Tierische Organe und Organsysteme passen sich ständig an innere und äußere Veränderungen an, und zwar durch einen Prozess, der Homöostase ("Steady State") genannt wird. Beispiele für diese Veränderungen sind die Regulierung des Glukose- oder Kalziumspiegels im Blut oder innere Reaktionen auf äußere Temperaturen. Homöostase erfordert die Aufrechterhaltung eines internen dynamischen Gleichgewichts:

• Dynamisch, weil es sich ständig an die Veränderungen anpasst, denen die Systeme des Körpers ausgesetzt sind.
• Gleichgewicht, weil die Körperfunktionen in bestimmten Bereichen gehalten werden. Sogar ein Tier, das scheinbar inaktiv ist, hält dieses homöostatische Gleichgewicht aufrecht.

Homöostatischer Prozess

Das Ziel der Homöostase ist die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts um einen Punkt oder Wert, der als Sollwert bezeichnet wird. Während es normale Schwankungen vom Sollwert gibt, versuchen die Systeme des Körpers normalerweise, zu diesem Punkt zurückzukehren. Eine Veränderung der inneren oder äußeren Umgebung wird als Stimulus bezeichnet und von einem Rezeptor erkannt. Die Reaktion des Systems besteht darin, den Abweichungsparameter in Richtung des Sollwerts anzupassen.

Kontrolle der Homöostase

Wenn eine Veränderung außerhalb der Umgebung eines Tieres auftritt, muss eine Anpassung vorgenommen werden. Der Rezeptor nimmt die Veränderung in der Umgebung wahr und sendet dann ein Signal an das Kontrollzentrum (in den meisten Fällen das Gehirn), das wiederum eine Reaktion auslöst, die an einen Effektor weitergeleitet wird. Der Effektor ist ein Muskel (der sich zusammenzieht oder entspannt) oder eine Drüse, die absondert. Diese Signale und Reaktionen werden durch unbewusste autonome Rückkopplungsschleifen gesteuert. Negative Rückkopplungsschleifen halten die Homöostase aufrecht. Positive Rückkopplungsschleifen drängen den Organismus weiter aus der Homöostase heraus, können aber für Lebensfunktionen notwendig sein. So wird die Homöostase durch das Nerven- und Hormonsystem von Säugetieren gesteuert.

Sollwert

Es ist möglich, den Sollwert eines Systems einzustellen. In diesem Fall funktioniert die Feedbackschleife, um die neue Einstellung beizubehalten. Ein Beispiel dafür ist der Blutdruck: Im Laufe der Zeit kann der Normal- oder Sollwert des Blutdrucks durch einen kontinuierlichen Anstieg des Blutdrucks ansteigen. Der Körper erkennt die Erhöhung nicht mehr als abnormal und es wird kein Versuch unternommen, zum unteren Sollwert zurückzukehren. Die Folge ist ein regelmäßig höherer Blutdruck, der dem Körper schaden kann. Medikamente können den Blutdruck senken und den Sollwert im System auf ein gesünderes Niveau senken. Dies wird als Prozess der Änderung des Sollwerts in einer Rückkopplungsschleife bezeichnet.

Änderungen können in einer Gruppe von Körperorgansystemen vorgenommen werden, um einen Sollwert in einem anderen System aufrechtzuerhalten. Dies wird als Akklimatisation bezeichnet. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn ein Tier in eine höhere Höhe wandert, als es ursprünglich gewohnt war. Um sich an den niedrigeren Sauerstoffgehalt in größerer Höhe anzupassen, erhöht der Körper die Anzahl der im Blut zirkulierenden roten Blutkörperchen, um eine ausreichende Sauerstoffversorgung des Gewebes zu gewährleisten. Ein weiteres Beispiel für die Eingewöhnung ist, dass einige Tiere saisonale Veränderungen in ihrem Fell haben: Ein schwereres Fell im Winter sorgt für eine ausreichende Wärmespeicherung, und ein leichteres Fell im Sommer trägt dazu bei, dass die Körpertemperatur nicht auf ein schädliches Niveau ansteigt.

Dieser Text wurde übernommen von Openstax, Biologie 2e, Abschnitt 33.3: Homöostase