Zpětná vazba

V biologii a medicíně se mechanismy zpětné vazby používají k udržování různých stavů rovnováhy v systému. Jeden zde mluví o homeostáze. Takový Zpětná vazba se nachází v těle, například při udržování tělesné teploty a v endokrinním systému. Zpětná vazba je také známá jako Zpětná vazba.

Jaká je zpětná vazba?

Příkladem pozitivní zpětné vazby je produkce mléka u žen, které nedávno porodily. Kojení dítěte na matčině hrudi stimuluje tvorbu hormonu oxytocinu.

Pokud jde o zpětnou vazbu, rozlišuje se mezi negativní a pozitivní zpětnou vazbou. Negativní zpětná vazba je většinou negativní zpětná vazba. Zde má výstupní proměnná v systému inhibiční účinek na vstupní proměnnou. Pozitivní zpětná vazba naopak patří k pozitivním procesům zpětné vazby.

Mechanismus zpětné vazby je přesně opakem mechanismu negativní zpětné vazby. Výstupní proměnná zde zesiluje vstupní proměnnou. Příkladem pozitivní zpětné vazby je tzv. Začarovaný kruh.

Funkce a úkol

Mechanismy zpětné vazby jsou nezbytné pro udržení rovnováhy v různých tělesných systémech. Homeostáza (rovnováha) je důležitá, aby všechny tělesné procesy mohly probíhat fyziologickým způsobem. Například i malé kolísání hodnoty pH krve může mít na lidské tělo život ohrožující důsledky.

Negativní zpětná vazba, forma negativní zpětné vazby, je důležitým prvkem homeostatické regulační smyčky. Cílem negativní zpětné vazby je stabilizovat určitou proměnnou v regulační smyčce. Negativní zpětná vazba je vždy přítomna, když má konečný produkt v kontrolní smyčce inhibiční, tj. Inhibiční účinek na produkt, který je na začátku reakčního řetězce.

Negativní zpětná vazba je tedy mechanismem samočinného snižování. To je jedna ze základních reakcí v metabolické regulaci, a je proto součástí mnoha procesů v těle. Příkladem mechanismu negativní zpětné vazby je hormonální kontrolní smyčka štítné žlázy, známá také jako regulační smyčka štítné žlázy. Štítná žláza produkuje a ukládá hormony trijodtyronin (T3) a tetrajodtyronin (T4). Kdy a v jaké koncentraci se hormony přidávají do krve, určuje hormonální kontrolní obvod.

V tomto kontrolním systému hrají důležitou roli hypotalamus a hypofýza. Hypofýza měří hladinu hormonu štítné žlázy v krvi a uvolňuje tyreotropní hormon (TSH), když je nedostatek T3 a T4. TSH, také známý jako thyrotropin, má růst stimulující účinek na štítnou žlázu a také stimuluje produkci hormonů. Naopak příliš mnoho hormonů štítné žlázy v krvi inhibuje uvolňování TSH, takže štítná žláza následně snižuje produkci hormonů štítné žlázy.

Kromě této hlavní regulační smyčky jsou v regulační smyčce štítné žlázy další smyčky zpětné vazby, jako například regulační smyčka Brokken-Wiersinga-Prummel nebo regulace prostřednictvím zpětné vazby s hypotalamem a hormonem uvolňujícím tyrotropin (TRH).

Vždy, když výstupní proměnná má zesílující účinek na sebe v systému, vždy existuje pozitivní zpětná vazba. Je součástí pozitivní zpětné vazby. V těle je jen velmi málo fyziologických mechanismů pozitivní zpětné vazby. Příkladem pozitivní zpětné vazby je produkce mléka u žen, které nedávno porodily. Kojení dítěte na matčině hrudi stimuluje tvorbu hormonu oxytocinu. To zase stimuluje produkci mléka v prsu. Výsledkem je, že dítě pije více, uvolňuje se více oxytocinu a produkce mléka se opět zvyšuje. Pokud již dítě není dáno k pití, klesá hladina oxytocinu a snižuje se produkce mléka.

Patologické procesy pozitivní zpětné vazby ve formě začarovaného kruhu jsou v těle běžnější.

Zde najdete své léky

➔ Léky na studené nohy a ruce

Nemoci a nemoci

Příkladem mechanismu pozitivní zpětné vazby v průběhu onemocnění je srdeční selhání. Srdeční selhání je, když srdce již není schopné zajistit objem krve požadovaný tělem. Výsledkem je snížená fyzická odolnost. Častými příčinami srdečního selhání jsou srdeční infarkty, vysoký krevní tlak nebo fibrilace síní. Vady srdeční chlopně mohou také vést k srdečnímu selhání.

Tělo se snaží kompenzovat toto srdeční selhání snížením odporu krevních cév, takže srdce musí při pumpování vyvíjet menší sílu. Kromě toho se zvyšuje čerpací kapacita srdce za minutu, což znamená, že srdce bije rychleji. Rozšíření cév však znamená, že do periferních krevních cév, například do ledvin, přichází příliš málo krve. V ledvinách cévy registrují krevní tlak ve specializovaných buňkách a pokud je krevní tlak příliš nízký, použijte ke zvýšení krevního tlaku hormonální kontrolní obvod, systém renin-angiotensin-aldosteron. K tomu se z moči získá více vody, takže se zvyšuje krevní objem a tím i tlak v krevních cévách. Aby se pumpovalo zvýšené množství krve do těla, musí poškozené srdce nyní vyvíjet ještě větší sílu než dříve. Stav srdce se zhoršuje a srdeční selhání se zvyšuje.

Nemoci v těle však mohou také vznikat z poruch v negativních smyčkách zpětné vazby. V regulační smyčce štítné žlázy vede porucha zpětné vazby buď k hyperaktivní štítné žláze nebo k nedostatečné štítné žláze. Díky autonomii štítné žlázy funguje štítná žláza zcela nezávisle na regulační smyčce.

Porucha v kontrolní smyčce může být také vyvolána autoimunitním onemocněním. Například u Gravesovy choroby tělo produkuje tzv. Autoprotilátky receptoru TSH. Ty mají stejný účinek na štítnou žlázu jako TSH hypofýzy, takže tyto autoprotilátky receptoru TSH vedou ke zvýšené produkci hormonů štítné žlázy. Hypofýza pak již nemá žádný vliv na činnost štítné žlázy, celý mechanismus negativní zpětné vazby zůstává zcela neúčinný. Výsledkem je hypertyreóza se symptomy, jako je vypadávání vlasů, průjem, tepelná nesnášenlivost, ztráta hmotnosti a osteoporóza.