Homöostase: Regulation des inneren Milieus

Homöostase: Regulation des inneren Milieus

 

Damit die Zellen des Körpers ihre Funktionen optimal wahrnehmen können, benötigen sie (zumindest in etwa) gleich bleibende äußere Bedingungen. So müssen beispielsweise die Stoffe (z. B. Natrium, Kalium), die in der extrazellulären Flüssigkeit (z. B. im Blutplasma) vorkommen, stets in einer bestimmten Konzentration vorliegen (ein gewisser Spielraum besteht jedoch dabei). Diese Bedingungen, die für die Funktionsfähigkeit der Zellen notwendig sind, werden in ihrer Gesamtheit als inneres Milieu des Körpers bezeichnet. Sie werden durch verschiedene Regelkreise innerhalb des Körpers im Gleichgewicht (in der Homöostase) gehalten.

 

 Regelkreis

 

Unterschiedliche Regelkreise sorgen dafür, dass beispielsweise der Druck, mit dem das Blut durch die Arterien gepresst wird, oder die Temperatur im Körperinneren (im Körperkern) konstant bleiben. Genauso ist es für die Zellen wichtig, dass der pH-Wert des Bluts innerhalb enger Grenzen gehalten wird und sie mit einer ausreichenden Menge Sauerstoff versorgt werden und das von den Zellen hergestellte Kohlendioxid abtransportiert wird. Kommt es etwa infolge von Krankheiten oder von äußeren Einflüssen (z. B. bei der Körpertemperatur) zu Störungen des inneren Milieus, stehen dem Körper - je nach Art der Beeinträchtigung - verschiedene Mechanismen zur Verfügung, um das Gleichgewicht wiederherzustellen. Reichen diese nicht mehr aus, ist eine medizinische Behandlung notwendig.

 

Am Beispiel des Blutdrucks wird deutlich, wie ein Regelkreis funktioniert. Durch die Mechanismen des Regelkreises wird der Blutdruck stets an veränderte Bedingungen angepasst, sodass alle Körperzellen mit Blut und damit mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt werden. Bei körperlichen Belastungen (Sport) muss der Blutdruck beispielsweise erhöht werden, denn die Zellen benötigen mehr Sauerstoff, um die Mehrarbeit bewältigen zu können.

 

Reguliert wird der Blutdruck vom Gehirn, das einen Sollwert für die Höhe des Blutdrucks vorgibt. Daraufhin werden diese Informationen über das vegetative Nervensystem an das Herz, das das Blut in den Körperkreislauf presst, sowie an die Arterien weitergeleitet. Soll der Blutdruck erhöht werden, reagiert das Herz, indem es schneller schlägt und dadurch mehr Blut in die Arterien presst. Der Widerstand der Blutgefäße jedoch steigt (die Gefäße verengen sich), sodass das Blut mit stärkerem Druck durch die Gefäße strömt. Druckmessfühler in den Blutgefäßen senden daraufhin Impulse an das Gehirn, um ihm die Blutdruckwerte mitzuteilen. Das Gehirn vergleicht nun Ist- und Sollwert miteinander und leitet gegebenenfalls weitere Maßnahmen ein, um die beiden Werte aneinander anzugleichen. Soll der Blutdruck wieder sinken, wird der Herzschlag jetzt verlangsamt oder die Blutgefäße erweitern sich. Längerfristig kann der Blutdruck durch eine verstärkte Urinausscheidung gesenkt werden.

 

Die Blutdruckwerte sollen jedoch weder zu stark steigen noch zu sehr sinken. Denn zu hoher Blutdruck führt beispielsweise zu Schäden an den Blutgefäßen (auch an denen wichtiger Organe) und bei zu niedrigem Blutdruck werden die Organe (darunter vor allem das Gehirn) nicht mehr ausreichend mit Blut versorgt. Deshalb hält das Zentrum im Gehirn, das für die Blutdruckregulation verantwortlich ist, den Blutdruck normalerweise in sehr engen Grenzen. Allerdings kann es beispielsweise infolge von Schäden an den Blutgefäßen (z. B. durch Arteriosklerose) zu einer - ungewollten - Erhöhung des Blutdrucks auch in Ruhe kommen. Bei lang bestehendem Bluthochdruck ändert sich der Sollwert für die Höhe des Blutdrucks im Gehirn - er steigt an. Um Folgeschäden zu vermeiden, ist es daher das Ziel der Medizin, Bluthochdruck frühzeitig zu behandeln.

 

Durch einen ähnlichen Regelkreis wird auch die Temperatur im Körperkern weitgehend konstant gehalten. Genau wie beim Blutdruck wird auch der Sollwert der Körpertemperatur durch das Gehirn vorgegeben (optimaler Wert: ca. 37 ºC). Ist die Körpertemperatur zu niedrig (z. B. aufgrund niedriger Außentemperaturen), verengen sich die Blutgefäße in der Haut, damit möglichst wenig Wärme nach außen abgegeben wird. Zudem ziehen sich die Muskeln unwillkürlich zusammen - die betroffene Person fängt an zu zittern. Umgekehrt werden die Gefäße erweitert, wenn die Körpertemperatur zu sehr ansteigt. Dadurch gibt der Körper Wärme nach außen ab. Auch die Schweißproduktion ist ein Kühlungsmechanismus des Körpers - der Schweiß legt sich wie ein Film um die Haut und verdunstet. Dabei entsteht Verdunstungskälte und die Körpertemperatur wird gesenkt. Ein weiterer Regelkreis sorgt z. B. dafür, dass der Mineralstoff Calcium ständig im Blut verfügbar ist, auch wenn zu wenig Calcium mit der Nahrung aufgenommen wird. Der Mineralstoff wird in diesem Fall einfach aus den Knochen gelöst, damit die auf Calcium angewiesenen Körperzellen keinen Mangel leiden müssen.

 

Siehe dazu auch: Arterien: Aufgaben und ErkrankungenKörpertemperatur: Regulation des Wärmehaushaltes