Homöostase und Rückkopplungsregelung

Konzept
Prüfungsrelevanz: hoch

Der Körper misst seine Größen (Temperatur, Glukose, Druck) und korrigiert sie, wenn sie von einem Sollwert abweichen.

Aktualisiert 1 Nov 2026

Auch genannt: Regelung durch negative Rückkopplung, Positive Rückkopplung

Worum es geht

Homöostase ist die Fähigkeit des Körpers, sein inneres Milieu (die Extrazellulärflüssigkeit) trotz äußerer Veränderungen stabil zu halten. Nahezu jede physiologische Regelung arbeitet als Regelkreis: Ein Sensor erfasst die Größe, ein Zentrum vergleicht sie mit einem Sollwert und ein Effektor korrigiert sie. Negative Rückkopplung stabilisiert; positive Rückkopplung verstärkt und ist nur nützlich, wenn sie ein definiertes Ende hat.

Wichtige Fakten

Das geregelte innere Milieu ist die Extrazellulärflüssigkeit: Die Zellen entnehmen ihr Sauerstoff, Nährstoffe und Ionen.
Schnelle Regelungen sind nerval (Sekunden); langsame, anhaltende sind hormonell (Minuten bis Tage).
Die Vorsteuerung (Feedforward) wirkt vor dem Fehler: die kephale Phase der Verdauung oder der Anstieg der Ventilation zu Beginn der Belastung.
Ein Circulus vitiosus ist positive Rückkopplung ohne Bremse: Im schweren Schock senkt das fallende Herzzeitvolumen die Koronardurchblutung, was das Herz weiter schwächt.

Wie es funktioniert, Schritt für Schritt

Eine Größe weicht von ihrem Sollwert ab (z. B. fällt der Blutdruck beim Aufstehen).
Ein Sensor erfasst dies (Barorezeptoren im Sinus caroticus und im Aortenbogen) und feuert weniger.
Das integrierende Zentrum (Medulla oblongata) vergleicht das Signal mit dem Sollwert und berechnet den Fehler.
Die Effektoren antworten: Herzfrequenz, Kontraktilität und Gefäßtonus steigen.
Der Druck kehrt zum Sollwert zurück; der Fehler wird kleiner und die Antwort schaltet sich ab.

Gleichungen

Verstärkung eines RegelsystemsVerstärkung = Korrektur / verbleibender Fehler

Korrektur: wie viel der Veränderung das System aufhebt
verbleibender Fehler: wie viel der Veränderung bestehen bleibt

Unser Beispiel: Würde eine Störung eine Größe um 30 Einheiten verschieben und die Regelung sie bei 3 belassen, beträgt die Korrektur 27 und die Verstärkung 9.

Arten der Regelung

Art	Was sie mit der Veränderung macht	Beispiele
Negative Rückkopplung	Wirkt ihr entgegen und stabilisiert	Thermoregulation, Blutzucker, Barorezeptorreflex, Schilddrüsenachse
Positive Rückkopplung	Verstärkt sie bis zu einem Endereignis	Geburt (Oxytocin), Gerinnung, LH-Peak, Na⁺-Depolarisation
Vorsteuerung (Feedforward)	Wirkt, bevor der Fehler auftritt	Kephale Phase der Verdauung, Antwort zu Beginn der Belastung

Klinischer Bezug

Schock: Reicht die Kompensation nicht aus, schädigt die Minderperfusion Herz und Gefäße und der Druck fällt weiter (Circulus vitiosus).
Diabetes mellitus: Der Effektor (Insulin) oder die Antwort darauf versagt; der Blutzucker kehrt nicht mehr zu seinem Sollwert zurück.
Endokrine Tests nutzen die negative Rückkopplung: Ein hohes peripheres Hormon sollte sein stimulierendes Hormon unterdrücken.

Testen Sie sich

Überlegen Sie die Antwort und tippen Sie dann auf die Frage.

Warum wird die positive Rückkopplung der Geburt nicht zu einem gefährlichen Circulus vitiosus?

Sie hat ein Endereignis: Sobald das Kind geboren ist, endet die Dehnung der Zervix, die Oxytocinfreisetzung sinkt und der Kreis schaltet sich ab.

Eine Regelung verringert eine Veränderung von 20 Einheiten auf 2. Wie hoch ist ihre Verstärkung und was bedeutet sie?

Sie korrigiert 18 und lässt 2 als Fehler: eine Verstärkung von 9. Höhere Verstärkung bedeutet weniger Restfehler, aber keine negative Regelung beseitigt ihn vollständig.

Warum zittert der Patient bei Fieber zu Beginn und friert?

Der Hypothalamus erhöht den Sollwert; die tatsächliche Temperatur liegt darunter und wird als Fehler wahrgenommen, daher bildet der Körper Wärme (Kältezittern) und hält sie zurück (Vasokonstriktion).

Worin unterscheidet sich die Vorsteuerung von der negativen Rückkopplung?

Die Rückkopplung wartet auf einen Fehler und korrigiert ihn; die Vorsteuerung sagt die Veränderung voraus und handelt zuerst, wie die Magensekretion beim Geruch von Essen.