V biológii a medicíne mechanizmy spätnej väzby slúžia na udržanie rôznych stavov rovnováhy v systéme. Toto sa tiež nazýva homeostáza. Takéto spätné väzby sa nachádzajú v tele, napríklad pri udržiavaní telesnej teploty a v hormonálnom systéme. Spätná väzba sa označuje aj ako spätná väzba.
Čo je spätná väzba?
Príkladom pozitívnej spätnej väzby je mlieko produkcia u žien, ktoré nedávno porodili. Dojčenie dieťaťa na matkinom prsníku stimuluje produkciu hormónu oxytocín. Pri spätnej väzbe sa rozlišuje medzi procesmi spätnej a spätnej väzby. V prípade negatívnej spätnej väzby to býva negatívna spätná väzba. Tu má výstupná premenná v systéme inhibičný účinok na vstupnú premennú. Pozitívne spätné väzby naopak patria k procesom pozitívnej spätnej väzby. Mechanizmus spätnej väzby je presne opačný k mechanizmu negatívnej spätnej väzby. Tu výstupná premenná zosilňuje vstupnú premennú. Príkladom pozitívnej spätnej väzby je takzvaný Circulus vitiosus.
Funkcia a úloha
Mechanizmy spätnej väzby sú nevyhnutné pre udržanie rovnováhy v rôznych systémoch tela. Homeostáza (vyvážiť) je zase dôležitý pre všetky telesné procesy prebiehajúce fyziologickým spôsobom. Napríklad aj malé výkyvy v krv pH má pre ľudský organizmus život ohrozujúce následky. Negatívna spätná väzba, forma negatívnej spätnej väzby, je dôležitým prvkom homeostatickej regulačnej slučky. Cieľom negatívnej spätnej väzby je stabilizovať určitú premennú v regulačnej slučke. Negatívna spätná väzba nastáva vždy, keď má konečný produkt v kontrolnej slučke inhibičný účinok na produkt na začiatku reakčného reťazca. Negatívna spätná väzba je preto mechanizmom znižujúcim samy seba. Patrí k základným reakciám v metabolickej regulácii a je tak súčasťou mnohých procesov v tele. Príkladom mechanizmu negatívnej spätnej väzby je hormonálna regulačná slučka štítna žľaza, nazývaný tiež tyrotropná regulačná slučka. The štítna žľaza vyrába a skladuje hormóny trijódtyronín (T3) a tetrajódtyronín (T4). Kedy a v čom koncentrácie the,en hormóny sa uvoľňujú do krv je určená slučkou hormonálnej kontroly. The hypotalamus a hypofýzy zohrávajú v tejto regulačnej slučke dôležitú úlohu. The hypofýzy Opatrenia hladiny hormónov štítnej žľazy v krv a uvoľňuje hormón stimulujúci štítnu žľazu (TSH) keď sú T3 a T4 nedostatočné. TSH, tiež známy ako tyreotropín, má rast stimulujúci účinok na štítna žľaza a tiež stimuluje produkciu hormónov. Naopak, príliš veľa štítnej žľazy hormóny v krvi bránia uvoľňovaniu TSH, takže štítna žľaza následne znižuje jej produkciu hormóny štítnej žľazy. Okrem tejto hlavnej regulačnej slučky existujú v regulačnej slučke štítnej žľazy aj ďalšie spätnoväzbové slučky, napríklad regulačná slučka Brokken-Wiersinga-Prummel alebo regulácia pomocou spätnej väzby pomocou hypotalamus a s tam produkovaným hormónom uvoľňujúcim tyreotropín (TRH). Pozitívna spätná väzba je vždy k dispozícii, keď má výstupná premenná v systéme zosilňujúci účinok na seba. Je to súčasť pozitívnej spätnej väzby. V tele je veľmi málo mechanizmov fyziologickej pozitívnej spätnej väzby. Príkladom pozitívnej spätnej väzby je mlieko produkcia u žien po pôrode. Dojčenie dieťaťa na matkinom prsníku stimuluje produkciu hormónu oxytocín. To zase stimuluje mlieko tvorba v prsníku. Vďaka tomu dieťa pije viac, viac oxytocín sa následne uvoľní a produkcia mlieka sa opäť zvýši. Ak dieťa už nie je priložené na pitie k prsníku, hladina oxytocínu klesá a tvorba mlieka klesá. Patologické procesy pozitívnej spätnej väzby vo forme začarovaného kruhu sú v tele bežnejšie.
Choroby a choroby
Príkladom mechanizmu pozitívnej spätnej väzby v priebehu choroby je srdce zlyhanie. Srdce zlyhanie sa údajne vyskytne, keď srdce už nie je schopné poskytnúť objem krvi potrebnej pre telo. Výsledkom je znížená fyzická kapacita. Bežné príčiny srdce zlyhania sú infarkt, vysoký krvný tlak or fibrilácia predsiení. Výsledkom môžu byť aj chyby srdcovej chlopne zlyhanie srdca.Telo sa to teraz snaží kompenzovať zlyhanie srdca znížením odporu krvi plavidlá takže srdce musí pri pumpovaní vyvíjať menšiu silu. Okrem toho sa zvyšuje čerpacia kapacita srdca za minútu, čo znamená, že srdce bije rýchlejšie. V dôsledku rozšírenia plavidlá, príliš málo krvi prichádza do periférnych krvných ciev, napríklad do obličiek. V oblička plavidlášpecializované bunky registrujú krvný tlak a ak je krvný tlak príliš nízky, spôsobte jeho zvýšenie prostredníctvom obvodu hormonálnej kontroly, renín-angiotenzín-aldosterón systém. Aby ste to dosiahli, viac voda sa získava z moču, takže z krvi objem sa zvyšuje a s tým aj tlak vo vnútri krvných ciev. Na pumpovanie zvýšenej krvi objem cez telo musí poškodené srdce teraz vyvíjať ešte väčšiu silu ako predtým. The stav srdca sa zhoršuje a zlyhanie srdca zvyšuje. Ochorenia v tele však môžu byť tiež dôsledkom porúch v slučkách negatívnej spätnej väzby. V riadiacom obvode štítnej žľazy sú poruchy v spätnoväzbovej slučke viesť buď hypertyreóza or hypotyreóza. Pri autonómii štítnej žľazy štítna žľaza funguje úplne nezávisle od regulačnej slučky. Poruchu v regulačnej slučke môže vyvolať aj autoimunitné ochorenie. V Gravesova chorobanapríklad telo produkuje takzvaný TSH receptor autoprotilátky. Majú rovnaký účinok na štítnu žľazu ako TSH z hypofýzy, takže tieto receptory TSH autoprotilátky viesť na zvýšenú produkciu hormóny štítnej žľazy. Hypofýza potom už nemá žiadny vplyv na činnosť štítnej žľazy a celý mechanizmus negatívnej spätnej väzby zostáva úplne neúčinný. Výsledok je hypertyreóza s príznakmi ako napr vypadávanie vlasov, hnačka, intolerancia tepla, chudnutie a osteoporóza.