Regelung im Körper
Lernziel No. 1.
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Zellen und die Umgebung:
„ein offenes System”
Reize
• Temperatur
• chemische
• mechanische
• usw.………
Reaktionen:
• Bewegung
• Form
• Metabolismus
• usw. ………
Metabolismus
Temperatur
Mehrzellige Organismen
Gesamtflüssigkeit:
60% der Körpermasse
intrazellulär: 40% der Körpermasse extrazellulär: 20% der Körpermasse
Bitte:
• was ist geschehen?
•…und was sollen wir tun?
Extracelluláris folyadék és a külvilág kapcsolata
Umwelt
innere Umgebung
Zellen
Extrazelluläre Flüssigkeit: „innere Umgebung”
Nieren Lungen
GI Trakt
Guyton 11th edition 6
Metabolismus Abfälle
Gase
…
Kapillaren und Zellen
Extrazelluläre Flüssigkeit: „innere Umgebung”
Laborwerte: extrezelluläre Flüssigkeit!
„das Meer in uns” - milieu intérieur
„ … daß für das Tier tatsächlich zwei Umgebungen gibt: ein äußeres Milieu… und ein internes Umfeld, in dem sich die Komponenten des lebenden Gewebes befinden. Die eigentliche Existenz des Seins geschieht… innerhalb des flüssigen Mediums durch zirkulierende organische Flüssigkeit. Sie …umhüllt alle anatomischen Elemente der Gewebe. ..sie dringen in die Gewebe ein und bilden sämtliche interstitiellen
Flüssigkeiten. Sie sind Ausdruck aller lokalen Ernährung, Quelle und Mündung allen elementaren Austauschs”.
Claude Bernard
extrazelluläre Flüssigkeit -milieu intérieur
Homöostase
die Umwelt
große kleine
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Homöostase, homöostatische Werte
griechisch: homoios + stasis
„…die Aufrechterhaltung eines Gleichgewichtszustandes eines offenen dynamischen Systems durch einen internen regelnden Prozess”
• Körpertemperatur
• Körpergewicht
• pH
• Blutzuckerspiegel
• Na+, K+, Ca++, Cl- Konzentration
• Hgb Konzentration
• usw..
Steuerung vs. Regelung (Kontrolle)
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(Kontrolle)
(Parameter)
(Parameter) (Rezeptor) (Rezeptor)
Steuerung vs. Kontrolle (Regelung)
• geöffnet
• kein feed back
• keine Rückwirkung
• kontrolliert nur vorgesehene Probleme
• alle Störfaktoren müssen bekannt sein
• spezifisch
• stabil
• geschlossen
• feed back
• Rückwirkung
• (meiste) unbekannte Probleme können kontrolliert werden
• Störfaktoren müssen nicht bekannt sein
• kann unstabil sein
• unspezifisch
generalisiertes Schema eines Kontrollkreises
Regelgröße
(geregeltes System)
Fühler (Rezeptor) Stellglied
(Effektor)
Istwert
Sollwert (Set Point) = Istwert tt
Regler
Hypoth., RM, usw.
Regelkreise
gewünschte Eigenschaften:
möglichst kurze Latenzzeit schnelle Wirkung
effektiv
präzise (hängt vom Parameter ab)
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Kontrolle wirkt durch:
Neuronale Mechanismen:
schnell;
kurze Latenzzeit;
gut definiert in Zeit und Raum.
Humorale (hormonale) Mechanismen:
langsamer;
lange Latenzzeit;
diffuse.
der neuronale Regelkreis (Reflex)
Rezeptor
Zentrum
Effektor
(Drüsen, Glattmusk., Skeletmusk.) afferente Faser efferente Faser
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der neuronale Regelkreis (Reflex)
der humorale Regelkreis I.
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der humorale Regelkreis II.
Hypothalamus
Hypophyse, Vorderlappe
endokrine Drüse
Hormon
Hemmung
Humorale
Mechanismen
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ein kombinierter Regelkreis
(Ferguson Reflex)
Oxytocin im Blut
mechanische Reize der Brust
auch Uteruskontraktion!
stillen
positive und negative Rückopplung (feed back)
feed forward: wirkt nur vorwärts, wird nicht durch Fehler kontrolliert
negative Rückopplung: durch Fehler kontrolliert, oft vorhanden, hält die Parameter um den Sollwert (set point)
positive Rückopplung: selten, kann in Teufelkreis rennen (circulus vitiosus) wenn nicht unterbrochen wird
zB.:
Blutgerinnung
Spannunggesteuerte Na+ Kanäle Geburt
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Positive Rückkopplung I.
Positive Rückkopplung II.
Afferente Nerven vermitteln Info.
zu Hypothalamus
Oxytozin wird sekretiert
Uteruskontraktionen werden
durch Oxytozin weiter Stimuliert.
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Negative Rückkopplung
Pizza steigert Glukose Konz. Im Blut
Insulin wird sekretiert.
Zellen nehmen Glukose auf,
der Glukose-Spiegel wird niedriger.
Niedrige Glukose Konz.
Hemmt Insulin Sekretion.
Gastrin - Somatostatin
+ +
Negative Rückkopplung: wenn es funkzioniert
Und wenn nicht…
Kontrolle durch Verhalten
Definition der Regelbreite Die Regelbreite erweitern:
körperliche (innere) effektor Mechanismen + Verhalten
Aber: Salz und Fett!
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zeitlicher Verlauf in einem Regelkreis
Korrektion
restlicher Fehler
physiologischer Parameter
Zeit
Fehler
Latenzzeit
Sollwert
gain = Korrektion
restlicher Fehler
Effizienz des Regelkreises (gain)
Korrektion
Latenzzeit
Fehler
logischer Parameter
gain
30
intravenöse Flüssigkeit 100 Hgmm 175 Hgmm
Korrektion: 50 Hgmm (125 Hgmm), Fehler: 25 Hgmm
gain : 50Hgmm/25Hgmm = 2
bei Temperaturkontrolle is es gain : 33!
Servomechanismus
Normalfall:
Störgröße schiebt das System von Gleichgewicht weg ->
Kontrolle setzt ein
Servomechanismus:Sollwert wird verändert -> Kontrolle setzt ein
z.B.: Hyperthermie vs. Fieber
Zeit
H e rz fr e q u e n z
Durchschnitt: 72/min R e fe re n zb e re ic h
70
Referenzbereich/Normalbereich oder Normalwert?
50
negative und positive Rückopplung
Sollwert (set point), Normalbereich
Istwert
stabil
Störgröße zu groß
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http://www.viaggio-in-germania.de/twain-schreckliche-dt-sprache.pdf
