Füsioloogia: inimese, loomade ja taimede elutähtsate protsesside ülevaade

Füsioloogia on elusolendite toimimise uurimine. Füsioloogid püüavad selgitada, kuidas rakkude, kudede, organite ja organismide vahelised protsessid koos töötavad, et tagada elu ja kohanemine keskkonnaga. Õppides normaalseid funktsioone, saavad teadlased ja arstid paremini mõista haigusi ning leida ravimeetodeid. Näiteks valmistavad toidu seedimise jaoks vajalikud hormoone ja muid kemikaale mao, maks ja kõhunääre. Lihase kokkutõmbumine toimub selle lihase närvide poolt saadavate keemiliste ja elektriliste signaalide mõjul. Õppimine, kuidas keha normaalselt töötab, on aidanud mõista ja ravida haigusi — näiteks kilpnäärme talitluse tundmine on parandanud kilpnäärme haiguste diagnoosi ja ravi. Samuti on Vereringe- ja närvisüsteemi uuringud aidanud haigusi nagu südamehaigused, insult ja kõrge vererõhk paremini mõista ja ravida.

See valdkond jaguneb tavaliselt inimese füsioloogiaks, loomade füsioloogiaks ja taimede füsioloogiaks.

Inimese füsioloogia

Inimese füsioloogia keskendub organite ja süsteemide tööpõhimõtetele ning nende omavahelisele koostööle. Peamised teemad ja protsessid hõlmavad:

Südame- ja vereringesüsteem — veri kannab hapnikku, toitaineid ja signaalmolekule kogu kehas; selle regulatsioon on oluline kogu organismi toimimiseks.
Hingamissüsteem — gaasivahetus kopsudes, hapniku transport ja süsinikdioksiidi väljaviimine.
Seedesüsteem — toidu füüsikaline ja keemiline töötlemine, toitainete imendumine ja jäätmete väljutamine; selle käigus osalevad ka mao, maks ja kõhunääre.
Närvisüsteem — kiire signaalide töötlemine ja kehakontroll; uuringud selles valdkonnas kasutavad näiteks elektrofsioloogiat ja pildistamismeetodeid.
Endokriinsüsteem — hormoonide kaudu pikaajaline regulatsioon; siia kuulub ka kilpnääre ning selle haiguste mõju kehale.
Liikumine ja lihassüsteem — lihaste ja luude koostöö, lihaste kokkutõmbumine ja energia kasutamine (Lihase, närvide poolt juhitult).
Eritus ja vedeliku tasakaal — neerud ja muud elundid hoiavad keha sisekeskkonna stabiilsena.
Immuunsüsteem — kaitse haiguste ja infektsioonide vastu.

Loomade füsioloogia

Loomade füsioloogia uurib samu põhiprotsesse, kuid rõhuasetus ja kohastumine varieeruvad liigiti. Näiteks on soojaverelistel loomadel keerukam termoregulatsioon, linnudel spetsiaalsed hingamismehhanismid ning paljudel loomadel on unikaalsed kohastumised, mis võimaldavad ellu jääda ekstreemsetes tingimustes. Loomade uuringud aitavad mõista evolutsioonilisi lahendusi, veterinaarmeditsiini ja looduskaitset.

Taimede füsioloogia

Taimede füsioloogia käsitleb protsesse, mis erinevad loomsetest organismidest. Peamised teemad on:

Fotosüntees — päikeseenergia muundamine keemiliseks energiaks (suhkrud), mis on taimede peamine energiavarustus.
Transpiratsioon ja vee transport — vee liikumine juurtest lehtedeni läbi kude (ksüleem) ning vee aurustumine lehtedest.
Mina- ja toitainete omastamine — juured võtavad mullast vett ja mineraalaineid ning taimed reguleerivad lehtede stomaate.
Taimhormoonid ja kasv — auksiinid, gibberelliinid, tsüklamiinid jt reguleerivad kasvu, siireid ja vastuseid valgusele või raskusjõule (tropismid).

Uurimismeetodid ja rakendused

Füsioloogia kasutab mitmesuguseid meetodeid: mikroskoopiat, molekulaartalitluse analüüse, elektrofsioloogiat, pildistamist (nt MRI, CT), eksperimentaalseid süsteeme ja modelleerimist. Rakenduslikud valdkonnad hõlmavad meditsiini, farmaatsiasektorit, põllumajandust (taimefüsioloogia põhjal paremad põllukultuurid) ja biotehnoloogiat.

Miks füsioloogia on oluline?

Füsioloogia annab teadmised, mis on vajalikud haiguste mõistmiseks ja raviks, inimeste ning loomade heaolu parandamiseks, taimede kasvatamise optimeerimiseks ning üldise teadusliku arusaama loomiseks eluprotsessidest. See on sillaehitajaks teooriate ja praktiliste lahenduste vahel — alates kliinilisest ravist kuni keskkonnakaitse ja majanduslike rakendusteni.

Küsimused ja vastused

K: Mis on füsioloogia?

V: Füsioloogia on elusolendite toimimise uurimine.

K: Mida saavad füsioloogid uurida?

V: Füsioloogid saavad uurida, kuidas organismi organid koos töötavad, et asjad toimuksid.

K: Mis on näide inimese seedimise toimimisest?

V: Inimesel valmistavad toidu seedimisel hormoone ja muid kemikaale mao, maks ja kõhunääre.

K: Kuidas toimub lihaste kokkutõmbumine?

V: Lihase kokkutõmbumine toimub selle lihase närvide poolt tehtud keemiliste sõnumite tõttu.

K: Mida saavad füsioloogid ja arstid õppida uurides, kuidas keha normaalselt toimib?

V: Õppides, kuidas keha normaalselt toimib, saavad füsioloogid ja arstid paremini aru, mis juhtub siis, kui organid ei toimi normaalselt.

K: Kuidas on kilpnäärme toimimise mõistmine aidanud gloobuse ravimisel?

V: Kilpnäärme talitluse mõistmine on aidanud gloobuse ravimisel.

K: Kuidas on vereringe- ja närvisüsteemi uuringud aidanud haiguste ravimisel?

V: Vereringe- ja närvisüsteemi uuringud on aidanud arstidel mõista ja ravida selliseid haigusi nagu südamehaigused, insult ja kõrge vererõhk.