Physiologische Homöostase ist ein Zustand der inneren Stabilität, der durch spezifische Mechanismen und physiologische Zyklen in einem lebenden System erreicht wird. Claude Bernard, ein französischer Wissenschaftler, war einer der ersten, der in den 1860er Jahren die Bedeutung der physiologischen Homöostase artikulierte und zum Ausdruck brachte. Er stellte die Hypothese auf, dass ein lebender Organismus nicht nur existiert und sein Überleben allein der äußeren Umgebung verdankt, sondern einer inneren Atmosphäre, die durch die Zirkulation kooperativ arbeitender Elemente als Ganzes aufrechterhalten wird. Die Funktion der Leber, der Nieren und des Gehirns gehören zu den wichtigsten Elementen der physiologischen Homöostase des Menschen. Wenn ein gesunder Zustand nicht aufrechterhalten wird, kann der Körper aufgrund eines homöostatischen Ungleichgewichts leiden und manchmal Krankheiten wie Diabetes und Gicht erliegen.
Die Thermoregulation, die für das menschliche Überleben von grundlegender Bedeutung ist, ist ein Paradebeispiel für den Mechanismus der physiologischen Homöostase. Der Großteil der Körperwärme wird in den tiefen Organen des Körpers erzeugt, am stärksten von der Leber. Wenn der Körper beginnt, sich schnell aufzuheizen oder abzukühlen, tritt sein homöostatischer Mechanismus ein. Der erste Schritt der Thermoregulation wird von der Haut durchgeführt, da sie vasodialiert und schwitzt, wenn der Körper beginnt, Hitze zu gewinnen, wie beim Training, und die Erektion erzwingt Körperhaare, wenn der Körper Wärme verliert, um eine Isolationsschicht zu bilden. Das Kreislaufsystem beteiligt sich auch an der Thermoregulation, indem es bei kalten Bedingungen die Kapillaren nahe der Haut verengt, um den Wärmeverlust zu minimieren, und wiederum die Kapillaren bei heißen Bedingungen erweitert, um die Diffusion überschüssiger Wärme zu maximieren.
Damit auch das menschliche System gesund bleibt, muss die Zusammensetzung des Blutes einen Zustand physiologischer Homöostase erreichen. Zwei Hormone, Glukagon und Insulin, die beide von der Bauchspeicheldrüse freigesetzt werden, helfen, den Blutzuckerspiegel zu regulieren. Wenn der Blutzucker nach einer Mahlzeit dramatisch ansteigt, wird Insulin ausgeschüttet, um den Zuckerspiegel zu senken. Umgekehrt, wenn der Blutzuckerspiegel des Körpers zu sinken beginnt, wird Glukagon freigesetzt, um den Blutzuckerspiegel zwischen den Mahlzeiten zu erhöhen. Ein homöostatisches Ungleichgewicht wird in Form von Diabetes beobachtet, wenn die Bauchspeicheldrüse keine ausreichenden Mengen eines der beiden Hormone produzieren oder freisetzen kann. Der Gehalt an gelösten Stoffen im Blut wird auch von den Nieren reguliert, da sie das Blut filtern und die Resorptionsraten von gelösten Stoffen wie Glukose, Aminosäuren und Elektrolyten bestimmen.
Eine weitere Bedingung der physiologischen Homöostase ist die Regulierung der Konzentration von Wasserstoffionen (pH) im Körper. Die Nieren überwachen den pH-Wert im Blutplasma, während es durch das Nierensystem gefiltert wird. Rückmeldungen von der Niere lösen die Freisetzung von pH-Puffermitteln wie Bicarbonat und Ammoniak aus, um sicherzustellen, dass der Wert zwischen 7.35 und 7.45 auf der pH-Skala bleibt.