Physiologie 2
Thermoregulation
Thermoregulation
Definition Thermoregulation
Unter Thermoregulation versteht man in der Biologie die mehr oder weniger große Unabhängigkeit der Körpertemperatur eines Organismus von der Außenwelt.
Beschreibung homoiotherm
- konstante Temperatur des Körperkerns
- Temperatur der Körperschale abhängig von Umgebungstemperatur (meist < Kerntemperatur)
- Enge Grenzen,kaum Toleranz für Abweichungen
- Temperaturgefälle nach außen
- Säugetiere & Vögel
Beschreibung poikilotherm
- Temperatur des Körperkerns und der Körperschale abhängig von Umgebungstemperatur
- Über weite Temperaturbereiche lebensfähig
- Reptilien, Amphibien, Fische, Insekten
Definition
endotherm, ektotherm
endotherm: von der Umwelt unabhängig
ektotherm: nur von der Umwelt abhängig
Größenabhängigkeit
- kleinere relative Oberfläche großer Tiere, dadurch geringerer Wärmeverlust
- demzufolge Stoffwechselreduktion: große Tiere haben geringerenEnergieumsatz, brauchen verhältnissmäßig weniger Nahrung
- ähnliche Tiere in kälteren Zonen größer, Extremitäten kleiner
Mechanismen Hautdurchblutung
- Gegenstromprinzip: Körperkern bleibt warm, Vene wird durch Arterie gewärmt
- Erweiterung der Arterien
Elemente des thermoregulatorischen Systems
Wärme- und Kälterezeptoren
- Peripher (Haut, Mundschleimhaut) erfassen Außentemperatur, v.a. Kälterezeptoren
- Zentral (Hypothalamus und Rückenmark, Bauchhöhle und Muskulatur) erfassen Körperkerntemperatur, v.a. Wärmerezeptoren
Regelung über thermoregulatorisches Zentrum (Hypothalamus)
Thermoregulatorisch wirkende Anpassungen
- Verhalten (Wahl der Kleidung, Abkühlen im Wasser)
- Autonom
- Wärmeproduktion (chemische Thermoregulation)
- Wärmeabgabe (physikalische Thermoregulation)
Auslöser Hyperthermie
körperliche Leistung, heiße Umgebung --> Dehydration
Fieber --> zu hohe Körpertemperatur (Interleukine)
Grenze Hypothermie
4 fach erhöhter Umsatz zur Aufrechterhaltung der Kerntemperatur
Physiologische Reaktionen auf Temperaturstress
Ansteigende Körpertemperatur:
- Gefäßerweiterung: (Vasodilatation)
- Blutfluss in der Körperschale wird verstärkt stärkere Wärmeabgabe über wärmere Haut
- Schwitzen, Hecheln
Fallende Körpertemperatur:
- Gefäßverengung: (Vasokonstriktion)
- Blutfluss in der Körperschale wird vermindert --> Verringerung der Hauttemperatur, dadurch geringere Wärmeabgabe an Umgebung
- Kühleres Blut gelangt in Extremitäten
- Durch Wärmeaustauschmechanismen im peripheren Blutkreislauf (stärkere thermische Kopplung zwischen venösem und arteriellem System)
- Muskelspannung, Kältezittern
- Piloarrektion - Aufstellen der Haare/Federn (durch Muskelkontraktion) --> geringere Wärmeabgabe
Vorteile poikilothem
- weniger Energieaufnahme, da geringer Energieverbrauch --> Tiere nur bei idealen Temperaturen aktiv
- keine Nahrungssuche im Winter
- keine Reserven nötig
Nachteile poikilotherm
- inaktiv bei Kälte
- nur Gebiete mit günstigen Temperaturverhältnisse bewohnbar
- leichte Beute bei ungünstigen Temperaturen
Untere thermische Grenzen kritisches thermische Minimum
Einfrieren der Körperflüssigkeiten
- Problem: Kristallbildung
- Stoffwechselfunktionen finden in Flüssigkeiten statt
- Kältestarre
- Keine Reflexe
Gefrierschutzmechanismen
erhöhte Osmolarität durch
- Salzgehalt
Glyceringehalt
Trimethylaminoxid
Proteine (THP Thermische Hystereseproteine, AFP (antifreeze), AFGP (antifreeze gluco), Produktion in Leber, sasional, Gefrierpunkt -5 °C)
Sinnesorgane Schlange
- Auge
- Nase
- Zunge
- Jacobsches Organ
- Grubenorgan (Temperaturbild durch Infrarot)
Zeichne Lebensbereich poikilo und homoiotherm
s. Bild
Zusammenfassung
s. Abb.
-
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Lernkarten
Definition Thermoregulation
Unter Thermoregulation versteht man in der Biologie die mehr oder weniger große Unabhängigkeit der Körpertemperatur eines Organismus von der Außenwelt.
Beschreibung homoiotherm
- konstante Temperatur des Körperkerns
- Temperatur der Körperschale abhängig von Umgebungstemperatur (meist < Kerntemperatur)
- Enge Grenzen,kaum Toleranz für Abweichungen
- Temperaturgefälle nach außen
- Säugetiere & Vögel
Beschreibung poikilotherm
- Temperatur des Körperkerns und der Körperschale abhängig von Umgebungstemperatur
- Über weite Temperaturbereiche lebensfähig
- Reptilien, Amphibien, Fische, Insekten
Definition
endotherm, ektotherm
endotherm: von der Umwelt unabhängig
ektotherm: nur von der Umwelt abhängig
Größenabhängigkeit
- kleinere relative Oberfläche großer Tiere, dadurch geringerer Wärmeverlust
- demzufolge Stoffwechselreduktion: große Tiere haben geringerenEnergieumsatz, brauchen verhältnissmäßig weniger Nahrung
- ähnliche Tiere in kälteren Zonen größer, Extremitäten kleiner
Mechanismen Hautdurchblutung
- Gegenstromprinzip: Körperkern bleibt warm, Vene wird durch Arterie gewärmt
- Erweiterung der Arterien
Elemente des thermoregulatorischen Systems
Wärme- und Kälterezeptoren
- Peripher (Haut, Mundschleimhaut) erfassen Außentemperatur, v.a. Kälterezeptoren
- Zentral (Hypothalamus und Rückenmark, Bauchhöhle und Muskulatur) erfassen Körperkerntemperatur, v.a. Wärmerezeptoren
Regelung über thermoregulatorisches Zentrum (Hypothalamus)
Thermoregulatorisch wirkende Anpassungen
- Verhalten (Wahl der Kleidung, Abkühlen im Wasser)
- Autonom
- Wärmeproduktion (chemische Thermoregulation)
- Wärmeabgabe (physikalische Thermoregulation)
Auslöser Hyperthermie
körperliche Leistung, heiße Umgebung --> Dehydration
Fieber --> zu hohe Körpertemperatur (Interleukine)
Grenze Hypothermie
4 fach erhöhter Umsatz zur Aufrechterhaltung der Kerntemperatur
Physiologische Reaktionen auf Temperaturstress
Ansteigende Körpertemperatur:
- Gefäßerweiterung: (Vasodilatation)
- Blutfluss in der Körperschale wird verstärkt stärkere Wärmeabgabe über wärmere Haut
- Schwitzen, Hecheln
Fallende Körpertemperatur:
- Gefäßverengung: (Vasokonstriktion)
- Blutfluss in der Körperschale wird vermindert --> Verringerung der Hauttemperatur, dadurch geringere Wärmeabgabe an Umgebung
- Kühleres Blut gelangt in Extremitäten
- Durch Wärmeaustauschmechanismen im peripheren Blutkreislauf (stärkere thermische Kopplung zwischen venösem und arteriellem System)
- Muskelspannung, Kältezittern
- Piloarrektion - Aufstellen der Haare/Federn (durch Muskelkontraktion) --> geringere Wärmeabgabe
Vorteile poikilothem
- weniger Energieaufnahme, da geringer Energieverbrauch --> Tiere nur bei idealen Temperaturen aktiv
- keine Nahrungssuche im Winter
- keine Reserven nötig
Nachteile poikilotherm
- inaktiv bei Kälte
- nur Gebiete mit günstigen Temperaturverhältnisse bewohnbar
- leichte Beute bei ungünstigen Temperaturen
Untere thermische Grenzen kritisches thermische Minimum
Einfrieren der Körperflüssigkeiten
- Problem: Kristallbildung
- Stoffwechselfunktionen finden in Flüssigkeiten statt
- Kältestarre
- Keine Reflexe
Gefrierschutzmechanismen
erhöhte Osmolarität durch
- Salzgehalt
Glyceringehalt
Trimethylaminoxid
Proteine (THP Thermische Hystereseproteine, AFP (antifreeze), AFGP (antifreeze gluco), Produktion in Leber, sasional, Gefrierpunkt -5 °C)
Sinnesorgane Schlange
- Auge
- Nase
- Zunge
- Jacobsches Organ
- Grubenorgan (Temperaturbild durch Infrarot)
Zeichne Lebensbereich poikilo und homoiotherm
s. Bild
Zusammenfassung
s. Abb.
