美国医师、生理学家、哲学家和社会活动家亨德森从酸碱平衡的研究中，发现了血液的缓冲作用，他的理论为“内环境稳定理论”的提出提供了科学的依据。
亨德森从学生时代起就对阿伦尼乌斯的电离理论非常感兴趣，并且坚信这个电离理论可以直接应用于生物学研究。大学毕业后，他到德国斯特拉斯堡跟著名胶体化学家霍夫迈斯特学习物理化学。在德国，他不仅受到了良好的科学训练，而且深受德国分析学派思想的影响，他认为一个生物学家必须使用物理化学方法去研究生物体的结构和功能，这样得到的结论才会是完全而准确的。他认为生命现象可以分解成物理化学中的分子、原子和离子，而这些都能用实验证实。
1904年，亨德森回到哈佛任教，在阿伦尼乌斯电离理论的基础上着手研究酸碱平衡问题。他通过测量水溶液中氢离子的浓度与未解离的酸或盐的总量描述了缓冲系统的作用和特点：向缓冲系统中加入酸或碱，缓冲系统可以通过改变弱酸盐或弱碱盐解离的比率保证溶液中氢离子浓度相对稳定。我们的身体体液中也存在着酸、碱和盐，要想使这些酸、碱和盐保持平衡，人体内必然有缓冲体系。
亨德森着手对血液或组织液的缓冲作用进行研究。血液的组成成分相当复杂，亨德森以研究简单的模拟血液中的缓冲系统为起点，对人造缓冲系统的物理化学特征进行了定量的测试。通过这些简单的实验，亨德森发现血液中并不是只有一个缓冲体系，而是包含着多个缓冲体系，并且真正的生理缓冲系统比人造缓冲系统有效得多，比如说碳酸和碳酸氢钠在试管中只能发挥出中等的缓冲效力，但在血液中的缓冲效力却比在试管中的效力大得多。通过对水溶液和模拟血液的研究，亨德森开始借助这些模拟实验得出的方法和原理对复杂的血液系统进行全面细致的研究。他对最重要的7种相互联系的变化成分进行了深入细致的研究，取得了大量的物理化学数据。他巧妙地利用了一种图解格式对7组数据进行了分析和处理，终于找到了一种解释和显示他选出的7种变化成分相互作用的方式。他通过实验发现血液的总缓冲势并不是各组分缓冲势的简单累加，他的这些发现都记录在《作为物化体系的血液》一书中，为“内稳态理论”的建立提供了依据。
生命的存在是一个奇迹，亨德森根据贝尔纳的内环境思想和自己的实验，阐述了自己对生命现象的独特见解。他认为生命系统是一个整体，内部相互作用的各个因子具有调节生命活动的能力。生理过程是一个物理化学过程，依赖于生命体内的物理和化学条件，但是如果不是全面地研究这个系统的组成部分，而把生命体分裂成个体去进行研究，那么不管如何都不能完整地阐明生命现象的机理。亨德森认为物理化学方法是一种效果显著的分析手段，但如果仅仅依赖物理化学方法对生命体进行研究，将会导致做出过于简化或错误的结论。他还提出了应该研究生命现象的整合作用和协调作用，这与贝尔纳的思想是相同的，亨德森是在美国传播贝尔纳思想的得力干将。1927年，亨德森把贝尔纳所著的《实验医学研究导论》译成英文，亨德森通过自己的努力极大地推广了贝尔纳的思想。坎农在贝尔纳和亨德森工作的基础上，结合谢灵顿的神经态合理论将内环境理论向前推进了一步，他建立了“内稳态理论”。
坎农是美国20世纪贡献最大的生理学家之一，他是一位具有创新思想的科学家，曾在哈佛受过良好的医学生理学训练。通过广泛而深刻的研究，他清楚地意识到休克是机体调节机制衰竭的结果。他认识到人的体温、代谢率、血糖水平、心搏率和呼吸速率的调节等并非全部依靠血液的缓冲作用，更主要是靠神经系统和内分泌系统的相互作用来实现，这是一个异常繁杂的问题。坎农观察到脊椎动物身体上的交感神经系统起着主导作用，交感神经系统实际上控制着身体的其他调节系统。比如在天气变热时，交感神经系统使皮肤表层的毛细血管舒张并刺激汗腺分泌汗液，同时促使肾上腺释放更多的肾上腺素到血液内，以加速身体的代谢过程，这一系列的活动将使体温维持相对恒定。坎农通过对肾上腺髓质机能的深入研究，认识到肾上腺髓质的机能本质上是一种适应机制，一种有助于动物准备好逃跑或应付紧急情况的机制。坎农通过对交感神经系统和内分泌功能的研究，在更大的程度上理解了贝尔纳的内环境理论。1932年，坎农在《人体的智慧》一书中首次明确提出了“内稳态理论”。
“内稳态”指的是什么呢？“内稳态”实质上就是维持内环境稳定的自我调节过程。坎农提出“内稳态”不是让生物与环境分离，而是说生命体不断地调节体内的各种生理从而达到平衡的一个过程。这种平衡是一种动态的平衡，不是固定不变的，有时它会随环境的变化而改变，但不管各个组成部分怎样改变，整个系统还是保持稳定。坎农认识到了身体内环境的稳态是神经、内分泌以及血液缓冲作用的结果，但对于生命体到底是如何达到平衡的这一问题并没有进行深入的探讨。坎农确信生命现象不能完全分成物理化学过程，即生命系统各部分的结构及其相互作用与简单的物理化学过程不同，它有着更为深刻的内涵。坎农将生物体视为一个整体，整体中的每一部分都有自己的功能，但要通过各种控制过程对各部分进行整合才能发挥作用，这反映了一个亘古不变的真理：整体大于部分的总和。
坎农的研究是伟大的，亨德森的工作也具有非凡的意义，再加上霍尔丹对呼吸速度调节机理的研究，他们三者的研究成果代表了20世纪生理学中最有影响的理论取向。他们改变了一直在生理学中占据统治地位的还原论研究方式。他们坚信生命系统各部分的作用遵循基本的物理化学定律，但又强调生命系统不能单纯用物理化学定律来解释。他们一方面避免了活力论，另一方面又摆脱了还原论的局限。宏观与微观相结合，理论与实验相结合，他们的研究为生理学乃至生物学的发展建立了良好研究方式。他们的这种方式被认为是唯理主义科学观的重要组成部分。他们是整体唯物主义者，他们坚信事物起因的物质性，并且强调整体中各组成部分之间的相互联系。
“内稳态理论”是现代生理学建立的标志，也是生理学进一步发展的基础，生理学从此走上了一条高速发展的道路。
