Medizinische Physiologie. Einführung Regelung im Körper

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1 Medizinische Physiologie Einführung Regelung im Körper Prof. Gyula Sáry 1 Medizinische Physiologie Was bieten wir? Rückmeldung dux.maria@med.u-szeged.hu 1

2 Medizinische Physiologie Was ist von den Studenten erwartet: was wird gelehrt? Lernziele Unterrichtsformen: wie wird Physiologie beigebracht? Bewertung Vorlesungen Seminare Praktika Seminare Praktika Klausuren Kollokvium Rigorosum 3 Medizinische Physiologie Vorlesungen Begünstigung Seminare (oblogatorisch) Praktika (oblogatorisch) Anforderung: an der Internet-Seite Was zu lernen un wovon? 4 2

3 Metabolismus Temperatur Zellen und die Umgebung: ein offenes System Reize Temperatur chemische mechanische usw. Reaktionen: Bewegung Form Metabolismus usw. 5 Mehrzellige Organismen Bitte: was ist geschehen? und was sollen wir tun? Gesamtflüssigkeit: 60% der Körpermasse intrazellulär: 40% der Körpermasse extrazellulär: 20% der Körpermasse Nervensystem Hormonsystem 6 3

4 Extrazelluläre Flüssigkeit: innere Umgebung Metabolismus Abfälle Gase Kapillaren und Zellen Guyton 11th edition 7 Extrazelluläre Flüssigkeit: innere Umgebung Umwelt GI Trakt Lungen innere Umgebung Nieren Zellen Bőr Lippincott: Medical physiology 2 nd 8 4

5 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 die Umwelt extrazelluläre Flüssigkeit -milieu intérieur große Fluktuation Homöostase kleine Fluktuation Zellen 9 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

6 Steuerung vs. Regelung (Kontrolle) 11 (Parameter) (Rezeptor) (Kontrolle) (Parameter) (Rezeptor) 12 6

7 Steuerung vs. Kontrolle 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 13 generalisiertes Schema eines Kontrollkreises Regelgröße (geregeltes System) Istwert Stellglied (Effektor) Fühler (Rezeptor) Regler Hypoth., RM, usw. Sollwert = Istwert?? 7

8 Regelkreise gewünschte Eigenschaften: möglichst kurze Latenzzeit schnelle Wirkung effektiv präzise (hängt vom Parameter ab) zuverlässig 15 Kontrolle wirkt durch: Neuronale Mechanismen: schnell; kurze Latenzzeit; gut definiert in Zeit und Raum. Humorale (hormonale) Mechanismen: langsamer; lange Latenzzeit; diffuse. 16 8

9 der neuronale Regelkreis (Reflex) Zentrum afferente Faser efferente Faser Rezeptor Effektor (Drüsen, Gefäße, Muskel) kontrollierter Parameter (Organ, Organsystem) 17 der neuronale Regelkreis (Reflex) 18 9

10 Humorale Mechanismen 19 der humorale Regelkreis I

11 der humorale Regelkreis II. Hypothalamus Hypophyse, Vorderlappe endokrine Drüse Hemmung Hormon 21 ein kombinierter Regelkreis (Ferguson Reflex) Oxytocin im Blut mechanische Reize der Brust stillen auch Uteruskontraktion! 22 11

12 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 23 Negative Rückkopplung Niedrige Glukose Konz. Hemmt Insulin Sekretion. Pizza steigert Glukose Konz. Im Blut Insulin wird sekretiert. Zellen nehmen Glukose auf, der Glukose-Spiegel wird niedriger

13 Positive Rückkopplung I. 25 Positive Rückkopplung II. Oxytozin wird sekretiert Afferente Nerven vermitteln Info. zu Hypothalamus Uteruskontraktionen werden durch Oxytozin weiter Stimuliert. Baby drückt (stimuliert) Mechanorezeptoren 26 13

14 Kontrolle durch Verhalten Definition der Regelbreite Die Regelbreite erweitern: körperliche (innere) effektor Mechanismen + Verhalten Salz und Fett 27 zeitlicher Verlauf in einem Regelkreis physiologischer Parameter Fehler Latenzzeit Korrektion restlicher Fehler Zeit 28 14

15 Effizienz des Regelkreises (gain) gain = Korrektion restlicher Fehler physiologischer Parameter Fehler Latenzzeit Korrektion restlicher Fehler Zeit 29 Servomechanismus Normalfall: Störgröße schiebt das System von Gleichgewicht weg -> Kontrolle setzt ein Servomechanismus: Sollwert wird verändert -> Kontrolle setzt ein z.b.: Hyperthermie vs. Fieber 30 15

16 negative und positive Rückopplung stabil Sollwert (set point) Istwert Störgröße zu groß Servomechanismus (Sollwert verändert) positive Rückkopplung 31 16