Modellierung und Simulation des menschlichen Energiestoffwechsels bei muskulärer Beanspruchung:
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Düsseldorf
VDI Verl.
1998
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| adam_text | Titel: Modellierung und Simulation des menschlichen Energiestoffwechsels bei muskulärer Beanspruchung
Autor: Kracht, Petra
Jahr: 1998
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1.1 Leistungsdiagnostische Aufgabenstellungen 2
1.2 Leistungsdiagnostische Untersuchungsmethodik 4
1.3 Zielsetzung der Arbeit 5
2 Biochemische Aspekte der metabolischen Leistungsfähigkeit .. 8
2.1 Kenngrößen des metabolischen Leistungszustandes 8
2.1.1 Organisch-anatomische Ebene 8
2.1.2 Zelluläre Ebene 9
2.2 Mechanismen der Leistungssteigerung 13
2.3 Enzymatische Reaktionen 14
2.3.1 Wirkungsweise 14
2.3.2 Mechanismen des Reaktionsvorgangs 15
2.3.3 Reversible Reaktion 16
2.3.4 Irreversible Reaktion 19
2.3.5 Regulatorische Enzyme 22
2.3.6 Kompetitive Inhibierung 24
2.3.7 Aktivierung 27
2.3.8 Aufhebung der kompetitiven Inhibierung durch Aktivierung 29
2.3.9 Verallgemeinerung der Berechnungsvorschrift 32
2.4 Substratspeicher 33
2.5 Diffusionsprozesse 35
2.5.1 Aufgabe und Arten 35
2.5.2 Erleichterte Diffusion 36
3 Modellentwicklung 42
3.1 Vorgehensweise bei der Modellbildung 42
3.1.1 Abgrenzung des Prozesses 42
3.1.2 Hierarchische Strukturierung des Prozesses 42
3.1.3 Beschreibung des Gesamtmodells 45
3.1.4 Aggregation des Simulationsmodells 45
3.2 Topologie des Belastungsstoffwechsels 47
3.2.1 Funktionsweise 48
3.2.2 Strukturierung 49
3.3 Aktive Muskulatur 54
3.3.1 Stoffwechselketten in der aktiven Muskulatur 54
3.3.2 Kontraktion 62
3.3.3 Adenylatkinase-Reaktion 64
3.3.4 Kreatinkinase-Reaktion 66
3.3.5 Glykolyse 68
3.3.6 Laktatdehydrogenase-Reaktion 96
3.3.7 Phosphatpuffer 98
3.3.8 Glycerin-3-phosphat-Shuttle 99
3.3.9 Citratzyklus 102
3.3.10 Atmungskette 122
3.3.11 Speichersysteme 129
3.4 Periphere Kompartimente 140
3.4.1 Passive Muskulatur 140
3.4.2 Leber 142
3.4.3 Fettgewebe 149
3.4.4 Endokrines Pankreas 152
3.4.5 Blut 154
3.5 Diffusionsprozesse 161
4 Validierung und Anwendung 172
4.1 Modellparameter und Anfangswerte von Zustandsgrößen 172
4.2 Vergleich von Simulation und Experiment 176
4.2.1 Beschreibung der Experimente 176
4.2.2 Festlegung der Parameter und Anfangswerte 178
4.2.3 Bewertung der Ergebnisse 179
4.3 Untersuchung von Stoffwechselvorgängen 185
4.3.1 Leistungsanteile 185
4.3.2 Stoffwechselgrößen in der aktiven Muskulatur 191
4.3.3 Laktatkonzentrationen 198
5 Zusammenfassung 201
6 Parameter und Anfangswerte 204
7 Literatur 207
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