Sarrera historikoa

Gizakia aspalditik saiatu da bere organismoaren funtzionamendua nolakoa den aztertzen. Horrela, historian zehar ugariak izan dira arlo honetan aritu direnak. Horien artean, Galenok (K.o. II. mendea) idatziriko ehun tratatu baino gehiagotan, fisiologia orokorreko eta berezituko ezagutza zehatzen azalpenak argitaratu zituen, eta organoen egituran eta funtzioan oinarritutako medikuntza bermatzen ahalegindu zen. Jean Fernelek 1542. urtean argitaraturiko De Naturalis Pars Medicinae lanean fisiologiaren kontzeptua definitu zuen. Dena den, fisiologia esperimental modernoaren hasiera William Harveyk 1628. urtean argitaraturiko Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in Animalibus lanean kokatzen da. Ordura arteko susmoak edo iritziak ondo ezarritako teknika baten bidez lortutako datu zientifikoen lorpenarekin ordezkatzean datza, hain zuzen ere, horren arrazoia. Odol-zirkulazioaren oinarriak ezartzeaz gain, Harveyk metodo eta kontzeptu biologiko berriak ezarri zituen; hala nola, hainbat espezierekin egindako fisiologia konparatzailea, bibisekzioa oinarrizko metodo fisiologiko gisa ezartzea, eta kalkulu numerikoari emaniko garrantzia. Bestetik, Albretch von Hallerrek 1747. urtean argitaraturiko Primae Lineae Physiologiae lanean, bere garaiko ezagutza fisiologikoen sintesia egin zuen, eta fisiologia diziplina zientifiko berezituaren definizio argia egin zuen. Hori dela eta, fisiologiaren aitatzat hartzen da. Hala ere, gaur egun erabiltzen den fisiologiaren kontzeptua Claude Bernardek 1865. urtean argitaraturiko Introduction a l’etude de la Médecine Experimentale lanean ezarri zuen. Fisiologiari buruzko aurkikuntza garrantzitsuak kaleratzeaz gain, Bernardek eskola garrantzitsua eratu zuen, eta garaiko fisiologo ugarik parte hartu zuten eskola honetan. Hogeigarren mendean fisiologiak aurrerapen nabarmena izan du, eta, gaur egun, ezagutza fisiologikoa maila molekularreraino iritsi da. Hala ere, historian zehar gertatu denaren antzera, fisiologiak erronka berriak ditu: XX. mendean eta mende honetan aurkitu izan diren molekulen eta prozesuen integrazioa eta ulermen zehatza, alegia.

Fisiologiaren definizioa eta banaketa

Fisiologia izaki bizidunen funtzioak eta hauen erregulazio-erak aztertzen dituen zientzia da. Fisiologia hitza grekotik datozen bi hitzen elkarketatik dator (physis, "izaera edo prozesua" eta logos, "zientzia edo ikasketa"). Berez, gaia oso zabala da eta natura osoa hartzen du. Organismo desberdinetan zenbait prozesu antzekoak izan arren —kode genetikoaren erreplikazioa, adibidez—, beste asko organismo-talde zehatzen berariazko prozesuak dira. Hori dela eta, fisiologia arlo desberdinetan banatzea ezinbestekoa izan da: bakterioen fisiologia, landare-fisiologia eta animalia-fisiologia, esate baterako. Hala ere, fisiologia hainbat irizpideren arabera bana daiteke:

• Ikertu nahi den organismo-motaren arabera, landare-fisiologia edo animalia-fisiologia, besteak beste.

• Ikertzen den antolakuntza-mailaren arabera; fisiologia molekularra edo fisiologia zelularra.

• Ikertzen den funtzio zehatzaren edo sistemikoaren arabera; neurofisiologia edo fisiologia kardiobaskularra, esaterako. Hemen, giza organismoari dagokion fisiologiari buruz arituko gara, eta giza fisiologiak dituen ezaugarri eta azpiarloak azalduko ditugu.

Gorputzak dituen oinarrizko unitateak zelulak dira. Zelula bizi-substantziaren oinarrizko ezaugarriak erakusten dituen unitate txikiena delako, hain zuzen ere. Zelularen antolamendua nahiko konplexua da. Horrela, atomoak elkartuz molekulak osatzen dira; azken hauek beste atomo eta molekulekin lotzen direnean, makromolekulak edota organelak eratzen dituzte. Zelulen barnean hamabi organela-mota identifikatu dira eta, horien artean, mitokondrioak (zelulentzako energia erabilgarria sortzeko baliagarriena), Golgi aparatua (molekulak eremu egokira bidaltzeko, haien prestakuntza burutzen duena) edo erretikulu endoplasmatikoa (molekulen sintesirako eta garraiorako baliagarria dena) aurki ditzakegu. Giza organismoan 100.000.000.000.000 zelula daudela kalkulatzen da, hau da, 100 bilioi zelula. Zelulak itxuraz eta funtzioz oso desberdinak izan arren, ezaugarri komunak ere badituzte. Lehenik, mintzez inguraturik daude; bestetik, beren jarduerarako behar duten energia lortzeko, molekula handiek txikiago batzuetan apurtzeko ahalmena dute; eta, azkenik, baina ez horregatik garrantzia xumeago duena, informazio genetikoa azido desoxirribonukleiko (DNA) eran metatzen duen nukleoa dute beren baitan. Zelulek, etengabe, materialak eraldatzen dituzte. Horrela, glukosa eta gantzak deskonposatzen dituzte, mugimendurako beharrezko izango den energia lortzeko, edo hazteko, edo birjartzeko beharko diren proteina berriak ekoizteko. Zelulen baitan gertatzen diren aldaketa kimikoen multzo horri metabolismo deritzogu. Dena den, eboluzioan zehar, zelulak, funtzio desberdinak aurrera eraman ahal izateko, bereizten joan ziren. Batzuek uzkurtzeko ahalmena garatu zuten (zelula muskularrak); beste batzuek kinada elektrikoak garatzeko eta bideratzeko ahalmena eskuratu zuten (neuronak); beste batzuek hormonak jariatzeko gaitasuna irabazi zuten (zelula endokrinoak) eta abar.

Dena den, giza organismoa ez da zelulen bilduma sinple bat. Zelula horiek antolakuntza-maila altuagoko egiturak sorrarazten dituzte: ehunak. Organismoan ehun-mota ugari daude: ehun epiteliala, konjuntiboa, odol-ehuna, linfoidea, nerbiosoa eta muskularra. Ehun-mota bakoitzak bere ezaugarriak ditu. Ehun-mota gehienek zelula-mota desberdinen bilduma dute. Adibide gisa, odolak hematiak (globulu gorriak), leukozitoak eta plaketak ditu. Ehunak, era berean, beste egitura konplexuago batzuetan antolatzen dira, eta organoak eratzen dituzte. Horrela, gure baitan hainbat ehun-motaz osaturiko garuna, bihotza, birikak, hesteak edota gibela ditugu, esate baterako. Azkenik, organoak maila konplexuagoko sistemen baitan daude. Sistemak giza organismoaren maila goreneko antolakuntza-unitateak dira. Gure baitan hamaika sistema daude: tegumentu-sistema, sistema eskeletikoa, sistema muskularra, nerbio-sistema, sistema kardiobaskularra, arnas sistema, digestio-sistema, gernu-sistema, sistema endokrinoa, sistema linfatikoa eta ugaltze-aparatua.

• Tegumentu-sistema: larruazala geruza epidermikoaz eta geruza dermikoaz osaturik dago. Ileak, azkazalak, sebo-guruinak, izerdi-guruinak eta hartzaile-mota ugari ditu bere barnean sistemak. Hainbat funtzio ditu; horien artean, organismoa kanpo-ingurunetik babestea edo isolatzea; tenperaturaren kontrolean eta uraren erregulazioan parte hartzea; eta kanpo-inguruneari buruzko informazioa bideratzea (ukimena, presioa, tenperaturaeta abar).

• Sistema eskeletikoa: hezurrez, egitura kartilaginosoz eta mintz-egiturez osaturik dago. Sistema honek organismoaren euskarri gisa jokatzen du; mugimenduetan hezurrek palanka gisa funtzionatzen dute; mineralen gordailua da, eta odoleko zelulen ekoizpenean ezinbesteko sistema da.

• Sistema muskularra: muskuluez  eta tendoiez osaturik dago. Sistema hau mugimenduen arduradun nagusia da baina, horretaz gain, bero-ekoizlea ere bada.

• Nerbio-sistema: garunak, bizkarrezur-muinak, nerbioek eta sentimen-organoek osatzen dute. Sistema honek erregulazio- eta kontrol-funtzioak betetzen ditu; beste sistemen koordinazioa egiten du eta, azkenik, funtzio intelektualak aurrera eramaten ditu.

• Sistema kardiobaskularra: bihotzak, arteriek, zainek eta kapilarrek osatzen dute. Sistema kardiobaskularra materialen (oxigenoaren, elikagaien eta hondakinen) garraioaz arduratzen da.

• Arnas sistema: birikek, zintzur-hesteak, laringeak eta sudur-barrunbeak osatzen dute. Arnas sistema gasen elkartrukeaz eta oreka azido-basikoaren kontrolaz arduratzen da.

• Digestio-sistema: Urdailak, heste meheak, heste lodiak, hestegorriak, gibelak, pankreak eta ahoak osatzen dute. Digestio-sistema elikagaiak deskonposatzeaz eta xurgatzeaz arduratzen da; aldi berean, zenbait hondakinez libratzeko baliagarri zaigu.

• Gernu-sistema: giltzurrunek, ureterrak, maskuriak eta uretrak osatzen dute. Sistema hau hondakinak kanporatzeaz, azido-base orekaz eta oreka hidroelektrolitikoaz arduratzen da. Horretaz gain, erregulaziorako baliagarri diren zenbait substantzia ekoizten eta askatzen ditu; hala nola, eritropoietina, errenina, eta beste hainbat.

• Sistema endokrinoa: hipofisiak, tiroideak, paratiroideak, giltzurrun gaineko guruinek, pankreako Langerhans irlek, obulutegiek, barrabilek, timoak, hesteetako eta urdaileko mukosek osatzen dute. Sistema endokrinoak beste sistema batzuen erregulazioan eta kontrolean parte hartzen du.

• Sistema linfatikoa: gongoil linfatikoek, hodi linfatikoek, bareak, timoak eta amigdalek osatzen dute. Sistema honen funtzio nagusia immunitatea da, baina likido-mailen orekan ere parte hartzen du.

• Ugaltze-aparatua: emakumezkoetan obulutegiek, Falopioren tronpek, umetokiak, baginak eta  bularrek osatzen dute. Gizonezkoetan, berriz, barrabilek, hodi deferenteek, prostatak, semen-besikulak eta zakilak osatzen dute. Aparatu honen funtzioa ugalketa da; informazio genetikoaren iraupena eta ondorena ziurtatzen du.

Sistema guztien azterketa eta ikasketa oso baliagarria izanda ere, ez da nahikoa giza organismoaren fisiologia erabat ulertzeko. Organismoa sistema guztien elkarrekintzen menpe dagoela onartzea ezinbestekoa da. Horrela, organismoaren atal batean akatsen bat gertatuz gero, beste sistema batzuetan ondorioak izango ditu. Adibide gisa, giltzurrunek huts egiten badute, barne-ingurunearen oreka apurtuz doa, eta horrek eraldaketa funtzionalak dakartza organismoaren beste leku askotan. Organismoak era egokian funtzionatuko badu, bere barne-inguruneko hainbat kondizio konstante mantendu beharko ditu; hala nola, tenperatura, oreka hidroelektrolitikoa, presioa, gluzemia, pH-aeta abar. Organismoak konstante samar mantentzen dituen parametroak izendatzeko, homeostasia hitza erabiltzen da.

Homeostasia

Homeostasia hitza  Walter B. Cannonek 1932. urtean proposatu zuen; grekotik datozen bi hitzen elkarketa da (homoios, "berdina"; eta stasis "geldialdia, gelditasuna"). Dena den, kontzeptua lehenago aipatu den Claude Bernardek ezarri zuen. Fisiologia modernorako oso garrantzitsua den kontzeptua da homeostasia. Hala ere, homeostasiak ez du esan nahi parametroek finkoak izan behar dutenik edo beti era berean mantentzen direnik. Cannonen hitzetan, homeostasiak “aldagarria izan daitekeen baina konstante samar mantentzen den egoera esan nahi du”. Horrela, kanpoko tenperatura asko aldatu arren, gorputzaren tenperaturaren homeostasiak 37 °C inguruan mantenduko dela esan nahi du. Normaltzat hartzen den balio horri edo balio-tarte horri doikuntza-puntu edo doikuntza-tarte deitzen diogu. Balio normal horiek mantentzeko edo erregulatzeko lanetan, organismoaren ia sistema guztiek hartzen dute parte. Organismoaren homeostasiak, organismoak bere burua erregulatzeko duen ahalmen honek, ezinbesteko garrantzia du fisiologia modernoan, eta gaixotasunen mekanismoak ulertzeko ere, ezinbestekoa da. Erregulazio horiek aurrera eraman ahal izateko, atzeraelikadurazko kontrol-begiztak daude. Beste hitz batzuetan esanda, integratuak dauden eta oso konplexuak diren komunikazio-sareak edo -sistemak ditugu. Horrela, oreka mantentzeko, aldagai bakoitzeko sistema berezia dago. Sistema guztiek dituzten osagaiak honako hauek dira:

• Sentsore-mekanismoa.

• Kontrolerako edo integraziorako gunea.

• Mekanismo efektorea.

• Informazioaren itzulera.

Azken finean, organismoak egoera etengabe aztertzen du, informazioa prozesatzen du, egoera egokia den edo ez aztertzeko; aginduak bideratu egiten dira, eta sistema desberdinak martxan jarriaz, egoera zuzentzen saiatzen da. Azkenik, egoera berriaren informazioa itzultzen da, egoera zuzendu den edo ez adieraziz. Oraindik zuzendu ez bada, berriro, eta are indar handiagoarekin, erantzungo du sistemak.