FISIOLOGIA. - Dal gr. φύσις = natura e λογέω = investigo, f. è la scienza del funzionamento dell'organismo vivente. Di natura eminentemente sperimentale, ha assunto un grande sviluppo solo di recente.
L'origine della f. nella storia si deve ricercare allorché dalla semplice descrizione degli organismi viventi l'uomo è passato al tentativo di spiegarsi il significato delle strutture osservate. Galeno (n. a Pergamo nel 129 d. C.) si è posto certamente questi problemi; egli ha iniziato la vivisezione a scopo sperimentale e si devono a lui le prime osservazioni sulla funzione del sistema nervoso e del sistema circolatorio. La spiegazione definitiva del meccanismo della circolazione si è avuta però molto più tardi con il concorso di numerosi osservatori (R. Colombo, 1559; F. D'Acquaperedente, 1574; W. Harvey, 1628; M. Malpighi, 1661; L. Spallanzani, 1773) e fu una delle prime conquiste della f. moderna (v. CIRCOLAZIONE).
Con l'uso di sempre nuovi metodi sperimentali questa scienza si è sviluppata enormemente occupando uno fra i primi posti nelle scienze biologiche.
La vivisezione, precedendo spesso le più importanti conquiste delle chirurgia umana, facilitata enormemente dalla scoperta dei narcotici ed anestetici, ha reso possibile le realizzazione di una infinità di esperimenti atti ad esaltare o diminuire le attività degli organi per poterne così studiare la funzione. La possibilità poi, di far sopravvivere organi e tessuti isolati dall'organismo ha permesso di studiare direttamente la prestazione funzionale, sotto condizioni limitabili ad arte in modo preciso e senza interferenze di altri organi o tessuti. Con una tecnica di registrazione sempre più fine ed esatta si è potuto seguire nel tempo e nello spazio non solo le prestazioni meccaniche grossolane degli organi, ma anche i movimenti impercettibili ad occhio nudo, e le prestazioni di altra natura (elettriche, termiche, chimiche), ingrandendo enormemente la nostra possibilità di analisi, dei fenomeni fisiologici. Sotto il valido aiuto della tecnica chimica, poi, si è messo in evidenza il complicato meccanismo chimico della trasformazione dell'energia chimica in altre energie (meccanica, elettrica, termica) negli organismi viventi, e la validità delle leggi termodinamiche anche in queste trasformazioni.
Da un punto di vista scolastico si può distinguere una f. degli organi della vita vegetativa e una f. degli organi della vita di relazione.
La prima comprende la f. dell'apparato circolatorio, dell'apparato respiratorio, dell'apparato digerente, dell'apparato urogenitale e delle ghiandole a secrezione interna. La seconda comprende essenzialmente la f. del sistema nervoso centrale e periferico e degli organi di senso (sensibilità) e del sistema muscolare e scheletrico (motilità).
Una distinzione rispondente invece a necessità pratiche, basata sulle diverse metodiche seguite, è la seguente: si chiama chimica fisiologica quella scienza fisiologica che si serve di metodi chimici e che perciò tende alla soluzione di questioni che solo con metodi chimici possono essere risolte, come il problema dell'alimentazione, la chimica della respirazione, le trasformazioni chimiche intermedie, il dispendio energetico complessivo, ecc.; la chimica fisiologica ha poi dato origine a branche ulteriormente
mente specializzate come la enzimologia, la vitaminologia, ecc. Con l'appellativo di f. propriamente detta si intende, invece, quella parte della f. che si basa sulle tecniche classiche della f., vivisezione, registrazione di prestazioni meccaniche, termiche, elettriche; anche nella f. si sono sviluppate branche specializzate come l'elettrofisiologia, l'endocrinologia, ecc.
Lo stato attuale delle nostre conoscenze e le questioni che assillano la f. moderna sono il riflesso della state attuale della tecnica sperimentale e delle sue possibilità di sviluppo. Ogni progresso della tecnica ha segnato un progresso nelle conoscenze fisiologiche incanalande la ricerca verso quei problemi la cui soluzione era resa possibile dalle nuove acquisizioni.
Nel campo della chimica fisiologica è stato dimostrato in modo preciso che le trasformazioni materiali ed energetiche negli organismi viventi (metabolismo) obbediscono alla legge della conservazione della materia e dell'energia; è stato dimostrato che gli organismi funzionano come macchine chimiche e non come macchine termiche e ottengono l'energia necessaria ossidando il carbonio e l'idrogeno degli alimenti ad amitride carbonica ed acqua.
Il rendimento della trasformazione della energia chimica in energia meccanica non supera in genere il 25-30%.
L'organismo vivente adulto si può considerare come un sistema stazionario con accelerazioni periodiche e aperiodiche del suo metabolismo.
L'applicabilità delle leggi fisiche e chimiche agli organismi viventi, ha reso viva la questione della definizione degli esseri viventi rispetto ai non viventi. A tale proposito si deve dire incontestabile (ed ammesso dai più) che un ordinamento finalistico debba possedere alla formazione ed al funzionamento degli esseri viventi; ciò non è in contraddizione con la validità anche negli esseri viventi delle leggi del mondo inanimato. Lo studio del meccanismo chimico della trasformazioni energetiche ha messo in evidenza il fatto che l'energia chimica viene messa in libertà a poco a poco attraverso una infinità di reazioni intermedie, la cui velocità viene regolata da innumerevoli catalizzatori (fermenti); in special modo il chimismo della funzione muscolare è ben conosciuto benché a tutt'oggi si ignori come avvenga la trasformazione dell'energia chimica in energia meccanica; è questo un problema sottoposto oggi ad assidue ricerche.
La necessità di alimenti intesa inizialmente come semplice necessità di energia, ora è invece intesa, oltre che come copertura del fabbisogno energetico, anche come reintegrazione di particolari sostanze (sostanze azotate, grassi inastori, vitamine) che l'organismo necessariamente consuma e non è capace di sintetizzare; anche questo capitolo è tuttora aperto.
Nel campo della f. propriamente detta sono stati esaminati a fondo i fenomeni meccanici, elettrici, termici ad altri, dei vari organi e tessuti, e le correlazioni fra questi, attraverso le vie nervose, o attraverso il circolo, a mezzo di sostanze elaborate da speciali ghiandole (ghiandole a secrezione interna). La correlazione nervosa, cioè con l'intermezzo di vie nervose separate tra organo ed organo, rende possibile una regolazione molto fine nell'intensità, nel tempo e nello spazio, che non è possibile con la correlazione con l'intermezzo dei prodotti delle ghiandole a secrezione interna (correlazione umorale). È tuttora una questione discussa, almeno per certi settori, se la trasmissione dell'impulso nervoso nelle vie nervose sia di natura elettrica (diffusione di potenziale) o di natura chimica (diffusione di una sostanza).
La sensibilità agli stimoli ambientali viene assicurata da organi specializzati alla ricezione e alla analisi di questi stimoli: le terminazioni nervose cutanee (tattili, termiche, dolorifiche) e gli organi di senso (vista, udito, gusto, olfatto); l'eccitamento che si determina in questi organi viene trasmesso mediante vie nervose (vie di senso) ai centri nervosi (nevrassie) dove viene elaborata la risposta motoria o secretoria che viene trasmessa agli effettori, cioè agli organi che dovranno effettuarla (muscoli, ghiandole) mediante altre vie nervose (vie di moto). L'intero
meccanismo che, come appare, governa tutte le nostre relazioni con il mondo esterno, viene chiamato riflesso.
Per quanto riguarda i rapporti tra energia degli stimoli ambientali e intensità dell'eccitamento sensoriale, si è ormai sorpassato lo stadio delle leggi empiriche (legge di Weber e Fechner) e si tenta ora di inquadrare questi rapporti con concetti quantistico-statistici.
I fenomeni della coscienza e della conoscenza restano completamente sottratti alla possibilità di una spiegazione fisiologica, anche se presuppongono, per il loro estrinsecarsi, la presenza di centri nervosi particolarmente differenziati (certeccia cerebrale umana).
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