Jedes Organsystem erfüllt spezifische Funktionen für den Körper, und jedes Organsystem wird normalerweise unabhängig voneinander untersucht. Die Organsysteme arbeiten jedoch auch zusammen, um den Körper bei der Aufrechterhaltung der Homöostase zu unterstützen.

Das kardiovaskuläre, harnableitende und lymphatische System helfen dem Körper beispielsweise bei der Kontrolle des Wasserhaushalts. Das kardiovaskuläre und das lymphatische System transportieren Flüssigkeiten durch den Körper und helfen dabei, den Wasser- und Lösungsmittelspiegel zu messen und den Druck zu regulieren. Wenn der Wasserhaushalt zu hoch ist, produziert das Harnsystem mehr verdünnten Urin (Urin mit höherem Wassergehalt), um das überschüssige Wasser auszuscheiden. Wenn der Wasserstand zu niedrig ist, wird mehr konzentrierter Urin produziert, um Wasser zu sparen. Auch das Verdauungssystem spielt bei der variablen Wasseraufnahme eine Rolle. Wasser kann durch das Integumentations- und Atmungssystem verloren gehen, aber dieser Verlust ist nicht direkt an der Aufrechterhaltung der Körperflüssigkeiten beteiligt und steht normalerweise mit anderen homöostatischen Mechanismen in Verbindung.

Auch das Herz-Kreislauf-, Integumentations-, Atmungs- und Muskelsystem arbeiten zusammen, um dem Körper zu helfen, eine stabile Innentemperatur aufrechtzuerhalten. Steigt die Körpertemperatur, erweitern sich die Blutgefäße in der Haut, so dass mehr Blut in die Nähe der Hautoberfläche fließen kann. Dadurch kann die Wärme über die Haut an die Umgebungsluft abgegeben werden. Die Haut kann auch Schweiß produzieren, wenn der Körper zu heiß wird; wenn der Schweiß verdunstet, hilft er, den Körper zu kühlen. Auch eine schnelle Atmung kann dem Körper helfen, überschüssige Wärme abzuführen. Diese Reaktionen auf die erhöhte Körpertemperatur erklären, warum Sie schwitzen, keuchen und rot im Gesicht werden, wenn Sie sich anstrengen. (Die starke Atmung während des Trainings ist auch ein Weg, wie der Körper mehr Sauerstoff zu den Muskeln bringt und das von den Muskeln produzierte zusätzliche Kohlendioxid loswird.)

Umgekehrt ziehen sich bei einem zu kalten Körper die Blutgefäße in der Haut zusammen, und die Durchblutung der Extremitäten (Arme und Beine) wird langsamer. Die Muskeln kontrahieren und entspannen sich schnell, wodurch Wärme erzeugt wird, um Sie warm zu halten. Die Haare auf der Haut stellen sich auf, wodurch mehr Luft, die ein guter Isolator ist, in der Nähe der Haut eingeschlossen wird. Diese Reaktionen auf eine verringerte Körpertemperatur erklären, warum Sie zittern, eine „Gänsehaut“ bekommen und kalte, blasse Extremitäten haben, wenn Ihnen kalt ist.

Wie Sie gelernt haben, wird die Homöostase des Blutzuckers durch zwei Hormone der Bauchspeicheldrüse reguliert. Diese Glukose liefert den Brennstoff für die ATP-Produktion aller Körperzellen. Aber das endokrine System ist nicht das einzige System, das daran beteiligt ist.

Viele Körperzellen reagieren auf Insulin und Glukagon, aber die Leber des Verdauungssystems spielt eine wichtige Rolle bei der Sicherstellung der Verfügbarkeit von Brennstoff zwischen den Mahlzeiten. Unter dem Einfluss von Insulin wandelt der anabole Prozess der Glykogenese (-genese bedeutet „Ursprung“ oder „Geburt“) in der Leber überschüssige Glukose, die in die Leberzellen gelangt, in Glykogen um, das dann gespeichert wird. Unter dem Einfluss von Glukagon wird das Glykogen durch die umgekehrte katabole Reaktion der Glykogenolyse (-lyse bedeutet „Abbau“) wieder in Glukose umgewandelt und in den Blutkreislauf abgegeben. Die Leberzellen können auch eine Glukoneogenese (-neo bedeutet „neu“) durchführen, bei der Glukose aus Nicht-Kohlenhydratquellen, hauptsächlich aus bestimmten Aminosäuren, gewonnen wird.

Das Nervensystem spielt ebenfalls eine Rolle bei der Aufrechterhaltung des Blutzuckerspiegels. Wenn der Magen leer ist und der Blutzuckerspiegel niedrig ist, reagieren die Rezeptoren des Verdauungssystems und das Gehirn mit einem Hungergefühl – der Magen kann „knurren“, und man spürt vielleicht Schmerzen oder Unbehagen in der Mitte des Körpers. Diese Empfindungen veranlassen Sie zu essen, wodurch neue Nährstoffquellen zur Verfügung stehen, die den Blutzuckerspiegel erhöhen. Der exokrine Teil der Bauchspeicheldrüse ist ebenfalls ein Teil des Verdauungssystems. Er produziert Enzyme, die dazu beitragen, die gegessenen Nährstoffe zu verdauen, damit sie vom Dünndarm in das Blut aufgenommen werden können. Das Kreislaufsystem ist wichtig für den Transport der Glukose und der Bauchspeicheldrüsenhormone im Blut zu allen Körperzellen.

Kalziumspiegel im Blut

Wie du bereits gelernt hast, ist ein angemessener Kalziumspiegel wichtig für die normale Funktion verschiedener Systeme. Kalziumionen werden für die Blutgerinnung, die Kontraktion der Muskeln, die Aktivierung von Enzymen und die zelluläre Kommunikation benötigt. Die Nebenschilddrüse des endokrinen Systems ist der Hauptrezeptor und das Kontrollzentrum für den Kalziumspiegel im Blut. Wenn die Nebenschilddrüsen einen niedrigen Kalziumspiegel im Blut feststellen, kommunizieren sie mit verschiedenen Organsystemen und ändern deren Funktion, um den Kalziumspiegel im Blut wieder auf den Normalwert zu bringen. Das Skelettsystem, die Harnwege und der Verdauungstrakt wirken als Effektoren, um dieses Ziel durch negative Rückkopplung zu erreichen.

Die Freisetzung von Parathormon aus dem endokrinen System veranlasst die Osteoklasten des Skelettsystems, Knochen abzubauen (zu resorbieren) und Kalzium ins Blut abzugeben. In ähnlicher Weise veranlasst dieses Hormon die Nieren des Harnsystems, Kalzium zu resorbieren und in das Blut zurückzugeben, anstatt es mit dem Urin auszuscheiden. Durch die veränderte Funktion der Nieren, aktives Vitamin D zu bilden, erhöht der Dünndarm des Verdauungssystems die Aufnahme von Kalzium.

Wenn der Kalziumspiegel im Blut erhöht ist, nimmt die Nebenschilddrüse dies ebenfalls wahr. In diesem Fall erhöht sie jedoch nicht die Ausschüttung von Parathormon, sondern verringert die Hormonausschüttung. Dadurch wird die Knochenresorption verringert, der Kalziumspiegel im Urin erhöht und die Kalziumresorption im Darm verringert.

Blutzuckerspiegel

Die endokrinen Funktionen der Bauchspeicheldrüse und der Leber koordinieren die Bemühungen zur Aufrechterhaltung eines normalen Blutzuckerspiegels. Wenn die Zellen der Bauchspeicheldrüse einen niedrigen Blutzuckerspiegel feststellen, synthetisiert die Bauchspeicheldrüse das Hormon Glukagon und schüttet es aus. Glucagon veranlasst die Leber, den polymerisierten Zucker Glykogen durch einen als Glykogenolyse bezeichneten Prozess in Glukose umzuwandeln. Die Glukose wandert dann durch das Blut, damit alle Zellen des Körpers sie nutzen können.

Wenn die Zellen der Bauchspeicheldrüse einen hohen Blutzuckerspiegel feststellen, synthetisiert die Bauchspeicheldrüse das Hormon Insulin und setzt es frei. Insulin bewirkt die Polymerisation von Glukose zu Glykogen, das dann in der Leber durch einen als Glykogenese bezeichneten Prozess gespeichert wird.

Das Nerven- und Verdauungssystem spielen ebenfalls eine Rolle bei der Aufrechterhaltung des Blutzuckerspiegels. Wenn der Magen leer ist und der Blutzuckerspiegel niedrig ist, reagieren das Verdauungssystem und das Gehirn mit einem Hungergefühl – der Magen kann „knurren“, und man spürt vielleicht Schmerzen oder Unbehagen in der Mitte des Körpers. Diese Empfindungen veranlassen Sie zu essen, was den Blutzuckerspiegel ansteigen lässt.

Zellzahl

Alle Organsysteme benötigen während der Entwicklung, des Wachstums und der Reparatur ein Gleichgewicht zwischen Zellteilung und Apoptose, um die Gewebestruktur und -funktion zu erhalten. Das endokrine System und das Immunsystem sind wichtige Regulatoren für die Zellpopulationen. Das endokrine System schüttet Steroide und Wachstumshormone aus, die Überlebenssignale an bestimmte Gewebe senden, so dass die Apoptose verhindert wird. Außerdem liefert das endokrine System einige Hormone, die unter bestimmten physiologischen Bedingungen die Apoptose auslösen.

Die Zellen des Immunsystems durchsuchen das Blut nach Zellen, die sich zu unpassenden Zeiten teilen. Immunzellen produzieren Antikörper, um diese außer Kontrolle geratenen Zellen zur Zerstörung zu markieren. Eine Störung dieser Prozesse kann zur Bildung von Tumoren führen.

Fragen zur Selbstkontrolle

Mit dem folgenden Quiz können Sie Ihr Verständnis von Homöostase überprüfen: