Physiologie physiopathologie

Terme issu du grec phusis : nature et logos : discours

Étude du fonctionnement normal de l'ensemble de tous les organismes vivants présents sur terre, la physiologie fait partie de la biologie dont l'objet est d'étudier le fonctionnement, les propriétés des organes et des tissus qui composent les êtres vivants.

La physiologie humaine porte donc sur le fonctionnement des parties de notre corps autrement dit sur la façon dont celles-ci jouent leur rôle permettant ainsi le déroulement normal de la vie. L'explication de la physiologie humaine fait appel à l'anatomie qui est l'étude de la structure des parties du corps humain et des relations qu'elles ont les unes avec les autres (anatomie et physiologie humaine, Elaine N. Marieb).

On distingue plusieurs types de physiologie :
La physiologie cellulaire qui correspond à l'étude des fonctions et des propriétés des cellules. La physiologie générale quant à elle est l'étude des phénomènes vitaux que l'on retrouve en commun dans toutes les espèces animales et végétales.

Plus récemment, la physiologie moléculaire explique les réactions chimiques à l'intérieur des cellules.

La physiopathologie ou physiologie pathologique s'intéresse aux fonctionnement de l'organisme ou d'un de ces organes quand celui-ci présente un désordre. Autrement dit la physiopathologie permet de comprendre le mécanisme d'une maladie. La physiopathologie s'est également la perte de l'homéostasie c'est-à-dire de l'état d'équilibre que l'organisme normal cherche sans cesse à atteindre ou à conserver. C'est la perte de cet état qui est à l'origine d'une pathologie passagère ou permanente.

La physiologie psychique ou psychophysiologie correspond à l'étude du fonctionnement du cerveau ainsi que des activités mentales.

De façon générale la physiologie englobe plusieurs spécialités dont on peut citer :
La physiologie cardio-vasculaire qui permet d'expliquer et de comprendre le fonctionnement du coeur des vaisseaux sanguins
La neurophysiologie qui explique le fonctionnement du système nerveux centrale et périphérique
La physiologie rénale qui permet d'étudier le fonctionnement des reins et la production de l'urine
La physiologie musculaire qui apporte des éclaircissements sur le mode de fonctionnement d'un muscle

Si l'on devait comparer la physiologie et l'anatomie, la première donne une série d'images animées alors que l'anatomie donne une image statique du corps à un moment donné. On voit donc qu'il existe une notion de dynamisme de l'organisme à travers la physiologie. L'approche de la physiologie générale fait appel à des notion de physique et de chimie indispensables pour bien comprendre le fonctionnement des mécanismes physiologiques eux-mêmes. C'est ainsi que la connaissance des courants électriques, de la pression dans les vaisseaux sanguins, de l'hydrodynamique facilite la compréhension du fonctionnement du coeur. Il en est de même pour la physiologie musculaire ou osseuse qui fait appel à la physique du mouvement.

L'organisation physiologique d'un organisme et plus particulièrement du corps humain fait appel à une notion hiérarchique dans laquelle on retrouve plusieurs niveaux :
La molécule chimique qui voit la combinaison des atomes composant la matière elle-même (constitution des protéines, du glucose, de l'eau, etc.). Ces molécules viennent s'agencer entre elles pour former...
Des organites faisant partie des éléments fondamentaux de...
La cellule qui est la partie la plus petite (unité) composant un organisme vivant. Chaque cellule posséde un caractère et une fonction propre. Leur regroupement constitue...
Les tissus constitués eux-mêmes de cellules semblables entre elles dont il existe quatre types chez les humains : le tissu épithélial, le tissu musculaire, le tissu conjonctif est le tissu nerveux. L'ensemble de plusieurs tissus aboutit à la notion ...
D' organes. À ce niveau les structures sont plus complexes et les fonctionnements également. Plusieurs mécanismes physiologiques cellulaires viennent s'intriquer à l'intérieur d'un organe donnant la notion de structures fonctionnelles spécialisées. Chaque organe présente une structure anatomique et fonctionnelle spécialisée. L'exécution d'une activité fondamentale ne peut être fait par un autre organe pour une fonction particulière.

Histoire
Les débuts de la physiologie ne sont pas connus avec précision. On pense que vers l'an 300 av. J.-C. certains médecins d'Alexandrie et tout particulièrement Hérophilus (vivisection sur les corps des criminels) ont été initiés à la physiologie humaine par l'intermédiaire de la physiologie animale. Par la suite c'est-à-dire pendant les dix-neuf siècles qui ont suivi, la physiologie traverse une période sombre de son histoire et aucuns progrès ne sont accomplis. C'est à partir de 1616 que la physiologique commence une période glorieuse avec tout particulièrement le médecin anglais William Harvey qui permet la découverte de la circulation du sang. Cette découverte sera suivie de près par celle du chimiste flamand Jan-Baptist Van Helmont qui grâce aux concept des gaz va permettre de traiter les troubles de l'appareil digestif en utilisant les sels alcalins.

Puis le physiciens biologique et physiologique Giovanni Alfonso Borelli va permettre de comprendre les balbutiements de la contraction musculaire en démontrant que la contraction des muscles se trouve à l'intérieur même des composants musculaires : les fibres du même nom. Puis la physiologie fait un bond extraordinaire grâce à l'invention du microscope de Anton Van Leeuwenhoek qui va permettre enfin de voir à quoi ressemblent les globules rouges ou un spermatozoïde humain (ses propres spermatozoïdes).

Grâce à cet instrument des progrès énormes sont faits en histologie (étude des tissus composant les organes) et ceci grâce à Marcello Malpighi qui met en évidence la présence des capillaires (minuscules vaisseaux) à l'intérieur de certains organes comme les reins, la rate, le foie. Puis c'est le tour de l'endocrinologie (étude des hormones) dont les progrès sont importants grâce à l'étude des glandes faite par le médecin anglais Thomas Wharton. Un de ses confrères met en évidence la sécrétion de la salive. À son tour le médecin hollandais Regnier de Graaf découvre l'existence de follicules dans les ovaires et fait faire des progrès dans la compréhension des sucs pancréatiques et la bile.

Une tentative de transfusion sanguine sur deux animaux est réalisée par Richard un médecin anglais. À son tour le médecin français Jean-Baptiste Denis effectue la première transfusion chez un être humain et comble de surprise celle-ci est réussie.

À partir du XVIIe siècle d'autres progrès en physiologie vont être réalisés et vont concerner le domaine de la respiration comme c'est le cas avec le physiologiste anglais John Mayow qui démontre que l'air comprend plusieurs composants et non plus un seul comme on le croyait auparavant. Toujours en pneumologie (étude de l'appareil respiratoire) le britannique Joseph Priestley Au XVIIIe siècle va permettre d'établir que l'oxygène, identique à celui permettant la combustion, est un gaz indispensable à la vie des hommes et des animaux. À son tour, toujours en ce qui concerne les gaz entrant dans le phénomène de la respiration, le chimiste français Antoine Laurent de Lavoisier qui sera guillotiné, parvint à isoler l'oxygène et affirmera que le sous-produit de la respiration est le dioxyde de carbone.

À partir du XVIIIe siècle 2 grands chercheurs en particulier Albrecht von Haller élève du médecin hollandais Hermann Boerhaave, vont critiquer une autre spécialité scientifique la iatrochimie (science réduisant la physiologie à une suite de réactions chimiques) et la iatrophysique (physiologie se résumant à des réactions physiques), et poser les bases de la physiologie moderne. C'est ainsi que Haller fut le premier scientifique sérieux à avancer que certains tissus composant le vivant étaient doués d'une capacité d'excitabilité.
Toujours pendant le XVIIIe siècle mais dans sa deuxième moitié, le médecin italien Luigi Galvani, en effectuant des expériences biologiques sur des pattes de grenouille et plus précisément sur les muscles, démontre que celle-ci peuvent se contracter après une stimulation électrique. Un autre italien Lazzaro Spallanzani effectue des recherches sur l'estomac, la digestion et plus précisément le suc gastrique. Toujours en Italie, Spallanzani, dans le domaine de la biologie gynécologique permet d'effectuer d'énormes progrès en ce qui concerne la fécondation et l'insémination artificielle chez l'animal.

Mais c'est véritablement à partir du XIXe siècle et avec Claude Bernard que les progrès en physiologie seront véritablement réalisés. Tout d'abord ce savant va étudier le métabolisme (place et fonctionnement dans le corps humain) des hydrates de carbone (sucre). Claude Bernard s'intéresse également au système nerveux autonome (neurovégétatif) mais c'est surtout sur l'état d'équilibre des organismes en général qu'ils soient humains ou animaux (le terme d'homéostasie ne sera employé que plus tard par Walter Bradford Cannon) que ce chercheur français va le plus travailler.
Au cours de la première moitié du XXe siècle les recherches de Claude Bernard sont reprises par le physiologiste américain Walter Bradford Cannon qui va réussir à démontrer que l'organisme humain s'adapte à son environnement et pour cela est susceptible de changer (régulation de la chaleur interne, pouvoir tampon du sang, sécrétion d'adrénaline par les glandes surrénales, et de cortisol permettant à l'organisme de s'adapter).
Le système nerveux dans son ensemble (système nerveux central et périphérique) n'est pas mis de côté, bien au contraire. L'anatomiste britannique Charles Bell s'intéresse aux fonctions des nerfs moteurs et des nerf sensoriels. De son côté le physiologiste français François Magendie met en évidence le rôle des nerfs rachidiens (nerfs issus de la moelle épinière entre chaque vertèbre) et à un autre français, Pierre Flourens, étudie les fonctions et l'anatomie du cervelet.

De leur côté les Allemands ne sont pas de reste. En effet le physiologiste Johannes Peter Müller permet d'établir qu'il existe une relation étroite entre les stimuli (excitations) et la perception par les organes sensoriels. Ernst Heinrich Weber à son tour, également allemand, va découvrir les deux variétés de nerfs entrant dans le mécanisme de la stimulation cardiaque. Grâce à lui d'énormes progrès sont faits en neurophysiologie végétative et tout particulièrement la distinction entre le système nerveux sympathique et parasympathique. Weber quant à lui va s'intéresser également à la perception sensorielle.
Vers la fin du XIXe siècle l'allemand Wilhelm Wundt fonde le premier laboratoire moderne de recherche en physiologie. Des études sur les bactéries (bactériologie), sur l'immunité (immunologie) vont être accomplies avec succès. Paul Ehrlich dans le domaine de l'immunité, élabore une théorie sur la formation des anticorps.

Les Russes à leur tour vont entrer dans la danse grâce à Élie Metchnikov, qui va permettre une meilleure connaissance de la fonction des cellules composant certains organes et plus particulièrement va travailler sur la théorie de la phagocytose (capacité d'une cellule de captés puis de digérer un corps étranger). À la même époque le britannique Edward Albert Sharpey-Schafer travaille sur les glandes surrénales et met en évidence l'adrénaline comme facteur à l'origine de l'augmentation de la tension artérielle. D'autres physiologistes britanniques, William Maddock Bayliss et Ernest Henry Starling mettent en évidence une substance : la sécrétine à l'origine de la sécrétion du suc pancréatique. C'est à partir de là que le terme d'hormone est employé.
Des techniques utilisées en physiologie de façon générale, l'électrocardiographie, l'électroencéphalographie, l'électromyographie etc. vont également faire partie des progrès du XXe siècle. D'autres découvertes importantes (mis en évidence des groupes sanguins (Rh, ABO etc.) auront également lieu au cours de ce XXe siècle. Des travaux sur les vitamines, les enzymes, les anticorps, les compléments, les oligo-éléments vont permet de mieux comprendre le fonctionnement et leur utilité dans l'organisme.

N'oublions de citer George William P. Murphy et George H. Whipple qui vont permettre d'effectuer de grands progrès sur les réflexes, le neurophysiologiste britannique Charles Sherrington qui travailla dans le même domaine. De grands chercheurs comme Pavlov qui permit de mettre en évidence le mécanisme des réflexes conditionnés (et sa fameuse expérience du chien qui salive en entendant la cloche). Mais il ne faut pas oublier que les travaux concernant les réflexes conditionnés ont également été entrepris par le britannique Robert Whytt, et le neuropathologiste russe Vladimir Bekhterev, ces expérimentations neurophysiologiques sont à l'origine du béhaviorisme fondé par le psychologue américain John B. Watson. Dans le domaine de la neurophysiologie et de la physiologie musculaire un appareil, l'oscilloscope a permis d'enregistrer les premières impulsions électriques parcourant les fibres nerveuses. Ce sont les neurophysiologistes Edgar Douglas Adrian, Joseph Erlanger et Herbert Spencer Gasser qui participèrent à la grande aventure de l'enregistrement des potentiels électriques des organes sensoriels et des fibres des nerfs moteurs. Enfin une meilleure compréhension du fonctionnement en biologie moléculaire toujours dans le domaine de la transmission des impulsions nerveuses a été possible grâce au physiologiste suédois Ulf von Euler, à l'américain Julius Axelrod et au médecin britannique Bernard Katz.

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