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Fisiología

Pintura al óleo que representa a Claude Bernard , el padre de la fisiología moderna, con sus alumnos.

La fisiología ( / ˌfɪziˈlədʒi / ; del griego antiguo φύσις ( phúsis ) '  naturaleza, origen' y -λογία ( -logía ) ' estudio de  ') [1] es el estudio científico de las funciones y mecanismos en un sistema vivo . [2] [3] Como subdisciplina de la biología , la fisiología se centra en cómo los organismos , sistemas de órganos , órganos individuales , células y biomoléculas llevan a cabo 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]

Los procesos biofísicos y bioquímicos , los mecanismos de control homeostático y la comunicación entre células son fundamentales para el funcionamiento fisiológico . [5] El estado fisiológico es la condición de funcionamiento normal. Por el contrario, 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 Sueca de Ciencias por logros científicos excepcionales en fisiología relacionados con el campo de la medicina .

Cimientos

Dado que la fisiología se centra en las funciones y mecanismos de los organismos vivos en todos los niveles, desde el nivel molecular y celular hasta el nivel de organismos y poblaciones completos, sus fundamentos abarcan una variedad de disciplinas clave:

Subdisciplinas

Hay muchas formas de categorizar las subdisciplinas de la fisiología: [6]

Subdisciplinas por nivel de organización

Fisiología celular

Aunque existen diferencias entre las células animales , vegetales y microbianas, las funciones fisiológicas básicas de las células se pueden dividir en los procesos de división celular , señalización celular , crecimiento celular y metabolismo celular . [ cita requerida ]

Subdisciplinas por taxones

Fisiología vegetal

La fisiología vegetal es una subdisciplina de la botánica que estudia el funcionamiento de las plantas. Entre los campos estrechamente relacionados se encuentran la morfología vegetal , la ecología vegetal , la fitoquímica , la biología celular , la genética , la biofísica y la biología molecular . Los procesos fundamentales de la fisiología vegetal incluyen la fotosíntesis , la respiración , la nutrición vegetal , los tropismos , los movimientos násticos , el fotoperiodismo , la fotomorfogénesis , los ritmos circadianos , la germinación de las semillas , la latencia y la función de los estomas y la transpiración . La absorción de agua por las raíces, la producción de alimentos en las hojas y el crecimiento de los brotes hacia la luz son ejemplos de fisiología vegetal. [7]

Fisiología animal

Fisiología humana

La fisiología humana es el estudio de cómo los sistemas y funciones del cuerpo humano trabajan juntos para mantener un ambiente interno estable. Incluye el estudio de los sistemas nervioso, endocrino, cardiovascular, respiratorio, digestivo y urinario, así como la fisiología celular y del ejercicio. Comprender la fisiología humana es esencial para diagnosticar y tratar problemas de salud y promover el bienestar general.

Busca comprender los mecanismos que funcionan para mantener vivo y en funcionamiento el cuerpo humano , [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 nivel principal de enfoque de la fisiología está en el nivel de órganos y sistemas dentro de sistemas. Los sistemas endocrino y nervioso juegan papeles importantes en la recepción y transmisión de señales que integran la función en los animales. La homeostasis es un aspecto importante con respecto a tales interacciones dentro de las plantas y 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 a su forma acompañada. Se logra a través de la comunicación que ocurre en una variedad de formas, tanto eléctricas como químicas. [8]

Los cambios en la fisiología pueden afectar las funciones mentales de las personas. Algunos ejemplos de esto serían los efectos de ciertos medicamentos o los niveles tóxicos de sustancias. [9] El cambio en el comportamiento como resultado de estas sustancias se utiliza a menudo para evaluar la salud de las personas. [10] [11]

Gran parte de los fundamentos del conocimiento en fisiología humana se obtuvieron a partir de la experimentación con animales . Debido a la frecuente conexión entre forma y función, la fisiología y la anatomía están intrínsecamente vinculadas y se estudian en conjunto como parte del plan de estudios de medicina. [12]

Subdisciplinas por objetivo de investigación

Fisiología comparada

Al involucrar la fisiología evolutiva y la fisiología ambiental , la fisiología comparativa considera la diversidad de características funcionales en los organismos. [13]

Historia

La era clásica

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.). [14] Fuera de la tradición occidental, se puede reconstruir que las primeras formas de fisiología o anatomía estuvieron presentes aproximadamente en la misma época en China , [15] India [16] y otros lugares. Hipócrates incorporó la teoría del humorismo , que consistía en 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, sobre las que Galeno se expandiría más tarde. 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 . Al igual que Hipócrates , Aristóteles adoptó la teoría humoral de la enfermedad, que también consistía en cuatro cualidades primarias en la vida: caliente, frío, húmedo y seco. [17] Galeno ( c.  130 – 200 d. C.) fue el primero en utilizar experimentos para investigar las funciones del cuerpo. A diferencia de Hipócrates, Galeno sostuvo que los desequilibrios humorales pueden localizarse en órganos específicos, incluido el cuerpo entero. [18] Su modificación de esta teoría equipó mejor a los médicos para hacer 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 temperamentos: sanguíneo corresponde a la sangre; flemático está ligado a la flema; la bilis amarilla está conectada con el colérico; y la bilis negra corresponde a la melancolía. Galeno también vio que el cuerpo humano constaba 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 pueden atribuirse a la nutrición y el crecimiento. [18] Galeno también fue el fundador de la fisiología experimental. [19] Y durante los siguientes 1.400 años, la fisiología galénica fue una herramienta poderosa e influyente en la medicina . [18]

Periodo moderno temprano

Jean Fernel (1497-1558), un médico francés, introdujo el término "fisiología". [20] A Galeno, Ibn al-Nafis , Miguel Servet , Realdo Colombo , Amato Lusitano y William Harvey se les atribuye el mérito de haber realizado importantes descubrimientos en la circulación de la sangre . [21] Santorio Santorio en la década de 1610 fue el primero en utilizar un dispositivo para medir la frecuencia del pulso (el pulsilogium ) y un termoscopio para medir la temperatura. [22]

En 1791, Luigi Galvani describió el papel de la electricidad en los nervios de 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 el trabajo sobre lo que más tarde se conocería como la ley de Bell-Magendie , que comparaba las diferencias funcionales entre las raíces dorsales y ventrales 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 la obra de Adam Smith , Milne-Edwards escribió que el «cuerpo de todos los seres vivos, ya sean animales o plantas, 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 podía repartirse entre diferentes instrumentos o sistemas (llamados por él como appareils ). [23]

En 1858, Joseph Lister estudió la causa de la coagulación sanguínea y la inflamación que se producían tras lesiones y heridas quirúrgicas previas. Más tarde descubrió e implementó antisépticos en el quirófano y, como resultado, redujo considerablemente la tasa de mortalidad por cirugía. [24]

La Sociedad Fisiológica fue fundada en Londres en 1876 como un club de comidas. [25] La Sociedad Fisiológica Estadounidense (APS) es una organización sin fines de lucro fundada en 1887. La Sociedad está "dedicada a fomentar la educación, la investigación científica y la difusión de información en las ciencias fisiológicas". [26]

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. [24]

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 . [27] Estableció radicalmente que los organismos están formados por unidades llamadas células. Los descubrimientos posteriores de Claude Bernard (1813-1878) finalmente condujeron a su concepto de milieu interieur (ambiente interno), [28] [29] que más tarde sería retomado y defendido como " homeostasis " por el fisiólogo estadounidense Walter B. Cannon en 1929. Por homeostasis, Cannon quería decir "el mantenimiento de estados estables en el cuerpo y los procesos fisiológicos a través de los cuales se regulan". [30] 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.

Fisiólogos del siglo XIX como Michael Foster , Max Verworn y Alfred Binet , basándose en las ideas de Haeckel , elaboraron lo que pasó a llamarse "fisiología general", una ciencia unificada de la vida basada en las acciones celulares, [23] posteriormente rebautizada en el siglo XX como biología celular . [31]

Período moderno tardío

En el siglo XX, los biólogos se interesaron por el funcionamiento de organismos distintos de los seres humanos, lo que dio origen a los campos de la fisiología comparada y la ecofisiología . [32] Entre las figuras más importantes de estos campos se encuentran Knut Schmidt-Nielsen y George Bartholomew . Más recientemente, la fisiología evolutiva se ha convertido en una subdisciplina diferenciada. [33]

En 1920, August Krogh ganó el Premio Nobel por descubrir cómo se regula el flujo sanguíneo en los capilares. [24]

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 de los filamentos deslizantes. [24]

Recientemente, ha habido intensos debates sobre la vitalidad de la fisiología como disciplina (¿está muerta o viva?). [34] [35] Si la fisiología es quizás menos visible hoy en día que durante la edad de oro del siglo XIX, [36] es en gran parte porque el campo ha dado origen a algunos de los dominios más activos de las ciencias biológicas actuales, como la neurociencia , la endocrinología y la inmunología . [37] Además, la fisiología todavía se considera a menudo como una disciplina integradora, que puede reunir en un marco coherente datos procedentes de varios dominios diferentes. [35] [38] [39]

Fisiólogos notables

Mujeres en fisiología

Inicialmente, las mujeres fueron excluidas en gran medida de la participación oficial en cualquier sociedad fisiológica. La Sociedad Fisiológica Estadounidense , por ejemplo, fue fundada en 1887 e incluía solo hombres en sus filas. [40] En 1902, la Sociedad Fisiológica Estadounidense eligió a Ida Hyde como la primera mujer miembro de la sociedad. [41] Hyde, representante de la Asociación Estadounidense de Mujeres Universitarias y defensora mundial de la igualdad de género en la educación, [42] 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 la Sociedad Fisiológica , que se había fundado en 1876. [43] El 3 de julio de 1915, seis mujeres fueron admitidas oficialmente: Florence Buchanan , Winifred Cullis , Ruth Skelton , Sarah CM Sowton , Constance Leetham Terry y Enid M. Tribe . [44] El centenario de la elección de las mujeres 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 fisiólogas más destacadas se incluyen:

Véase también

Referencias

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Bibliografía

Fisiología humana

Fisiología animal

Fisiología vegetal

Fisiología de los hongos

Fisiología de los protistos

Fisiología de las algas

Fisiología bacteriana

Enlaces externos