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Das innere Milieu und seine Konstanthaltung Leitfaden zum Studium der Lehrbücher der Veterinär- und Humanphysiologie. Besonders empfohlen: Klinke/Silbernagel:

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1 Das innere Milieu und seine Konstanthaltung Leitfaden zum Studium der Lehrbücher der Veterinär- und Humanphysiologie. Besonders empfohlen: Klinke/Silbernagel: Lehrbuch der Physiologie Scheunert/Trautmann: Lehrbuch der Veterinärphysiologie v.Engelhardt/Breves: Physiologie der Haustiere

2 Die Homöostase Kapitelübersicht Unter Homöostase versteht man alle Regulationsprozesse zur Aufrechterhaltung der Konstanz des inneren Milieus gegenüber störenden Einflüssen. Übergeordnete regulatorische Instanz ist der Hypothalamus. Die Homöostase läuft auf allen Organisationsebenen ab – vom Verhalten bis zur molekularen Ebene. Versagen der Homöostase betrifft alle Zellen des Körpers Homöostatische Mechanismen und ihre Störungen lassen sich durch kybernetische (regeltechnische) Modelle darstellen.

3 Die Homöostase Leben entstand vermutlich in einem Urmeer. Die dort lebenden Einzeller lebten in einem im Vergleich zu ihrer Körpermasse unendlichen äußeren Milieu, aus dem Sie Stoffe entnahmen, ohne deren Konzentration zu ändern, und in das sie Abfallprodukte abgaben ohne daß deren Konzentration anstieg. Der Vielzeller kann auch in ungünstigen Bedingungen überleben, da er das umgebende Milieu internalisiert hat und seine Zellen von einem kleinen Urmeer umspült sind, den Milieu interieur (Claude Bérnard), das jedoch nicht mehr unendlich ist, sondern nur mehr 20% des Körpergewichtes ausmacht. Aus diesem inneren Milieu, der extrazellulären Flüssigkeit, müssen alle Zellen des Körpers versorgt und entsorgt werden.

4 Die Homöostase Daraus folgt: Das kleine Flüssigkeitsvolumen muß ständig zirkulieren und durch ein komplexesRegeneriersystem in seinen wesentlichen Eigenschaften konstant gehalten werden. Ein empfindliches Kontrollsystem muß die Eigenschaften dieses inneren Milieus ständig überwachen Da die Nahrungsstoffe nicht unmittelbar vorhanden sind, muß der Organismus sie suchen, da das Milieu schädlich sein kann, müssen diese Situationen gemieden werden Verhaltensmechanismen Die Tätigkeiten dieses Regeneriersystems werden unter dem BegriffHomöostase zusammengefaßt. Jede Störung der Homöostase betrifft alle Zellen des Körpers.

5 Die Homöostase Konstant gehalten werden: Die Flüssigkeitsmenge Die Ionenkonzentrationen O 2 - und CO 2 -Partialdruck pH-Wert Gehalt an Energieträgern (z.B. Blutzucker) Temperatur....

6 Wie funktioniert die Regulation biologischer Größen ? Biologische Regulation beruht auf der Erfassung, Übertragung, Verarbeitung und Verwendung von Information (z.B. von Meßwerten des Blutdrucks, des arteriellen CO 2 -Gehalts oder der inneren Körpertemperatur) zur Organisation von Lebensprozessen. Die physiologische Beschreibung dieser Informationsflüsse erfolgt in Form von kybernetischen Modellen. Kybernetik ist die Allgemeine Regelungslehre.

7 Biologische Regulation Mechanismen, die bewirken, dassMechanismen, die bewirken, dass biologische Größen (sog. Betriebsgrößen, wie z.B. Blutdruck, Temperatur…) in einem bestimmten Bereich konstant bleibenbiologische Größen (sog. Betriebsgrößen, wie z.B. Blutdruck, Temperatur…) in einem bestimmten Bereich konstant bleiben oder in einem konstanten Rhythmus schwankenoder in einem konstanten Rhythmus schwanken und nach Veränderung durch störende Einflüsse (Störgrößen) wieder auf den ursprünglichen Wert zurückgeführt werden.und nach Veränderung durch störende Einflüsse (Störgrößen) wieder auf den ursprünglichen Wert zurückgeführt werden.

8 Biologische Regulation mit Informationsfluss Steuerung Reize werden mit einer schon festgelegten komplexen Reaktion beantwortet: z.B.: Schluckreflex nach Berührung der Schluckstellen am Isthmus faucium Beugereflex nach Schmerzreiz am Sohlenballen Oro-gastrische Vorregulation bei Flüssigkeitsaufnahme Regelung Eine Betriebsgröße (ein Ist-Wert) wird laufend erfaßt, mit einem Soll-Wert verglichen und bei Änderung durch Störgrößen (Soll-Ist-Differenz) in den Soll- Bereich zurückgeführt, z.B.: Chemorezeptoren des Atmung melden die arterielle CO 2- Konzentration (Ist-Wert) an das Atemzentrum. Übersteigt dieser den Sollwert von 40 mmHg wird er durch Intensivierung der Atmung auf den Soll- Wert zurückgeführt.

9 Biologische Regulation: Regelkreis Beim geschlossenen Wirkungsablauf des Regelkreises wird durch ein Feedback- Element die Wirkung der Störgröße auf die Regelgröße erfaßt. Die Heizleistung wird über einen Raumthermostat geregelt, wodurch die Raumtemperatur genau konstant gehalten wird. Öffnen Sie an einem kalten Tag das Fenster, springt die Heizung an. Feedback

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