Pozitivní zpětná vazba

Pozitivní zpětná vazba je mechanismus zpětné vazby v těle. Vždy mluvíme o pozitivní zpětné vazbě, když má výstupní proměnná v regulační smyčce zesilující účinek na sebe. Zatímco negativní zpětná vazba se snaží udržet změny v příslušných proměnných co nejmenší, pozitivní zpětná vazba zajišťuje největší možné změny.

Jaká je pozitivní zpětná vazba?

Příkladem požadovaného mechanismu pozitivní zpětné vazby je nárůst potenciálu ve excitačním vedení. Čím vyšší je vstupní potenciál, tj. Stimul, který se vyskytuje v nervové buňce, tím více kanálů sodíkových iontů je otevřeno.

Pozitivní zpětná vazba je také známa jako mechanismus pozitivní zpětné vazby. Pomocí pozitivní zpětné vazby jsou určité proměnné průběžně opravovány v regulační smyčce. Zatímco při negativní zpětné vazbě má konečný produkt inhibiční účinek na výstupní proměnnou v regulační smyčce, s pozitivní zpětnou vazbou je přirozeně nepřetržitý zisk.

Procesy, ve kterých hraje roli pozitivní zpětná vazba, začínají poměrně pomalu a poté se rychle zintenzivňují. V případě fyziologické pozitivní zpětné vazby existuje signál zastavení, který proces zastaví. To neplatí pro patologické mechanismy pozitivní zpětné vazby, takže dochází k začarovanému kruhu, začarovanému kruhu.

Funkce a úkol

Ve srovnání s negativní zpětnou vazbou je pozitivní varianta zřídka nalezena. Příkladem požadovaného mechanismu pozitivní zpětné vazby je nárůst potenciálu ve excitačním vedení. Čím vyšší je vstupní potenciál, tj. Stimul, který se vyskytuje v nervové buňce, tím více kanálů sodíkových iontů je otevřeno. Čím více iontových kanálů je otevřeno pro sodík, tím vyšší je akční potenciál.

Dalším příkladem pozitivní zpětné vazby je reakce žaludku na toxiny. Normálně se svaly žaludku stahují rovnoměrně v pravidelných intervalech a poté se opět uvolňují. Tímto způsobem je jídlo jemně promícháno. Když je registrován toxin, vede smyčka pozitivní zpětné vazby k silné kontrakci žaludku. To tlačí obsah žaludku dozadu přes jícen směrem k ústům a poté zvrací.

Oxytocin je hormon, jehož uvolňování je mimo jiné kontrolováno pozitivní zpětnou vazbou. Oxytocin hraje důležitou roli při produkci mléka (laktace). Kojící pohyby dítěte na prsou stimulují uvolňování a tvorbu oxytocinu. Oxytocin zase stimuluje produkci mléka. Pokud dítě stále více cucá na prsou, produkuje se znovu více oxytocinu a tok mléka se dále stimuluje. Zastavovací mechanismus je zde také dítě. Pokud dlouho nedojčí, hladina oxytocinu klesá a produkce mléka je snížena.

Nemoci a nemoci

Pokud stop signál chybí ve smyčce pozitivní zpětné vazby, vytvoří se začarovaný kruh. Takový začarovaný kruh lze nalézt například při srdečním selhání. Srdeční selhání je, když výkon srdce již nestačí k zásobování těla dostatečnou krví. Aby orgány a periferní oblasti těla stále dostávaly dostatek krve, kyslíku a živin, tělo aktivuje různé adaptační mechanismy. Například zužuje krevní cévy, takže krevní tlak stoupá a krev zasahuje do vzdálenějších oblastí. Kromě toho je aktivován tzv. Systém renin-angiotensin-aldosteron. Tím se získá více vody v ledvinách. To také vede ke zvýšení krevního tlaku.

Aktivace sympatického nervu zvyšuje srdeční frekvenci a kontrakční sílu srdce co nejvíce. Výsledkem je, že tělo je na počátku lépe zásobováno, ale zvýšený krevní tlak a zvýšená srdeční aktivita zatěžují již oslabené srdce a dříve či později vedou ke zhoršení situace. Vyrovnávací mechanismy jsou poté posíleny, což následně poškozuje srdce z dlouhodobého hlediska. V nejhorším případě je tento začarovaný cyklus nevyhnutelný pro transplantaci srdce.

Dalším příkladem nebezpečné pozitivní zpětné vazby je šok. Je-li nárazová spirála uvedena do pohybu, může to být fatální. Příčiny šoku se mohou lišit. Dobrým příkladem pozitivní zpětné vazby je však šok z vyčerpání objemu.

Pokud tělo nemá dostatečný objem krve, dochází k objemovému šoku. To může nastat například po nehodě nebo pokud jste dehydratováni. Dochází k takzvané centralizaci, aby byly životně důležité orgány stále zásobovány. To znamená, že nádoby v pažích a nohou jsou umístěny těsně vedle sebe. To znamená, že více krve je k dispozici vnitřním orgánům a zejména mozku. Na první pohled dává mechanismus centralizace dokonalý smysl.

Kvůli nízkému průtoku krve se však na periferii tvoří kyselé konečné metabolické produkty. Vyskytuje se tzv. Acidóza. To vede k vyšší vaskulární permeabilitě a současně k rozšíření cév. V důsledku toho by se přesně tomu, co by se tomu centralizaci mělo vyhnout. Krev klesá v periferii a chybí z oběhu těla. Šok může způsobit akutní selhání ledvin, akutní plic nebo akutní selhání jater.

Inzulinová rezistence u diabetes mellitus je také založena na začarovaném kruhu. Pankreas uvolňuje více inzulínu, když jíte. Inzulín zajišťuje, že cukr v potravě se dostává z krve do buněk. Díky různým faktorům se mohou buňky v těle stát rezistentními na inzulín. Aby byl cukr absorbován buňkami, musí se uvolnit podstatně více inzulínu. Vyšší hladiny inzulínu vedou k nárůstu tělesné hmotnosti, ale zvyšuje to odolnost vůči inzulínu. To zase vede ke zvýšenému uvolňování inzulínu.