Hunger- und Durstregulation

Selbstregulation, Gleichstand

• Prozesse, die das innere Milieu des Körpers in einem engen physiologischen Bereich konstant halten

• durch Rückkopplung

• Wärme, Wasser und Nahrung sind lebensnotwendige Organismen

  • strenge Regulierung

  • anhaltende Konstanthaltung

  • Regulation über das ZNS

• Regelkreise

  • Set-Point/-Zone: Geüwnschter/idealer Bereich, der für den Menschen gut ist

  • Unter-/Überschreitung führt zu negativer Rückmeldung und aktivieren kompensatorische Handlungen

  • Redundanz: mehrere Regelkreise für ein System

    • Ausfall eines Regelkreises kann durch andere ausgeglichen werden

  • Wärme: 37°C, Heizen oder Kühlen

  • Wasser: Verlust durch Atmen, Schwitzen, Urin

  • Nahrung: Verbrauch von Energie

• Auslegung von Zellen auf das Funktionieren im Meerwasser (evolutionäre Entwicklung)

• Aufnahme, Speicherung, und Kozentrationserhaltung von Wasser durch mehrzellige Organismen

• Salz- und Wassreverlust

• Intrazelluläres Wasser (größter, mit Wasser gefüllter Raum)

• Extrazelluläres Wasser (Blutplasma und Interstitum)

• ständiger Austausch von Wasser über Aquaporine (wasserduchlässlige, transmembrale Kanäle)

• Diffusion durch semipermeable Membran

  • durchlässig für Wasser, nicht für Salze und Ione

• Ausgleich von Konzentrationsunterschieden der Ione durch Bewegung von Wasser

Osmotischer Druck

• höher bei höherer Teilchenkonzentration

• humorale Antwortmechanismen

• Messung von Blutvolumen durch Barozeptoren in herznahen Gefäßen

  • bei geringem Blutvolumen Signal an Hypothalamus über Vagusnerv und N. tractus solitarii

    • Freisetzung von ADH = Vasopressin

      • verringerte Wasserausscheidung

      • Vasokonstriktion (Konstruktion der Blutgefäße, Anstieg Blutdruck)

      • Wahrnehmung von Durst (und Salzhunger) im Hypothalamus

  • auch Aktivierung des Sympathikus

• Messung von arteriellen Perfusionsdruck durch Volumensensoren in der Niere

  • bei geringen arteriellen Perfusionsdruck Signal an Hypothalamus über 3. Ventrikel

    • Ausschüttung von Renin aus der Niere

    • Umwandlung zu Angiotensin II

      • Vasokonstriktion

      • Föderung Vasopressinausschüttung

      • Bindung an Rezeptoren im 3. Verntrikel / Subfornikalorgan

      • Wahrnmung von Durst im Hypothalamus

• Messung des osmotischen Drucks durch Osmosensoren im Hypothalamus und 3. Ventrikel

• Ursache: Hyperosmolarität (=Zunahme der Konzentration gelöster Substanz im Blut), salzige Nahrung, unumgänglicher Wasserverlust

  • verringerte Extrazellulärflüssigkeit (Anstieg Salzkonzentration)

  • Austritt in Intrazellulärflüssigkeit (Osmose)

  • Osmosensorische Nervenzellen (im OVLT) schrumpfen bei Wasserverlust

    • Messung von deren Dehnungszustand

      • mechanische Ionenkanäle aug der Membran (Einstrom verändert Membranpotential)

    • Signal and N. präopticus des Hypothalamus

    • Aktivierung magnozellulärer neurosekretorischer Zellen

      • Ausschüttung Vasopressin

  • Durst (Wasserspeicherung und Trinken)

• Aufnahme von Brennstoffen für Energiegewinnung

  • 33% Verdauung, 55% Stoffwechselprozesse, 12% aktives Verhalten

• Aufnahme von Baustoffen für den Organsimus

  • essentielle Aminosuren, Fettsäuren, Vitamine und Mineralien

  • effektives Funktionieren von Wachstum, Erhalt und Reparatur der Zellen

• Energiespeicherung und konstante Abrufbarkeit

  • Verbrauch ist kontinuierlich

  • Nahrungsmittelzufuhr ist punktuell

= Energielieferant für Körper und Gehirn

• Glucose als wichtigster Zucker

  • einziger, der vom Gehirn verwendet werden kann

• Speicherung als Glykogen in der Leber (Kurzzeitspeicher)

  • Glykogenese: Umwandlung Glukose zu Glykogen durch Insulin

  • Glykogenolyse: Umwandlung von Glykogen zu Glykole durch Glukagon bei geringem Blutzucker

• Fett als Langzeitspeicher für Energie

  • Aufnahme mit Nahrung und Herstellung aus Glukose

  • bei Erschöpfung des Glykogenspeichers wird Fett abgebaut

    • Umwandlung in Fettsäuren für Stoffwechsel

• Speicherung von Glukose als Glykogen

• Glukosetransport in Zellen (Ausnahme: Gehirn)

Steuerung der Insulinfreisetzung

• cephalische Phase: Antizipation von Nahrungsaufnahme stimuliert Freisetzung

• digestive Phase: Stimulation von Nahrung im Verdauungstrakt über Magensäfte und Hormone

  • Bauspeicheldrüse

  • Geschmacksrezeptoren

• resorptive Phase: Stimulation durch Messung Blutzuckerspiegel (im Blutstrom) durch Glukoserezeptoren in Leber

• “dual center hypothesis of eating” (Problem, dass bei Läsionen sich Hunger und Sättigung stabilisieren)

  • Hungerzentrum im lateralen Hypothalamus

  • Sättigungszentrum im ventromedialen Hypothalamus

• stückweise genetische Bedingung von Übergewicht

• “appetite controller” im Nucleus aracuatus des Hypothalamus

• Intergration verschiedener peripherer Peptide

  • Insulin

    • Produktion in Bauchspeicheldrüse, Signal “Glukose vorhanden”, hemmt Hunger

  • Leptin

    • Produktion von Fettzellen, signalisierst Füllung der Fettspeicher, hemmt Hunger

  • Ghrelin

    • Produktion im Magen von endokrinen Zellen beim Fasten, sinkt bei Nahrungsaufnahme, steigert Hunger

  • Peptid YY3-36

    • Freisetzung von Zellen des Darms, steigt bei Nahrungsaufnahme, hemmt Hunger

• Integration viszeraler und somatosensorischer Informationen aus dem Verdauungstrakt (Spinalnerven und Vagusnerv laufen beim N. tractus solitarii “zusammen”)

• gegensätzlich wirkende Neuronentypen

  • POMC/CART

    • vermindert Hunger und stimulieren Stoffwechsel

  • NPY/AgRP

    • stimulieren Hunger und vermindern Stoffwechsel

  • Reziproke Hemmung