Thermoregulation (9)

endotherme Tiere

• produzieren Wärme über Stoffwechsel

ektotherme Tiere

• absorbieren Wärme von der Umgebung

• konstante Temperatur durch Bewegung aufrechterhalten

homötherm (gleichwarm)

• halten Körpertemperatu konstant

Poikilotherm (wechselwarm)

• können Körpertemperatur nicht kontrollieren

• Körpertemperatur verändert sich entsprechend der AUßentemperatur

Konvektion (Wärmeübertragung)

• Wärmeübertragung über leitendes Medium (also über ein Objekt in Bewegung)

Wärmestrahlung (Radiation)

• Wärmeenergie wird in Form von elektromagnetischen Wellen als Infrarotstrahlung abgegeben

• warme Objekte verlieren Wärme an kühle Objekte

Wasserverdunstung (Evaporation)

• von Körperoberfläche oder durch Atmung (Schwitzen etc.)

Wärmeleitung (Konduktion)

• direkte Wärmeübertragung von Objekten mit unterschiedlichen Temperaturen über ein ruhendes Objekt (direkter Kontakt)

Thermoneutraler Bereich (bei Menschen)

• mittlere Hauttemperatur bei der weder geschwitzt noch gezittert wird: 33-34°C

Haare

• zu kalt

  • Haarmuskeln ziehen an den Haaren

  • Aufrichten der Haare -> Haare halten Warme Luft am Körper

  • Blutfluss in Blutkapillaren nimmt ab (weniger Hitze kann abgegeben werden)

• zu warm

  • Haarmuskeln entspannen sich

  • Haare liegen am Körper -> Wärme kann entweiechn

  • Schweißdrüsen produzieren Schweiß

    • Körper durch Evaporation abgekühlt

  • Blutfluss in Blutkapillaren ist erhöht (mehr Hitze kann abgegeben werden)

Kältezittern

• wenn Wärmeproduktion geringer als Wärmeabgabe ist

• tonische und rhythmische Muskelkontraktion

• ist unökonomisch da konvektive Wärmeverluste zunehmen

zitterfreie Wärmebildung

• findet im braunen Fettgewebe statt (gibt es nur bei Säuglingen und Winterschläfern)

• UCP (Thermogenin) ist Protonenkanal der Thermogenese (Wärmebildung durch Stoffwechsel) kontrolliert

• UPC durch lagkettige Fettsäuren aktiviert

• Protonengradient der Atmungskette setzt Wärne freu (und kein ATP)

Sommerschlaf

• bei kleinen Wüstentieren um Energie und Wasser zu sparen

Hibernation (Winterruhe/Winterschlaf/Torpor)

• saisonale Reduktion der Köreprtemperatur bei niedrigen Außentemperaturen, kurzen Tagen und geringer Futteraufnahme

Stoffwechselprozesse sind temperaturabhängig

Temperaturerhöhung um 10°C beschleunigt chemische Reaktion ums Doppelte

Temperaturkoeefizient Q10

• Veränderung der Reaktionsgeschwindigkeit bei 10°C

Lebenserhaltende chemische Transformation innerhalb eines Organismus

Katabolismus

• Abbau des organischen Materials und Energiegweinn durch Zellatmung

Anabolismus

• Aufbau von Zellkomponenten wie Proteine und Nukleinsäuren unter Energieverbrauch

Grundwechselrate (BMR) und Ruhestoffwechsel (RMR) ist täglicher Energieverbrauch im Ruhezustand

Ruhezustand ist definiert als Existenz in temperaturneutralen Zone während des postabsorptiven Zustands (kein Nahrungszufuhr und Nahrung vollständig resorbiert)

thermoneutrale Zone ist Außentemperatur mit geringster Stoffwechselrate

• außerhalb davon steigt die Stoffwechselrate

Stoffwechselrate ist über Sauerstoffverbrauch, Kohlenstoffdioxid- und Wärmeproduktion bestimmbar

direkte Kalorimetrie -> Wärme

DLW -Methode

• markiertes Wasser wird getrunken (enthält Wasserstoff- und Sauerstoffisotope)

• über Messungen des Urins lässt sich die Stoffwechselrate bestimmen

indirekte Kalorimetrie

• Energiegehalt des Futter minus Kot und Urin

• Gasanalyse

  • Verhältnisse von Sauerstoffaufnahme und Kohlenstoffdioxidabgabe ermitteln

Temperaturregulation benötigt Energie

Aktivität benötigt Energie

Je größer Körpermasse eines Organimsus desto höher ist Stoffwechselrate

kleine Organismen haben größere Körperoberfläche im Vergleich zum Körpervolumen

• Wärmeverlust

Grundwechselrate ist bei kleineren Tieren höher im Vergelcih zu großen Tieren

große Tiere leben energetisch sparmsamer als kleine

Gene tragen 40% zur Stoffwechselrate bei

Männer wegen Muskelrate höheren BMR als Frauen

Übergewichtige geringerer Stoffwechsel

ältere geringerer Stoffwechsel