Fisiologia

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La fisiologia (dal greco φύσις, physis, 'natura', e λόγος, logos, 'discorso', quindi 'studio dei fenomeni naturali') è la branca della biologia che studia il funzionamento degli organismi viventi^[1], analizzando i principi chimico-fisici del funzionamento degli esseri viventi, siano essi unicellulari o pluricellulari, animali o vegetali.

È detta "condizione fisiologica" lo stato in cui si verificano le normali funzioni di un organismo o di un sistema, mentre una condizione patologica è caratterizzata da anomalie che si traducono in malattie.^[2]. Data l'estensione del campo di studi, la fisiologia si divide, fra l'altro, in fisiologia animale, fisiologia vegetale, fisiologia cellulare, fisiologia microbica, batterica e virale.^[3] Il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina è assegnato dall'Accademia reale svedese delle scienze a coloro che raggiungono risultati significativi in questa disciplina.

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.^[2][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]

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 biomediche 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
  • Fisiologia muscolare
• 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 obiettivi finali della ricerca:
  • Fisiologia applicata: studia la capacità umana d'interagire con l'ambiente esterno.
  • Fisiologia comparata: studia le somiglianze e le differenze delle diverse specie animali.
  • Fisiologia dell'esercizio: studia i meccanismi che interessano l'attività motoria e sportiva e come migliorare le prestazioni con l'allenamento.

• Wikiquote contiene citazioni di o su fisiologia
• Wikibooks contiene testi o manuali sulla fisiologia
• Wikizionario contiene il lemma di dizionario «fisiologia»
• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su fisiologia

• fisiologia, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
• (EN) Bradley Titus Scheer, physiology, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
• (EN) Opere riguardanti Fisiologia, su Open Library, Internet Archive.
• Fisiologia, in Treccani.it – Enciclopedie on line, Roma, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.

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