Pathophysiologie

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 4. September 2026

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Die akademische Pathophysiologie ist ein medizinischer Teilbereich an der Schnittstelle von Pathologie und Physiologie. Sie behandelt die krankhaft veränderten Körperfunktionen eines Lebewesens und verbindet dabei die Krankheitslehre (Pathologie) mit der Lehre von den normalen Lebensvorgängen (Physiologie). Der medizinische Begriff geht auf die griechische Sprache zurück. Pathos bedeutet Leiden und Physis Körper und Natur.

Was ist die Pathophysiologie?

Die Pathophysiologie behandelt die krankhaft veränderten Körperfunktionen eines Lebewesens und verbindet dabei die Krankheitslehre (Pathologie) mit der Lehre von den normalen Lebensvorgängen (Physiologie).

Die Pathophysiologie, auch pathologische Physiologie, konzentriert sich auf die krankhaften Veränderungen und die sich daraus ergebenden Funktionsstörungen des menschlichen Organismus. Erkrankt ein Mensch, funktioniert sein Körper abweichend von seinem regulären, gesunden Mechanismus nicht mehr vollumfänglich.

Die Pathophysiologie stellt fest, wie der erkrankte Körper funktioniert und welche Funktionsmechanismen zu den krankhaften Veränderungen führen. Die Medizin akzeptiert, dass auch unter diesen krankhaft veränderten Bedingungen der Körper eine physiologisch sinnvolle Normalfunktion aufweist, die das physiologische Gleichgewicht wahrt (Homöostase). Die Diagnostik geht von einem lückenlosen Zusammenhang zwischen einem gesunden und einem kranken Zustand aus, da der Körper trotz der Erkrankung nach wie vor normale Lebensvorgänge der gesunden, nicht erkrankten Körperteile und Organe, ermöglicht.

Aus diesem Grund nehmen die Mediziner keine strikte Unterscheidung zwischen krank und gesund vor, da selbst ein erkrankter Patient regelmäßig normale Lebensvorgänge und gesunde Körperfunktionen aufweist. Die Pathophysiologie stützt sich dabei auf die Teilbereiche der Physiologie: die vegetative Physiologie, die Herz- und Kreislaufphysiologie, die Neuro- und Sinnesphysiologie sowie die zelluläre Physiologie.

Die Abgrenzung zur Pathologie fällt im Sprachgebrauch oft schwer, lässt sich aber klar ziehen: Die Pathologie untersucht die sichtbaren Veränderungen an Zellen, Geweben und Organen, arbeitet also am Präparat und beschreibt Struktur. Die Pathophysiologie fragt dagegen nach dem Ablauf — welche Funktion des Körpers gestört ist, in welcher Reihenfolge sich eine Störung ausbreitet und wie der Organismus darauf antwortet. Ein Beispiel macht den Unterschied deutlich: Dass eine Herzklappe verengt ist, gehört zur strukturellen Beschreibung; dass sich vor dieser Enge Druck aufbaut, die vorgeschaltete Kammer sich verdickt und schließlich Flüssigkeit in die Lunge zurückstaut, ist die pathophysiologische Kette.

Das gedankliche Grundgerüst des Faches sind Regelkreise. Der Organismus hält zahlreiche Größen — Körpertemperatur, Blutdruck, Blutzucker, Säuregrad des Blutes, Salzgehalt der Körperflüssigkeiten — innerhalb enger Grenzen, indem Messfühler Abweichungen erfassen und Gegenmaßnahmen auslösen. Eine Erkrankung kann an jeder Stelle eines solchen Kreises ansetzen: am Messfühler, an der Übertragung, am ausführenden Organ oder an der vorgegebenen Zielgröße selbst. Fieber ist das anschaulichste Beispiel für den letzten Fall: Nicht die Wärmeregelung versagt, sondern der Körper verstellt seinen Sollwert nach oben und regelt anschließend völlig geordnet auf die neue, höhere Temperatur — deshalb frieren Erkrankte gerade zu Beginn des Fieberanstiegs.

Ebenso wichtig ist der Begriff der Kompensation. Der Körper verfügt über erhebliche Reserven und über Ausweichmechanismen, mit denen er den Ausfall einer Funktion zunächst auffängt. Bei einer Anämie steigert er die Pumpleistung des Herzens und die Atmung, um trotz verminderter Sauerstoffträger genügend Sauerstoff in die Gewebe zu bringen. Lässt die Pumpkraft des Herzens nach, greifen Nervensystem und Hormone ein, die Herzfrequenz steigt, und die Nieren halten Wasser und Salz zurück. Solche Antworten sind kurzfristig sinnvoll und werden auf lange Sicht selbst zum Problem: Die dauerhafte Mehrbelastung erschöpft das Herz, die zurückgehaltene Flüssigkeit staut sich. Genau dieser Umschlag vom nützlichen zum schädlichen Mechanismus gehört zu den zentralen Gedanken der Pathophysiologie.

Aus der Kompensation erklärt sich auch, warum viele Erkrankungen lange stumm bleiben. Beschwerden treten häufig erst auf, wenn die Reserve aufgebraucht ist — bei Nieren-, Leber- und Lungenerkrankungen nicht selten erst in fortgeschrittenem Stadium. Für die Diagnostik folgt daraus, dass ein in Ruhe unauffälliger Befund eine Störung nicht ausschließt und dass Belastungsuntersuchungen einen eigenen Erkenntniswert besitzen.

Eine dritte Grundfigur des Faches ist die Anpassung an dauerhaft veränderte Bedingungen. Wer längere Zeit in großer Höhe lebt, bildet mehr rote Blutkörperchen; wer regelmäßig ausdauernd trainiert, hat einen langsameren Ruhepuls und eine geräumigere Herzkammer. Dieselben Mechanismen laufen bei Erkrankungen ab und erschweren die Beurteilung, weil ein Befund je nach Vorgeschichte einmal Anpassung und einmal Krankheitszeichen bedeuten kann. Die Pathophysiologie beschreibt deshalb regelmäßig nicht einzelne Werte, sondern Muster: welche Größen sich gemeinsam in welche Richtung verschieben und welche unverändert bleiben. Erst dieses Muster erlaubt die Zuordnung zu einer bestimmten Störung — und es erklärt zugleich, warum bei mehreren gleichzeitig bestehenden Erkrankungen verschiedene Regelkreise ineinandergreifen und sich gegenseitig verstärken können.

Behandlungen & Therapien

Die Pathologie ist die Lehre von den Krankheiten und deren Erforschung. Sie beschäftigt sich mit den abnormen Zuständen und Vorgängen von Lebewesen und deren Ursachen. Die Pathophysiologie ist eine Kombination dieser beiden medizinischen Teilgebiete, die sich mit den natürlichen Zusammenhängen zwischen dem Körper und dessen Erkrankungen beschäftigt. Die Entstehung und der Verlauf eines Krankheitsprozesses werden als Pathogenese bezeichnet. Die Pathophysiologie kommt in allen medizinischen Teilbereichen zum Einsatz, da krankhafte Veränderungen im ganzen Körper auftreten können.

Die behandelnden Ärzte beschäftigen sich mit den zentralen Fragen des menschlichen Körpers und dessen krankhaften Dysfunktionen. Erst wenn der behandelnde Arzt ein umfassendes Verständnis der pathophysiologischen Zusammenhänge der Krankheit seines Patienten erlangt, kann er entsprechende Diagnosen, Therapien und Reha-Maßnahmen in die Wege leiten. Die Pathophysiologie ist der Schlüssel zum Verständnis der klinischen Krankheitsentstehung und Krankheitsentwicklung. Humanmediziner setzen sich mit den einzelnen klinischen Krankheitsbildern auseinander und ermitteln auf diesem Wege auch schwierige Zusammenhänge. Zu den Grundlagen der Pathophysiologie gehören die Bereiche Gesundheit, Krankheit, Altern, Tod, Besonderheiten des Hirntodes, chronische Reaktionen auf Austrocknungszustände sowie die Grundmechanismen von Organ-, Organsystem- und Zellstörungen.

In diesem Bereich werden Störungen im Elektrolyt- sowie Säure-Basen-Haushalt, vegetative und psychosomatische Störungen behandelt. Im Bereich der klinischen Pathophysiologie werden alle Störungen behandelt, die mit Erkrankungen und Funktionsstörungen von Nieren, Wasserhaushalt, Atmung, Verdauung, Stoffwechsel sowie Herz- und Hirnleiden zu tun haben.

Die Mediziner behandeln Beschwerden und Erkrankungen wie Nierenversagen, systemische Erkrankungen, respiratorische Insuffizienz, Lungenembolie, Pneumothorax, Lungenemphysem, Motilitätsstörungen des Magens, Funktionsstörungen der Mundhöhle, Motilitätsstörungen und Erkrankungen des Darms, Leberstörungen, akute Stoffwechselentgleisungen, Störungen des Nervensystems und der Sensomotorik, metabolische Dysfunktionen, Diabetes, Schlaganfälle und alle Störungen und Erkrankungen, die mit einer krankhaft veränderten Hirntätigkeit einhergehen.

Aus dem Verständnis der gestörten Abläufe leiten sich unterschiedliche Behandlungsansätze ab, die sich in vier Gruppen ordnen lassen. Die ursächliche Behandlung setzt an der Krankheitsursache an und beseitigt sie, etwa indem ein Erreger bekämpft oder eine Enge behoben wird. Die ersetzende Behandlung tritt an die Stelle einer ausgefallenen Funktion: Insulin bei der Zuckerkrankheit, wenn der Körper das Hormon nicht mehr selbst bildet, oder Schilddrüsenhormon bei der Schilddrüsenunterfunktion. Organersetzende Verfahren übernehmen die Leistung eines Organs von außen, wie die Dialyse bei fortgeschrittenem Nierenversagen oder die maschinelle Beatmung bei versagender Atmung. Die symptomatische Behandlung schließlich lindert Beschwerden, ohne an deren Ursache anzusetzen.

Besonders lehrreich ist der gezielte Eingriff in Regelkreise. Bei der Herzinsuffizienz und beim Bluthochdruck wird nicht allein das Herz selbst behandelt, sondern es werden die hormonellen Gegenregulationen gedämpft, die den Kreislauf zunächst stützen und ihn auf Dauer überlasten. Diese Strategie ist ohne pathophysiologisches Verständnis nicht zu erklären: Sie schwächt bewusst eine körpereigene Antwort ab, weil deren Fortdauer mehr schadet als nützt.

Umgekehrt gilt, dass nicht jede Abweichung unterdrückt werden sollte. Fieber, Husten und Erbrechen sind Abwehr- und Schutzvorgänge; ob und wann sie gedämpft werden, ist eine Abwägung zwischen dem Nutzen des Vorgangs und der Belastung des Patienten. Auch ein niedriger Blutdruck oder eine beschleunigte Atmung können Ausdruck einer sinnvollen Anpassung sein, deren Beseitigung die eigentliche Störung lediglich verdeckt.

Ein weiterer Gedanke des Faches betrifft die zeitliche Dimension. Akute und chronische Störungen derselben Größe verlangen unterschiedliche Antworten, weil sich der Körper an langsam entstandene Abweichungen anpasst. Ein über Jahre gestiegener Wert wird anders korrigiert als derselbe Wert, der innerhalb weniger Stunden entstanden ist — eine zu rasche Rückführung kann selbst Schaden anrichten. Ähnliches gilt für den Schock, bei dem ein Missverhältnis zwischen Sauerstoffangebot und Sauerstoffbedarf im Gewebe besteht und sich die Behandlung danach richtet, ob das Herz, das Blutvolumen oder die Weite der Gefäße die Ursache ist.

Für die medizinische Ausbildung ist die Pathophysiologie das Brückenfach zwischen den vorklinischen Grundlagen und dem klinischen Unterricht. Sie überträgt das Wissen über die normalen Abläufe auf die Krankheitsbilder und macht Symptome erklärbar, statt sie auswendig lernen zu lassen. Wer versteht, warum ein Patient mit Herzschwäche nachts vermehrt Wasser lässt und flach nicht liegen kann, muss sich diese Zeichen nicht merken — er leitet sie ab.

Schließlich prägt das Fach die Sprache der Klinik. Begriffe wie Kompensation, Dekompensation, Insuffizienz, Reserve und Entgleisung stammen aus dem pathophysiologischen Denken und bezeichnen jeweils einen Zustand des gestörten Regelkreises, nicht eine bestimmte Krankheit. Dieselbe Insuffizienz kann Herz, Niere, Leber oder Lunge betreffen und meint stets, dass die Leistung eines Organs dem Bedarf nicht mehr genügt.

Untersuchungsmethoden

Die Pathogenese der behandelten Krankheitsbilder ist für die Mediziner hinsichtlich Diagnose, Therapie und Nachbehandlung von großer Bedeutung. Die Pathophysiologie hat das Hauptziel, die krankhaft veränderten Funktionsabläufe und die Kompensationsmöglichkeiten des Körpers zu verstehen. Die pathologische Physiologie verfügt als Instrument zur Erkennung und Einordnung von Krankheiten und krankhaften Veränderungen im menschlichen Organismus über zwei Arten der Pathogenese. Die formale Pathogenese, die sich mit dem „wie“ auseinandersetzt und nach dem funktionellen und strukturellen Krankheitsablauf fragt und die kausale Pathogenese, die nach dem „warum“ fragt und die Ursache der vorliegenden Erkrankung erforscht.

Sie beschäftigt sich mit dem Zusammenhang zwischen Noxe (Krankheitsursache) und der Disposition des Patienten, tatsächlich zu erkranken. Erkrankt ein Patient an der Grippe, ist das Virus die Ursache (Ätiologie). Die Gesamtsituation, in der sich der Patient vor der Erkrankung durch den Kontakt mit dem Virus befindet, ist Ursache und Disposition, die die Grippeerkrankung erst ermöglicht haben (kausale Pathogenese). Die entzündlichen Prozesse, Schnupfen, Fieber und alle weiteren Begleiterscheinungen der Grippe stellen den Krankheitsablauf selbst dar (formale Pathogenese). Für die Mediziner geht es dabei um die Funktionsweise und den Aufbau der Organe und um die Entwicklung von Funktionsstörungen und Krankheitsbildern in allen Bereichen des menschlichen Körpers.

Dabei setzen die Mediziner neben den biologischen Faktoren verstärkt auf die psycho-sozialen Faktoren, die bei der Entstehung von Krankheitsbildern eine bedeutende Rolle spielen. Die Problematik der Pathophysiologie besteht darin, dass Krankheiten regelmäßig zeitlich verlaufen, während wissenschaftliche und medizinische Betrachtungen ausschließlich Momentaufnahmen liefern und auf dieser Grundlage die Zusammenhänge des Krankheitsgeschehens und der daraus resultierenden Dysfunktionen im menschlichen Körper erkennen. Im übertragenen Sinne erfassen die Mediziner viele Augenblicksbilder und setzen sie wie einen Kinofilm zu einem Gesamtbild zusammen, um den Krankheitsverlauf zu rekonstruieren.

Weil die Pathophysiologie nach Abläufen fragt, arbeitet sie mit Verfahren, die eine Funktion messen und nicht ein Gewebe beurteilen. Im Mittelpunkt steht die Funktionsdiagnostik. Das Elektrokardiogramm bildet die Ausbreitung der Erregung im Herzen ab, die Spirometrie misst die bewegten Luftmengen und die Geschwindigkeit der Atemströmung, die Blutgasanalyse zeigt, ob die Lunge Sauerstoff aufnimmt und Kohlendioxid abgibt und wie es um den Säuregrad des Blutes bestellt ist. Ultraschalluntersuchungen des Herzens erfassen neben der Form auch die Bewegung von Wänden und Klappen und damit eine Leistung. Zahlreiche Laborwerte sind ebenfalls Funktionsgrößen: Sie beschreiben, was ein Organ umsetzt, und nicht, wie es aussieht.

Ein eigenes Prinzip ist die Belastungsuntersuchung. Weil kompensierte Störungen in Ruhe verborgen bleiben, wird das betreffende System gezielt gefordert und dabei beobachtet. Die Ergometrie belastet den Kreislauf auf dem Fahrrad oder dem Laufband, Belastungsprüfungen der Lunge bewerten die Atemreserve, Zuckerbelastungstests zeigen, wie rasch der Stoffwechsel eine zugeführte Menge verarbeitet, und Kipptischuntersuchungen fordern die Kreislaufregulation beim Lagewechsel heraus. Der Grundgedanke ist stets derselbe: Nicht der Ruhewert, sondern die Reserve gibt Auskunft über den Zustand eines Regelkreises.

Auch die zeitliche Auflösung gehört zum methodischen Bestand des Faches. Langzeitmessungen von Blutdruck, Herzrhythmus, Blutzucker oder Atmung im Schlaf erfassen Schwankungen, die eine einzelne Messung nicht zeigt, und ordnen sie den Tageszeiten und Tätigkeiten zu. Damit begegnet die Pathophysiologie der bereits beschriebenen Schwierigkeit, dass Krankheiten Verläufe sind, Messungen aber Augenblicke.

Für die Forschung kommen weitere Zugänge hinzu. Isolierte Organe und Zellkulturen erlauben es, einzelne Funktionen unter kontrollierten Bedingungen zu untersuchen. Tiermodelle bilden komplexe Regelvorgänge nach, die sich am Menschen nicht gezielt herstellen lassen; ihre Übertragbarkeit muss jeweils eigens begründet werden. Rechnergestützte Modelle schließlich bilden Regelkreise als Gleichungssysteme ab und erlauben es, den Verlauf einer Störung zu simulieren, bevor am Menschen gemessen wird.

Die Auswertung aller dieser Verfahren beruht auf Referenzbereichen, und deren richtiges Verständnis gehört ausdrücklich zum Fach. Ein Referenzbereich beschreibt, welche Werte bei Gesunden üblich sind — er ist keine Grenze zwischen krank und gesund. Ein Wert innerhalb des Bereichs kann für einen bestimmten Patienten bereits krankhaft verändert sein, und ein Wert knapp außerhalb muss nichts bedeuten. Entscheidend sind der Vergleich mit dem individuellen Ausgangswert, der Verlauf über die Zeit und das Beschwerdebild des Patienten.

Quellen

• Silbernagl, S., Lang, F.: Taschenatlas Pathophysiologie.
  ISBN: 9783132429130

• Pape, H.-C., Kurtz, A., Silbernagl, S. (Hrsg.): Physiologie.
  ISBN: 9783132446083

• Brandes, R., Lang, F., Schmidt, R. F. (Hrsg.): Physiologie des Menschen.
  ISBN: 9783662564677

• Heinrich, P. C., Müller, M., Graeve, L., Koch, H.-G. (Hrsg.): Löffler/Petrides Biochemie und Pathobiochemie.
  ISBN: 9783662602652

• Riede, U.-N., Werner, M. (Hrsg.): Allgemeine und spezielle Pathologie.
  ISBN: 9783662487242

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