VL 7 Homöostase at Universität Göttingen | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für VL 7 Homöostase an der Universität Göttingen

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TESTE DEIN WISSEN

Homöostase allgemein

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  • die Aufrechterhaltung körperinterner Zustände für optimale Bedingungen (z.B. für die Zellen)
  • ein aktiver Prozess
  • Ziel: körperinternes Gleichgewicht erhalten


  • → Aber: Wir verlieren stetig Wärme, Wasser, Energie
  • → Lösung: negative Rückkopplung in Regelkreisen
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Negative Rückkopplung allgemein

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  • auch: Feedback-Hemmung, Endprodukt-Hemmung; Rückkopplungsschleifen = feedback loops
  • beschreibt einen Regelkreis, bei dem die Veränderung einer Variablen eine Wirkung verursacht, welche die ursprüngliche Veränderung hemmt oder ihr entgegenwirkt. 
  • In vielen Systemen sind es solche Regelmechanismen, die Wachstum auf natürliche Art und Weise beschränken und stabilisieren
  • es wird z.B. ein Enzym am Anfang eines Stoffwechselwegs durch hohe Konzentrationen des Endprodukts gehemmt.  
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Beispiele für Homöostase im Menschlichen Körper

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• Körpertemperatur
• Flüssigkeitshaushalt
• Energiehaushalt


  • → Erfordert präzise Regulierung (durch Energieaufnahme, Nahrungsaufnahme, Nährstoffe, Wasser, körperinterne Prozesse...) trotz unvermeidbarer und variabler Verluste
  • → Gegensteuerung erforderlich => durch negative Rückkopplung in Regelkreisen
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Herausforderung des biologischen Systems + bleibt es immer Aktiv?

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  • Ein (biologisches) System muss in der Lage sein, herauszufinden, ob der Zustand, der erreicht werden soll, auch erreicht ist (Analogie zur Heizung: Raumtemperatur).
  • => Es erfolgt ein ständiger Abgleich: Entspricht der (aktuelle) Istwert dem Sollwert? Wenn nicht, dann muss das System nachadjustieren.
  • Sobald der Istwert dem erwünschten Sollwert entspricht, schaltet sich das System aus (negative Rückkopplung).
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Energiehaushalt als homöostatishe Herausforderung: Als was dient die Nahrungsaufnahme

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  • Energiezufuhr
    • Speicherung (weil man nicht jeden Tag Nahrung findet)
    • vs. Mobilität (zu viel Speicherung = weniger Mobilität)
  • Zufuhr von Nährstoffen (dh. nicht als Energiequelle)
    • zB essentielle Aminosäuren
    • Vitamine
    • Mineralien
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Energiehaushalt als homöostatishe Herausforderung: Verteilung der Energie aus der Nahrung


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75% aus der Nahrung als Energie verfügbar, 25% wird wieder ausgeschieden / unverdaulich
  • 8% Energieverbrauch zur Verarbeitung der Nahrung / Verdauung
  • 12-13% für aktives Verhalten (individuell variabel, je nach Aktivitätslevel)
  • 55% für Grundumsatz (Mensch als Warmblüter muss Körpertemperatur aufrechterhalten, die i.d.R. höher als Umgebungstemperatur, dies erfordert viel Energie! Hinzu kommt Energie für Atmung, Herzschlag, Gehirnaktivität, NICHT die Muskelaktivität...)
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Energie aus der Nahrung - Wovon hängt der Grundumsatz ab?

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  • Artvergleich: linearer Zusammenhang zw. logarithmischem Körpergewicht u. logarithmisch verbrauchten Kilokalorien pro Stunde (Kleiber‘sches Gesetz)
  • Kleiber‘sches Gesetz gilt für 3 Gruppen von Arten: Einzeller, Warmblüter, Kaltblüter
  • Aber: Worin unterscheiden sich die Gruppen bei gleichem Gewicht?
    • Z.B.: Kaltblüter verbraucht weniger Energie als Warmblüter im selben Gewichtsbereich


Fazit → Es gibt einen Zusammenhang zw. Körpergröße und Energieverbrauch + bei gleichem Gewicht gibt es z.B. einen Unterschied zw. Kalt- u. Warmblütern (trotz gleichem Körpergewichts braucht ein Warmblüter etwa 10x so viel Energie)
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Regulierung des Blutzuckers - Glucose allgmeines

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  • Glucose (Blutzucker) als Energiequelle, um zu überleben
  • Glucose gelangt über Nahrungsaufnahme ins Blut
  • Aber: Ein zu hoher Blutzucker wirkt toxisch auf viele Zellen
  • Körperzellen können Glucose nur speichern, wenn Insulin vorhanden ist
  • Glykogen: Glucose in gespeicherter Form (liefert Glucose nach oder nimmt sie aus dem Blut auf)
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Glucose, Glykogen, Glucagon, Insulin

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Glucose

  • Blutzucker (aufgenommen über Nahrung)
  • Energiequelle, zu viel kann toxisch auf Zellen wirken


Glykogen

  • Glucose in gespeicherter Form


Glucagon

  • Hormon für die ERHÖHUNG des Blutzuckerspiegels
  • Freisetzung durch Alpha-Zellen in Langerhans´schen Inseln (Bauchspeicheldrüse)
  • führt zur Umwandlung von Glykogen zu Glucose
  • Glucose wird in Blut freigesetzt


Insulin

  • Hormon für die SENKUNG des Blutzuckerspiegels
  • Freisetzung durch Beta-Zellen in Langerhans´schen Inseln (Bauchspeicheldrüse)
  • führt zur Speicherung von Glucose zu Glykogen 
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Welche 2 Formen von Diabetes gibt es, und welche Untertypen?

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Diabetes mellitus (bezeichnen wir ugs. als Diabetes)
  • Typ I: keine Insulinproduktion
    • einer der beiden Regelkreisläufe funktioniert nicht, genetische Komponente
    • Aber: Insulin notwendig, damit Körperzellen Blutzucker als Energiequelle nutzen können
  • Typ II: schrittweise abnehmende Insulinsensitivität und/oder – produktion im Laufe des Lebens
    • häufiger als Typ I
Behandlungsmethode:
Gabe von Insulin → Dosierung anspruchsvoll

Diabetes insipidus - Mangel an Vasopressin (=ADH)
  • ADH = Hormon, das Wasserhaushalt reguliert
  • Weniger Wasserrückgewinnung in der Niere →  dünner Urin → Enormer Flüssigkeitsbedarf / Viel Durst
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Steuerung der Energieaufnahme - Hunger / Appetit-Steuerung - Messgrößen

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  • Insulinspiegel
  • Blutzuckerspiegel
  • andere Faktoren
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Steuerung der Energieaufnahme - Hunger / Appetit-Steuerung - 2 Steuertheorien

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Allgemein: Die Steuerung der Energieaufnahme (über Hunger/Appetit) muss langfristig sehr präzise auf den Energieverbrauch abgestimmt sein, sonst kann das Körpergewicht nicht über Jahre konstant gehalten werden


  1. Set-point Theorien (Sollwert) 
    • glukostatisch
    • lipostatisch
  2. Positive-incentive Theorien (Positiver Anreiz)
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Beispielhafte Karteikarten für deinen VL 7 Homöostase Kurs an der Universität Göttingen - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Homöostase allgemein

A:
  • die Aufrechterhaltung körperinterner Zustände für optimale Bedingungen (z.B. für die Zellen)
  • ein aktiver Prozess
  • Ziel: körperinternes Gleichgewicht erhalten


  • → Aber: Wir verlieren stetig Wärme, Wasser, Energie
  • → Lösung: negative Rückkopplung in Regelkreisen
Q:

Negative Rückkopplung allgemein

A:
  • auch: Feedback-Hemmung, Endprodukt-Hemmung; Rückkopplungsschleifen = feedback loops
  • beschreibt einen Regelkreis, bei dem die Veränderung einer Variablen eine Wirkung verursacht, welche die ursprüngliche Veränderung hemmt oder ihr entgegenwirkt. 
  • In vielen Systemen sind es solche Regelmechanismen, die Wachstum auf natürliche Art und Weise beschränken und stabilisieren
  • es wird z.B. ein Enzym am Anfang eines Stoffwechselwegs durch hohe Konzentrationen des Endprodukts gehemmt.  
Q:

Beispiele für Homöostase im Menschlichen Körper

A:
• Körpertemperatur
• Flüssigkeitshaushalt
• Energiehaushalt


  • → Erfordert präzise Regulierung (durch Energieaufnahme, Nahrungsaufnahme, Nährstoffe, Wasser, körperinterne Prozesse...) trotz unvermeidbarer und variabler Verluste
  • → Gegensteuerung erforderlich => durch negative Rückkopplung in Regelkreisen
Q:

Herausforderung des biologischen Systems + bleibt es immer Aktiv?

A:
  • Ein (biologisches) System muss in der Lage sein, herauszufinden, ob der Zustand, der erreicht werden soll, auch erreicht ist (Analogie zur Heizung: Raumtemperatur).
  • => Es erfolgt ein ständiger Abgleich: Entspricht der (aktuelle) Istwert dem Sollwert? Wenn nicht, dann muss das System nachadjustieren.
  • Sobald der Istwert dem erwünschten Sollwert entspricht, schaltet sich das System aus (negative Rückkopplung).
Q:

Energiehaushalt als homöostatishe Herausforderung: Als was dient die Nahrungsaufnahme

A:
  • Energiezufuhr
    • Speicherung (weil man nicht jeden Tag Nahrung findet)
    • vs. Mobilität (zu viel Speicherung = weniger Mobilität)
  • Zufuhr von Nährstoffen (dh. nicht als Energiequelle)
    • zB essentielle Aminosäuren
    • Vitamine
    • Mineralien
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Q:

Energiehaushalt als homöostatishe Herausforderung: Verteilung der Energie aus der Nahrung


A:
75% aus der Nahrung als Energie verfügbar, 25% wird wieder ausgeschieden / unverdaulich
  • 8% Energieverbrauch zur Verarbeitung der Nahrung / Verdauung
  • 12-13% für aktives Verhalten (individuell variabel, je nach Aktivitätslevel)
  • 55% für Grundumsatz (Mensch als Warmblüter muss Körpertemperatur aufrechterhalten, die i.d.R. höher als Umgebungstemperatur, dies erfordert viel Energie! Hinzu kommt Energie für Atmung, Herzschlag, Gehirnaktivität, NICHT die Muskelaktivität...)
Q:

Energie aus der Nahrung - Wovon hängt der Grundumsatz ab?

A:
  • Artvergleich: linearer Zusammenhang zw. logarithmischem Körpergewicht u. logarithmisch verbrauchten Kilokalorien pro Stunde (Kleiber‘sches Gesetz)
  • Kleiber‘sches Gesetz gilt für 3 Gruppen von Arten: Einzeller, Warmblüter, Kaltblüter
  • Aber: Worin unterscheiden sich die Gruppen bei gleichem Gewicht?
    • Z.B.: Kaltblüter verbraucht weniger Energie als Warmblüter im selben Gewichtsbereich


Fazit → Es gibt einen Zusammenhang zw. Körpergröße und Energieverbrauch + bei gleichem Gewicht gibt es z.B. einen Unterschied zw. Kalt- u. Warmblütern (trotz gleichem Körpergewichts braucht ein Warmblüter etwa 10x so viel Energie)
Q:

Regulierung des Blutzuckers - Glucose allgmeines

A:
  • Glucose (Blutzucker) als Energiequelle, um zu überleben
  • Glucose gelangt über Nahrungsaufnahme ins Blut
  • Aber: Ein zu hoher Blutzucker wirkt toxisch auf viele Zellen
  • Körperzellen können Glucose nur speichern, wenn Insulin vorhanden ist
  • Glykogen: Glucose in gespeicherter Form (liefert Glucose nach oder nimmt sie aus dem Blut auf)
Q:

Glucose, Glykogen, Glucagon, Insulin

A:

Glucose

  • Blutzucker (aufgenommen über Nahrung)
  • Energiequelle, zu viel kann toxisch auf Zellen wirken


Glykogen

  • Glucose in gespeicherter Form


Glucagon

  • Hormon für die ERHÖHUNG des Blutzuckerspiegels
  • Freisetzung durch Alpha-Zellen in Langerhans´schen Inseln (Bauchspeicheldrüse)
  • führt zur Umwandlung von Glykogen zu Glucose
  • Glucose wird in Blut freigesetzt


Insulin

  • Hormon für die SENKUNG des Blutzuckerspiegels
  • Freisetzung durch Beta-Zellen in Langerhans´schen Inseln (Bauchspeicheldrüse)
  • führt zur Speicherung von Glucose zu Glykogen 
Q:

Welche 2 Formen von Diabetes gibt es, und welche Untertypen?

A:
Diabetes mellitus (bezeichnen wir ugs. als Diabetes)
  • Typ I: keine Insulinproduktion
    • einer der beiden Regelkreisläufe funktioniert nicht, genetische Komponente
    • Aber: Insulin notwendig, damit Körperzellen Blutzucker als Energiequelle nutzen können
  • Typ II: schrittweise abnehmende Insulinsensitivität und/oder – produktion im Laufe des Lebens
    • häufiger als Typ I
Behandlungsmethode:
Gabe von Insulin → Dosierung anspruchsvoll

Diabetes insipidus - Mangel an Vasopressin (=ADH)
  • ADH = Hormon, das Wasserhaushalt reguliert
  • Weniger Wasserrückgewinnung in der Niere →  dünner Urin → Enormer Flüssigkeitsbedarf / Viel Durst
Q:

Steuerung der Energieaufnahme - Hunger / Appetit-Steuerung - Messgrößen

A:
  • Insulinspiegel
  • Blutzuckerspiegel
  • andere Faktoren
Q:

Steuerung der Energieaufnahme - Hunger / Appetit-Steuerung - 2 Steuertheorien

A:

Allgemein: Die Steuerung der Energieaufnahme (über Hunger/Appetit) muss langfristig sehr präzise auf den Energieverbrauch abgestimmt sein, sonst kann das Körpergewicht nicht über Jahre konstant gehalten werden


  1. Set-point Theorien (Sollwert) 
    • glukostatisch
    • lipostatisch
  2. Positive-incentive Theorien (Positiver Anreiz)
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