Negatívna spätná väzba sa týka regulačnej slučky, v ktorej má výstupná premenná inhibičný účinok na vstupnú premennú. V ľudskom tele je negatívna spätná väzba mimoriadne dôležitá pre hormonálnu homeostázu. Pri testovaní hormonálnych funkcií sa kontrolujú slučky s ohľadom na chyby.
Čo je negatívna spätná väzba?
V ľudskom tele je negatívna spätná väzba obzvlášť dôležitá pre hormonálnu homeostázu. Lekárska spätná väzba sa tiež nazýva spätná väzba a zodpovedá slučke biologickej kontroly. V týchto riadiacich slučkách výstupná premenná pôsobí späť na vstupnú premennú. Spätné väzby sú v ľudskom organizme prevažne negatívne. Negatívne spätné väzby sa tiež nazývajú negatívne spätné väzby. V týchto riadiacich slučkách má výstupná premenná inhibičný účinok na vstupnú premennú. Z tohto dôvodu sa výstupná premenná záporných spätnoväzbových slučiek nazýva aj regulátor. Opakom negatívnej spätnej väzby je pozitívna spätná väzba, kde výstupná premenná zosilňuje vstupnú premennú. V medicíne sa teória kybernetických systémov používa na matematickú analýzu spätnoväzbových slučiek. Negatívne spätné väzby v ľudskom organizme sú buď subtraktívna inhibícia alebo rozporuplná spätná väzba s kvocientnou inhibíciou. Oba typy negatívnej spätnej väzby spolu so systémami pozitívnej spätnej väzby vykonávajú regulačné úlohy v ľudskom tele, kontrolujú napríklad sekréciu žľazy alebo hormóny. vyvážiť. V oblasti technológií sa negatívna spätná väzba používa v zmysle regulačnej slučky, napríklad na reguláciu teploty termostatom.
Funkcia a úloha
Negatívne spätné väzby vytvárajú homeostázu. Udržiavajú si tak rovnováhu v rôznych systémoch v rámci prípustných limitov. Prvým krokom negatívnej spätnej väzby je vždy meranie určitej veličiny. V druhom kroku sa výsledky merania použijú na zníženie príslušných veličín. Negatívne spätné väzby sú teda regulátory, napríklad regulátory, ktoré zohrávajú úlohu pri udržiavaní konštantnej telesnej teploty v tele teplokrvných živočíchov. Negatívne spätné väzby sú však rozhodujúce aj pre procesy gen činnosť. Rovnako dôležité sú aj riadiace obvody negatívnej spätnej väzby pre hormón vyvážiť, ktorého rovnováha je rozhodujúca pre mnoho telesných funkcií. Napríklad na udržanie sekrécie hormónov v žľazách vyvážiť, niečo hormóny inhibujú vlastnú syntézu po uvoľnení. Títo hormóny sú tiež známe ako autokrinné. Vylučujúce bunky autokrinného systému hormóny sú samy vybavené receptormi, na ktoré sa príslušný hormón môže viazať a vo vnútri spustiť signalizačnú kaskádu. Countercoupling hrá úlohu predovšetkým v aktivite glandotropných buniek v adenohypofýze. Syntézu hormónov tu ovplyvňuje aj prúd koncentrácie hormónov v krv. Syntéza krv hormóny stimulujú kontrolný hormón adenohypofýzy a tým znižujú ďalšiu produkciu hormónov buď priamo v hypofýze, alebo cez hypotalamus. Napríklad syntéza dvoch hormónov CRH a ACTH zažíva silnejšiu inhibíciu, čím vyššia je koncentrácie of glukokortikoidy v krv. Podobne, čím vyššia je úroveň hormóny štítnej žľazy v krvi, tým menej hormónov TRH a TSH sú syntetizované. Syntéza FSH, GnRH a LH sú tiež regulované negatívne spätnou väzbou. U mužov vysoká hladina FSH, LH a GnRH inhibujú syntézu. U žien naopak vysoká koncentrácie of estrogény, FSH a LH má inhibičný účinok na syntézu týchto hormónov. Ako systém spätnej väzby a teda najvyšší bod zo všetkých spätných väzieb, centrálny nervový systém prichádza do činnosti, keď sú spätnoväzbové systémy prepojené základným spôsobom. Konkrétne obvode hormonálnej kontroly štítna žľaza pôsobte priamo v tomto riadiacom centre a inhibujte uvoľňovanie látok stimulujúcich hormóny v hypotalamus.
Choroby a poruchy
Rôzne udalosti a choroby poškodzujú hormonálne regulačné obvody a tým aj veľa mechanizmov negatívnej spätnej väzby v ľudskom tele. Test hormonálnej funkcie kontroluje, či sú obvody hormonálnej kontroly neporušené. Počas týchto inhibičných a stimulačných testov sa pacientovi injekčne podávajú kontrolné hormóny. Ak správa kontrolných hormónov vykazuje zodpovedajúce účinky na hormonálnu rovnováhu, potom sú regulačné obvody a tiež mechanizmy negatívnej spätnej väzby v organizme pravdepodobne neporušené. Ak obvody hormonálnej spätnej väzby nie sú neporušené, vo väčšine prípadov dôjde k zlyhaniu samotných žliaz s vnútornou sekréciou. . Na druhej strane riadiace centrum vyššej úrovne môže byť ovplyvnené aj stratou funkcie, a teda napríklad už nebude vylučovať orgánovo špecifické riadiace hormóny. Ak mechanizmy negatívnej spätnej väzby v hormonálnom systéme nie sú spojené s chorobami orgánov, ale produkciu hormónov napriek tomu už nie je možné regulovať pomocou riadiacich obvodov, môžu byť príčinou regulačných problémov degenerované hormonálne bunky. Avšak degenerácia hormonálnych buniek, ako sú bunky v štítna žľaza, je pomerne zriedkavý. Samotné hormóny môžu tiež za určitých okolností zdegenerovať a deaktivovať tak riadiace obvody negatívnej spätnej väzby. Tento jav je však tiež veľmi zriedkavý. Teoreticky je mutácia regulačných látok v systémoch negatívnej spätnej väzby tiež možnosťou narušenia regulačných obvodov. V endokrinný systémmutácia leptín bol nedávno spájaný s obezita napríklad u malých detí. Pretože biologické riadiace obvody sú pevne prepojené siete, chyba spätnej väzby iba v jednom zo systémov môže spôsobiť chyby aj v ostatných systémoch. Preto sú príznaky chýb spätnej väzby mimoriadne široké. To platí najmä pre endokrinný systém, pretože jeho regulačné obvody sú v obzvlášť úzkej interakcii. Okrem hormonálnych ťažkostí môžu byť problémy s termoreguláciou tela tiež výsledkom chýb v negatívnej spätnej väzbe.
