1.4 – Az állandó belső környezet – Das konstante innere Milieu
Version 1
1. Aki januári fagyból lép be egy fűtött szobába, néhány másodperc alatt közel negyven fokos hőmérséklet-változást él át, testének belseje azonban ezalatt alig néhány tizedfokkal tér el a megszokottól. – Wer aus dem Januarfrost in ein geheiztes Zimmer tritt, erlebt binnen weniger Sekunden einen Temperaturwechsel von nahezu vierzig Grad, das Innere seines Körpers weicht währenddessen jedoch kaum um einige Zehntelgrade vom Gewohnten ab.
2. Ugyanez érvényes szinte mindenre: a külvilág órák alatt gyökeresen megváltozhat, a szervezet belső állapota mégis nap mint nap ugyanaz marad. – Dasselbe gilt für fast alles: die Außenwelt kann sich binnen Stunden von Grund auf ändern, der innere Zustand des Organismus bleibt dennoch Tag für Tag derselbe.
3. Ez a szembeötlő különbség a külső és a belső világ ingadozása között az egész élettan egyik alapkérdése. – Dieser auffällige Unterschied zwischen dem Schwanken der äußeren und der inneren Welt ist eine der Grundfragen der gesamten Physiologie.
4. A választ Claude Bernard francia élettanász fogalmazta meg először: a soksejtű élőlény sejtjei nem a külvilágban élnek, hanem egy saját, belső környezetben, amelyet a szervezet maga hoz létre és maga tart fenn. – Die Antwort formulierte zuerst der französische Physiologe Claude Bernard: die Zellen eines vielzelligen Lebewesens leben nicht in der Außenwelt, sondern in einem eigenen, inneren Milieu (milieu intérieur), das der Organismus selbst schafft und selbst aufrechterhält.
5. Bernard szerint a szabad és független élet feltétele éppen ennek a belső környezetnek az állandósága. – Nach Bernard ist die Beständigkeit eben dieses inneren Milieus die Voraussetzung eines freien und unabhängigen Lebens.
6. A jelenség nevét nyolcvan évvel később Walter Cannon amerikai élettanász alkotta meg: homeosztázisnak nevezte el, ami nem nyugalmat, hanem „hasonló állapotban maradást” jelent. – Den Namen für diese Erscheinung schuf achtzig Jahre später der amerikanische Physiologe Walter Cannon: er nannte sie Homöostase (homoeostasis), was nicht Ruhe, sondern „Verharren in einem ähnlichen Zustand“ bedeutet.
7. A homeosztázis ugyanis nem mozdulatlanság, hanem szüntelen mozgás eredménye, és jó képet ad róla a folyamatosan táplált és folyamatosan lefolyó medence: a vízszint állandó, jóllehet egyetlen csepp sem marad benne sokáig. – Die Homöostase ist nämlich keine Unbeweglichkeit, sondern das Ergebnis unaufhörlicher Bewegung, und ein gutes Bild dafür ist das ständig gespeiste und ständig ablaufende Becken: der Wasserstand ist gleichbleibend, obwohl kein einziger Tropfen lange darin bleibt (Fließgleichgewicht).
8. Az állandóságra azért van szükség, mert a sejtek működése kényes: az enzimek csak meghatározott hőmérsékleten és kémhatásnál dolgoznak jól, a fehérjék térszerkezete pedig már csekély eltolódásra megváltozik. – Die Beständigkeit ist deshalb nötig, weil die Arbeit der Zellen empfindlich ist: die Enzyme arbeiten nur bei bestimmter Temperatur und bestimmtem Säuregrad gut, und die Raumstruktur der Eiweiße verändert sich schon bei geringer Verschiebung.
9. Néhány fok hőmérséklet-emelkedés vagy a vér kémhatásának kis eltolódása elég ahhoz, hogy a sejt egész vegykonyhája elakadjon. – Ein Temperaturanstieg um wenige Grade oder eine kleine Verschiebung des Säuregrades des Blutes genügt, damit die gesamte chemische Küche der Zelle ins Stocken gerät.
10. Az állandóság tehát nem kényelem, hanem életfeltétel. – Die Beständigkeit ist also keine Bequemlichkeit, sondern eine Lebensbedingung.
11. Ára is van: a belső környezet helyben tartása szüntelen munkát és tetemes energiát igényel, és a szervezet ezt a munkát élete minden pillanatában végzi. – Sie hat auch ihren Preis: das inneres Milieu an seinem Platz zu halten verlangt unaufhörliche Arbeit und beträchtliche Energie, und der Organismus verrichtet diese Arbeit in jedem Augenblick seines Lebens.
12. Jól mutatja ezt a hüllő és az ember összehasonlítása: a napon melegedő gyík testhőmérséklete a környezetével együtt változik, ezért keveset eszik, az ember viszont naponta annyi táplálékot éget el, amennyi az állandó testhő fenntartásához kell. – Gut zeigt das der Vergleich von Reptil und Mensch: die Körpertemperatur der sich in der Sonne wärmenden Eidechse ändert sich mit ihrer Umgebung, deshalb frisst sie wenig, der Mensch dagegen verbrennt täglich so viel Nahrung, wie zur Aufrechterhaltung der gleichbleibenden Körperwärme nötig ist (Gleichwarmheit, homoiothermia).
13. Cserébe azonban az ember hajnalban és éjszaka, hidegben és melegben, télen és nyáron egyaránt cselekvőképes marad, a gyík pedig csak akkor, ha a nap már felmelegítette. – Dafür bleibt der Mensch jedoch im Morgengrauen und in der Nacht, in Kälte und Wärme, im Winter und im Sommer gleichermaßen handlungsfähig, die Eidechse dagegen nur dann, wenn die Sonne sie bereits erwärmt hat.
14. Az állandóság ugyanakkor mindig viszonylagos: egyetlen élettani jellemző sem áll meg egyetlen ponton, mindegyik szűk sávon belül, szüntelenül hullámzik. – Die Beständigkeit ist zugleich stets eine verhältnismäßige: keine einzige physiologische Größe steht auf einem einzigen Punkt still, jede wogt unaufhörlich innerhalb eines schmalen Bandes.
15. A belső környezet nem elvont fogalom, hanem kézzelfogható anyag: víz, amelyben sók, cukor, fehérjék és gázok vannak oldva. – Das innere Milieu ist kein abstrakter Begriff, sondern ein greifbarer Stoff: Wasser, in dem Salze, Zucker, Eiweiße und Gase gelöst sind.
16. Az emberi test tömegének nagyjából kétharmada ilyen víz, és ez a víz három, egymással érintkező térben oszlik meg. – Etwa zwei Drittel der Masse des menschlichen Körpers sind solches Wasser, und dieses Wasser verteilt sich auf drei miteinander in Verbindung stehende Räume.
17. A nagyobbik rész a sejtek belsejében található, a kisebbik a sejteken kívül: részben a sejtek közötti hézagokban, részben az erekben keringő vérplazmában. – Der größere Teil befindet sich im Inneren der Zellen (Intrazellularraum, spatium intracellulare), der kleinere außerhalb der Zellen: teils in den Spalten zwischen den Zellen (Zwischenzellraum, spatium interstitiale), teils im in den Gefäßen kreisenden Blutplasma (plasma sanguinis).
18. A sejtek közötti folyadék enyhén sós, langyos és fehérjében szegény, és ez az a közeg, amelyben a szervezet minden egyes sejtje fürdik. – Die Flüssigkeit zwischen den Zellen ist leicht salzig, lauwarm und eiweißarm, und sie ist jene Umgebung, in der jede einzelne Zelle des Organismus badet.
19. Innen ered a szemléletes kép: minden ember magában hordoz egy belső tengert, amelynek a sejtjei a lakói, és amelynek a hőmérséklete, sótartalma és kémhatása alig változik. – Daher stammt das anschauliche Bild: jeder Mensch trägt in sich ein inneres Meer, dessen Bewohner seine Zellen sind und dessen Temperatur, Salzgehalt und Säuregrad sich kaum verändern.
20. A hasonlat több, mint puszta kép: a sejtek közötti folyadék összetétele feltűnően emlékeztet a tengervízre, mert az első sejtek az ősóceánban éltek, és a szárazföldre lépő élőlények mintegy magukkal vitték a saját tengerüket. – Der Vergleich ist mehr als ein bloßes Bild: die Zusammensetzung der Flüssigkeit zwischen den Zellen erinnert auffällig an Meerwasser, denn die ersten Zellen lebten im Urozean, und die an Land gehenden Lebewesen nahmen gewissermaßen ihr eigenes Meer mit.
21. Ebből következik az a meglepő tény, hogy a szervezet sejtjeinek túlnyomó többsége élete során soha nem érintkezik a külvilággal. – Daraus folgt die überraschende Tatsache, dass die überwiegende Mehrheit der Zellen des Organismus zeitlebens niemals die Außenwelt berührt.
22. A bőr felszíne, a bélcsatorna ürege és a tüdő légtere anatómiailag ugyan bennünk van, élettani értelemben azonban a külvilághoz tartozik: ezek a felületek választják el a belső tengert a külső világtól. – Die Oberfläche der Haut, der Hohlraum des Darmkanals und der Luftraum der Lunge liegen anatomisch zwar in uns, physiologisch gesehen gehören sie jedoch zur Außenwelt: diese Flächen trennen das innere Meer von der äußeren Welt.
23. A három folyadéktér nincs egymástól elzárva, hiszen a hajszálerek vékony falán át szüntelen anyagcsere zajlik a vér és a szövetek nedve között. – Die drei Flüssigkeitsräume sind nicht voneinander abgeschlossen, denn durch die dünne Wand der Haargefäße (Kapillaren, vasa capillaria) findet ein unaufhörlicher Stoffaustausch zwischen dem Blut und der Gewebsflüssigkeit statt.
24. Ami a szövetek közé kiszűrődött, de a hajszálér vénás végén nem szívódott vissza, a nyirokereken keresztül tér vissza a keringésbe. – Was in die Gewebe hinausgefiltert wurde, am venösen Ende der Kapillare aber nicht zurückgesaugt wird, kehrt über die Lymphgefäße (vasa lymphatica) in den Kreislauf zurück.
25. A három tér közül a vér a mozgó összekötő kapocs: percek alatt körbeér, és így a legtávolabbi szövetek nedvét is egymáshoz igazítja. – Von den drei Räumen ist das Blut das bewegliche Bindeglied: es umläuft den Körper in wenigen Minuten und gleicht so auch die Flüssigkeit der entlegensten Gewebe einander an.
26. Ennek gyakorlati következménye is van: a szabályozó rendszerek közvetlenül a vér összetételét tartják helyben, a többi tér pedig – mivel a határfelületek a legtöbb oldott anyagot átengedik – magától követi. – Das hat auch eine praktische Folge: die Regelsysteme halten unmittelbar die Zusammensetzung des Blutes an ihrem Platz, und die übrigen Räume folgen von selbst nach, weil die Grenzflächen die meisten gelösten Stoffe hindurchlassen.
27. Ezért árulkodik néhány csepp vér az egész belső környezet állapotáról, és ezért áll a vérvizsgálat az orvosi vizsgálat középpontjában. – Deshalb verrät ein paar Tropfen Blut den Zustand des gesamten inneren Milieus, und deshalb steht die Blutuntersuchung im Mittelpunkt der ärztlichen Untersuchung.
28. Mindez azonban nem magától áll fenn: a szervezet nem elzárkózik a külvilágtól, hanem szüntelenül szabályoz. – All dies besteht jedoch nicht von selbst: der Organismus schließt sich nicht gegen die Außenwelt ab, sondern regelt unaufhörlich.
29. A szabályozás mintája mindenütt ugyanaz, és a legkönnyebben egy hétköznapi példán, a termosztáttal vezérelt lakásfűtésen érthető meg. – Das Muster der Regelung ist überall dasselbe und lässt sich am leichtesten an einem alltäglichen Beispiel verstehen, an der thermostatgesteuerten Wohnungsheizung.
30. A termosztát méri a szoba levegőjének hőmérsékletét, összeveti a beállított értékkel, és ha a mért érték alacsonyabb, bekapcsolja a kazánt. – Der Thermostat misst die Temperatur der Zimmerluft, vergleicht sie mit dem eingestellten Wert, und wenn der gemessene Wert niedriger ist, schaltet er den Kessel ein.
31. A fűtés melegíti a szobát, a hőmérséklet emelkedik, a termosztát ezt is méri, és a beállított érték elérésekor kikapcsolja a kazánt. – Die Heizung erwärmt das Zimmer, die Temperatur steigt, der Thermostat misst auch das, und beim Erreichen des eingestellten Wertes schaltet er den Kessel ab.
32. Négy alkatrész és egy zárt kör: az érzékelő, az összehasonlító központ, a végrehajtó szerv, végül a visszajelzés, amely a kört bezárja. – Vier Bestandteile und ein geschlossener Kreis: der Fühler, das vergleichende Zentrum, das Stellglied und schließlich die Rückmeldung, die den Kreis schließt.
33. Az élő szervezetben pontosan ugyanez a négy szerep jelenik meg: az érzékelő rendszerint egy receptor, a központ többnyire idegsejtek csoportja, a végrehajtó szerv pedig izom, mirigy vagy érfal. – Im lebenden Organismus treten genau dieselben vier Rollen auf: der Fühler ist in der Regel ein Rezeptor (receptor), das Zentrum meist eine Gruppe von Nervenzellen, und das Stellglied ein Muskel, eine Drüse oder eine Gefäßwand.
34. A beállított értéket alapértéknek, a mindenkori mért értéket pillanatnyi értéknek nevezzük, és nem maga az érték, hanem a kettő különbsége indítja el a beavatkozást. – Den eingestellten Wert nennen wir Sollwert, den jeweils gemessenen Istwert, und nicht der Wert selbst, sondern der Unterschied zwischen beiden löst den Eingriff aus.
35. Az egészet mindig valamilyen zavaró tényező hozza mozgásba: a kinyitott ablak, a megivott cukros ital, a hirtelen felállás vagy a megkezdett futás. – In Bewegung gesetzt wird das Ganze stets von irgendeiner Störgröße: dem geöffneten Fenster, dem getrunkenen Zuckergetränk, dem plötzlichen Aufstehen oder dem begonnenen Lauf.
36. Mivel a válasz mindig az eltéréssel ellentétes irányú – a magas értéket csökkenti, az alacsonyat növeli –, negatív visszacsatolásról beszélünk, és éppen ez a szembenállás teszi a rendszert stabillá. – Da die Antwort stets der Abweichung entgegengesetzt gerichtet ist – den hohen Wert senkt sie, den niedrigen hebt sie –, sprechen wir von negativer Rückkopplung, und gerade dieses Entgegenwirken macht das System stabil.
37. A téli utcára kilépő ember ugyanezt a kört járja végig: a bőr hőérzékelői hideget jeleznek, a köztiagy hőközpontja eltérést talál, mire a bőr erei összeszűkülnek, a szőrszálak felállnak, és ha ez sem elég, a vázizmok didergésbe kezdenek. – Der auf die winterliche Straße hinaustretende Mensch durchläuft denselben Kreis: die Wärmefühler der Haut melden Kälte, das Wärmezentrum des Zwischenhirns (Hypothalamus) findet eine Abweichung, woraufhin sich die Hautgefäße verengen, die Härchen sich aufrichten und, wenn auch das nicht genügt, die Skelettmuskeln zu zittern beginnen.
38. A meleg szobába visszatérve ugyanez a központ ellenkező irányban dolgozik: az erek kitágulnak, a verejtékmirigyek megindulnak, és az elpárolgó verejték elviszi a felesleges hőt. – Bei der Rückkehr ins warme Zimmer arbeitet dasselbe Zentrum in die entgegengesetzte Richtung: die Gefäße erweitern sich, die Schweißdrüsen setzen ein, und der verdunstende Schweiß trägt die überschüssige Wärme fort.
39. Minden ilyen kör késve működik, hiszen csak akkor lép működésbe, amikor az eltérés már létrejött, ezért a szabályozott érték sohasem áll be simán, hanem előbb túllendül, majd egyre kisebb hullámokkal közelíti meg az alapértéket. – Jeder solche Kreis arbeitet mit Verzögerung, denn er tritt erst dann in Tätigkeit, wenn die Abweichung bereits entstanden ist, deshalb stellt sich der geregelte Wert niemals glatt ein, sondern schwingt zuerst über und nähert sich dann mit immer kleineren Wellen dem Sollwert.
40. A késés egy részét azonban a szervezet ki tudja kerülni: a nyál már az étel látványára megindul, a szívverés már a rajt előtt gyorsul, vagyis a válasz nemegyszer megelőzi magát a zavart. – Einen Teil der Verzögerung kann der Organismus jedoch umgehen: der Speichel fließt schon beim Anblick der Speise, der Herzschlag beschleunigt sich schon vor dem Start, die Antwort geht der Störung also nicht selten voraus.
41. Minden szabályozásnak van azonban működési tartománya: azon belül megbízhatóan dolgozik, azon kívül viszont nem – nem azért, mert hibás, hanem mert a feladat meghaladja a rendelkezésre álló eszközöket. – Jede Regelung hat jedoch einen Arbeitsbereich: innerhalb dessen arbeitet sie zuverlässig, außerhalb davon dagegen nicht – nicht weil sie fehlerhaft wäre, sondern weil die Aufgabe die verfügbaren Mittel übersteigt.
42. A hőszabályozás akkor mondja fel a szolgálatot, amikor a levegő egyszerre forró és párás: a verejték kiválasztódik ugyan, de nem párolog el, és a hőleadás legfontosabb útja bezárul. – Die Wärmeregelung versagt dann, wenn die Luft zugleich heiß und feucht ist: der Schweiß wird zwar abgesondert, verdunstet aber nicht, und der wichtigste Weg der Wärmeabgabe schließt sich.
43. A vízhiány néhány nap alatt éri el a határt, mert a vese egyre töményebb vizeletet készít ugyan, az ürítést azonban nem szüntetheti be teljesen, hiszen a bomlástermékeket ki kell mosnia. – Der Wassermangel erreicht die Grenze binnen weniger Tage, denn die Niere stellt zwar einen immer konzentrierteren Harn her, kann die Ausscheidung aber nicht völlig einstellen, weil sie die Abbauprodukte ausspülen muss.
44. Nagy magasságban a ritka levegőből minden lélegzetvétellel kevesebb oxigén jut a vérbe, és a mélyebb légzés meg a hetek alatt megszaporodó vörösvértestek egy bizonyos magasság fölött már nem elegendők. – In großer Höhe gelangt aus der dünnen Luft mit jedem Atemzug weniger Sauerstoff ins Blut, und die tiefere Atmung sowie die im Lauf von Wochen vermehrten roten Blutkörperchen genügen oberhalb einer bestimmten Höhe nicht mehr.
45. A tartalékok tehát minden esetben végesek, csak a kimerülésükhöz szükséges idő különbözik: a cukorraktár egy nap alatt fogy el, a víztartalék néhány nap alatt, a keringésé pedig súlyos vérveszteségben percek alatt. – Die Reserven sind also in jedem Fall endlich, nur die zu ihrer Erschöpfung nötige Zeit ist verschieden: der Zuckerspeicher geht binnen eines Tages zur Neige, der Wasservorrat binnen weniger Tage, und der des Kreislaufs bei schwerem Blutverlust binnen Minuten.
46. A határ hamarabb jelentkezik akkor is, ha két szabályozó ellentétes irányba húz: nagy hőségben a bőr ereinek tágulása hűt, ugyanakkor leviszi a vérnyomást, és a szervezet ilyenkor a vérnyomás mellett dönt, a hűtést pedig feladja. – Die Grenze zeigt sich auch dann früher, wenn zwei Regler in entgegengesetzte Richtungen ziehen: in großer Hitze kühlt die Erweiterung der Hautgefäße, senkt zugleich aber den Blutdruck, und der Organismus entscheidet sich dann für den Blutdruck und gibt die Kühlung auf.
47. A szabályozás legkülső köre már nem élettani, hanem magatartásbeli: a szomjúság, az éhség, a hidegérzet és a fáradtság mind olyan jelzés, amely cselekvésre indít. – Der äußerste Kreis der Regelung ist nicht mehr physiologischer, sondern verhaltensmäßiger Art: Durst, Hunger, Kälteempfinden und Müdigkeit sind allesamt Signale, die zum Handeln antreiben.
48. Aki kabátot vesz, árnyékba húzódik, vizet iszik vagy leül pihenni, ugyanolyan érvényes szabályozási lépést tesz, mint az érszűkület vagy a verejtékezés, csak sokkal olcsóbban és nagyobb hatásfokkal. – Wer den Mantel anzieht, sich in den Schatten zurückzieht, Wasser trinkt oder sich zum Ausruhen hinsetzt, vollzieht einen ebenso gültigen Regelschritt wie die Gefäßverengung oder das Schwitzen, nur viel billiger und mit größerer Wirksamkeit.
49. A tartomány határa ráadásul nem mindenkinél húzódik ugyanott: a csecsemőé és az idős emberé szűkebb, az edzett szervezeté tágabb, a hegyekhez hozzászokott emberé pedig ott is elegendő, ahol a jövevény már alig kap levegőt. – Zudem verläuft die Grenze des Bereichs nicht bei jedem an derselben Stelle: die des Säuglings und des alten Menschen ist enger, die des trainierten Organismus weiter, und die des an das Gebirge gewöhnten Menschen reicht noch dort aus, wo der Neuankömmling kaum mehr Luft bekommt.
50. A belső környezet állandósága tehát nem adottság, hanem szüntelenül újra megszerzett eredmény, és amint ez a munka abbamarad, a test néhány óra alatt felveszi környezete hőmérsékletét, összetételét és rendezetlenségét. – Die Beständigkeit des inneren Milieus ist also keine Gegebenheit, sondern ein unaufhörlich neu errungenes Ergebnis, und sobald diese Arbeit aufhört, nimmt der Körper binnen weniger Stunden die Temperatur, die Zusammensetzung und die Unordnung seiner Umgebung an.
(aufklappen)magyar
1. Aki januári fagyból lép be egy fűtött szobába, néhány másodperc alatt közel negyven fokos hőmérséklet-változást él át, testének belseje azonban ezalatt alig néhány tizedfokkal tér el a megszokottól.
2. Ugyanez érvényes szinte mindenre: a külvilág órák alatt gyökeresen megváltozhat, a szervezet belső állapota mégis nap mint nap ugyanaz marad.
3. Ez a szembeötlő különbség a külső és a belső világ ingadozása között az egész élettan egyik alapkérdése.
4. A választ Claude Bernard francia élettanász fogalmazta meg először: a soksejtű élőlény sejtjei nem a külvilágban élnek, hanem egy saját, belső környezetben, amelyet a szervezet maga hoz létre és maga tart fenn.
5. Bernard szerint a szabad és független élet feltétele éppen ennek a belső környezetnek az állandósága.
6. A jelenség nevét nyolcvan évvel később Walter Cannon amerikai élettanász alkotta meg: homeosztázisnak nevezte el, ami nem nyugalmat, hanem „hasonló állapotban maradást” jelent.
7. A homeosztázis ugyanis nem mozdulatlanság, hanem szüntelen mozgás eredménye, és jó képet ad róla a folyamatosan táplált és folyamatosan lefolyó medence: a vízszint állandó, jóllehet egyetlen csepp sem marad benne sokáig.
8. Az állandóságra azért van szükség, mert a sejtek működése kényes: az enzimek csak meghatározott hőmérsékleten és kémhatásnál dolgoznak jól, a fehérjék térszerkezete pedig már csekély eltolódásra megváltozik.
9. Néhány fok hőmérséklet-emelkedés vagy a vér kémhatásának kis eltolódása elég ahhoz, hogy a sejt egész vegykonyhája elakadjon.
10. Az állandóság tehát nem kényelem, hanem életfeltétel.
11. Ára is van: a belső környezet helyben tartása szüntelen munkát és tetemes energiát igényel, és a szervezet ezt a munkát élete minden pillanatában végzi.
12. Jól mutatja ezt a hüllő és az ember összehasonlítása: a napon melegedő gyík testhőmérséklete a környezetével együtt változik, ezért keveset eszik, az ember viszont naponta annyi táplálékot éget el, amennyi az állandó testhő fenntartásához kell.
13. Cserébe azonban az ember hajnalban és éjszaka, hidegben és melegben, télen és nyáron egyaránt cselekvőképes marad, a gyík pedig csak akkor, ha a nap már felmelegítette.
14. Az állandóság ugyanakkor mindig viszonylagos: egyetlen élettani jellemző sem áll meg egyetlen ponton, mindegyik szűk sávon belül, szüntelenül hullámzik.
15. A belső környezet nem elvont fogalom, hanem kézzelfogható anyag: víz, amelyben sók, cukor, fehérjék és gázok vannak oldva.
16. Az emberi test tömegének nagyjából kétharmada ilyen víz, és ez a víz három, egymással érintkező térben oszlik meg.
17. A nagyobbik rész a sejtek belsejében található, a kisebbik a sejteken kívül: részben a sejtek közötti hézagokban, részben az erekben keringő vérplazmában.
18. A sejtek közötti folyadék enyhén sós, langyos és fehérjében szegény, és ez az a közeg, amelyben a szervezet minden egyes sejtje fürdik.
19. Innen ered a szemléletes kép: minden ember magában hordoz egy belső tengert, amelynek a sejtjei a lakói, és amelynek a hőmérséklete, sótartalma és kémhatása alig változik.
20. A hasonlat több, mint puszta kép: a sejtek közötti folyadék összetétele feltűnően emlékeztet a tengervízre, mert az első sejtek az ősóceánban éltek, és a szárazföldre lépő élőlények mintegy magukkal vitték a saját tengerüket.
21. Ebből következik az a meglepő tény, hogy a szervezet sejtjeinek túlnyomó többsége élete során soha nem érintkezik a külvilággal.
22. A bőr felszíne, a bélcsatorna ürege és a tüdő légtere anatómiailag ugyan bennünk van, élettani értelemben azonban a külvilághoz tartozik: ezek a felületek választják el a belső tengert a külső világtól.
23. A három folyadéktér nincs egymástól elzárva, hiszen a hajszálerek vékony falán át szüntelen anyagcsere zajlik a vér és a szövetek nedve között.
24. Ami a szövetek közé kiszűrődött, de a hajszálér vénás végén nem szívódott vissza, a nyirokereken keresztül tér vissza a keringésbe.
25. A három tér közül a vér a mozgó összekötő kapocs: percek alatt körbeér, és így a legtávolabbi szövetek nedvét is egymáshoz igazítja.
26. Ennek gyakorlati következménye is van: a szabályozó rendszerek közvetlenül a vér összetételét tartják helyben, a többi tér pedig — mivel a határfelületek a legtöbb oldott anyagot átengedik — magától követi.
27. Ezért árulkodik néhány csepp vér az egész belső környezet állapotáról, és ezért áll a vérvizsgálat az orvosi vizsgálat középpontjában.
28. Mindez azonban nem magától áll fenn: a szervezet nem elzárkózik a külvilágtól, hanem szüntelenül szabályoz.
29. A szabályozás mintája mindenütt ugyanaz, és a legkönnyebben egy hétköznapi példán, a termosztáttal vezérelt lakásfűtésen érthető meg.
30. A termosztát méri a szoba levegőjének hőmérsékletét, összeveti a beállított értékkel, és ha a mért érték alacsonyabb, bekapcsolja a kazánt.
31. A fűtés melegíti a szobát, a hőmérséklet emelkedik, a termosztát ezt is méri, és a beállított érték elérésekor kikapcsolja a kazánt.
32. Négy alkatrész és egy zárt kör: az érzékelő, az összehasonlító központ, a végrehajtó szerv, végül a visszajelzés, amely a kört bezárja.
33. Az élő szervezetben pontosan ugyanez a négy szerep jelenik meg: az érzékelő rendszerint egy receptor, a központ többnyire idegsejtek csoportja, a végrehajtó szerv pedig izom, mirigy vagy érfal.
34. A beállított értéket alapértéknek, a mindenkori mért értéket pillanatnyi értéknek nevezzük, és nem maga az érték, hanem a kettő különbsége indítja el a beavatkozást.
35. Az egészet mindig valamilyen zavaró tényező hozza mozgásba: a kinyitott ablak, a megivott cukros ital, a hirtelen felállás vagy a megkezdett futás.
36. Mivel a válasz mindig az eltéréssel ellentétes irányú — a magas értéket csökkenti, az alacsonyat növeli –, negatív visszacsatolásról beszélünk, és éppen ez a szembenállás teszi a rendszert stabillá.
37. A téli utcára kilépő ember ugyanezt a kört járja végig: a bőr hőérzékelői hideget jeleznek, a köztiagy hőközpontja eltérést talál, mire a bőr erei összeszűkülnek, a szőrszálak felállnak, és ha ez sem elég, a vázizmok didergésbe kezdenek.
38. A meleg szobába visszatérve ugyanez a központ ellenkező irányban dolgozik: az erek kitágulnak, a verejtékmirigyek megindulnak, és az elpárolgó verejték elviszi a felesleges hőt.
39. Minden ilyen kör késve működik, hiszen csak akkor lép működésbe, amikor az eltérés már létrejött, ezért a szabályozott érték sohasem áll be simán, hanem előbb túllendül, majd egyre kisebb hullámokkal közelíti meg az alapértéket.
40. A késés egy részét azonban a szervezet ki tudja kerülni: a nyál már az étel látványára megindul, a szívverés már a rajt előtt gyorsul, vagyis a válasz nemegyszer megelőzi magát a zavart.
41. Minden szabályozásnak van azonban működési tartománya: azon belül megbízhatóan dolgozik, azon kívül viszont nem — nem azért, mert hibás, hanem mert a feladat meghaladja a rendelkezésre álló eszközöket.
42. A hőszabályozás akkor mondja fel a szolgálatot, amikor a levegő egyszerre forró és párás: a verejték kiválasztódik ugyan, de nem párolog el, és a hőleadás legfontosabb útja bezárul.
43. A vízhiány néhány nap alatt éri el a határt, mert a vese egyre töményebb vizeletet készít ugyan, az ürítést azonban nem szüntetheti be teljesen, hiszen a bomlástermékeket ki kell mosnia.
44. Nagy magasságban a ritka levegőből minden lélegzetvétellel kevesebb oxigén jut a vérbe, és a mélyebb légzés meg a hetek alatt megszaporodó vörösvértestek egy bizonyos magasság fölött már nem elegendők.
45. A tartalékok tehát minden esetben végesek, csak a kimerülésükhöz szükséges idő különbözik: a cukorraktár egy nap alatt fogy el, a víztartalék néhány nap alatt, a keringésé pedig súlyos vérveszteségben percek alatt.
46. A határ hamarabb jelentkezik akkor is, ha két szabályozó ellentétes irányba húz: nagy hőségben a bőr ereinek tágulása hűt, ugyanakkor leviszi a vérnyomást, és a szervezet ilyenkor a vérnyomás mellett dönt, a hűtést pedig feladja.
47. A szabályozás legkülső köre már nem élettani, hanem magatartásbeli: a szomjúság, az éhség, a hidegérzet és a fáradtság mind olyan jelzés, amely cselekvésre indít.
48. Aki kabátot vesz, árnyékba húzódik, vizet iszik vagy leül pihenni, ugyanolyan érvényes szabályozási lépést tesz, mint az érszűkület vagy a verejtékezés, csak sokkal olcsóbban és nagyobb hatásfokkal.
49. A tartomány határa ráadásul nem mindenkinél húzódik ugyanott: a csecsemőé és az idős emberé szűkebb, az edzett szervezeté tágabb, a hegyekhez hozzászokott emberé pedig ott is elegendő, ahol a jövevény már alig kap levegőt.
50. A belső környezet állandósága tehát nem adottság, hanem szüntelenül újra megszerzett eredmény, és amint ez a munka abbamarad, a test néhány óra alatt felveszi környezete hőmérsékletét, összetételét és rendezetlenségét.
(aufklappen)német
1. Wer aus dem Januarfrost in ein geheiztes Zimmer tritt, erlebt binnen weniger Sekunden einen Temperaturwechsel von nahezu vierzig Grad, das Innere seines Körpers weicht währenddessen jedoch kaum um einige Zehntelgrade vom Gewohnten ab.
2. Dasselbe gilt für fast alles: die Außenwelt kann sich binnen Stunden von Grund auf ändern, der innere Zustand des Organismus bleibt dennoch Tag für Tag derselbe.
3. Dieser auffällige Unterschied zwischen dem Schwanken der äußeren und der inneren Welt ist eine der Grundfragen der gesamten Physiologie.
4. Die Antwort formulierte zuerst der französische Physiologe Claude Bernard: die Zellen eines vielzelligen Lebewesens leben nicht in der Außenwelt, sondern in einem eigenen, inneren Milieu (milieu intérieur), das der Organismus selbst schafft und selbst aufrechterhält.
5. Nach Bernard ist die Beständigkeit eben dieses inneren Milieus die Voraussetzung eines freien und unabhängigen Lebens.
6. Den Namen für diese Erscheinung schuf achtzig Jahre später der amerikanische Physiologe Walter Cannon: er nannte sie Homöostase (homoeostasis), was nicht Ruhe, sondern „Verharren in einem ähnlichen Zustand“ bedeutet.
7. Die Homöostase ist nämlich keine Unbeweglichkeit, sondern das Ergebnis unaufhörlicher Bewegung, und ein gutes Bild dafür ist das ständig gespeiste und ständig ablaufende Becken: der Wasserstand ist gleichbleibend, obwohl kein einziger Tropfen lange darin bleibt (Fließgleichgewicht).
8. Die Beständigkeit ist deshalb nötig, weil die Arbeit der Zellen empfindlich ist: die Enzyme arbeiten nur bei bestimmter Temperatur und bestimmtem Säuregrad gut, und die Raumstruktur der Eiweiße verändert sich schon bei geringer Verschiebung.
9. Ein Temperaturanstieg um wenige Grade oder eine kleine Verschiebung des Säuregrades des Blutes genügt, damit die gesamte chemische Küche der Zelle ins Stocken gerät.
10. Die Beständigkeit ist also keine Bequemlichkeit, sondern eine Lebensbedingung.
11. Sie hat auch ihren Preis: das inneres Milieu an seinem Platz zu halten verlangt unaufhörliche Arbeit und beträchtliche Energie, und der Organismus verrichtet diese Arbeit in jedem Augenblick seines Lebens.
12. Gut zeigt das der Vergleich von Reptil und Mensch: die Körpertemperatur der sich in der Sonne wärmenden Eidechse ändert sich mit ihrer Umgebung, deshalb frisst sie wenig, der Mensch dagegen verbrennt täglich so viel Nahrung, wie zur Aufrechterhaltung der gleichbleibenden Körperwärme nötig ist (Gleichwarmheit, homoiothermia).
13. Dafür bleibt der Mensch jedoch im Morgengrauen und in der Nacht, in Kälte und Wärme, im Winter und im Sommer gleichermaßen handlungsfähig, die Eidechse dagegen nur dann, wenn die Sonne sie bereits erwärmt hat.
14. Die Beständigkeit ist zugleich stets eine verhältnismäßige: keine einzige physiologische Größe steht auf einem einzigen Punkt still, jede wogt unaufhörlich innerhalb eines schmalen Bandes.
15. Das innere Milieu ist kein abstrakter Begriff, sondern ein greifbarer Stoff: Wasser, in dem Salze, Zucker, Eiweiße und Gase gelöst sind.
16. Etwa zwei Drittel der Masse des menschlichen Körpers sind solches Wasser, und dieses Wasser verteilt sich auf drei miteinander in Verbindung stehende Räume.
17. Der größere Teil befindet sich im Inneren der Zellen (Intrazellularraum, spatium intracellulare), der kleinere außerhalb der Zellen: teils in den Spalten zwischen den Zellen (Zwischenzellraum, spatium interstitiale), teils im in den Gefäßen kreisenden Blutplasma (plasma sanguinis).
18. Die Flüssigkeit zwischen den Zellen ist leicht salzig, lauwarm und eiweißarm, und sie ist jene Umgebung, in der jede einzelne Zelle des Organismus badet.
19. Daher stammt das anschauliche Bild: jeder Mensch trägt in sich ein inneres Meer, dessen Bewohner seine Zellen sind und dessen Temperatur, Salzgehalt und Säuregrad sich kaum verändern.
20. Der Vergleich ist mehr als ein bloßes Bild: die Zusammensetzung der Flüssigkeit zwischen den Zellen erinnert auffällig an Meerwasser, denn die ersten Zellen lebten im Urozean, und die an Land gehenden Lebewesen nahmen gewissermaßen ihr eigenes Meer mit.
21. Daraus folgt die überraschende Tatsache, dass die überwiegende Mehrheit der Zellen des Organismus zeitlebens niemals die Außenwelt berührt.
22. Die Oberfläche der Haut, der Hohlraum des Darmkanals und der Luftraum der Lunge liegen anatomisch zwar in uns, physiologisch gesehen gehören sie jedoch zur Außenwelt: diese Flächen trennen das innere Meer von der äußeren Welt.
23. Die drei Flüssigkeitsräume sind nicht voneinander abgeschlossen, denn durch die dünne Wand der Haargefäße (Kapillaren, vasa capillaria) findet ein unaufhörlicher Stoffaustausch zwischen dem Blut und der Gewebsflüssigkeit statt.
24. Was in die Gewebe hinausgefiltert wurde, am venösen Ende der Kapillare aber nicht zurückgesaugt wird, kehrt über die Lymphgefäße (vasa lymphatica) in den Kreislauf zurück.
25. Von den drei Räumen ist das Blut das bewegliche Bindeglied: es umläuft den Körper in wenigen Minuten und gleicht so auch die Flüssigkeit der entlegensten Gewebe einander an.
26. Das hat auch eine praktische Folge: die Regelsysteme halten unmittelbar die Zusammensetzung des Blutes an ihrem Platz, und die übrigen Räume folgen von selbst nach, weil die Grenzflächen die meisten gelösten Stoffe hindurchlassen.
27. Deshalb verrät ein paar Tropfen Blut den Zustand des gesamten inneren Milieus, und deshalb steht die Blutuntersuchung im Mittelpunkt der ärztlichen Untersuchung.
28. All dies besteht jedoch nicht von selbst: der Organismus schließt sich nicht gegen die Außenwelt ab, sondern regelt unaufhörlich.
29. Das Muster der Regelung ist überall dasselbe und lässt sich am leichtesten an einem alltäglichen Beispiel verstehen, an der thermostatgesteuerten Wohnungsheizung.
30. Der Thermostat misst die Temperatur der Zimmerluft, vergleicht sie mit dem eingestellten Wert, und wenn der gemessene Wert niedriger ist, schaltet er den Kessel ein.
31. Die Heizung erwärmt das Zimmer, die Temperatur steigt, der Thermostat misst auch das, und beim Erreichen des eingestellten Wertes schaltet er den Kessel ab.
32. Vier Bestandteile und ein geschlossener Kreis: der Fühler, das vergleichende Zentrum, das Stellglied und schließlich die Rückmeldung, die den Kreis schließt.
33. Im lebenden Organismus treten genau dieselben vier Rollen auf: der Fühler ist in der Regel ein Rezeptor (receptor), das Zentrum meist eine Gruppe von Nervenzellen, und das Stellglied ein Muskel, eine Drüse oder eine Gefäßwand.
34. Den eingestellten Wert nennen wir Sollwert, den jeweils gemessenen Istwert, und nicht der Wert selbst, sondern der Unterschied zwischen beiden löst den Eingriff aus.
35. In Bewegung gesetzt wird das Ganze stets von irgendeiner Störgröße: dem geöffneten Fenster, dem getrunkenen Zuckergetränk, dem plötzlichen Aufstehen oder dem begonnenen Lauf.
36. Da die Antwort stets der Abweichung entgegengesetzt gerichtet ist — den hohen Wert senkt sie, den niedrigen hebt sie –, sprechen wir von negativer Rückkopplung, und gerade dieses Entgegenwirken macht das System stabil.
37. Der auf die winterliche Straße hinaustretende Mensch durchläuft denselben Kreis: die Wärmefühler der Haut melden Kälte, das Wärmezentrum des Zwischenhirns (Hypothalamus) findet eine Abweichung, woraufhin sich die Hautgefäße verengen, die Härchen sich aufrichten und, wenn auch das nicht genügt, die Skelettmuskeln zu zittern beginnen.
38. Bei der Rückkehr ins warme Zimmer arbeitet dasselbe Zentrum in die entgegengesetzte Richtung: die Gefäße erweitern sich, die Schweißdrüsen setzen ein, und der verdunstende Schweiß trägt die überschüssige Wärme fort.
39. Jeder solche Kreis arbeitet mit Verzögerung, denn er tritt erst dann in Tätigkeit, wenn die Abweichung bereits entstanden ist, deshalb stellt sich der geregelte Wert niemals glatt ein, sondern schwingt zuerst über und nähert sich dann mit immer kleineren Wellen dem Sollwert.
40. Einen Teil der Verzögerung kann der Organismus jedoch umgehen: der Speichel fließt schon beim Anblick der Speise, der Herzschlag beschleunigt sich schon vor dem Start, die Antwort geht der Störung also nicht selten voraus.
41. Jede Regelung hat jedoch einen Arbeitsbereich: innerhalb dessen arbeitet sie zuverlässig, außerhalb davon dagegen nicht — nicht weil sie fehlerhaft wäre, sondern weil die Aufgabe die verfügbaren Mittel übersteigt.
42. Die Wärmeregelung versagt dann, wenn die Luft zugleich heiß und feucht ist: der Schweiß wird zwar abgesondert, verdunstet aber nicht, und der wichtigste Weg der Wärmeabgabe schließt sich.
43. Der Wassermangel erreicht die Grenze binnen weniger Tage, denn die Niere stellt zwar einen immer konzentrierteren Harn her, kann die Ausscheidung aber nicht völlig einstellen, weil sie die Abbauprodukte ausspülen muss.
44. In großer Höhe gelangt aus der dünnen Luft mit jedem Atemzug weniger Sauerstoff ins Blut, und die tiefere Atmung sowie die im Lauf von Wochen vermehrten roten Blutkörperchen genügen oberhalb einer bestimmten Höhe nicht mehr.
45. Die Reserven sind also in jedem Fall endlich, nur die zu ihrer Erschöpfung nötige Zeit ist verschieden: der Zuckerspeicher geht binnen eines Tages zur Neige, der Wasservorrat binnen weniger Tage, und der des Kreislaufs bei schwerem Blutverlust binnen Minuten.
46. Die Grenze zeigt sich auch dann früher, wenn zwei Regler in entgegengesetzte Richtungen ziehen: in großer Hitze kühlt die Erweiterung der Hautgefäße, senkt zugleich aber den Blutdruck, und der Organismus entscheidet sich dann für den Blutdruck und gibt die Kühlung auf.
47. Der äußerste Kreis der Regelung ist nicht mehr physiologischer, sondern verhaltensmäßiger Art: Durst, Hunger, Kälteempfinden und Müdigkeit sind allesamt Signale, die zum Handeln antreiben.
48. Wer den Mantel anzieht, sich in den Schatten zurückzieht, Wasser trinkt oder sich zum Ausruhen hinsetzt, vollzieht einen ebenso gültigen Regelschritt wie die Gefäßverengung oder das Schwitzen, nur viel billiger und mit größerer Wirksamkeit.
49. Zudem verläuft die Grenze des Bereichs nicht bei jedem an derselben Stelle: die des Säuglings und des alten Menschen ist enger, die des trainierten Organismus weiter, und die des an das Gebirge gewöhnten Menschen reicht noch dort aus, wo der Neuankömmling kaum mehr Luft bekommt.
50. Die Beständigkeit des inneren Milieus ist also keine Gegebenheit, sondern ein unaufhörlich neu errungenes Ergebnis, und sobald diese Arbeit aufhört, nimmt der Körper binnen weniger Stunden die Temperatur, die Zusammensetzung und die Unordnung seiner Umgebung an.
—————————————
Version 2
1. Ha egy felnőtt ember testét alkotórészeire bontanánk, a legnagyobb tétel nem az izom és nem a csont volna, hanem a víz: testtömegének nagyjából kétharmada folyadék. – Wenn man den Körper eines erwachsenen Menschen in seine Bestandteile zerlegen würde, wäre der größte Posten weder Muskel noch Knochen, sondern Wasser: etwa zwei Drittel seiner Körpermasse sind Flüssigkeit.
2. Ez a víz nem egyetlen tóként áll a testben, hanem három, egymással érintkező térben oszlik meg, és a nagyobbik része magukban a sejtekben található. – Dieses Wasser steht nicht als ein einziger See im Körper, sondern verteilt sich auf drei miteinander in Verbindung stehende Räume, und sein größerer Teil befindet sich in den Zellen selbst (Intrazellularraum, spatium intracellulare).
3. A sejteken kívüli víznek a kisebbik hányada az erekben kering vérplazmaként, a nagyobbik pedig a sejtek közötti hézagokat tölti ki. – Der kleinere Anteil des Wassers außerhalb der Zellen kreist in den Gefäßen als Blutplasma (plasma sanguinis), der größere füllt die Spalten zwischen den Zellen aus (Zwischenzellraum, spatium interstitiale).
4. Ez a sejtek közötti folyadék enyhén sós, langyos és fehérjében szegény: olyan, mint egy meleg, sekély tenger, amelyben minden egyes sejt fürdik. – Diese Flüssigkeit zwischen den Zellen ist leicht salzig, lauwarm und eiweißarm: sie ist wie ein warmes, flaches Meer, in dem jede einzelne Zelle badet.
5. A szervezet sejtjeinek túlnyomó többsége élete során soha nem érintkezik a külvilággal, hiszen a bőr felszíne, a bélcsatorna ürege és a tüdő légtere anatómiailag ugyan bennünk van, élettani értelemben azonban kívül esik rajtunk. – Die überwiegende Mehrheit der Zellen des Organismus berührt zeitlebens niemals die Außenwelt, denn die Oberfläche der Haut, der Hohlraum des Darmkanals und der Luftraum der Lunge liegen anatomisch zwar in uns, physiologisch gesehen jedoch außerhalb von uns.
6. A három tér összetétele feltűnően különbözik: a sejtekben a kálium uralkodik, a sejteken kívüli folyadékban a nátrium, a vérplazmát pedig a benne oldott fehérjék különítik el a szomszédos szövetnedvtől. – Die Zusammensetzung der drei Räume unterscheidet sich auffällig: in den Zellen herrscht das Kalium (kalium) vor, in der Flüssigkeit außerhalb der Zellen das Natrium (natrium), und das Blutplasma unterscheiden die in ihm gelösten Eiweiße von der benachbarten Gewebsflüssigkeit.
7. A vér és a szövetek között az anyagok a hajszálerek vékony falán át cserélődnek ki, ahol a távolság olyan csekély, hogy az oldott anyagok puszta kiegyenlítődéssel is célba érnek. – Zwischen Blut und Geweben werden die Stoffe durch die dünne Wand der Haargefäße (Kapillaren, vasa capillaria) ausgetauscht, wo der Abstand so gering ist, dass die gelösten Stoffe auch durch bloßen Ausgleich ans Ziel gelangen.
8. Ami a szövetek közé kiszűrődött, de a hajszálér vénás végén nem szívódott vissza, a nyirokereken keresztül tér vissza a keringésbe, és így a szövetek nem duzzadnak meg. – Was in die Gewebe hinausgefiltert wurde, am venösen Ende der Kapillare aber nicht zurückgesaugt wird, kehrt über die Lymphgefäße (Lymphe, lympha) in den Kreislauf zurück, und so schwellen die Gewebe nicht an.
9. A víztartalom nem mindenkinél azonos: az újszülött teste jóval vizesebb, mint az idős emberé, a zsírszövet pedig alig tartalmaz vizet, ezért a zsírosabb testalkat rendszerint alacsonyabb víztartalommal jár. – Der Wassergehalt ist nicht bei jedem gleich: der Körper eines Neugeborenen ist weit wasserreicher als der eines alten Menschen, und das Fettgewebe enthält kaum Wasser, weshalb ein fettreicherer Körperbau in der Regel mit einem niedrigeren Wassergehalt einhergeht.
10. A három tér közül a vér a mozgó összekötő kapocs: percek alatt körbeér, mindenhová ugyanazt a folyadékot viszi, és így a legtávolabbi szövetek nedvét is egymáshoz igazítja. – Von den drei Räumen ist das Blut das bewegliche Bindeglied: es umläuft den Körper in wenigen Minuten, trägt überallhin dieselbe Flüssigkeit und gleicht so auch die Gewebsflüssigkeit der entlegensten Gewebe einander an.
11. Hogy ennek a belső tengernek az összetétele napról napra ugyanaz marad, miközben a sejtek szüntelenül vesznek ki belőle és adnak bele, nem magától értetődő állapot, hanem szakadatlanul végzett munka eredménye. – Dass die Zusammensetzung dieses inneren Meeres Tag für Tag dieselbe bleibt, während die Zellen unablässig aus ihm entnehmen und in es abgeben, ist kein selbstverständlicher Zustand, sondern das Ergebnis unaufhörlich geleisteter Arbeit.
12. Az összetétel feltűnően emlékeztet a tengervízre, és ez aligha véletlen: az első sejtek az ősóceánban éltek, és a szárazföldre lépő élőlények mintegy magukkal vitték a saját tengerüket, hogy sejtjeik továbbra is a megszokott közegben maradhassanak. – Die Zusammensetzung erinnert auffällig an Meerwasser, und das ist kaum ein Zufall: die ersten Zellen lebten im Urozean, und die an Land gehenden Lebewesen nahmen gewissermaßen ihr eigenes Meer mit, damit ihre Zellen weiterhin in der gewohnten Umgebung bleiben konnten.
13. A belső környezet viszonylagos állandóságát homeosztázisnak nevezzük, és legszemléletesebb példája a testmag hőmérséklete, amely a külső hideg és meleg ellenére is 37 fok körül marad, mindössze néhány tizedfoknyi ingadozással. – Die verhältnismäßige Beständigkeit des inneren Milieus (milieu intérieur) nennen wir Homöostase (homoeostasis), und ihr anschaulichstes Beispiel ist die Temperatur des Körperkerns, die trotz äußerer Kälte und Hitze bei etwa 37 Grad bleibt, mit einer Schwankung von nur einigen Zehntelgraden.
14. A vér cukortartalma szintén szűk sávban mozog, mert az idegsejtek szinte kizárólag cukorból nyerik energiájukat, és néhány perces hiányt sem viselnek el. – Auch der Zuckergehalt des Blutes (Blutzuckerspiegel, glycaemia) bewegt sich in einem engen Band, weil die Nervenzellen ihre Energie fast ausschließlich aus Zucker gewinnen und nicht einmal einen wenige Minuten dauernden Mangel ertragen.
15. A vér kémhatása a legszigorúbban őrzött jellemzők közé tartozik: már igen csekély eltolódás is megzavarja az enzimek működését, ezért a pufferek, a légzés és a vese együtt tartják helyben. – Der Säuregrad des Blutes gehört zu den am strengsten gehüteten Größen: schon eine sehr geringe Verschiebung stört die Arbeit der Enzyme, deshalb halten ihn die Puffer, die Atmung und die Niere gemeinsam an seinem Platz (gleichbleibender Säuregrad, isohydria).
16. Ugyanilyen szorosan szabályozott a testnedvek sótartalma és összmennyisége, hiszen a sejtek ozmométerként viselkednek: hígabb környezetben megduzzadnak, töményebbben pedig összezsugorodnak. – Ebenso eng geregelt sind der Salzgehalt (gleichbleibender Salzgehalt, isoionia) und die Gesamtmenge der Körperflüssigkeiten (gleichbleibendes Volumen, isovolaemia), denn die Zellen verhalten sich wie Osmometer: in einer dünneren Umgebung quellen sie auf, in einer konzentrierteren schrumpfen sie.
17. A vér oxigén- és szén-dioxid-tartalma is állandó szinten tartott érték, és a kettő közül nem az oxigén hiánya, hanem a szén-dioxid felszaporodása az, ami a légzést a leggyorsabban felerősíti. – Auch der Sauerstoff- und der Kohlendioxidgehalt des Blutes sind auf gleichbleibendem Niveau gehaltene Werte, und von beiden ist es nicht der Mangel an Sauerstoff, sondern die Anhäufung von Kohlendioxid, die die Atmung am schnellsten verstärkt.
18. A vérnyomásnak elég magasnak kell lennie ahhoz, hogy a vér a fej magasságába is feljusson, ugyanakkor elég alacsonynak ahhoz, hogy a hajszálereket ne rongálja. – Der Blutdruck (tensio arteriosa) muss hoch genug sein, damit das Blut auch bis in Kopfhöhe gelangt, zugleich aber niedrig genug, um die Kapillaren nicht zu schädigen.
19. A kalcium és a kálium szintje első pillantásra jelentéktelen részletnek látszik, valójában azonban az izmok és az idegek ingerelhetősége múlik rajta, és a káliumszint durva eltérése a szívet perceken belül megállíthatja. – Der Kalzium- (calcium) und der Kaliumspiegel scheinen auf den ersten Blick eine unbedeutende Einzelheit zu sein, in Wirklichkeit hängt jedoch die Erregbarkeit der Muskeln und der Nerven von ihnen ab, und eine grobe Abweichung des Kaliumspiegels kann das Herz binnen Minuten zum Stillstand bringen.
20. Az állandóság ezekben az esetekben sohasem mozdulatlanságot jelent, hanem szűk határok közötti, szüntelen ingadozást: a mért érték folyamatosan hullámzik, csak éppen mindig ugyanazon a keskeny sávon belül. – Beständigkeit bedeutet in all diesen Fällen niemals Unbeweglichkeit, sondern ein unaufhörliches Schwanken innerhalb enger Grenzen: der gemessene Wert wogt fortwährend, nur eben immer innerhalb desselben schmalen Bandes.
21. Minden ilyen jellemzőnek van egy alapértéke, amely felé a szabályozás törekszik, és van egy tűréshatára, amelyen belül az eltérés még ártalmatlan. – Jede solche Größe hat einen Sollwert, den die Regelung anstrebt, und einen Toleranzbereich, innerhalb dessen die Abweichung noch unschädlich ist.
22. Néhány jellemző szabályos napi menetet is mutat: a testhőmérséklet a kora reggeli órákban a legalacsonyabb és késő délután a legmagasabb, a vérnyomás pedig alvás közben rendszerint alacsonyabb, mint ébren. – Einige Größen zeigen zudem einen regelmäßigen Tagesgang: die Körpertemperatur ist in den frühen Morgenstunden am niedrigsten und am späten Nachmittag am höchsten, und der Blutdruck ist im Schlaf in der Regel niedriger als im Wachzustand.
23. Sok mindent azonban a szervezet szándékosan nem tart állandó szinten: a szívfrekvencia, a légzésszám, a bőr hőmérséklete, a vizelet töménysége és az egyes szervek vérátáramlása éppen azért ingadozik ilyen tágan, mert ezek azok a beállítócsavarok, amelyekkel a fontosabb értékek helyben tarthatók. – Vieles hält der Organismus jedoch absichtlich nicht auf gleichbleibendem Niveau: die Herzfrequenz, die Atemzahl, die Hauttemperatur, die Konzentration des Harns und die Durchblutung der einzelnen Organe schwanken gerade deshalb so weit, weil sie jene Stellschrauben sind, mit denen die wichtigeren Werte an ihrem Platz gehalten werden.
24. Ha két cél összeütközik, a szervezet rangsort állít fel: az agy és a szív vérellátása, valamint a testmag hőmérséklete előbbre való, mint a végtagok melegen tartása vagy a bőr hűtése, és a kevésbé fontosat ilyenkor habozás nélkül feláldozza. – Wenn zwei Ziele zusammenstoßen, stellt der Organismus eine Rangfolge auf: die Blutversorgung von Gehirn und Herz sowie die Temperatur des Körperkerns stehen vor dem Warmhalten der Gliedmaßen oder der Kühlung der Haut, und das weniger Wichtige opfert er dann ohne Zögern.
25. A szabályozás mintája ugyanaz, mint egy termosztáttal vezérelt lakásfűtésé, és aki ezt az egyetlen mintát megérti, a szervezet legkülönfélébb működéseiben fel fogja ismerni. – Das Muster der Regelung ist dasselbe wie das einer thermostatgesteuerten Wohnungsheizung, und wer dieses eine Muster verstanden hat, wird es in den verschiedensten Funktionen des Organismus wiedererkennen.
26. A kör az érzékelőnél kezdődik, amely a szabályozott jellemző pillanatnyi értékét méri, ahogyan a termosztát a szoba levegőjének hőmérsékletét. – Der Kreis beginnt beim Fühler, der den augenblicklichen Wert (Istwert) der geregelten Größe misst, so wie der Thermostat die Temperatur der Zimmerluft.
27. A mért értéket a szabályozó központ hasonlítja össze az alapértékkel, és nem magával az értékkel, hanem a kettő különbségével dolgozik tovább. – Der gemessene Wert wird vom Regelzentrum mit dem Sollwert verglichen, und es arbeitet nicht mit dem Wert selbst weiter, sondern mit dem Unterschied zwischen beiden.
28. Ha különbség mutatkozik, a központ parancsot küld a végrehajtó szervhez – a fűtésben a kazánhoz, a szervezetben például egy mirigyhez, egy izomhoz vagy egy érfalhoz –, és ez a szerv hat vissza a szabályozott jellemzőre. – Zeigt sich ein Unterschied, sendet die Zentrale einen Befehl an das Stellglied – in der Heizung an den Kessel, im Organismus etwa an eine Drüse, einen Muskel oder eine Gefäßwand –, und dieses Organ wirkt auf die geregelte Größe zurück.
29. A kör azáltal zárul be, hogy az érzékelő a beavatkozás eredményét is méri, és ezt a visszajelzést a központ ismét felhasználja; mivel a jelzés a beavatkozást nem erősíti, hanem leállítja, negatív visszacsatolásnak nevezzük. – Der Kreis schließt sich dadurch, dass der Fühler auch das Ergebnis des Eingriffs misst und die Zentrale diese Rückmeldung erneut verwertet; da die Meldung den Eingriff nicht verstärkt, sondern abstellt, nennen wir sie negative Rückkopplung.
30. Az egészet mindig valamilyen zavaró tényező indítja el: a kinyitott ablak, a megivott cukros ital, a hirtelen felállás vagy a megkezdett futás. – Ausgelöst wird das Ganze stets von irgendeiner Störgröße: dem geöffneten Fenster, dem getrunkenen Zuckergetränk, dem plötzlichen Aufstehen oder dem begonnenen Lauf.
31. A szabályozás mindig az eltéréssel szemben hat: ha az érték a kelleténél magasabb, csökkenti, ha alacsonyabb, növeli, és éppen ez a szembenállás teszi a rendszert stabillá. – Die Regelung wirkt stets der Abweichung entgegen: ist der Wert höher als nötig, senkt sie ihn, ist er niedriger, hebt sie ihn, und gerade dieses Entgegenwirken macht das System stabil.
32. A testhőmérséklet szabályozása végigjátszva így fest: a hideg levegő lehűti a bőrt, a bőr hőérzékelői jeleznek, a köztiagy hőközpontja a mért értéket az alapértéknél alacsonyabbnak találja, mire a bőr erei összeszűkülnek, a szőrszálak felállnak, és ha ez sem elég, a vázizmok didergésbe kezdenek, míg meleg környezetben ugyanez a központ ellenkező irányban dolgozik: az erek kitágulnak, a verejtékmirigyek megindulnak, és az elpárolgó verejték elviszi a felesleges hőt. – Die Regelung der Körpertemperatur sieht vollständig durchgespielt so aus: die kalte Luft kühlt die Haut ab, die Wärmefühler der Haut melden dies, das Wärmezentrum des Zwischenhirns (Hypothalamus) findet den gemessenen Wert niedriger als den Sollwert, woraufhin sich die Hautgefäße verengen, die Härchen sich aufrichten und, wenn auch das nicht genügt, die Skelettmuskeln zu zittern beginnen, während dasselbe Zentrum in warmer Umgebung in die entgegengesetzte Richtung arbeitet: die Gefäße erweitern sich, die Schweißdrüsen setzen ein, und der verdunstende Schweiß trägt die überschüssige Wärme fort.
33. A vércukor szabályozásában két, ellentétes hatású hormon áll szemben egymással: étkezés után az inzulin tereli a cukrot a sejtekbe és a raktárakba, hosszabb éhezésben pedig a glukagon szabadítja fel a máj raktárából, és a két ellenlábas váltakozó túlsúlya tartja a szintet a helyén. – In der Regelung des Blutzuckers stehen sich zwei Hormone mit entgegengesetzter Wirkung gegenüber: nach dem Essen leitet das Insulin (insulinum) den Zucker in die Zellen und in die Speicher, bei längerem Hungern setzt ihn das Glukagon (glucagonum) aus dem Speicher der Leber frei, und das wechselnde Übergewicht der beiden Gegenspieler hält den Spiegel an seinem Platz.
34. Minden ilyen kör természeténél fogva késve működik, hiszen csak akkor lép működésbe, amikor az eltérés már létrejött: a tiszta visszacsatolás mindig követi az eseményt, sohasem előzi meg. – Jeder solche Kreis arbeitet naturgemäß mit Verzögerung, denn er tritt erst dann in Tätigkeit, wenn die Abweichung bereits entstanden ist: die reine Rückkopplung folgt dem Ereignis stets nach und geht ihm niemals voran.
35. A késés következménye, hogy a szabályozott érték nem simán áll be, hanem előbb túllendül, majd alullendül, és egyre kisebb hullámokkal közelíti meg az alapértéket, ezért a testhőmérséklet és a vércukor sohasem áll meg egyetlen mozdulatlan értéken. – Die Folge der Verzögerung ist, dass sich der geregelte Wert nicht glatt einstellt, sondern zuerst überschwingt, dann unterschwingt und sich mit immer kleineren Wellen dem Sollwert nähert, weshalb die Körpertemperatur und der Blutzucker niemals auf einem einzigen unbeweglichen Wert stehen bleiben.
36. Ezt a késést a szervezet részben ki tudja kerülni: számos válasz már a zavar bekövetkezte előtt megindul, pusztán annak előjelére, így az eltérés jó része létre sem jön. – Diese Verzögerung kann der Organismus zum Teil umgehen: zahlreiche Antworten setzen schon vor dem Eintreten der Störung ein, allein auf deren Vorzeichen hin, sodass ein guter Teil der Abweichung gar nicht erst entsteht.
37. Ennek legismertebb példája a nyálelválasztás, amely már az étel látványára és illatára megindul, jóval azelőtt, hogy az első falat a szájba kerülne; ugyanígy gyorsul a szívverés már a rajt előtt, és mélyül a légzés az első lépés előtt. – Das bekannteste Beispiel dafür ist der Speichelfluss, der schon beim Anblick und beim Duft der Speise einsetzt, lange bevor der erste Bissen in den Mund gelangt; ebenso beschleunigt sich der Herzschlag bereits vor dem Start, und die Atmung vertieft sich vor dem ersten Schritt.
38. A szabályozási kör elemeinek magyar és német neve egymás mellett: érzékelő (Fühler), szabályozó központ (Regelzentrum), végrehajtó szerv (Stellglied), szabályozott jellemző (Regelgröße), alapérték (Sollwert), pillanatnyi érték (Istwert), zavaró tényező (Störgröße) és negatív visszacsatolás (negative Rückkopplung). – Die Bestandteile des Regelkreises mit ungarischem und deutschem Namen nebeneinander: érzékelő (Fühler), szabályozó központ (Regelzentrum), végrehajtó szerv (Stellglied), szabályozott jellemző (Regelgröße), alapérték (Sollwert), pillanatnyi érték (Istwert), zavaró tényező (Störgröße) und negatív visszacsatolás (negative Rückkopplung).
39. Minden szabályozásnak van működési tartománya, amelyen belül megbízhatóan dolgozik, azon kívül azonban nem: nem azért, mert hibás, hanem mert a feladat meghaladja a rendelkezésre álló eszközöket. – Jede Regelung hat einen Arbeitsbereich, innerhalb dessen sie zuverlässig arbeitet, außerhalb davon jedoch nicht: nicht weil sie fehlerhaft wäre, sondern weil die Aufgabe die verfügbaren Mittel übersteigt.
40. A hőszabályozás akkor mondja fel a szolgálatot, amikor a levegő egyszerre forró és párás: a verejték kiválasztódik ugyan, de nem párolog el, a hőleadás egyetlen igazán hatékony útja bezárul, és a testmag hőmérséklete emelkedni kezd. – Die Wärmeregelung versagt dann, wenn die Luft zugleich heiß und feucht ist: der Schweiß wird zwar abgesondert, verdunstet aber nicht, der einzige wirklich wirksame Weg der Wärmeabgabe schließt sich, und die Temperatur des Körperkerns beginnt zu steigen.
41. A vízhiány néhány nap alatt éri el a határt: a vese egyre töményebb vizeletet készít, de az ürítést teljesen nem szüntetheti be, mert a bomlástermékeket ki kell mosnia, így a veszteség akkor is folytatódik, ha a szervezet már semmit sem vesz fel. – Der Wassermangel erreicht die Grenze binnen weniger Tage: die Niere stellt einen immer konzentrierteren Harn her, kann die Ausscheidung aber nicht völlig einstellen, weil sie die Abbauprodukte ausspülen muss, sodass der Verlust auch dann weitergeht, wenn der Organismus nichts mehr aufnimmt.
42. Nagy magasságban a levegő oxigénaránya változatlan marad, de a levegő ritkább, ezért minden lélegzetvétellel kevesebb oxigén jut a vérbe; a szervezet mélyebb és gyorsabb légzéssel, majd hetek alatt több vörösvértest képzésével felel, ám egy bizonyos magasság fölött ezek az eszközök sem elegendők, és az ítélőképesség romlani kezd. – In großer Höhe bleibt der Anteil des Sauerstoffs in der Luft unverändert, doch ist die Luft dünner, deshalb gelangt mit jedem Atemzug weniger Sauerstoff ins Blut; der Organismus antwortet mit tieferer und schnellerer Atmung und im Lauf von Wochen mit der Bildung von mehr roten Blutkörperchen, oberhalb einer bestimmten Höhe genügen jedoch auch diese Mittel nicht, und das Urteilsvermögen beginnt sich zu verschlechtern.
43. A tartalékok minden esetben végesek: a cukorraktár egyetlen nap alatt kimerül, a víztartalék néhány nap alatt, a keringés tartaléka pedig percek alatt, ha nagy vérveszteség éri a szervezetet. – Die Reserven sind in jedem Fall endlich: der Zuckerspeicher erschöpft sich binnen eines einzigen Tages, der Wasservorrat binnen weniger Tage, und die Reserve des Kreislaufs binnen Minuten, wenn den Organismus ein großer Blutverlust trifft.
44. A fontosabb jellemzőket nem egyetlen szabályozó őrzi, hanem több, egymástól független rendszer, amelyek különböző sebességgel dolgoznak: az idegi úton működő másodpercek alatt, a hormonális órák alatt, a vesén keresztül ható napok alatt. – Die wichtigeren Größen werden nicht von einem einzigen Regler gehütet, sondern von mehreren voneinander unabhängigen Systemen, die mit unterschiedlicher Geschwindigkeit arbeiten: das auf nervalem Wege wirkende binnen Sekunden, das hormonale binnen Stunden, das über die Niere wirkende binnen Tagen.
45. Ez a többszörös biztosítás nagy előny, de ára is van: ha két szabályozó ugyanazon a ponton ellentétes irányba húz, valamelyik célnak engednie kell. – Diese mehrfache Sicherung ist ein großer Vorteil, hat aber auch ihren Preis: wenn zwei Regler an derselben Stelle in entgegengesetzte Richtungen ziehen, muss eines der Ziele nachgeben.
46. A leggyakoribb ilyen összeütközés a hőség és a vérnyomás között támad: a hűtés érdekében a bőr erei kitágulnak, a verejtékezés pedig csökkenti a keringő vér mennyiségét, s a kettő együtt annyira leviheti a vérnyomást, hogy az ember elájul – a szervezet ilyenkor a vérnyomás mellett dönt, és feladja a hűtést. – Der häufigste solche Zusammenstoß entsteht zwischen Hitze und Blutdruck: zur Kühlung erweitern sich die Hautgefäße, und das Schwitzen vermindert die Menge des kreisenden Blutes, und beides zusammen kann den Blutdruck so weit senken, dass der Mensch ohnmächtig wird – der Organismus entscheidet sich dann für den Blutdruck und gibt die Kühlung auf.
47. A szabályozás legkülső köre nem élettani, hanem magatartásbeli: a szomjúság, az éhség, a hidegérzet és a fáradtság mind olyan jelzés, amely cselekvésre indít. – Der äußerste Kreis der Regelung ist nicht physiologischer, sondern verhaltensmäßiger Art: Durst, Hunger, Kälteempfinden und Müdigkeit sind allesamt Signale, die zum Handeln antreiben.
48. Aki felveszi a kabátot, árnyékba húzódik, megiszik egy pohár vizet vagy leül pihenni, ugyanolyan érvényes szabályozási lépést tesz, mint az érszűkület vagy a verejtékezés, csak sokkal olcsóbban és sokkal nagyobb hatásfokkal. – Wer den Mantel anzieht, sich in den Schatten zurückzieht, ein Glas Wasser trinkt oder sich zum Ausruhen hinsetzt, vollzieht einen ebenso gültigen Regelschritt wie die Gefäßverengung oder das Schwitzen, nur viel billiger und mit weit größerer Wirksamkeit.
49. A határok nem mindenkinél húzódnak ugyanott: a csecsemő és az idős ember hőszabályozása szűkebb tartományban dolgozik, az edzett szervezet korábban és bővebben verejtékezik, a hegyekhez hozzászokott ember pedig még olyan magasságban is teljesít, ahol a jövevény már alig kap levegőt. – Die Grenzen verlaufen nicht bei jedem an derselben Stelle: die Wärmeregelung des Säuglings und des alten Menschen arbeitet in einem engeren Bereich, der trainierte Organismus schwitzt früher und reichlicher, und der an das Gebirge gewöhnte Mensch leistet noch in einer Höhe etwas, in der der Neuankömmling kaum Luft bekommt.
50. A belső környezet állandósága tehát nem adottság, hanem szüntelenül újra megszerzett eredmény: minden pillanatban több száz szabályozási kör dolgozik azon, hogy a testben semmi lényeges ne változzék, és amint ez a munka abbamarad, a test néhány óra alatt felveszi környezete hőmérsékletét, összetételét és rendezetlenségét. – Die Beständigkeit des inneren Milieus ist also keine Gegebenheit, sondern ein unaufhörlich neu errungenes Ergebnis: in jedem Augenblick arbeiten mehrere hundert Regelkreise daran, dass sich im Körper nichts Wesentliches ändert, und sobald diese Arbeit aufhört, nimmt der Körper binnen weniger Stunden die Temperatur, die Zusammensetzung und die Unordnung seiner Umgebung an.
(aufklappen)magyar
1. Ha egy felnőtt ember testét alkotórészeire bontanánk, a legnagyobb tétel nem az izom és nem a csont volna, hanem a víz: testtömegének nagyjából kétharmada folyadék.
2. Ez a víz nem egyetlen tóként áll a testben, hanem három, egymással érintkező térben oszlik meg, és a nagyobbik része magukban a sejtekben található.
3. A sejteken kívüli víznek a kisebbik hányada az erekben kering vérplazmaként, a nagyobbik pedig a sejtek közötti hézagokat tölti ki.
4. Ez a sejtek közötti folyadék enyhén sós, langyos és fehérjében szegény: olyan, mint egy meleg, sekély tenger, amelyben minden egyes sejt fürdik.
5. A szervezet sejtjeinek túlnyomó többsége élete során soha nem érintkezik a külvilággal, hiszen a bőr felszíne, a bélcsatorna ürege és a tüdő légtere anatómiailag ugyan bennünk van, élettani értelemben azonban kívül esik rajtunk.
6. A három tér összetétele feltűnően különbözik: a sejtekben a kálium uralkodik, a sejteken kívüli folyadékban a nátrium, a vérplazmát pedig a benne oldott fehérjék különítik el a szomszédos szövetnedvtől.
7. A vér és a szövetek között az anyagok a hajszálerek vékony falán át cserélődnek ki, ahol a távolság olyan csekély, hogy az oldott anyagok puszta kiegyenlítődéssel is célba érnek.
8. Ami a szövetek közé kiszűrődött, de a hajszálér vénás végén nem szívódott vissza, a nyirokereken keresztül tér vissza a keringésbe, és így a szövetek nem duzzadnak meg.
9. A víztartalom nem mindenkinél azonos: az újszülött teste jóval vizesebb, mint az idős emberé, a zsírszövet pedig alig tartalmaz vizet, ezért a zsírosabb testalkat rendszerint alacsonyabb víztartalommal jár.
10. A három tér közül a vér a mozgó összekötő kapocs: percek alatt körbeér, mindenhová ugyanazt a folyadékot viszi, és így a legtávolabbi szövetek nedvét is egymáshoz igazítja.
11. Hogy ennek a belső tengernek az összetétele napról napra ugyanaz marad, miközben a sejtek szüntelenül vesznek ki belőle és adnak bele, nem magától értetődő állapot, hanem szakadatlanul végzett munka eredménye.
12. Az összetétel feltűnően emlékeztet a tengervízre, és ez aligha véletlen: az első sejtek az ősóceánban éltek, és a szárazföldre lépő élőlények mintegy magukkal vitték a saját tengerüket, hogy sejtjeik továbbra is a megszokott közegben maradhassanak.
13. A belső környezet viszonylagos állandóságát homeosztázisnak nevezzük, és legszemléletesebb példája a testmag hőmérséklete, amely a külső hideg és meleg ellenére is 37 fok körül marad, mindössze néhány tizedfoknyi ingadozással.
14. A vér cukortartalma szintén szűk sávban mozog, mert az idegsejtek szinte kizárólag cukorból nyerik energiájukat, és néhány perces hiányt sem viselnek el.
15. A vér kémhatása a legszigorúbban őrzött jellemzők közé tartozik: már igen csekély eltolódás is megzavarja az enzimek működését, ezért a pufferek, a légzés és a vese együtt tartják helyben.
16. Ugyanilyen szorosan szabályozott a testnedvek sótartalma és összmennyisége, hiszen a sejtek ozmométerként viselkednek: hígabb környezetben megduzzadnak, töményebbben pedig összezsugorodnak.
17. A vér oxigén- és szén-dioxid-tartalma is állandó szinten tartott érték, és a kettő közül nem az oxigén hiánya, hanem a szén-dioxid felszaporodása az, ami a légzést a leggyorsabban felerősíti.
18. A vérnyomásnak elég magasnak kell lennie ahhoz, hogy a vér a fej magasságába is feljusson, ugyanakkor elég alacsonynak ahhoz, hogy a hajszálereket ne rongálja.
19. A kalcium és a kálium szintje első pillantásra jelentéktelen részletnek látszik, valójában azonban az izmok és az idegek ingerelhetősége múlik rajta, és a káliumszint durva eltérése a szívet perceken belül megállíthatja.
20. Az állandóság ezekben az esetekben sohasem mozdulatlanságot jelent, hanem szűk határok közötti, szüntelen ingadozást: a mért érték folyamatosan hullámzik, csak éppen mindig ugyanazon a keskeny sávon belül.
21. Minden ilyen jellemzőnek van egy alapértéke, amely felé a szabályozás törekszik, és van egy tűréshatára, amelyen belül az eltérés még ártalmatlan.
22. Néhány jellemző szabályos napi menetet is mutat: a testhőmérséklet a kora reggeli órákban a legalacsonyabb és késő délután a legmagasabb, a vérnyomás pedig alvás közben rendszerint alacsonyabb, mint ébren.
23. Sok mindent azonban a szervezet szándékosan nem tart állandó szinten: a szívfrekvencia, a légzésszám, a bőr hőmérséklete, a vizelet töménysége és az egyes szervek vérátáramlása éppen azért ingadozik ilyen tágan, mert ezek azok a beállítócsavarok, amelyekkel a fontosabb értékek helyben tarthatók.
24. Ha két cél összeütközik, a szervezet rangsort állít fel: az agy és a szív vérellátása, valamint a testmag hőmérséklete előbbre való, mint a végtagok melegen tartása vagy a bőr hűtése, és a kevésbé fontosat ilyenkor habozás nélkül feláldozza.
25. A szabályozás mintája ugyanaz, mint egy termosztáttal vezérelt lakásfűtésé, és aki ezt az egyetlen mintát megérti, a szervezet legkülönfélébb működéseiben fel fogja ismerni.
26. A kör az érzékelőnél kezdődik, amely a szabályozott jellemző pillanatnyi értékét méri, ahogyan a termosztát a szoba levegőjének hőmérsékletét.
27. A mért értéket a szabályozó központ hasonlítja össze az alapértékkel, és nem magával az értékkel, hanem a kettő különbségével dolgozik tovább.
28. Ha különbség mutatkozik, a központ parancsot küld a végrehajtó szervhez — a fűtésben a kazánhoz, a szervezetben például egy mirigyhez, egy izomhoz vagy egy érfalhoz –, és ez a szerv hat vissza a szabályozott jellemzőre.
29. A kör azáltal zárul be, hogy az érzékelő a beavatkozás eredményét is méri, és ezt a visszajelzést a központ ismét felhasználja; mivel a jelzés a beavatkozást nem erősíti, hanem leállítja, negatív visszacsatolásnak nevezzük.
30. Az egészet mindig valamilyen zavaró tényező indítja el: a kinyitott ablak, a megivott cukros ital, a hirtelen felállás vagy a megkezdett futás.
31. A szabályozás mindig az eltéréssel szemben hat: ha az érték a kelleténél magasabb, csökkenti, ha alacsonyabb, növeli, és éppen ez a szembenállás teszi a rendszert stabillá.
32. A testhőmérséklet szabályozása végigjátszva így fest: a hideg levegő lehűti a bőrt, a bőr hőérzékelői jeleznek, a köztiagy hőközpontja a mért értéket az alapértéknél alacsonyabbnak találja, mire a bőr erei összeszűkülnek, a szőrszálak felállnak, és ha ez sem elég, a vázizmok didergésbe kezdenek, míg meleg környezetben ugyanez a központ ellenkező irányban dolgozik: az erek kitágulnak, a verejtékmirigyek megindulnak, és az elpárolgó verejték elviszi a felesleges hőt.
33. A vércukor szabályozásában két, ellentétes hatású hormon áll szemben egymással: étkezés után az inzulin tereli a cukrot a sejtekbe és a raktárakba, hosszabb éhezésben pedig a glukagon szabadítja fel a máj raktárából, és a két ellenlábas váltakozó túlsúlya tartja a szintet a helyén.
34. Minden ilyen kör természeténél fogva késve működik, hiszen csak akkor lép működésbe, amikor az eltérés már létrejött: a tiszta visszacsatolás mindig követi az eseményt, sohasem előzi meg.
35. A késés következménye, hogy a szabályozott érték nem simán áll be, hanem előbb túllendül, majd alullendül, és egyre kisebb hullámokkal közelíti meg az alapértéket, ezért a testhőmérséklet és a vércukor sohasem áll meg egyetlen mozdulatlan értéken.
36. Ezt a késést a szervezet részben ki tudja kerülni: számos válasz már a zavar bekövetkezte előtt megindul, pusztán annak előjelére, így az eltérés jó része létre sem jön.
37. Ennek legismertebb példája a nyálelválasztás, amely már az étel látványára és illatára megindul, jóval azelőtt, hogy az első falat a szájba kerülne; ugyanígy gyorsul a szívverés már a rajt előtt, és mélyül a légzés az első lépés előtt.
38. A szabályozási kör elemeinek magyar és német neve egymás mellett: érzékelő (Fühler), szabályozó központ (Regelzentrum), végrehajtó szerv (Stellglied), szabályozott jellemző (Regelgröße), alapérték (Sollwert), pillanatnyi érték (Istwert), zavaró tényező (Störgröße) és negatív visszacsatolás (negative Rückkopplung).
39. Minden szabályozásnak van működési tartománya, amelyen belül megbízhatóan dolgozik, azon kívül azonban nem: nem azért, mert hibás, hanem mert a feladat meghaladja a rendelkezésre álló eszközöket.
40. A hőszabályozás akkor mondja fel a szolgálatot, amikor a levegő egyszerre forró és párás: a verejték kiválasztódik ugyan, de nem párolog el, a hőleadás egyetlen igazán hatékony útja bezárul, és a testmag hőmérséklete emelkedni kezd.
41. A vízhiány néhány nap alatt éri el a határt: a vese egyre töményebb vizeletet készít, de az ürítést teljesen nem szüntetheti be, mert a bomlástermékeket ki kell mosnia, így a veszteség akkor is folytatódik, ha a szervezet már semmit sem vesz fel.
42. Nagy magasságban a levegő oxigénaránya változatlan marad, de a levegő ritkább, ezért minden lélegzetvétellel kevesebb oxigén jut a vérbe; a szervezet mélyebb és gyorsabb légzéssel, majd hetek alatt több vörösvértest képzésével felel, ám egy bizonyos magasság fölött ezek az eszközök sem elegendők, és az ítélőképesség romlani kezd.
43. A tartalékok minden esetben végesek: a cukorraktár egyetlen nap alatt kimerül, a víztartalék néhány nap alatt, a keringés tartaléka pedig percek alatt, ha nagy vérveszteség éri a szervezetet.
44. A fontosabb jellemzőket nem egyetlen szabályozó őrzi, hanem több, egymástól független rendszer, amelyek különböző sebességgel dolgoznak: az idegi úton működő másodpercek alatt, a hormonális órák alatt, a vesén keresztül ható napok alatt.
45. Ez a többszörös biztosítás nagy előny, de ára is van: ha két szabályozó ugyanazon a ponton ellentétes irányba húz, valamelyik célnak engednie kell.
46. A leggyakoribb ilyen összeütközés a hőség és a vérnyomás között támad: a hűtés érdekében a bőr erei kitágulnak, a verejtékezés pedig csökkenti a keringő vér mennyiségét, s a kettő együtt annyira leviheti a vérnyomást, hogy az ember elájul — a szervezet ilyenkor a vérnyomás mellett dönt, és feladja a hűtést.
47. A szabályozás legkülső köre nem élettani, hanem magatartásbeli: a szomjúság, az éhség, a hidegérzet és a fáradtság mind olyan jelzés, amely cselekvésre indít.
48. Aki felveszi a kabátot, árnyékba húzódik, megiszik egy pohár vizet vagy leül pihenni, ugyanolyan érvényes szabályozási lépést tesz, mint az érszűkület vagy a verejtékezés, csak sokkal olcsóbban és sokkal nagyobb hatásfokkal.
49. A határok nem mindenkinél húzódnak ugyanott: a csecsemő és az idős ember hőszabályozása szűkebb tartományban dolgozik, az edzett szervezet korábban és bővebben verejtékezik, a hegyekhez hozzászokott ember pedig még olyan magasságban is teljesít, ahol a jövevény már alig kap levegőt.
50. A belső környezet állandósága tehát nem adottság, hanem szüntelenül újra megszerzett eredmény: minden pillanatban több száz szabályozási kör dolgozik azon, hogy a testben semmi lényeges ne változzék, és amint ez a munka abbamarad, a test néhány óra alatt felveszi környezete hőmérsékletét, összetételét és rendezetlenségét.
(aufklappen)német
1. Wenn man den Körper eines erwachsenen Menschen in seine Bestandteile zerlegen würde, wäre der größte Posten weder Muskel noch Knochen, sondern Wasser: etwa zwei Drittel seiner Körpermasse sind Flüssigkeit.
2. Dieses Wasser steht nicht als ein einziger See im Körper, sondern verteilt sich auf drei miteinander in Verbindung stehende Räume, und sein größerer Teil befindet sich in den Zellen selbst (Intrazellularraum, spatium intracellulare).
3. Der kleinere Anteil des Wassers außerhalb der Zellen kreist in den Gefäßen als Blutplasma (plasma sanguinis), der größere füllt die Spalten zwischen den Zellen aus (Zwischenzellraum, spatium interstitiale).
4. Diese Flüssigkeit zwischen den Zellen ist leicht salzig, lauwarm und eiweißarm: sie ist wie ein warmes, flaches Meer, in dem jede einzelne Zelle badet.
5. Die überwiegende Mehrheit der Zellen des Organismus berührt zeitlebens niemals die Außenwelt, denn die Oberfläche der Haut, der Hohlraum des Darmkanals und der Luftraum der Lunge liegen anatomisch zwar in uns, physiologisch gesehen jedoch außerhalb von uns.
6. Die Zusammensetzung der drei Räume unterscheidet sich auffällig: in den Zellen herrscht das Kalium (kalium) vor, in der Flüssigkeit außerhalb der Zellen das Natrium (natrium), und das Blutplasma unterscheiden die in ihm gelösten Eiweiße von der benachbarten Gewebsflüssigkeit.
7. Zwischen Blut und Geweben werden die Stoffe durch die dünne Wand der Haargefäße (Kapillaren, vasa capillaria) ausgetauscht, wo der Abstand so gering ist, dass die gelösten Stoffe auch durch bloßen Ausgleich ans Ziel gelangen.
8. Was in die Gewebe hinausgefiltert wurde, am venösen Ende der Kapillare aber nicht zurückgesaugt wird, kehrt über die Lymphgefäße (Lymphe, lympha) in den Kreislauf zurück, und so schwellen die Gewebe nicht an.
9. Der Wassergehalt ist nicht bei jedem gleich: der Körper eines Neugeborenen ist weit wasserreicher als der eines alten Menschen, und das Fettgewebe enthält kaum Wasser, weshalb ein fettreicherer Körperbau in der Regel mit einem niedrigeren Wassergehalt einhergeht.
10. Von den drei Räumen ist das Blut das bewegliche Bindeglied: es umläuft den Körper in wenigen Minuten, trägt überallhin dieselbe Flüssigkeit und gleicht so auch die Gewebsflüssigkeit der entlegensten Gewebe einander an.
11. Dass die Zusammensetzung dieses inneren Meeres Tag für Tag dieselbe bleibt, während die Zellen unablässig aus ihm entnehmen und in es abgeben, ist kein selbstverständlicher Zustand, sondern das Ergebnis unaufhörlich geleisteter Arbeit.
12. Die Zusammensetzung erinnert auffällig an Meerwasser, und das ist kaum ein Zufall: die ersten Zellen lebten im Urozean, und die an Land gehenden Lebewesen nahmen gewissermaßen ihr eigenes Meer mit, damit ihre Zellen weiterhin in der gewohnten Umgebung bleiben konnten.
13. Die verhältnismäßige Beständigkeit des inneren Milieus (milieu intérieur) nennen wir Homöostase (homoeostasis), und ihr anschaulichstes Beispiel ist die Temperatur des Körperkerns, die trotz äußerer Kälte und Hitze bei etwa 37 Grad bleibt, mit einer Schwankung von nur einigen Zehntelgraden.
14. Auch der Zuckergehalt des Blutes (Blutzuckerspiegel, glycaemia) bewegt sich in einem engen Band, weil die Nervenzellen ihre Energie fast ausschließlich aus Zucker gewinnen und nicht einmal einen wenige Minuten dauernden Mangel ertragen.
15. Der Säuregrad des Blutes gehört zu den am strengsten gehüteten Größen: schon eine sehr geringe Verschiebung stört die Arbeit der Enzyme, deshalb halten ihn die Puffer, die Atmung und die Niere gemeinsam an seinem Platz (gleichbleibender Säuregrad, isohydria).
16. Ebenso eng geregelt sind der Salzgehalt (gleichbleibender Salzgehalt, isoionia) und die Gesamtmenge der Körperflüssigkeiten (gleichbleibendes Volumen, isovolaemia), denn die Zellen verhalten sich wie Osmometer: in einer dünneren Umgebung quellen sie auf, in einer konzentrierteren schrumpfen sie.
17. Auch der Sauerstoff- und der Kohlendioxidgehalt des Blutes sind auf gleichbleibendem Niveau gehaltene Werte, und von beiden ist es nicht der Mangel an Sauerstoff, sondern die Anhäufung von Kohlendioxid, die die Atmung am schnellsten verstärkt.
18. Der Blutdruck (tensio arteriosa) muss hoch genug sein, damit das Blut auch bis in Kopfhöhe gelangt, zugleich aber niedrig genug, um die Kapillaren nicht zu schädigen.
19. Der Kalzium- (calcium) und der Kaliumspiegel scheinen auf den ersten Blick eine unbedeutende Einzelheit zu sein, in Wirklichkeit hängt jedoch die Erregbarkeit der Muskeln und der Nerven von ihnen ab, und eine grobe Abweichung des Kaliumspiegels kann das Herz binnen Minuten zum Stillstand bringen.
20. Beständigkeit bedeutet in all diesen Fällen niemals Unbeweglichkeit, sondern ein unaufhörliches Schwanken innerhalb enger Grenzen: der gemessene Wert wogt fortwährend, nur eben immer innerhalb desselben schmalen Bandes.
21. Jede solche Größe hat einen Sollwert, den die Regelung anstrebt, und einen Toleranzbereich, innerhalb dessen die Abweichung noch unschädlich ist.
22. Einige Größen zeigen zudem einen regelmäßigen Tagesgang: die Körpertemperatur ist in den frühen Morgenstunden am niedrigsten und am späten Nachmittag am höchsten, und der Blutdruck ist im Schlaf in der Regel niedriger als im Wachzustand.
23. Vieles hält der Organismus jedoch absichtlich nicht auf gleichbleibendem Niveau: die Herzfrequenz, die Atemzahl, die Hauttemperatur, die Konzentration des Harns und die Durchblutung der einzelnen Organe schwanken gerade deshalb so weit, weil sie jene Stellschrauben sind, mit denen die wichtigeren Werte an ihrem Platz gehalten werden.
24. Wenn zwei Ziele zusammenstoßen, stellt der Organismus eine Rangfolge auf: die Blutversorgung von Gehirn und Herz sowie die Temperatur des Körperkerns stehen vor dem Warmhalten der Gliedmaßen oder der Kühlung der Haut, und das weniger Wichtige opfert er dann ohne Zögern.
25. Das Muster der Regelung ist dasselbe wie das einer thermostatgesteuerten Wohnungsheizung, und wer dieses eine Muster verstanden hat, wird es in den verschiedensten Funktionen des Organismus wiedererkennen.
26. Der Kreis beginnt beim Fühler, der den augenblicklichen Wert (Istwert) der geregelten Größe misst, so wie der Thermostat die Temperatur der Zimmerluft.
27. Der gemessene Wert wird vom Regelzentrum mit dem Sollwert verglichen, und es arbeitet nicht mit dem Wert selbst weiter, sondern mit dem Unterschied zwischen beiden.
28. Zeigt sich ein Unterschied, sendet die Zentrale einen Befehl an das Stellglied — in der Heizung an den Kessel, im Organismus etwa an eine Drüse, einen Muskel oder eine Gefäßwand –, und dieses Organ wirkt auf die geregelte Größe zurück.
29. Der Kreis schließt sich dadurch, dass der Fühler auch das Ergebnis des Eingriffs misst und die Zentrale diese Rückmeldung erneut verwertet; da die Meldung den Eingriff nicht verstärkt, sondern abstellt, nennen wir sie negative Rückkopplung.
30. Ausgelöst wird das Ganze stets von irgendeiner Störgröße: dem geöffneten Fenster, dem getrunkenen Zuckergetränk, dem plötzlichen Aufstehen oder dem begonnenen Lauf.
31. Die Regelung wirkt stets der Abweichung entgegen: ist der Wert höher als nötig, senkt sie ihn, ist er niedriger, hebt sie ihn, und gerade dieses Entgegenwirken macht das System stabil.
32. Die Regelung der Körpertemperatur sieht vollständig durchgespielt so aus: die kalte Luft kühlt die Haut ab, die Wärmefühler der Haut melden dies, das Wärmezentrum des Zwischenhirns (Hypothalamus) findet den gemessenen Wert niedriger als den Sollwert, woraufhin sich die Hautgefäße verengen, die Härchen sich aufrichten und, wenn auch das nicht genügt, die Skelettmuskeln zu zittern beginnen, während dasselbe Zentrum in warmer Umgebung in die entgegengesetzte Richtung arbeitet: die Gefäße erweitern sich, die Schweißdrüsen setzen ein, und der verdunstende Schweiß trägt die überschüssige Wärme fort.
33. In der Regelung des Blutzuckers stehen sich zwei Hormone mit entgegengesetzter Wirkung gegenüber: nach dem Essen leitet das Insulin (insulinum) den Zucker in die Zellen und in die Speicher, bei längerem Hungern setzt ihn das Glukagon (glucagonum) aus dem Speicher der Leber frei, und das wechselnde Übergewicht der beiden Gegenspieler hält den Spiegel an seinem Platz.
34. Jeder solche Kreis arbeitet naturgemäß mit Verzögerung, denn er tritt erst dann in Tätigkeit, wenn die Abweichung bereits entstanden ist: die reine Rückkopplung folgt dem Ereignis stets nach und geht ihm niemals voran.
35. Die Folge der Verzögerung ist, dass sich der geregelte Wert nicht glatt einstellt, sondern zuerst überschwingt, dann unterschwingt und sich mit immer kleineren Wellen dem Sollwert nähert, weshalb die Körpertemperatur und der Blutzucker niemals auf einem einzigen unbeweglichen Wert stehen bleiben.
36. Diese Verzögerung kann der Organismus zum Teil umgehen: zahlreiche Antworten setzen schon vor dem Eintreten der Störung ein, allein auf deren Vorzeichen hin, sodass ein guter Teil der Abweichung gar nicht erst entsteht.
37. Das bekannteste Beispiel dafür ist der Speichelfluss, der schon beim Anblick und beim Duft der Speise einsetzt, lange bevor der erste Bissen in den Mund gelangt; ebenso beschleunigt sich der Herzschlag bereits vor dem Start, und die Atmung vertieft sich vor dem ersten Schritt.
38. Die Bestandteile des Regelkreises mit ungarischem und deutschem Namen nebeneinander: érzékelő (Fühler), szabályozó központ (Regelzentrum), végrehajtó szerv (Stellglied), szabályozott jellemző (Regelgröße), alapérték (Sollwert), pillanatnyi érték (Istwert), zavaró tényező (Störgröße) und negatív visszacsatolás (negative Rückkopplung).
39. Jede Regelung hat einen Arbeitsbereich, innerhalb dessen sie zuverlässig arbeitet, außerhalb davon jedoch nicht: nicht weil sie fehlerhaft wäre, sondern weil die Aufgabe die verfügbaren Mittel übersteigt.
40. Die Wärmeregelung versagt dann, wenn die Luft zugleich heiß und feucht ist: der Schweiß wird zwar abgesondert, verdunstet aber nicht, der einzige wirklich wirksame Weg der Wärmeabgabe schließt sich, und die Temperatur des Körperkerns beginnt zu steigen.
41. Der Wassermangel erreicht die Grenze binnen weniger Tage: die Niere stellt einen immer konzentrierteren Harn her, kann die Ausscheidung aber nicht völlig einstellen, weil sie die Abbauprodukte ausspülen muss, sodass der Verlust auch dann weitergeht, wenn der Organismus nichts mehr aufnimmt.
42. In großer Höhe bleibt der Anteil des Sauerstoffs in der Luft unverändert, doch ist die Luft dünner, deshalb gelangt mit jedem Atemzug weniger Sauerstoff ins Blut; der Organismus antwortet mit tieferer und schnellerer Atmung und im Lauf von Wochen mit der Bildung von mehr roten Blutkörperchen, oberhalb einer bestimmten Höhe genügen jedoch auch diese Mittel nicht, und das Urteilsvermögen beginnt sich zu verschlechtern.
43. Die Reserven sind in jedem Fall endlich: der Zuckerspeicher erschöpft sich binnen eines einzigen Tages, der Wasservorrat binnen weniger Tage, und die Reserve des Kreislaufs binnen Minuten, wenn den Organismus ein großer Blutverlust trifft.
44. Die wichtigeren Größen werden nicht von einem einzigen Regler gehütet, sondern von mehreren voneinander unabhängigen Systemen, die mit unterschiedlicher Geschwindigkeit arbeiten: das auf nervalem Wege wirkende binnen Sekunden, das hormonale binnen Stunden, das über die Niere wirkende binnen Tagen.
45. Diese mehrfache Sicherung ist ein großer Vorteil, hat aber auch ihren Preis: wenn zwei Regler an derselben Stelle in entgegengesetzte Richtungen ziehen, muss eines der Ziele nachgeben.
46. Der häufigste solche Zusammenstoß entsteht zwischen Hitze und Blutdruck: zur Kühlung erweitern sich die Hautgefäße, und das Schwitzen vermindert die Menge des kreisenden Blutes, und beides zusammen kann den Blutdruck so weit senken, dass der Mensch ohnmächtig wird — der Organismus entscheidet sich dann für den Blutdruck und gibt die Kühlung auf.
47. Der äußerste Kreis der Regelung ist nicht physiologischer, sondern verhaltensmäßiger Art: Durst, Hunger, Kälteempfinden und Müdigkeit sind allesamt Signale, die zum Handeln antreiben.
48. Wer den Mantel anzieht, sich in den Schatten zurückzieht, ein Glas Wasser trinkt oder sich zum Ausruhen hinsetzt, vollzieht einen ebenso gültigen Regelschritt wie die Gefäßverengung oder das Schwitzen, nur viel billiger und mit weit größerer Wirksamkeit.
49. Die Grenzen verlaufen nicht bei jedem an derselben Stelle: die Wärmeregelung des Säuglings und des alten Menschen arbeitet in einem engeren Bereich, der trainierte Organismus schwitzt früher und reichlicher, und der an das Gebirge gewöhnte Mensch leistet noch in einer Höhe etwas, in der der Neuankömmling kaum Luft bekommt.
50. Die Beständigkeit des inneren Milieus ist also keine Gegebenheit, sondern ein unaufhörlich neu errungenes Ergebnis: in jedem Augenblick arbeiten mehrere hundert Regelkreise daran, dass sich im Körper nichts Wesentliches ändert, und sobald diese Arbeit aufhört, nimmt der Körper binnen weniger Stunden die Temperatur, die Zusammensetzung und die Unordnung seiner Umgebung an.