemleriniz farklı ortamlarda sıcaklığınızı nasıl nispeten sabit tutar? Farklı yiyecekler yediğinizde bile vücudunuz kan şekerinizi ve diğer kimyasal seviyelerinizi nasıl sabit tutar? Bunlar fizyologların cevaplamayı amaçladığı soru türleridir.
Fizyoloji nedir? Tıpta Fizyoloji kavramı
Normal vücut fonksiyonlarına ışık tutarak, fizyoloji hastalıkta neyin yanlış gittiği hakkında dersler verebilir.
Örneğin, fizyologlar pankreastaki farklı hücre tiplerinin kan şekeri seviyelerini kontrol etmek için hormonları nasıl serbest bıraktığını bulmuşlardır. Bu, doktorların diyabeti anlamalarına ve tedavi etmelerine yardımcı olur.
Bugün fizyologlar, hücre, doku ve organlarda derledikleri bilgilerin ışığında, canlının bir bütün olarak çevresine nasıl uyum sağladığını araştırırlar. Kısacası, kalıtımın biyokimyasal temellerinden ve moleküler biyolojiden başlayarak hayvanlardaki davranış özelliklerine varıncaya değin çok geniş bir araştırma alanı bugün fizyoloji teriminin kapsamına girmiştir.
Bu alan aynı zamanda insan vücudunun daha verimli çalışmasını nasıl sağlayacağına dair içgörüler sunar.
Genellikle vücudun fiziksel zorluklara nasıl uyum sağladığını bilmenin elit sporcuların performanslarını iyileştirmelerine, yaralanmaları önlemelerine ve daha hızlı iyileşmelerine yardımcı olduğu spor tıbbının bir parçasıdır.