Physiologie: Elektrolyte, Körperflüssigkeiten, Kreislauf

Störungen der vegetativen Regulation können lebensbedrohlich sein. Sie beziehen sich auf Aspekte wie Volumen-, Blutdruck-, Salz-, metabolische, Säure-Basen- und zentralnervöse Regulation, und diese sind eng miteinander verknüpft. Um zu verstehen, wie sie interagieren, sind molekularbiologische Kenntnisse alleine nicht ausreichend - man muss auch wissen, wie und wie schnell sich Stoffe und Signalmoleküle zwischen Organen und Geweben, zwischen verschiedenen Kompartimenten bewegen.

Kompartimente - wie intra- und extrazellulär, interstitiell, intra- und extravasal - sind (oftmals morphologisch gedachte) funktionell wirksame (gelegentlich virtuelle) Verteilungsräume. Ihre Eigenschaften (Aufbau, Fettlöslichkeit etc.) bestimmen die Kinetik in sie eintretender (z.B. sezernierter) und aus ihr austretender (entfernter) Substanzen (Konzentrationsmonitoring), ihre Grenzen sind meist fließend und zeitabhängig.

Die Steuerung der Kreislauffunktionen umfasst kurz- (z.B. Baroreflex), mittel- (z.B. Hormonwirkungen) und langfristig aktive Mechanismen (z.B. Wachstum). Sie greift an Herzmuskeln, Gefäßwänden und Blutvolumen an; vermittelt werden die Effekte über neurale (sympathische, parasympathische) und humorale Steuerungsfaktoren.

Zu letzteren gehört das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (Renin aus der Niere, Angiotensinogen aus der Leber, Aldosteron aus der Nebennierenrinde) und Hormone wie Atriopeptide (aus dem Herzen), Adrenomedullin und Katecholamine (vor allem aus dem Nebennierenmark). Ziel ist die Stabilisierung des arteriellen Blutdrucks (Perfusion von Organen und Geweben).

Auch die (extrazelluläre) Kochsalzmenge bestimmt die Kreislauffunktion, denn die NaCl-Konzentration wird durch Osmoregulation sehr genau eingestellt. Verliert der Körper Natrium und Chlorid, nimmt das Blutvolumen in der Regel ab. Aldosteron ist das "Salzsparhormon", es hilft bei der NaCl-Rückresorption, vor allem aus Nierentubuli, Schweiß- und Speicheldrüsen. Ohne Aldosteron kommt es zu hypovolämischem Kreislaufversagen, das unbehandelt tödliche Folgen hat. Zentrum der osmotischen Regulation ist der Hypothalamus, der Vasopressin (=Adiuretin, das "Wassersparhormon") produziert und damit die Wasser-Rückresorption in der Niere anregt.

Der Säurewert des Blutes (pH 7,4 - leicht basisch; der Neutralpunkt liegt bei 37°C bei pH 6,8) wird direkt durch puffernde Substanzen im Blut (Bicarbonat, Protein, Phosphat), und indirekt durch physiologische Mechanismen (Kompensation) stabilisiert. Am meisten Säure wird als CO₂ mit der Atmung entfernt - wenn zu wenig, entsteht CO₂-Rückstau (Hyperkapnie) und respiratorische Azidose (pH<7,35); wenn zu viel, Hypokapnie und respiratorische Alkalose (pH>7,45). Die Nieren eliminieren nichtflüchtige Säuren (der Harn-pH liegt meist im sauren Bereich, abhängig vom Stoffwechselzustand); die Leber beteiligt sich an der Stickstoffentfernung (Harnstoff, Ammoniak).