Systèmes respiratoire, cardio-vasculaire, rénal

La représentation hiérarchique permet de formaliser d'une façon assez systématique toute fonction physiologique et de la définir mathématiquement de façon générale et abstraite comme une combinaison d'interactions fonctionnelles élémentaires. Par exemple, l'équilibre acido-basique résultera, entre autres choses, de l'action de deux hormones, l'ADH (anti-diurétique hormone) et l'aldostérone.
Dans le cadre de cette théorie, la fonction est représentée par deux systèmes : d'une part, l'organisation des interactions fonctionnelles (sa topologie) ; d'autre part, l'évolution dans le temps de ces interactions (sa dynamique).

Un autre exemple très important est donné par le couplage entre le système cardiovasculaire, le système repiratoire et le système rénal. L'intégration de ces systèmes peut être observée sous la forme de deux grands équilibres appelés "équilibre acidobasique" et "équilibre hydroélectrolytique". Ce sont ces systèmes qui doivent être restaurés lorsqu'ils sont perturbés.

La fonction physiologique étant décomposée en niveaux d'organisation découplés en temps, la dynamique ainsi hiérarchisée est plus aisée à déterminer. En termes non mathématiques, les simulations numériques permettront d'obtenir l'évolution dans le temps des paramètres biologiques et physiologiques à partir des mécanismes physiologiques élémentaires et des données anatomiques.

Bien évidemment ces systèmes sont complexes, mais ils sont grandement simplifiés dans une représentation adaptée. La représentation hiérarchique adoptée ici conduit à de telles simplifications et permet en pratique de résoudre le problème. On obtient finalement la solution des équations qui décrivent le système physiologique, et par conséquent les valeurs des paramètres biologiques évoluant dans le temps.