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| IMC Wiki | Regelsysteme

Regelsysteme

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Inhaltsverzeichnis:



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    Die strukturelle Grundlage des kybernetischen Systems sind das vegetative Nervensystem (vgl. Nervengewebe) mit seinen neuronalen Arealen im Zentralnervensystem, Vernetzungen mit dem motorischen und sensorischen System (im Bild oben Mitte: Hypothalamus und darüber liegende Hirnareale). Das zweite Prinzip ist die Steuerung durch chemische Substanzen, Hormone, die in peripheren Drüsen produziert werden, deren Ausschüttung aber durch die übergeordnete Drüse, die Hypophyse und die darüber liegenden Zentren des Hirnstammes gesteuert werden. Die peripheren Nerven sind Sympathikus und Parasympathikus (N. Vagus), die Hormondrüsen Schilddrüse, Nebenniere, Inselorgan, Nebenschilddrüse. Darüber hinaus ist das neuroendokrine System mit parakriner Hormonwirkung beteiligt (vgl. Gewebe). Schließlich gibt es noch Pheromone im Tierreich, hormonartige flüchtige chemische Stoffe, die zwischen den Individuen wirksam werden, z. B. Sexualduftstoffe. Sie sind medizinisch weitgehend bedeutungslos.
    Das kybernetische System zielt mit Hilfe von Regulations- und Regelvorgängen auf die Konstanterhaltung der Lebensbedingungen und Kommunikation der Körperzellen, die Homöostase. Darüber hinaus regelt es die Reproduktion durch Sexualhormone. Darüber wird in Fortpflanzung, Keimentwicklung berichtet.
    Zwischen dem Nervensystem und dem endokrinen System bestehen vielfältige Beziehungen.

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    Die Methode des Steuerungssystems (kybernetischen Systems) ist der Regelkreis: Reiz - Reizerfassung - Reaktion, z. B. die Hausfrauen beim Kochen: Hitze (Schmerz) - Registrierung - Zurückziehen der Hand. Oder: Stolpern - Dehnung der Muskulatur Reizerfassung - Reaktion, die Muskelkontraktion, wodurch das Hinfallen vermieden wird. So einfache Regelkreise nennt man, wie eingangs erwähnt, Reflexe.
    Komplizierte Steuerungen der biologischen Gleichgewichte, z. B. die Körpertemperatur, werden durch Regelkreise erreicht.

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    Die Konstanterhaltung der Körpertemperatur bedarf einer Messeinrichtung (Temperaturrezeptoren), Nervenleitung des Signals zum Wärmezentrum (Regler) - Reaktion = Rückkopplung des Stoffwechsels (Wärmeproduktion oder -abgabe). Die genaue Analyse aller beteiligten Faktoren beweist, dass zwischen dem Steuersystem des Organismus und dem Großhirn enge Verbindungen bestehen müssen. In der Tat: Zwischen dem kybernetischen System und dem Zentralnervensystem bestehen in komplizierten Regelkreisen vielfache Beziehungen, welche, wie am Beispiel der Temperaturregelung zu erkennen, zu einer Einbeziehung des motorischen Nervensystems und des limbischen Systems führen kann.

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    Über letzteres werden die motorischen Verhaltensweisen, welche auf eine Adaption zielen, gesteuert. Im Falle der Wärmeregulation kann dies (bei Mensch und Tier), z. B. das Aufsuchen eines schattigen Platzes bei hoher Außentemperatur als Störgröße sein.

    Die am Aufbau eines Regelkreises beteiligten Elemente sind:

    Regelgröße Zustand der konstant erhalten werden soll, z. B. Körpertemperatur
    Regelstrecke Apparate, welche die Konstanterhaltung bewirken, z. B. Wärmeproduktion - Wärmeabgabe
    Fühler Messinstrument für die Regelgröße (Istwert), z. B. kutane und zentrale Thermorezeptoren
    Regler Thermostat - Vergleich Istwert mit Führungsgröße, entsprechend dem Sollwert, z. B. Wärmezentrum
    Regelabweichung Soll- und Istwert verschieden, z. B. Fieber
    Stellgröße der über das Stellglied, z. B. Schweißdrüsen, auf die Regelgröße einwirkende Vorgang, z. B. Schweißsekretion
    Störgröße Ursachen für Sollwertabweichungen, z. B. Raumtemperaturanstieg
    Steuerung Wirkungskette ohne Rückkoppelung
    Führungsgröße die gewünschte Größe (Sollwert), z. B. 36°C
    Totzeit Zeitraum zwischen Einwirkung der Störgröße und Reaktion

    Hält der Regelkreis die Regelgröße auf einem konstanten Sollwert, so spricht man von Haltereglern, verändert sich die Führungsgröße, um einen anderen Sollwert festzulegen, besteht eine Folgeregelung, z. B. im Sinne des Tagesbiorhythmus mit Absinken der Körpertemperatur in der Nacht.
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