GLOSSARY

فیزیولوژی می‌پرسد بدن چگونه کار می‌کند: سلول چطور پیام می‌گیرد، عضله چگونه نیرو تولید می‌کند و دستگاه‌های بدن چگونه کارشان را با نیاز لحظه‌ای هماهنگ می‌کنند؟ در دویدن، برای فهم اینکه چرا ضربان بالا می‌رود باید نیاز عضله به اکسیژن، کار قلب و توزیع خون را کنار هم دید. این همان جایی است که فیزیولوژی از توصیف ساختار یک عضو فراتر می‌رود و سازوکار عملکرد آن را توضیح می‌دهد.

• سطح سلول: جابه‌جایی یون‌ها از غشا، تحریک‌پذیری سلول عصبی و عضلانی را تغییر می‌دهد.
• سطح اندام: برون‌ده قلبی (Cardiac Output) حاصل ضرب ضربان قلب در حجم ضربه‌ای است.
• سطح کل بدن: هنگام ورزش، افزایش تهویه و تغییر جریان خون در کنار هم به تأمین اکسیژن عضلات فعال کمک می‌کنند.

بالا رفتن ضربان در یک جلسه، پاسخ حاد (Acute Response) است. تغییر پایدار در عملکرد قلب یا عضله پس از هفته‌ها تمرین، سازگاری (Adaptation) است. برای مقایسهٔ این دو باید زمان اندازه‌گیری و بار تمرین معلوم باشند.

برای نمونه، ضربان ۱۲۰ با حجم ضربه‌ای ۱۰۰ میلی‌لیتر و ضربان ۱۵۰ با حجم ضربه‌ای ۸۰ میلی‌لیتر، هر دو برون‌ده ۱۲ لیتر در دقیقه می‌دهند. عدد ضربان به‌تنهایی تمام داستان را نمی‌گوید.

برای مطالعهٔ بیشتر: OpenStax — Overview of Anatomy and Physiology · OpenStax — Cardiac Physiology

فیزیولوژی انسان (Human Physiology) به سازوکارهایی می‌پردازد که به بدن انسان اجازه می‌دهند در خواب، استراحت، حرکت و محیط‌های مختلف کار کند. آناتومی جای دریچه‌های قلب را نشان می‌دهد؛ فیزیولوژی توضیح می‌دهد چه اختلاف فشاری آن‌ها را باز یا بسته می‌کند و این تغییر چگونه مسیر خون را در چرخهٔ قلبی مشخص می‌کند.

تغییر وضعیت از درازکش به ایستاده مثال ساده‌ای از هماهنگی دستگاه‌هاست. جاذبه توزیع خون را تغییر می‌دهد. حسگرهای فشار و پاسخ خودمختار به حفظ فشار و خون‌رسانی کمک می‌کنند. عضلات ساق هم هنگام حرکت می‌توانند بازگشت وریدی را تقویت کنند. برای تحلیل این اتفاق، نگاه به شکل قلب یا فقط عدد نبض کافی نیست.

وقتی یک پاسخ را در دو فرد مقایسه می‌کنیم، سن، وضعیت بدن و شرایط اندازه‌گیری اهمیت دارند. اندازه‌گیری نبض بلافاصله پس از ایستادن با اندازه‌گیری پس از چند دقیقه نشستن به دو وضعیت فیزیولوژیک متفاوت مربوط است.

برای مطالعهٔ بیشتر: OpenStax — Overview of Anatomy and Physiology · OpenStax — Homeostatic Regulation of the Vascular System

فیزیولوژی ورزش (Exercise Physiology) توضیح می‌دهد بدن هنگام فعالیت چه پاسخی می‌دهد، در بازیابی چه تغییرهایی رخ می‌دهند و پس از تکرار منظم فعالیت چه سازگاری‌هایی می‌مانند. نوع حرکت، شدت، مدت، محیط و سابقه تمرین تعیین می‌کنند کدام پاسخ را باید دنبال کرد.

اگر هدف بررسی اثر شش هفته تمرین است، مقایسه را در بار خارجی مشابه، با وسیله و شرایط محیطی تا حد امکان مشابه انجام دهید. مقایسهٔ رکورد یک روز گرم با روز خنک، به‌تنهایی سهم تمرین را از اثر محیط جدا نمی‌کند.

برای مطالعهٔ بیشتر: OpenStax — Exercise and Muscle Performance · OpenStax — Cardiac Physiology

فیزیولوژی کاربردی (Applied Physiology) از شناخت سازوکارهای بدن برای حل یک مسئله عملی استفاده می‌کند. مربی ممکن است بپرسد چرا ورزشکار در سالن گرم با توان همیشگی، زودتر خسته می‌شود. افزایش نیاز به دفع گرما، تغییر توزیع خون و کم شدن آب بدن می‌توانند بخشی از توضیح باشند؛ برای سهم هر کدام باید شرایط محیط و داده‌های تمرین را کنار هم دید.

فرایند کاربردی از انتخاب اندازه‌گیری شروع می‌شود. روی دوچرخه می‌توان توان را ثابت نگه داشت و روند ضربان، احساس تلاش و دمای محیط را یادداشت کرد. برای مقایسهٔ دو جلسه، مدت تلاش و وضعیت اولیهٔ فرد را هم ثبت کنید. این کار یک مشاهده را به پرسش قابل بررسی تبدیل می‌کند.

نمونهٔ تصمیم: اگر در توان ثابت، فشار ادراک‌شده و ضربان در محیط گرم پیوسته بالاتر می‌روند، مقایسهٔ جلسه‌ها با شرایط مشابه یا تغییر بار برای آن محیط، تفسیر قابل اتکاتری از آمادگی به دست می‌دهد.

برای مطالعهٔ بیشتر: OpenStax — Exercise and Muscle Performance · OpenStax — Homeostatic Regulation of the Vascular System

فیزیولوژی یکپارچه (Integrative Physiology) پیوند میان سازوکارهای سلولی و پاسخ چند دستگاه را بررسی می‌کند. در یک سربالایی، ریه، قلب و عضله مشکل را جدا از هم حل نمی‌کنند. انتقال اکسیژن مسیری پیوسته دارد و تغییر در هر بخش می‌تواند روی بخش‌های دیگر اثر بگذارد.

1. تهویه، هوای تازه را به آلوئول‌ها می‌رساند تا تبادل اکسیژن و دی‌اکسید کربن انجام شود.
2. قلب جریان خون را فراهم می‌کند و رگ‌ها سهم بافت‌های مختلف از این جریان را تغییر می‌دهند.
3. عضلهٔ فعال اکسیژن را از خون می‌گیرد؛ در همان حال، پیام‌های عصبی و شیمیایی به تنظیم پاسخ قلبی‌تنفسی کمک می‌کنند.

اندازه‌گیری اکسیژن مصرفی کل بدن (Oxygen Uptake) محصول این همکاری را نشان می‌دهد. برای تشخیص اینکه تغییر در کدام بخش رخ داده، معمولاً به دادهٔ دیگری هم نیاز داریم؛ افزایش اکسیژن مصرفی به‌تنهایی مشخص نمی‌کند سهم قلب از سهم استخراج اکسیژن در عضله چقدر بوده است.

برای مطالعهٔ بیشتر: OpenStax — Cardiac Physiology · OpenStax — The Process of Breathing

فیزیولوژی دستگاه‌های بدن (Systems Physiology) هر دستگاه را به‌عنوان مجموعه‌ای از اندام‌ها، بافت‌ها و مسیرهای تنظیمی مطالعه می‌کند. در دستگاه گردش خون، قلب فشار و جریان ایجاد می‌کند، سرخرگ‌ها خون را می‌رسانند، مویرگ‌ها محل مهم تبادل‌اند و سیاهرگ‌ها خون را بازمی‌گردانند. کنار هم قرار گرفتن این اجزا توضیح می‌دهد چگونه یک بافت تغذیه می‌شود.

برای مطالعهٔ بیشتر: OpenStax — Overview of Anatomy and Physiology · OpenStax — Body Fluids and Fluid Compartments

عملکرد فیزیولوژیک یعنی سهم قابل توضیح یک سلول، بافت، اندام یا دستگاه در کار بدن. انقباض دیافراگم یک رویداد قابل ثبت است. عملکرد آن در دم این است که با تغییر حجم قفسه سینه به ورود هوا کمک می‌کند. برای ارتباط دادن حرکت عضله به نتیجه، می‌توان تغییر حجم و فشار را بررسی کرد.

هر عملکرد با شرایط سنجش معنا پیدا می‌کند. تنفس آرام و تنفس هنگام فعالیت شدید از همان دستگاه استفاده می‌کنند، ولی سهم عضلات کمکی و نیاز به تهویه متفاوت است. نتیجهٔ یک اندازه‌گیری در استراحت هم الزاماً توان دستگاه در بار بالا را نشان نمی‌دهد.

در گزارش، بهتر است عملکرد را با فعل و نتیجه بیان کنیم: «دیافراگم به تهویه کمک می‌کند.» اگر بخواهیم چگونگی را توضیح دهیم، مرحلهٔ بعد بررسی تغییر حجم قفسه سینه و اختلاف فشار است؛ یعنی سازوکار عملکرد (Mechanism).

برای مطالعهٔ بیشتر: OpenStax — Overview of Anatomy and Physiology · OpenStax — The Process of Breathing

سازوکار فیزیولوژیک مجموعه‌ای از رویدادهای مرتبط است که توضیح می‌دهد یک پاسخ چگونه پدید می‌آید. مثال سادهٔ آن دم آرام است. مشاهدهٔ جریان هوا کافی نیست؛ توضیح سازوکار باید تغییر عضله، حجم و فشار را به هم ربط دهد.

1. دیافراگم منقبض و پایین‌تر می‌رود؛ حجم قفسهٔ سینه افزایش می‌یابد.
2. با باز شدن ریه، فشار هوای آلوئول برای مدتی پایین‌تر از فشار محیط قرار می‌گیرد.
3. هوا در جهت این اختلاف فشار وارد می‌شود؛ در پایان دم، اختلاف فشار و جریان هوا از بین می‌روند.

از هم‌زمانی دو تغییر نمی‌توان همیشه به سازوکار رسید. اگر دو ورزشکار در توان یکسان نبض متفاوتی دارند، خود این مشاهده علت را مشخص نمی‌کند. توضیح را باید با اندازه‌گیری مناسب، ترتیب زمانی یا تغییر کنترل‌شدهٔ یکی از عوامل بررسی کرد.

برای مطالعهٔ بیشتر: OpenStax — The Process of Breathing

تنظیم فیزیولوژیک یعنی بدن با تغییر فعالیت اجزا، عملکرد یک فرایند یا مقدار یک متغیر را متناسب با شرایط اداره می‌کند. برخی حلقه‌ها تغییر ایجادشده را حس و اصلاح می‌کنند؛ مسیرهای پیش‌خور (Feedforward Control) می‌توانند پیش از آنکه اختلال کامل ظاهر شود، پاسخ را آغاز کنند.

وقتی گرمای حاصل از کار عضله بالا می‌رود، دستگاه تنظیم دما به تغییر وضعیت حرارتی واکنش نشان می‌دهد. تعریق و تغییر جریان خون پوست می‌توانند دفع گرما را بیشتر کنند، اما اثر تبخیری عرق به رطوبت و جریان هوا وابسته است. اگر عرق از پوست بچکد، آن بخش به اندازهٔ عرقی که تبخیر می‌شود بدن را خنک نمی‌کند.

پرسش راهنما: کدام متغیر حس می‌شود، کدام اندام عمل می‌کند و خروجی کدام متغیر را تغییر می‌دهد؟ در مثال گرما، تعریق یکی از خروجی‌های تنظیم است و وضعیت حرارتی بدن چیزی است که سامانه به آن پاسخ می‌دهد.

برای مطالعهٔ بیشتر: OpenStax — Homeostasis · Modell et al. — A physiologist’s view of homeostasis

رابطهٔ ساختار و عملکرد (Structure–Function Relationship) توضیح می‌دهد ویژگی‌هایی مانند شکل، جنس، اندازه و آرایش یک بافت چه کاری را ممکن می‌کنند. دیواره‌ای نازک ممکن است برای تبادل مناسب باشد، درحالی‌که بافتی که باید نیرو را تحمل کند به آرایش و خواص مکانیکی دیگری نیاز دارد.

ساختار دربارهٔ قابلیت سرنخ می‌دهد، اما عملکرد واقعی به شرایط بستگی دارد. سطح بزرگ آلوئول بدون جریان خون کافی، به‌تنهایی تبادل مؤثر گاز را تضمین نمی‌کند.

برای مطالعهٔ بیشتر: OpenStax — Overview of Anatomy and Physiology · OpenStax — Body Fluids and Fluid Compartments