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W2 Physio - An- und Abtestatfragen Thermoregulation



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Möglichkeiten der Wärmebildung:

  • Steigerung des Energieumssatzes
  • Willkürliche motorische Aktivität
  • Muskeltonus, Kältezittern (unwillkürlich)
  • Zitterfreie Thermogenese im braunen Fettgewebe:
    • Adipozyten sind dicht von sympathischen Nervenfasern umsponnen --> Ausschüttung Noradrenalin bei Kälte an beta3-adrenerge Rezeptoren der Blutgefäße --> verstärkte Durchblutung des Fettgewebes, Aktivierung Thermogenese --> Mitochondrienreiches Zytoplasma --> besitzen spezifisches Entkopplerprotein Thermogenin --> entkoppelt Atmungskette von ATP-Synthese --> Protonengradient für ATP-Synthese bricht zusammen durch Öffnung eines Kurzschlussprotonenkanals --> max. Aktivität der Atmungskette & gesamte umgesetzte Oxidationsenergie wird als Wärme frei anstatt, das sie als ATP gespeichert wird

Welche Auswirkungen können Mechanismen der Wärmeabgabe auf den Blutdruck haben?

 

  • Beim Schwitzen kann es durch Flüssigkeitsverluste zur Dehydration mit Blutdruckabfall kommen
  • Vasodilatation bei Wärme kann ebenfalls einen Blutdruckabfall bewirken
  • Da der Blutdruck auch vom Herzminutenvolumen abhängig ist und eigenständig reguliert wird, müssen diese Effekte nicht auftreten

 

Erklären Sie den Unterschied zwischen Homoiothermie und Poikilothermie.

  • Homoiotherme Tiere = gleichwarme Tiere (Säuger und Vögel)
    • Körpertemperatur unabhängig von Umgebungstemperatur
    • Bezug der Körperwärme aus eigenen Stoffwechselvorgängen (endotherm); v.a. aus der Nahrung --> halten Körperkerntemperatur konstant
    • Hohe Stoffwechselrate
    • Voraussetzung: Wärmeabgabe (an die Umgebung) = Wärmeproduktion
  • Poikilotherme Tiere = wechselwarme Tiere (Reptilien und Amphibien)
    • Körpertemperatur abhängig von Umgebungstemperatur
    • Körpertemperatur folgt Umgebungstemperatur
    • Niedrige Stoffwechselrate

 

Was ist Fieber? Warum hält das Tier bei Fieber die genetisch festgelegte KKT nicht aufrecht?

  • Fieber = akute Erhöhung des Sollwerts der KKT durch Pyrogene; die erhöhte Körpertemperatur optimiert die Enzymaktivität und schadet den „Eindringlingen“/Bakterien --> bis zu gewissen Grad physiologisch --> Immunsystem funktioniert besser bei höheren Temperaturen --> Bakterien haben enges Temperatur-Optimum --> hohe Temperaturen können evtl. den Stoffwechsel verlangsamen und somit die Erregerbelastung verkleinern
    • Zu hohe Temperaturen --> (Denaturierung der Enzyme --> nicht ganz richtig) --> ab 41/42°C nimmt die Enzymaktivität ab, Hb kann O2 nicht mehr so gut binden, Neuronale Verbindungen können sich voneinander lösen, Endothel schrumpelt bei 42°C was zu Durchlässigkeit von Flüssigkeit führt, kann zu Ödemen im Gehirn führen, häufigste Fierber-Todesursache    --> genauer
    • Exogene (Bakterien) oder endogene Pyrogene --> Freisetzung von Zytokinen (aus Makrophagen und Granulozyten) --> gelangen über das Blut zum Hypothalamus --> hier wird über Endothelzellen Prostaglandin E2 produziert --> Erhöhung des Sollwerts
    • Reaktion des Körpers: Kälteempfindung, da Ist-Wert < Soll-Wert
      • Muskelzittern und Vasokonstriktion (wie bei Kälte), bis höherer Sollwert erreicht ist --> Wärmebildung und Hemmung der Wärmeabgabe
    • Bei Fieberabfall übersteigt der Ist-Wert den Soll-Wert: Wärmeempfindung
      • Schwitzen oder Hecheln, Vasodilatation --> Hemmung der Wärmebildung

 

Verstellung des Sollwerts im Fieber:

Pyrogene heben Niveau d. KKT an --> Regelabweichung --> Mechanismus der Kälteabwehr Ende Fieberschub --> Regelabweichung --> Wärmeabgabe

 

 

 

 

 

Was versteht man unter Winterschlaf? Bei welchen Tieren wird Winterschlaf beobachtet? Welche Veränderung im Hinblick auf die Thermoregulation führen zum Winterschlaf?

  • Winterschlaf gibt es v.a. bei kleinen Säugern oder auch Vögeln, die bei Kälte viel Energie benötigen, um ihre Körpertemperatur konstant zu halten (gleichzeitig Nahrungsknappheit im Winter)
    • Igel, Siebenschläfer, Murmeltier, Eichhörnchen
  • Bär: kein braunes Fettgewebe, zittert zum erwärmen --> KT steigt nur über 30°C --> Winterruhe
  • Winterschlaf  = endogene Absenkung des Sollwerts im Hypothalamus bis knapp über den Gefrierpunkt (4°C); geregelte Absenkung des Stoffwechsels
    • Wesentlich langsamere Herzfrequenz, Atemfrequenz mit längeren Atempausen, tiefere Atemzüge (Cheyne-Stokes-Atmung) und Absenken der Kerntemperatur
    • Über den ganzen Winter können so bis zu 85% eingespart werden
  • Wärmeproduktion setzt erst ein, wenn die Kerntemperatur unter einen kritischen Wert zu fallen droht
  • Winterschlaf wird häufig unterbrochen, zum Aufheizen wird die zitterfreie Thermogenese genutzt (alle 10-14 Tage), Aufwärmen auf nur ca. 32°C
  • Aufwachen beim Murmeltier: Taktgebend: fettestes Männchen, wärmt über Konduktion andere zusammengekuschelte Tiere im Bau auf --> hat genügend Fettgewebe um dies zu gewährleisten
    -->  Aufwachphasen nicht endgültig geklärt, vmtl. um Neurodegenerative Prozesse aufzuhalten

 

 

  • Ektotherme Tiere: in Kältestarre

 

Tiere können in einer Umgebungstemperatur leben, die höher als die KKT ist. Wie können Tiere unter solchen Bedingungen Wärme abgeben und welche Faktoren begrenzen die Wärmeabgabe?

  • Ist die Umgebungstemperatur sehr viel höher als die KKT und ohne Luftbewegung (Konvektion), so ist die Evaporation die einzige Möglichkeit Wärme abzugeben
  • Evaporation = effektivste Form der Wärmeabgabe; versagt bei hoher Luftfeuchtigkeit
  • 3 Möglichkeiten:
    • Schwitzen: Anzahl der Schweißdrüsen ist bei Tieren sehr unterschiedlich; Tieren mit sehr kurzem oder dünnem Fell steht der Haut eine große Verdunstungsfläche zur Verfühung (z.B. Pferd)
    • Hecheln: regionale Kühlung mit hohem Salzverlust
      • Führt bei länger Andauern zu einer Hyperventilation und somit zur respiratorischen Alkalose, durch die erhöhte Ventilation steigt auch die Muskeltätigkeit und auch die Wärmeproduktion --> durch die sehr flache und hochfrequente Atmung wird jedoch der Totraum ventiliert und nicht die Alveolen, sodass eine respiratorische Alkalose bis zu einem gewissen Grad verhindert werden kann
    • Einspeicheln: relativ ineffizient
      • Beleckung von Extremitäten und Brustfell --> auch hier: Elektrolytverlust
  • Bei länger andauernder Hitze nimmt Transpirationsrate zunächst zu und der Elektrolytgehät des Speichels ab; schließlich Abnahme der Transpirationsrate um Wasser zu sparen
  • Tiere die dauerhaft in sehr heißen Gegenden leben, haben spezielle Anpassungsmechanismen
    • Z.B. Kamel: stellt bei sehr hohen Temperaturen das Schwitzen ein (Wasser und Elektrolytverlust) und lässt den Körper passiv aufheizen (bis zu 41°C) und nutzt dann die überschüssige Wärme für die Nacht; trinkt große Mengen an Wasser und speichert diese; oval geformte Erys um osmotischer Belastung stand zu halten
  • Viele kleine Tiere in der Wüste sind nachtaktiv

Von welchen Faktoren hängt eine Veränderung der Hauttemperatur ab?

  • Umgebungstemperatur
  • Durchblutung der Haut
  • Luftbewegung (Wind), Nässe
  • Muskelarbeit

Was verstehen Sie unter zitterfreier Thermogenese und welche Bedeutung hat sie? Wie wird sie ausgelöst und wo findet sie statt?

  • Von braunem Fettgewebe generiert
    • Säuger mit Gewicht unter 10kg (Babys, Kaninchen usw.); zeitlebens bei Kleinsäugern und Winterschläfern (wichtig für Aufwach-Vorgang, da Wärmebildung durch Muskelzittern erst ab 15°C möglich); Ferkel ohne große Fettdepots
    • Wirkt wie Durchlauferhitzer für das durchströmende Blut
    • Im cervicothorakalen Bereich lokalisiert --> Heizjacke
    • Adipocyten umsponnen von Fasern des sympathischen Nervengewebes
  • Bei Kältebelastung wird Noradrenalin ausgeschüttet --> bindet an beta3-adrenerge Rezeptoren an den Blutgefäßen der Adipocyten --> verstärkte Durchblutung des braunen Fettgewebes und Aktivierung der Thermogenese
    • Viele Mitos in Adipocyten des braunen Fettgewebes
    • Mitos besitzen ein spezifisches Entkopplerprotein (UCP1), das die Atmungskette von der ATP-Synthese entkoppelt
    • Der Protonengradient für die ATP-Synthese bricht durch die Öffnung eines Kurzschluss-Protonenkanals (Thermogenin) in der inneren Mitochondrienmembran zusammen --> maximale Aktivität der Atmungskette
      • Nahezu gesamte umgesetzte Oxidationsenergie wird als Wärme frei, anstatt sie in Form von ATP zu speichern
  • Die Energie wird nicht in Form von ATP gespeichert, sondern sie wird in Form von Wärme Frei

Die Körpertemperatur am Fuß der Ente kann wesentlich niedriger sein, als die des Körperkerns. Erklären Sie anhand einer einfachen Zeichnung das Gegenstromprinzip. Nennen Sie weitere Beispiele des Gegenstromprinzips im Körper.

  • Tiefe und oberflächliche Venen in den Akren; Arterien laufen in der Tiefe
  • Körperkern --> Arterien mit warmen Blut --> Körperschale/Gldmß
  • Blutrückfluss aus Extremitäten bei Kälte über tiefe Venen, nahe der Arterien --> venöses Blut wird erwärmt --> Körperkerntemperatur aufrecht erhalten; arterielles Blut wird abgekühlt --> Differenztemperatur zur Umgebung wird kleiner --> weniger Wärmeverluste
  • Lewis-Effekt: alle 20 min stattfindende Vasodilatation bei Temperaturen < 10°C --> Erwärmung der Gliedmaße
  • Fettschicht an Schwimmhäuten schützt Ente vor festfrieren

 

 

 

  • Weitere Beispiele
    • Gehirn von wärmebelasteten Paarhufern: Gehirn regelt eigene Temperatur unabhängig von Rumpf-Kern-Temperatur
      • Rete miraile (=Netz aus dünnwandigen Arterien der A.maxillaris) liegt im Sinus cavernosus (sein venöser Zufluss führt kühles Blut aus Nasen-Rachen-Raum heran) und bildet Wärmeaustauscher, der das zum Gehirn strömende Blut kühlt
      • Bei niedrigen Temperaturen ist die Kühlung abgeschaltet
      • Bei steigender Temperatur fließt vermehrt kühles venöses Blut über den Sinus cavernosus --> Hirntemperatur steigt geringer an als Rumpftemperatur
      • Kühleres Blut aus Nasen-Rachen-Raum fließt (!) über V. dorsalis nasi zum Sinus cavernosus oder („)) über V. facialis direkt zur V. jugularis --> Wärmeaustauscher wird umgangen --> keine Kühlung
      • Grenzen der Belastung können durch Hirnkühlung vorübergehend überspielt werden --> z.B. wird fluchtbedingte Hyperthermie des Rumpfes dem Hypothalamus nicht gemeldet --> sonst sofort einsetzende Temperaturregelung wird aufgeschoben
  • Bei Atmung: ausgeatmete Luft gibt Wärme und Wasserdampf an die SH der Nasenhöhle ab; eingeatmete und trockenere Luft nimmt diese Wärme und Feuchtigkeit z.T. wieder auf

 

Definition von Körperkern und Körperschale in Hinblick auf die Temperaturregulation

  • Körperkern und -schale = Temperaturfelder des Körpers
  • Körperkern = Gehirn + Inneres des Rumpfes mit den Stoffwechselaktiven Organen
    • Temperatur muss hier IMMER konstant sein (nur dieser Bereich eigentlich homoiotherm)
    • Hier wird in Ruhe ca. 70% der Wärme produziert
    • Bei Kälte: Körperkern klein, aber Kerntemperatur bleibt konstant --> durch einen verstärkten Temperaturgradient zur Schale wird ein weiterer Wärmeverlust verhindert (Isolierschicht)
  • Körperschale = Rest des Körpers (z.B. Extremitäten)
    • Unterliegt Temperaturschwankungen
    • Temperatur nähert sich hier schrittweise der Umgebungstemperatur an
    • Bei hohe Umgebungstemperaturen: Schale ist dünn -->  Innentemperatur der Extremitäten ist nahe der Körperkerntemperatur --> verstärkte Wärmeabgabe
    • Bei niedrigen Umgebungstemperaturen: Durchblutung der Extremitäten nimmt ab --> Temperaturgradient; Körperschale wird dicker und ihre Temperatur nimmt ab

 

Welche Funktion haben Kälterezeptoren in der Haut?

  • Aktivität der Kälterezeptoren nimmt mit fallender Temperatur zu
  • Sie melden die Temperatur dem Regelzentrum im Hypothalamus à Aktivierung von Stellgliedern, um Auskühlung oder Überhitzung zu vermeiden

Welches Phänomen bezeichnet man als Torpor?

  • Torpor = Absenkung der KKT durch geregelt erniedrigte Wärmebildung bei gleichzeitigem Verlust der Bewegungsfähigkeit
  • Von kleinen Tieren mit hoher Stoffwechselaktivität genutzt um Energie zu sparen
    • Kolibris, Fledermäuse
    • KT wird auf ca. 2-10°C abgesenkt à Grundumsatz verringert sich auf 2-4%
    • Herz- und Atemfrequenz werden verlangsamt
  • Unterschied zum Winterschlaf: Torpor kann täglich auftreten

Erklären Sie warum arteriovenöse Anastomosen in der Subcutis die Wärmeabgabe zwischen Haut und Umgebung verändern können. Welche hämodynamischen Veränderungen im Bereich der arteriovenösen Anastomosen erwarten Sie in kalter Umgebung und in warmer Umgebung?

  • Diese Anastomosen spielen aufgrund ihres großen Oberflächen-Volumenverhältnisses eine entscheidende Rolle
    • Durch funktionelle Anastomosen kann das Blut bei kalten Temperaturen näher am Körperkern gehalten werden
    • Bei Kälte werden periphere Blutgefäße kontrahiert (alpha 1-Rezeptoren über Noradrenalin), sodass warmes Blut die Hautoberfläche nicht mehr erreicht, sondern über AV-Anastomosen in tiefere Schichten abgeleitet wird à Hautdurchblutung sinkt, um Wärmeverlust zu minimieren
    • Bei länger andauernder Unterkühlung der Extremitäten kommt es regelmäßig zu einer kurzfristigen Vasodilatation (Lewis-Reaktion) à Gewebe vor unterkühlungsschäden bewahren (Gewebsnekrosen) und Stoffwechselprodukte abtransportieren
    • Bei Wärme öffnen sich die Anastomosen und Blut gelangt zur Abkühlung an die Hautoberfläche à Wärmeabgabe

 

 

  • Bei Wärme: Über Adrenalin Vasodilatation über die
    beta2-Rezeptoren


Über welche Mechanismen kann längerfristig eine Adaptation an Kälte oder Wärme stattfinden?

  • Durch Änderung von Stellgrößen --> Adaptation des Organismus
  • Morphologische oder funktionelle Faktoren:
    • Kälteadaptation
      • Hautdicke
      • Felldichte
      • Kompakter Rumpf
      • Stoffwechselrate, Futteraufnahme erhöhen
      • Fettschicht
      • Toleranz
    • Wärmeadaptation
      • Schlanker Rumpf
      • Dünne Haut und weniger Behaarung
      • Verringerte Futteraufnahme --> Stoffwechselrate
      • Evaporative Wärmeabgabe
      • Elektrolytgehalt im Schweiß verringern
      • Wasserspeicherung
      • Toleranz

Möglichkeiten der Wärmeabgabe bei schwerer körperlicher Arbeit

  • Körperliche Arbeit --> Muskelarbeit --> Wärmeproduktion --> Erhöhung der Körpertemperatur wird durch bestimmte Mechanismen entgegengewirkt (Wärmeabgabe):
    • Innerer Wärmestrom (Körperkern --> Körperschale)
      • Konduktion (Wärmefluss von Körper zu Körper)
      • Konvektion(Wärmefluss über ein bewegtes Medium --> Gegenstromprinzip)

 

 

  • Äußerer Wärmestrom
    • Konduktion (z.B. Hund auf Fliesen) – Wärmeleitung
      • Bringt man 2 Körper mit unterschiedlicher Temperatur in Kontakt, so fließt so lange Energie in Form von Wärme von dem Körper mit höherer Temperatur in den Körper mit niedriger Temperatur, bis ein Ausgleich stattgefunden hat
      • Umso größer, je höher der Temperaturunterschied, je größer die Kontaktfläche und je enger der Kontakt
    • Konvektion – Wärmetransport
      • Wärmetransport über ein bewegtes Medium (z.B. Wasser oder Blut) --> wichtigster Weg für die Wärmeverteilung im Körper und den Austausch zwischen Oberfläche und Körperkern
      • Die in der Muskulatur und im braunen Fettgewebe gebildete Wärme wird über das Blut zu den kühleren Organen und v.a. zur Haut transportiert --> die dem Fell anliegende Luft übernimmt die Wärme über Konduktion und die dadurch wärmere Luft steigt auf, sodass kältere Luft nachfolgt --> Wärmeabgabe dabei proportional zur Temperaturdifferenz zwischen Luft und Körper --> mit zunehmendem Wind nimmt die Konvektive Wärmeabgabe zu (erzwungene Konvektion), wohingegen die Kältebelastung bei niedriger Lufttemperatur und zunehmenden Wind zunimmt
    • Radiation (Wärmestrahlung)
      • Wärmetransport in Form elektromagnetischer Wellen im Infrarotbereich --> je wärmer ein Körper, desto mehr und kurzwelligere Infrarotstrahlung gibt er ab
    • Evaporation (Schwitzen / Hecheln / Einspeicheln)
      • Wärmeabgabe durch verdunsten von Wasser auf der Haut oder in den Atemwegen
      • Einziger Weg, auf dem Wärme entgegen eines Temperaturgradienten abgegeben werden kann
      • Dem Körper wird Verdunstungswärme entzogen
      • Hecheln: kann bei zu starkem Hecheln zur Respiratorischen Alkalose führen
        CO2 + H2O à H2CO3 à H+ + HCO3- (Pfeile in beide Richtungen da Gleichgewichtsreaktion) (Reaktion physiologisch über Carboanhydrase katalysiert)
        --> bei zu starkem Hecheln geht CO2 (Säure) über die Atmung verloren, Gleichgewichtsreaktion nach links versoben, H+ geht verloren --> Respiratorische Alkalose

Skizze des Regelkreises über den die Körperkerntemperatur bei Säugetieren konstant gehalten wird. Wie reagiert der Regelkreis bei einer Umgebungstemperatur von a) 8°C oder b) 40°C?

  1. Absinken der Umgebungstemperatur --> Wärmeabgabe an Umgebung steigt --> Messfühler in Körperkern und -schale registrieren das Absinken der Temperatur --> Meldung an Hypothalamus --> aktiviert Stellglieder (z.B. Vasokonstriktion in der Haut, Kältezittern) --> Wärmeproduktion bzw. Anheben der Temperatur

 

 

  1. Wärmeabgabe sinkt --> Temperaturerhöhung in Körperkern und -schale --> Meldung der Temperaturfühler an Hypothalamus --> erhöht Wärmeabgabe (z.B. Vasodilatation, Schwitzen, Hecheln)

 

Bei dem auf dem Laufband laufenden Schwein steigt
der Energiestoffwechsel an. Beschreiben Sie die
beteiligten Regulationsmechanismen, die einen
nennenswerten Anstieg der KKT verhindern.

  • KKT wird von Sensoren in der Peripherie und im
    Zentrum wahrgenommen und dann an das
    Regelzentrum im Hypothalamus weitergeleitet
  • Dieser erhöht über eine Veränderung der Stellglieder die Wärmeabgabe, damit die Temperatur gesenkt wird
    • Z.B. die verstärkte Vasodilatation der Hautgefäße, verstärkte Evaporation
  • Durch Erhöhung des inneren und äußeren Wärmestroms wird mehr Wärme nach außen abgegeben

Verhaltensweisen, die thermoregulatorisch von Bedeutung sind

  • Bei Kälte --> Wärmeabgabe erniedrigen durch:
    • Zusammenkauern oder in Gruppen zusammenlegen
    • Aufplustern des Gefieders oder Fells à wärmendes Luftpolster; Fettpolster
    • Bewegung
  • Bei Hitze --> Wärmeabgabe verbessern durch:
    • Hecheln
    • Baden
    • Schattige Plätze suchen
  • Vor allem bei poikilothermen Tieren spielen diese Verhaltensweisen v.a. eine entscheidende Rolle, da sie nur so ihre Körpertemperatur regulieren können

Was versteht man unter Ist- und Soll-Wert bei der Regulation der Körperkerntemperatur? Wo liegt der Regler der Temperaturregulation? Welche Temperatur-Messfühler gibt es und wo liegen sie?

  • Ist-Wert: Der tatsächliche aktuelle Wert der Körperkerntemperatur, der von den Messfühlern gemessen wird
  • Soll-Wert: Der im Hypothalamus festgelegte Zielwert für die Körperkerntemperatur
  • Regler: Zentrum im vorderen Hypothalamus; vergleicht Ist- und Soll-Wert
  • Temperaturmessfühler/Sensoren: messen Körpertemperatur (Ist-Wert) in Peripherie und Zentrum à Weitergabe ans Regelzentrum
    • Periphere Rezeptoren in der Haut (freie Nervenendigungen) --> Kaltrezeptoren; Aktivität steigt bei Kälte --> Öffnen und schließen von Ionenkanälen
    • Kerntemperatur-Messfühler liegen v.a. in RM und Hypothalamus --> Warmrezeptoren
  • Stellglieder: werden über den Regler stimuliert --> Beeinflussung Ist-Wert

Eine Abkühlung oder Erwärmung des Fingers beeinflusst die Hauttemperatur an der nicht beteiligten Hand. Wie ist das zu erklären?

  • Temperaturfühler in der Haut / periphere Sensoren in der Haut nehmen die Temperatur im Finger wahr (--> Ist-Wert) --> Weiterleitung des Ist-Wertes an das Regelzentrum im Hypothalamus --> Stellglieder werden betätigt --> Vasokonstriktion (Kälte) oder Vasodilatation (Wärme) in der gesamten Körperschale
    • Verminderte oder verstärkte Wärmeabgabe findet in beiden Händen statt (Nerven bilateral)

Was ist die Indifferenztemperatur der Umgebung und wovon hängt sie für das jeweilige Tier ab?

  • Indifferenztemperatur / Neutraltemperatur / thermoneutrale Zone = die Außentemperatur, bei der der Organismus keine oder nur sehr geringe zusätzliche Energie für wärmebildende oder wärmeabgebende Mechanismen aufbringen mzss
  • Tierartlich unterschiedlich
  • Beeinflusst durch Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit, Fell- oder Gefiederdichte und der Fettschicht
  • Beim Menschen: zw. 27 und 32 °C
  • Messung des Grundumsatzes bei Indifferenztemperatur

 

Welche Konsequenzen haben ein Defekt im Ryanodin-Rezeptor (vgl. Muskel-PSE-Schweine) und damit eine unkontrollierte Muskelarbeit für Thermoregulation?

  • Defekte kommen häufig bei stark bemuskelten Schweinen vor, kann zur malignen Hyperthermie führen
  • Maligne Hyperthermie: beruht auf einem Gendefekt bei Schweinen im Ryanodin-Rezeptor, welcher im Muskel eine wichtige Rolle für die elektromechanische Kopplung spielt
    • Durch Stress, Belastung oder Halothannarkose kommt es zu einem unkontrollierten Calcium-Ausstrom in das Cytosol --> Dauerkontraktion der Muskulatur mit erhöhter Wärmeproduktion, die Wärmeabgabe ist zusätzlich reduziert und es kann eine lebensbedrohliche Hyperthermie entstehen
    • Hyperthermie kann zur Denaturierung von Muskelproteinen führen
    • Fleisch erscheint blass (pale), wich (soft), und wässrig (exsudative) = PSE-Fleisch

Was ist bei der Wärmeabgabe günstiger, das Hecheln oder das Schwitzen? Vor- und Nachteile nennen.

  • Evaporation = effektivster Weg der Wärmeabgabe; v.a. bei körperlicher Belastung und hohen Temperaturen von großer Bedeutung --> große Fläche zur Wärmeabgabe zur Verfügung
  • Schwitzen:
    • Evtl. starker Wasser- und Elektrolytverlust
    • Sehr effiziente „Ganzkörper-Kühlung“
    • Schweiß des Pferdes: tropft nicht, hat spezielle Konzentration --> bleibt am Körper, alles was heruntertropfen würde gilt als verloren
    • Ineffizient bei Hunden --> Schweißdrüsen nur an den Pfoten
  • Hecheln:
    • Lokale Kühlung, ohne Wasser und Elektrolytverlust
    • Aber nur bis zu einem gewissen Grad möglich
      • Gefahr der respiratorischen Alkalose

Was versteht man unter dem Gegenstromprinzip? Welche Vorteile kann dieses System haben?

  • Arterien laufen in der Tiefe und transportieren warmes Blut aus dem Körperkern in die Körperschale / Gliedmaßen
  • Venen verlaufen in der Tiefe und oberflächlich; umschließen große Arterien der Extremitäten eng
  • Bei Kälte: das Blut läuft über die in der Tiefe liegenden Venen, die nah der Arterien verlaufen, zurück
    • Venöses Blut wird vom arteriellen Blut vorgewärmt bevor es zurück in den Körperkern gelangt
    • Das arterielle Blut wird kühler; die Differenz zur Umgebungstemperatur wird kleiner und es wird weniger Wärme nach außen abgegeben
  • Möglichst geringer Wärmeverlust über die Extremitäten; wichtig für Wasservögel
  • Bei länger andauernder Unterkühlung der Extremitäten: regemäßige kurzfristige Vasodilatation (Lewis-Reaktion) --> Gewebe vor Unterkühlung bewahren; Stoffwechselprodukte abtransportieren
  • Bei Wärme: das Blut fließt über die oberflächlichen Venen zurück und kann auf der ganzen Strecke noch Wärme nach außen abgeben

 

 

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