Homöostatische Prozesse
Die meisten homöostatischen Abläufe folgen einer ähnlichen Struktur, in der wir spezifische Akteure und Funktionen identifizieren können.
Zunächst einmal wird die Veränderung der Variablen, die die Aktivierung der homöostatischen Abläufe bewirkt, gewöhnlich als Stimulus bezeichnet. Dies könnte alles sein – von einer hohen Kohlendioxidkonzentration bis hin zu steigender Temperatur, einer Hormonkonzentration, einer Verletzung – alles, was das empfindliche Gleichgewicht bedroht.
Die Strukturen, die diesen Reiz erkennen, sind die Sensoren. Dabei kann es sich beispielsweise um Nervenzellen oder Zellen mit spezifischen Chemorezeptoren oder Barorezeptoren handeln. Sensoren senden in der Regel ein Signal an den Rest des Körpers, dass etwas nicht in Ordnung ist und daher möglicherweise gefährlich sein könnte.
Am anderen Ende dieses Signals befindet sich in der Regel das Kontrollzentrum. Dabei handelt es sich um ein Organ oder Gewebe, das die Signale der Sensoren empfängt und verarbeitet und dann eine Entscheidung darüber trifft, wie auf den Stimulus reagiert werden soll. Der Hirnstamm enthält viele Kontrollzentren für den Körper. So kann das Rückenmark beispielsweise ein Signal von Sensoren in der Halsschlagader über einen Sauerstoffmangel im Blutkreislauf verarbeiten. Das Rückenmark weist dann den Körper an, tiefere Atemzüge zu machen, wodurch mehr Sauerstoff in den Blutkreislauf gelangt, der an der Schnittstelle zur Lunge aufgenommen wird.
Das Kontrollzentrum handelt nicht allein: Sobald es beschlossen hat, Maßnahmen zu ergreifen, um dem Stimulus entgegenzuwirken, teilt es diese Entscheidung den Effektoren mit, also jenen Organen, deren spezifische Maßnahmen sich direkt auf den Output des Stimulus auswirken. Wenn der Körper beispielsweise überhitzt ist, weist der Hypothalamus im Gehirn die Schweißdrüsen an, Wasser über die Haut abzusondern und die Blutgefäße zu erweitern, um mehr Wärme an der Schnittstelle zur Haut abzuleiten.
Bei homöostatischen Prozessen bilden die Sensoren, das Kontrollzentrum und die Effektoren in der Regel einen Kreislauf mit einer negativen Rückkopplungsschleife. Die Wirkung der Effektoren verringert die Auswirkung der Intensität des Stimulus, sodass die Sensoren erkennen, dass der Körper nicht mehr so stark aus dem Gleichgewicht ist, und dies dem Kontrollzentrum mitteilen, das daraufhin die Wirkung der Effektoren verringert, und so weiter.