Kann mir jemand den Regelkreis anhand eines Beispiels erklären?
Ich schreibe bald eine Arbeit darüber und wollte deswegen mal fragen, ob mir jemand diesen Regelkreis anhand eines Beispieles nochmal erklären könnte. Wäre sehr nett und würde mir wirklich weiter helfen :)
1 Antwort
Hi,
das hast du aber sehr schön gezeichnet :)
Das schwierige daran zu verstehen ist, dass die einzelnen Bestandteile deines Regelkreises keinem biologischen Gegenstück zugeordnet sind. Wenn ich also fragen würde, was ist die "Stellgröße" (8) dieses Systems real im Körper, dürfte es zu Rästelraten kommen oder wenn ich fragen würde, was ist denn das "Stellglied" (9) in echt im Körper, geht das Rätseln weiter oder? Ich lass mich natürlich gern überraschen :) aber ich vermute das stark, korrigier mich wenn ich falsch liege.
Deshalb solltest du/wir unbedingt diese einzelnen Bestandteile dem Körper zuordnen, sonst kannste das nicht lernen :O Wollen wir das machen?
Die Regulation von Vorgängen in unserem Körper gleicht oft der Arbeitsweise eines technischen Regelkreises. So kann man die Regulierung des Blutzuckerspiegels als Regelkreis beschreiben und sich dabei den Begriffen der Regeltechnik bedienen. Da ein Schüler gewöhnlich mäßig Ahnung von Regeltechnik hat, ist es eigentlich doppelt schwer, denn er muss die Regeltechnik verstehen und das System des Körpers, wofür das als Vergleich stehen soll. Das sind zwei Anstrengungen gleichzeitig. Gehen wir also vor:
Der Blutzuckerspiegel ist die konstant zu haltende Größe (Regelgröße, 1) sie wird durch Rezeptoren (Fühler) der Bauchspeicheldrüse und dem Zwischenhirn ("Hypothalamus") gemessen (Fühler, 3) wir haben also streng genommen hier 2 Fühler im System, wurde aber vereinfacht, ist o.k.
Diese(r) Fühler meldet/n den augenblicklichen Wert (Istwert) an den/die Regler (5), die Bauchspeicheldrüse und das Zwischenhirn (Hypothalamus), wir haben also nicht nur zwei Fühler, sondern auch zwei Regler. Das Zwischenhirn lassen wir mal weg und konzentrieren uns auf Fühler und Regler Bauchspeicheldrüse, zwecks Vereinfachung. Dort wird der augenblickliche Wert (Istwert) mit dem einzustellenden Wert (Sollwert) verglichen, du hast ihn angegeben, mit 900 mg Glucose/Liter Blut. Der Sollwert wird von der Führungsgröße vorgegeben, dem Gehirn.
Weichen Istwert und Sollwert voneinander ab, beeinflusst der Regler das Stellglied (9) mittels der Stellgröße (8), um den Wert zu korrigieren. Die Stellgröße in diesem System ist die Hormonkonzentration im Blut von zwei Hormonen, nämlich das Insulin und das Glucagon. Das Stellglied bzw. die Stellglieder in diesem System sind die Hormonrezeptoren (Hormonfühler) der Körperzellen, für diese beiden Hormone. o.O Oh oh, wie war das nochmal? schauen wir es uns einmal an:
Ist der Istwert zu gering, gibt die Bauchspeicheldrüse (Regler) das Hormon Glucagon ins Blut ab. Dies bewirkt über Glucagonrezeptoren (Glucagonfühler) an Körperzellen, dass vermehrt Glucose aus diesen Körperzellen (Leberzellen) bereitgestellt wird und so die Blutzuckerkonzentration ansteigt.
Ist der Ist-Wert zu hoch, gibt die Bauchspeicheldrüse (Regler) das Hormon Insulin ins Blut ab. Dies bewirkt über Insulinrezeptoren (Insulinfühler), eine vermehrte Glucoseaufnahme in Körperzellen (Leber-, Muskelzellen, Fettgewebe), somit eine Entfernung aus dem Blut, der Blutzuckerspiegel sinkt.
Wir fassen nochmal zusammen:
Die Hormonkonzentration der beiden Gegenspieler Glucagon (bewirkt Erhöhung des Blutzuckerspiegels) und Insulin (bewirkt Senkung des Blutzuckerspiegels) sind also die Stellgrößen (8) im Regelkreis und die Rezeptoren (Fühler) für die Hormone an den Körperzellen die Stellglieder (9).
Daraufhin ändert sich der Blutzuckerspiegel so, dass Istwert und Sollwert einander angeglichen werden. Ein solches System, dass eine Größe selbsttätig konstant hält, wie den Blutzuckerspiegel, nennt man Regelkreis.
Nun gibt es eine Reihe von Störgrößen (bei dir ebenfalls 1), die die konstant zu haltende Größe (Blutzuckerspiegel, Regelgröße 1) beeinflussen und das System so veranlassen, sie zu korrigieren, also den veränderten Istwert, dem Sollwert wieder anzupassen.
Solche Störgrößen können bei der Nahrungsaufnahme auftreten, nämlich dann wird lecker Zucker (Glucose) angeliefert njam, njam, verdrückste erst mal so 10 Berliner, der Blutzuckerspiegel fängt an kontinuierlich zu steigen und zu steigen und der Regelkreis sagt irgendwan ey! was sind das für krasse Istwerte? Der Regelkreis muss nun aktiv werden und erkennt den veränderten Istwert, setzt Insulin frei, der Blutzuckerspiegel sinkt und nähert sich wieder dem Sollwert.
Eine weitere Störgröße tritt auf, bei körperlicher Anstrengung (Muskelarbeit) Zucker wird verbraucht, puh, ist das anstrenegend, der Blutzuckerspiegel sinkt und sinkt, wiederum reagiert das System "Fühler an Regler: wir nähern uns 0, tu was! Selbstzerstörung in 5, 4, 3, 2... ahhh" zum Glück reagiert das System durch Erkennung des gesunkenen Istwertes und setzt das Hormon Glucagon frei :O die Körperzellen "Alarm, deet, deet, deet" erkennen dies und stellen sofort vermehrt Glucose bereit, die ins Blut abgegeben wird, der Blutzuckerspiegel steigt und nähert sich wieder dem Sollwert. Dann good luck! :) Gruß
Hi, also ja, ich würde das Gehirn als Führungsgröße sehen, da es als Organ bzw. Instanz dem Regelkreis die Größe vorgibt. Natürlich orientiert es sich an der Genetik. LG
Vielen vielen Dank für diese ausführliche und tolle Antwort. Zwar habe ich die Frage nicht gestellt, aber dennoch nach langem suchen nach einer verständlichen Antwort zum Regelkreis eines Blutzuckerspiegels bin ich hier nun fündig geworden! ^-^
@CliffBaxter. Bist du dir sicher dass die Führungsgröße das Gehirn und nicht genetische Disposition ist?