Inleiding

Fisiologie behels die binnewerkings van organismes en die interaksie tussen die organisme en sy omgewing.  Anders gestel: fisiologie is die studie van die funksie en meganismes binne ‘n lewende stelsel en verklaar hoe organismes, orgaanstelsels, organe, weefsel, selle en molekules sekere chemiese en fisiese funksies binne ‘n lewende stelsel verrig.  Hierdie funksies word ook deur die begrip homeostase omvat wat na die biofisiese en biochemiese prosesse, beheermeganismes en kommunikasie tussen selle, weefsels, organe en orgaansisteme binne ‘n organisme verwys.  Die studie van die effek van die omgewing op die liggaam en gesondheid van ‘n organisme vorm ook deel van fisiologie.

Fisiologie word as studieveld so hoog aangeslaan dat mense wat uitsonderlike navorsing in hierdie veld doen, die Nobelprys vir Fisiologie of Medisyne daarvoor kan kry.

Alhoewel ek in hierdie afdeling hoofsaaklik op mens- en dierfisiologie gaan fokus, het alle ander organismes vanaf bakterieë, protista, swamme, chromiste en plante ook fisiologiese stelsels.

Fisiologie as studieveld het duisende jare gelede in Antieke Indië en Egipte begin en was deur Hippokrates, wat as die Vader van Medisyne beskou word, in die vyfde Eeu vC in Griekeland gevestig.  Natuurlik was die studie van fisiologie in die tyd van Hippokrates, nog in sy kinderskoene en alhoewel mense sekere verskynsels en siekegoestande akkuraat kon waarneem, het hulle soms in die donker rondgetas wanneer dit by die verduideliking van die simptome en verskynsels gekom het.

Hippokrates het die studie van humorale patologie of die studie die vier vloeistowwe of humores, soos hy dit genoem het, naamlik: geel en swart gal, bloed en slym gebruik om die gesondheid van die liggaam te bepaal.  Volgens hom sou ‘n versteuring in enige van hierdie vloeistowwe tot siektetoestande lei.  Hierdie benadering was tot en met die 19de Eeu algemeen in gebruik, soos onder andere met bloedlating, wat volgens die genesers van ouds, pasiënte met te veel bloed, van hul kwale, sou genees.   Volgens hierdie mense was probleme met die bloed met die lewer verbind, geel gal met die galblaas, swart gal met die milt en slym met die longe of brein.

Hierdie filosofie was so populêr dat dit selfs gebruik is om mense in vier persoonlikheidstipes naamlik, flegmaties, sanguinies, choleries en melankolies te verdeel wat veronderstel was om met die wanbalans van slym, bloed, geel en swart gal onderskeidelik gepaard gegaan het.  Dit was ook in verband gebring met die vier elemente waaruit, volgens die Antieke Grieke, die kosmos bestaan het, naamlik: water, vuur, lug en aarde.

Die Romeinse geneeskundige Claudius Galenus (130-200 vC), wat algemeen as Galen bekend gestaan het, het Hippokrates se humores teorie aangepas en was die eerste persoon wat eksperimente op mense gedoen het om meer inligting oor die werkinge van die liggaam te verkry.  Hy word as die ontdekker van eksperimentele fisiologie beskou.

Die term fisiologie was eerste deur die Franse geneeskundige Jean Fernel (1497-1558), gebruik wat dit van die Antieke Griekse uitdrukking: “die studie van die natuur” afgelei het.  Fernel was vir interessantheid ook die eerste persoon wat die vloeistofgevulde spinale kanaal (die ruimte in die middel van die rugstring) beskryf het.

William Harvey, die Britse bioloog, het ‘n groot bydrae tot die studie van fisiologie gemaak met sy navorsing op die bloedvatstelsel wat hy in ‘n boek “An anatomical dissertation upon the movement of the heart and blood in animals” in 1628 gepubliseer het.  Hy was die eerste persoon wat die vloei van bloed vanaf die hart deur die slagare deur die liggaam, insluitende die brein, en van die ekstremiteite van die liggaam deur are, terug na die hart, beskryf het.

Na die bydraes van Matthias Schleiden en Theodor Schwann wat bewys het dat die liggaam uit selle bestaan en sodoende die studieveld van selteorie en -fisiologie gevestig het, het die studieveld van fisiologie geweldig gegroei en uitgebrei en die studie van humores saam met ander antieke en middeleeuse bygelowe met bewysbare wetenskaplike inligting oorweldig.

Claude Bernard (1813 – 1878) was ‘n bioloog en geneeskundige van Frankryk en het ‘n besondere bydrae tot die studie van fisiologie gelewer en was die eerste akademikus wat as fisioloog by ‘n universiteit aangestel is.  Hy het die sogenaamde “milieu intérieur” van organismes bestudeer wat die grondslag van die studie van homeostase gelê het (homeostase verwys na die interne metaboliese balans en regulering van ‘n organisme).   Van sy ander groot wetenskaplike bydraes sluit in die studie van die funksie van die pakreas en die bewys dat pankreassap ‘n rol in spysvertering speel, die rol van die lewer in die vervaardiging van glikogeen wat belangrike rol in suikersiekte speel, die ontdekking van die vasodilator en vasokonstriktor senuwees en die ontdekking van die effek van koolstofmonoksied op hemoglobien.

Biologiese stelsels in menslike fisiologie

Die fisiologie van die hooforgaanstelsels wat hier van belang is, sluit in die:

• Bloedvatstelsel wat die hart, bloedvate, eienskappe en saamstelling van bloed,
• Limfvatstelsel wat die limfvate en limf insluit,
• Spysverteringstelsel wat die mond, slukderm, maag, dunderm, dikderm, rektum en anus insluit, maar ook die speekselkliere, milt, lewer, galblaas en pankreas en die ensieme en hormone wat afgeskei word, die opname van voedingstowwe en water en die omskakeling daarvan in brandstof en die uitskeiding van sekere afvalstowwe.
• Renale of uitskeidingstelsel wat die niere, ureters, blaas en urethra en die absorbering van water en uitskeiding van sekere afvalstowwe insluit,
• Endokriene stelsel wat die endokriene hormone en endokriene kliere soos die pituïtêre klier, skildklier, byniere, pankreas, paratiroïedkliere en die gondes inlsluit, asook die endokriene hormone wat deur meeste ander organe afgeskei word en hul werking in die liggaam insluit,
• Senuweestelsel wat die brein, rugmurg en senuwees en sintuie se werking insluit,
• Respiratoriese stelsel wat die werking van die neus, farinks, lugweë en longe (kiewe in visse en larwale amfibieë) en die absorpsie van suurstof en die uitskeiding van koolsuurgas en waterdamp insluit,
• Voortplantingstelsel wat die werking van die gonades (ovaria en testes), geslagsbuise, kliere en uterus en vrugbaarheid insluit.
• Integumentêre stelsel wat die werking van die vel, hare, naels, sweet- en seemskliere en hul afskeidings en uitskeidings insluit,
• Immuunstelsel wat die studie van die werking van die timus, limfvatstelsel, bloedvatstelsel, en witbloedselle insluit.
• Spier- en skeletstelsel wat die werking en die bou van die spiere en skelet, tendons, ligamente en kraakbeen, en die vorming van bloed in die murg van langbene en die stoor en onttrekking van fosfaat en kasium in die skelet insluit.

Dit is belangrik om te besef dat hierdie lys net sekere belangrike aspekte van die fisiologie van die mens dek, maar nie alles nie en ook dat al hierdie stelsels op sekere vlakke met mekaar gekoppel en geïntegreer is en dat mens dit nie regtig kan skei nie.  Voedingstowwe gaan byvoorbeeld vanaf die spysverteringstelsel na die bloedvatstelsel en van daar na die res van die liggaam, insluitende die senuweestelsel.  Dieselfde geld byvoorbeeld vir die opname van suurstof, die uitskeiding van koolsuurgas, witbloedliggaampies en senuweeprikkels, wat stelsels met mekaar koppel.

Die fisiologiese interaksie tussen die organisme en sy omgewing is ook allerbelangrik want die organisme is absoluut afhanklik van die omgewing vir voedsel, water, suurstof, UV-lig en hitte en selfs ander mikro-organismes en hulle fisiologiese produkte as simbionte in hul dermkanaal en vel, om te kan bestaan.

In die volgende hoofstukke gaan ons kyk na die impak van chemiese stowwe en allergene in die omgewing en die impak daarvan op die mens se fisiologie en gesondheid.