|
| |
|
|
Regelkreise
und Hierarchie der hormonellen Steuerung
|
|
|
|
|
Hormonkonzentration
|
Kleinste Veränderungen der Hormonkonzentration haben weit reichende
Folgen
|
Damit
Hormone die gewünschte Wirkung entfalten können, muss immer eine genau festgelegte Menge
davon im Blut vorhanden sein. Die Konzentrationen sind aber so gering, dass schon
allerfeinste Abweichungen weit reichende Folgen haben können. Aus diesem Grund ist ein
"Reglersystem" für die Stimulation der Hormonausschüttung ins Blut und die
Hemmung dieser Ausschüttung für jedes Hormon vorhanden. Dieses Reglersystem arbeitet,
wie ein Regelkreis.
|
|
Technische Regelkreise
|
|
Aus
der Technik sind Regelkreise nichts neues. Das Beispiel zeigt die Regulation der
Zimmertemperatur auf einen festgelegten Wert. Sie ist die Regelgröße und soll konstant
bei 23 Grad gehalten werden. Das Zimmer ist ein abgegrenzter Raum, der als
"geregeltes System" bezeichnet wird. Dabei wird der Ofen mit in das System
einbezogen. Mit Hilfe des Ofens soll im Zimmer die vorgegebene Regelgröße von 23 Grad
erhalten werden. In diesem geregelten System wird der Raum als Regelstrecke und der Ofen
als Stellglied bezeichnet. Über einen Fühler, in unserem Beispiel das Thermometer, wird
der derzeitige Istwert, die Raumtemperatur ermittelt. Dieser Wert wird an den Regler des
Systems, den Thermostat weitergegeben. Der Regler vergleicht jetzt den Istwert, mit dem
Sollwert von 23 Grad. Wird eine Abweichung des Istwertes vom Sollwert festgestellt, ist es
im Zimmer z. B. nur 18 Grad statt 23 Grad, so gibt der Regler einen Befehl zur
Veränderung der Brennstoffzufuhr für den Ofen. Dieser Befehl wird Stellgröße genannt.
Die Stellgröße bewirkt Veränderungen im Stellglied (Ofen). Auf diese Art ist ein
Kreislauf entstanden, der ohne äußere Einwirkung selbsttätig die Raumtemperatur regelt.
Auftretende Störungen, z. B. der Wärmeverlust des Zimmers durch das Fenster, werden so
fortlaufend festgestellt und korrigiert.
|
|
Physiologische Regelkreise
|
|
Die
meisten Regelprozesse im menschlichen Körper, auch die der hormonellen Steuerung,
funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Die Regelgröße, im vorherigen Beispiel die
Raumtemperatur, kann im menschlichen Körper entweder eine chemische Größe, z. B. der
Blutzuckergehalt, oder eine physikalische Größe,
z. B. die Körpertemperatur, sein. Gemessen wird der entsprechende Wert mit Hilfe von
Rezeptoren. Diese Rezeptoren sind sehr spezifisch und an den Orten im Körper angebracht,
wo die Auswirkungen der zu regelnden Größe besonders stark sind. Das Regelzentrum für
die meisten physiologischen Vorgänge befindet sich im Zentralnervensystem, insbesondere
im Hypothalamus, obwohl es auch einige Regelvorgänge gibt, die
nicht vom Zentralnervensystem gesteuert werden. Die Steuersignale des Regelzentrums werden
über Nervenimpulse oder Hormone übertragen. Die Stellglieder, die aufgrund der
Steuersignale ihre Aktivität verändern, können sehr unterschiedlich sein. |
Regelkreise steuern weit reichende Funktionen des menschlichen
Organismus automatisch
|
Grundsätzlich
gibt es im menschlichen Körper vier verschiedene Arten von Veränderungsmöglichkeiten:
- Die Durchlässigkeit der Zellwände kann verändert
werden. Das wird auch als Membranpermeabilität bezeichnet, z. B. wird bei der
Regelung
des Blutzuckergehaltes über die
Insulinfreisetzung die Membrandurchlässigkeit für
Glucose verändert.
- Die Muskelaktivität kann verändert werden, z. B.
schlägt das Herz, das ein Muskel ist,
schneller, wenn der Blutdruck sinkt.
- Die Stoffwechselaktivität kann verändert werden.
- Die Sekretionsaktivität von Drüsen
kann verändert werden. Ein Beispiel ist die vermehrte Ausschüttung des Hormons Adrenalin
bei Stress.
|
|
Hierarchische Struktur der hormonellen Steuerung
|
|
Im Hormonsystem sind die Hirnregionen des Hypothalamus
häufig das Regelzentrum. Über benachbarte Hirnregionen laufen hier die
vielen Informationen aus der Außenwelt und aus dem Inneren des Organismus
zusammen. In der Nähe liegt z. B. das limbische System, das die Emotionen
steuert. So erklärt sich der Zusammenhang zwischen Gefühlen und
Hormonspiegel. Auch eine Verbindung zum vegetativen Nervensystem wird im
Bereich des Hypothalamus hergestellt. Der Hypothalamus
stellt verschiedene Hormone her, die den zweiten Regler im hormonellen
System, den Hypophysenvorderlappen zur Produktion eigener Hormone hemmen
oder anregen.
- Releasing Hormone (RH) des Hypothalamus regen die Hormonausschüttung
der Hypophyse an.
- Inhibiting Hormone (IH) des Hypothalamus hemmen die Hormonausschüttung
der Hypophyse.
Der Hypophysenvorderlappen produziert wiederum
eigene Hormone, die die untergeordneten
Hormondrüsen, z. B. die Schilddrüse, zur Produktion der peripher
wirkenden Hormone anregt. Die Hormone des Hypophysenvorderlappens werden
glandotrope Hormone (glandotrop = auf Drüsen einwirkend) genannt.
Die untergeordneten Hormondrüsen, z. B. die Schilddrüse, sind die letzten
Glieder in der hormonellen Hierarchie. Sie produzieren peripher wirkende Hormone, die in den Zielzellen
bestimmte Stoffwechseleffekte auslösen.
|
Manche Hormone wirken ohne Steuerung durch Hypothalamus oder Hypophyse
|
Dies
ist der generelle Ablauf der hormonellen Steuerung. Es gibt aber auch Ausnahmen. Vom
Hypophysenhinterlappen werden die Effektorhormone Adiuretin und Oxytocin ausgeschüttet,
die ebenfalls direkt auf die Zielzellen wirken. Dabei wird der "Umweg" über
eine untergeordnete Hormondrüse ausgelassen. Auch verschiedene andere Hormone wirken
unabhängig von der Steuerung des Hypothalamus oder der Hypophyse, z. B. die Hormone der
Bauchspeicheldrüse Insulin und Glukagon, oder das Parathormon
der Nebenschilddrüsen.
|
|
|
|
| |
|
Bücherliste:
Endokrinologie
