Physiologie

Physiologie ist die wissenschaftliche Untersuchung von Funktionen und Mechanismen in einem lebenden System.

Als Teildisziplin der Biologie befasst sich die Physiologie (von altgriechisch (phýsis) "Natur und lógos „Lehre“ ergibt "Naturkunde")) mit der Frage, wie Organismen, Organsysteme, einzelne Organe, Zellen und Biomoleküle chemische und physikalische Funktionen in einem lebenden System ausführen. Je nach Klasse der Organismen kann das Fachgebiet in medizinische Physiologie, Tierphysiologie, Pflanzenphysiologie, Zellphysiologie und vergleichende Physiologie unterteilt werden.

Von zentraler Bedeutung für das physiologische Funktionieren sind biophysikalische und biochemische Prozesse, homöostatische Kontrollmechanismen und die Kommunikation zwischen Zellen. Der physiologische Zustand ist der Zustand der normalen Funktion. Im Gegensatz dazu bezieht sich der pathologische Zustand auf anormale Bedingungen, einschließlich menschlicher Krankheiten.

Der Nobelpreis für "Physiologie oder Medizin" wird von der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften für außergewöhnliche wissenschaftliche Leistungen auf dem Gebiet der Physiologie im Zusammenhang mit der Medizin verliehen.

Grundlagen

Da sich die Physiologie mit den Funktionen und Mechanismen lebender Organismen auf allen Ebenen befasst, von der molekularen und zellulären Ebene bis hin zur Ebene ganzer Organismen und Populationen, umfassen ihre Grundlagen eine Reihe von Schlüsseldisziplinen:

Anatomie ist die Lehre von der Struktur und Organisation lebender Organismen, von der mikroskopischen Ebene der Zellen und Gewebe bis zur makroskopischen Ebene der Organe und Systeme. Anatomische Kenntnisse sind für die Physiologie wichtig, da die Struktur und die Funktion eines Organismus oft voneinander abhängen.
Biochemie ist die Lehre von den chemischen Prozessen und Substanzen, die in lebenden Organismen vorkommen. Die Kenntnis der Biochemie bildet die Grundlage für das Verständnis zellulärer und molekularer Prozesse, die für das Funktionieren von Organismen unerlässlich sind.
Biophysik ist die Lehre von den physikalischen Eigenschaften lebender Organismen und ihren Wechselwirkungen mit ihrer Umwelt. Sie hilft zu erklären, wie Organismen verschiedene Reize wie Licht, Schall und Temperatur wahrnehmen und darauf reagieren und wie sie die Homöostase oder eine stabile innere Umgebung aufrechterhalten.
Die Genetik ist die Lehre von der Vererbung und der Variation von Merkmalen innerhalb von und zwischen Populationen. Sie bietet Einblicke in die genetischen Grundlagen physiologischer Prozesse und in die Art und Weise, wie Gene mit der Umwelt interagieren, um den Phänotyp eines Organismus zu beeinflussen.
Die Evolutionsbiologie befasst sich mit den Prozessen, die zur Vielfalt des Lebens auf der Erde geführt haben. Sie hilft, den Ursprung und die adaptive Bedeutung physiologischer Prozesse zu erklären und die Art und Weise, wie sich Organismen entwickelt haben, um mit ihrer Umwelt zurechtzukommen.

Teildisziplinen

Es gibt viele Möglichkeiten, die Teildisziplinen der Physiologie zu kategorisieren:

nach den untersuchten Taxa: Humanphysiologie, Tierphysiologie, Pflanzenphysiologie, mikrobielle Physiologie, virale Physiologie
auf der Grundlage der Organisationsebene: Zellphysiologie, Molekularphysiologie, Systemphysiologie, Organismusphysiologie, ökologische Physiologie, integrative Physiologie
auf der Grundlage des Prozesses, der die physiologische Variation verursacht: Entwicklungsphysiologie, Umweltphysiologie, Evolutionsphysiologie
basierend auf den letztendlichen Zielen der Forschung: angewandte Physiologie (z. B. medizinische Physiologie), nicht angewandte (z. B. vergleichende Physiologie)

Zellphysiologie: Obwohl es Unterschiede zwischen tierischen, pflanzlichen und mikrobiellen Zellen gibt, lassen sich die grundlegenden physiologischen Funktionen von Zellen in die Prozesse der Zellteilung, der Zellsignalisierung, des Zellwachstums und des Zellstoffwechsels unterteilen.

Geschichte

Das Studium der menschlichen Physiologie geht mindestens 420 v. Chr. auf Hippokrates zurück. Aristoteles' kritisches Denken und seine Betonung der Beziehung zwischen Struktur und Funktion markierten den Beginn der Physiologie im antiken Griechenland, während Claudius Galen als erster Experimente durchführte, um die Funktionsweise des Körpers zu untersuchen, was ihn zum Begründer der experimentellen Physiologie machte.

Im 17. Jahrhundert kam es zur "ersten biologischen Revolution": Das Studierzimmer des Physiologen wurde mit zahlreichen Messinstrumenten (Waage, Thermometer, Barometer) ausgestattet, mit denen die biologischen Parameter der Opfertiere gemessen werden konnten, doch die Ergebnisse dieser Studien wurden von den Ärzten nicht genutzt, die immer noch nach dem Prinzip "Primo saignare, deinde purgare, postea clysterium donare" ("zuerst bluten, dann purgieren, später spritzen") vorgingen. Ihm folgt im 19. Jahrhundert eine zweite Revolution, die experimentelle Medizin.

Literatur

Gilles Bouvenot, Christian Delboy: Geschichte der großen physiologischen Konzepte. In: Illustrierte Geschichte der Medizin. Deutsche Bearbeitung von Richard Toellner u. a., Sonderauflage in sechs Bänden, Salzburg 1986, Band V, S. 2788–2817.
Hans-Christian Pape, Armin Kurtz, Stefan Silbernagl (Hrsg.): Physiologie. 7. Auflage. Thieme, Stuttgart 2014, ISBN 978-3-13-796007-2.
Karl Eduard Rothschuh: Geschichte der Physiologie. Göttingen / Berlin / Heidelberg 1953.
Philipp Sarasin, Jakob Tanner (Hrsg.): Physiologie und industrielle Gesellschaft. Studien zur Verwissenschaftlichung des Körpers im 19. und 20. Jahrhundert. Frankfurt am Main 1998.
Robert F. Schmidt, Florian Lang, Manfred Heckmann (Hrsg.): Physiologie des Menschen. 31. Auflage. Springer, Heidelberg 2010, ISBN 978-3-642-01650-9.
Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopoulos: Taschenatlas der Physiologie. Thieme, Stuttgart 1979, ISBN 3-13-567701-X.