Řídicí smyčka

Řídicí smyčky V lidském těle jsou udržována různá životně důležitá množství a procesy. Hodnota pH, hladina krevních hormonů, tělesná teplota nebo kyslíkové napětí krve jsou udržovány konstantní pomocí regulačních smyček.

Co je to kontrolní smyčka?

Kontrolní smyčka je kontrolní systém, který může řídit různé procesy a funkce v organismu. Většina funkcí má vlastní řídicí smyčku.

Řídící smyčka může běžet buď v samotném cílovém orgánu, nebo může být řízena orgánem vyšší úrovně. Těmito orgány vyšší úrovně jsou například centrální nervový systém (CNS) nebo hormonální žlázy.

Účelem řídicí smyčky je udržovat konstantní regulovanou proměnnou nebo ji přivést na požadovanou cílovou hodnotu. Tato cílová hodnota je měřena různými receptory a porovnávána se skutečnou skutečnou hodnotou. Pohon v regulační smyčce pak opraví skutečnou hodnotu, dokud nebude souhlasit s cílovou hodnotou. Většina regulačních smyček v lidském těle funguje na principu negativní zpětné vazby.

Funkce a úkol

Známým řídicím obvodem v lidském těle je tyreotropický kontrolní obvod, který reguluje hormonální aktivitu štítné žlázy. Štítná žláza (glandula thyreoidea) produkuje hormony trijodtyronin (T3), tyroxin (T4) a kalcitonin. Dva hormony obsahující jód T3 a T4 jsou produkovány ve folikulárních epiteliálních buňkách štítné žlázy. Hrají důležitou roli v energetickém metabolismu a ovlivňují růst organismu.

Funkce štítné žlázy je řízena tyrotropním regulačním obvodem hypotalamu a hypofýzy (hypofýza). Hypofýza vylučuje hormon stimulující štítnou žlázu (TSH). To se dostane do štítné žlázy přes krevní oběh. Tam TSH na jedné straně podporuje produkci T3 a T4 a na druhé straně stimuluje růst štítné žlázy. Vyšší obsah T3 a T4 v krvi zase inhibuje uvolňování TSH. Výsledkem je, že hladiny štítné žlázy v krvi jsou regulovány podle potřeby a obvykle jsou udržovány relativně konstantní.

Příkladem negativní zpětné vazby je tyrotropní kontrolní smyčka. Žádaná hodnota kontrolní smyčky není dána hypofýzou, ale hypotalamem. To produkuje hormon uvolňující thyrotropin (TRH).

Tepelná bilance těla je také regulována prostřednictvím řídicího obvodu. Účelem této regulační smyčky je udržovat konstantní teplotu v těle kolem 37 ° C. Teplota okolí ovlivňuje tělesnou teplotu. Například intenzivní fyzická aktivita má také vliv na teplotu.

Měřiče teploty jsou umístěny po celém těle. Tepelné senzory jsou však zejména umístěny v míše, hypotalamu a kůži. Hypotalamus hraje důležitou roli při regulaci teploty. Zde jsou shromažďovány veškeré informace o skutečné hodnotě z těla. Hypotalamus je také poučen o všech fyzických potřebách. Ze všech těchto vstupů nyní řídící centrum v hypotalamu vypočítá požadovanou cílovou hodnotu a rozdíl mezi touto cílovou hodnotou a skutečnou hodnotou. Obvykle je žádaná hodnota 36 ° C až 37 ° C.

Požadovaná hodnota v těle se mění například v případě infekcí horečkou. Tělesná teplota se také mění během ovulace u žen. Pokud se obě hodnoty shodují, není nutná žádná regulace. Pokud však srovnání ukazuje rozdíl, tělo zahájí reakci. Mění jednotlivé ovladače v regulační smyčce. Jedním z možných regulačních prvků při regulaci teploty jsou například svaly. Když je zima, svaly se chvějí a vytvářejí teplo.

Zde najdete své léky

Nemoci a nemoci

K poruchám v regulační smyčce může dojít v kterémkoli bodě. Například mohou být narušeny cílové orgány, snímače nebo akční členy. Tyto změny ovlivňují celou regulační smyčku.

Poruchy v regulační smyčce štítné žlázy obvykle vedou buď k nedostatečně aktivní štítné žláze (hypotyreóza) nebo k hyperaktivní štítné žláze (hypertyreóza). V případě primárního hypotyreoidismu je příčina nalezena v cílovém orgánu kontrolní smyčky, tj. V samotné štítné žláze. Operace štítné žlázy, radiojodová terapie, léky proti štítné žláze nebo extrémní nedostatek selenu nebo jódu.

Při sekundární hypotyreóze je příčina nalezena v hypofýze. Tam se vyrábí příliš málo TSH. Kontrolní smyčka je proto narušena před štítnou žlázou. Důsledky primární a sekundární hypertyreózy jsou podobné. Vyskytuje se únava, ztráta síly, deprese, vypadávání vlasů, zácpa, erektilní dysfunkce a typický myxedém.

Poruchy v regulačním systému štítné žlázy mohou také vést k hypertyreóze. Příčinou jsou často autonomie nebo autoimunitní procesy. Příkladem poruchy v tyrotropním kontrolním obvodu, která vede k hyperaktivní štítné žláze, je Gravesova choroba. Gravesova choroba je autoimunitní onemocnění neznámého původu (vývoj). Tělo tvoří protilátky proti receptorům na štítné žláze.

Tyto receptory jsou ve skutečnosti určeny pro TSH. Protilátky se však vážou k receptorům a vytvářejí tam podobný účinek jako TSH. Výsledkem je, že štítná žláza produkuje více hormonů štítné žlázy. K tomu však dochází zcela nezávisle na skutečné regulační smyčce. U Gravesovy choroby hladina TSH klesá téměř na 0, protože v krvi je příliš mnoho hormonů štítné žlázy. Typickými příznaky nadměrné štítné žlázy jsou úbytek na váze, průjem, podrážděnost, nervozita, ztráta vlasů a tepelná nesnášenlivost.

Patologické kontrolní smyčky jsou také označovány jako začarovaný kruh nebo začarovaný kruh. V tomto případě se dvě narušené tělesné funkce vzájemně ovlivňují, a tím posilují stávající nemoci nebo udržují nemoci. Patologické kontrolní smyčky lze nalézt u onemocnění, jako je srdeční selhání nebo diabetes mellitus. Obvykle jsou založeny na pozitivní zpětné vazbě.