Ανατροφοδότηση

Στη βιολογία και την ιατρική, οι μηχανισμοί ανατροφοδότησης χρησιμοποιούνται για τη διατήρηση διαφόρων καταστάσεων ισορροπίας μέσα σε ένα σύστημα. Αυτό αναφέρεται επίσης ως ομοιόσταση. Τέτοιος Ανατροφοδότηση μπορεί να βρεθεί στο σώμα, για παράδειγμα, στη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος και στο ενδοκρινικό σύστημα. Τα σχόλια είναι επίσης γνωστά ως Ανατροφοδότηση.

Ποια είναι η ανατροφοδότηση;

Όταν πρόκειται για ανατροφοδότηση, γίνεται διάκριση μεταξύ αρνητικών και θετικών διαδικασιών ανατροφοδότησης. Τα αρνητικά σχόλια είναι κυρίως αρνητικά σχόλια. Εδώ η μεταβλητή εξόδου στο σύστημα έχει ανασταλτική επίδραση στη μεταβλητή εισόδου. Η θετική ανατροφοδότηση, από την άλλη πλευρά, ανήκει στις διαδικασίες θετικής ανατροφοδότησης.

Ο μηχανισμός ανάδρασης είναι ακριβώς το αντίθετο από τον μηχανισμό αρνητικής ανάδρασης. Η μεταβλητή εξόδου ενισχύει εδώ τη μεταβλητή εισόδου. Ένα παράδειγμα θετικών σχολίων είναι ο λεγόμενος φαύλος κύκλος.

Λειτουργία & εργασία

Οι μηχανισμοί ανατροφοδότησης είναι απαραίτητοι για τη διατήρηση της ισορροπίας σε διαφορετικά συστήματα σώματος. Η ομοιόσταση (ισορροπία), από την άλλη πλευρά, είναι σημαντική ώστε όλες οι διαδικασίες του σώματος να μπορούν να πραγματοποιούνται με φυσιολογικό τρόπο. Για παράδειγμα, ακόμη και μικρές διακυμάνσεις στην τιμή του pH του αίματος μπορεί να έχουν απειλητικές για τη ζωή συνέπειες για το ανθρώπινο σώμα.

Η αρνητική ανατροφοδότηση, μια μορφή αρνητικής ανατροφοδότησης, είναι ένα σημαντικό στοιχείο του βρόχου ελέγχου ομοιοστατικού. Ο στόχος της αρνητικής ανάδρασης είναι να σταθεροποιηθεί μια συγκεκριμένη μεταβλητή εντός του βρόχου ελέγχου. Μια αρνητική ανάδραση εμφανίζεται πάντα όταν το τελικό προϊόν στον βρόχο ελέγχου έχει ανασταλτική, δηλαδή ανασταλτική επίδραση στο προϊόν που βρίσκεται στην αρχή της αλυσίδας αντίδρασης.

Επομένως, η αρνητική ανάδραση είναι ένας αυτο-μειωμένος μηχανισμός. Αυτή είναι μια από τις βασικές αντιδράσεις στη μεταβολική ρύθμιση και ως εκ τούτου αποτελεί μέρος πολλών διαδικασιών στο σώμα. Ένα παράδειγμα μηχανισμού αρνητικής ανάδρασης είναι ο βρόχος ελέγχου του θυρεοειδούς, γνωστός και ως βρόχος ελέγχου του θυρεοειδούς. Ο θυρεοειδής παράγει και αποθηκεύει τις ορμόνες triiodothyronine (T3) και tetraiodothyronine (T4). Πότε και σε ποια συγκέντρωση οι ορμόνες εισάγονται στο αίμα καθορίζεται από το κύκλωμα ορμονικού ελέγχου.

Ο υποθάλαμος και η υπόφυση διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε αυτό το σύστημα ελέγχου. Η υπόφυση μετρά το επίπεδο της θυρεοειδικής ορμόνης στο αίμα και απελευθερώνει την ορμόνη διέγερσης του θυρεοειδούς (TSH) όταν υπάρχει έλλειψη Τ3 και Τ4. Η TSH, επίσης γνωστή ως θυρεοτροπίνη, έχει μια διεγερτική επίδραση στον θυρεοειδή αδένα και επίσης διεγείρει την παραγωγή ορμονών. Αντιθέτως, πάρα πολλές ορμόνες του θυρεοειδούς στο αίμα αναστέλλουν την απελευθέρωση της TSH, έτσι ώστε ο θυρεοειδής αδένας στη συνέχεια να μειώνει την παραγωγή των θυρεοειδικών ορμονών.

Εκτός από αυτόν τον κύριο βρόχο ελέγχου, υπάρχουν και άλλοι βρόχοι ανατροφοδότησης στον βρόχο ελέγχου του θυρεοειδούς όπως ο βρόχος ελέγχου Brokken-Wiersinga-Prummel ή ρύθμιση μέσω ανατροφοδότησης με τον υποθάλαμο και την ορμόνη απελευθέρωσης θυροτροπίνης (TRH) που παράγονται εκεί.

Υπάρχει πάντα θετική ανατροφοδότηση όταν η μεταβλητή εξόδου έχει ενισχυτικό αποτέλεσμα από μόνη της σε ένα σύστημα. Είναι μέρος των θετικών σχολίων. Υπάρχουν πολύ λίγοι φυσιολογικοί θετικοί μηχανισμοί ανατροφοδότησης στο σώμα. Ένα παράδειγμα θετικής ανατροφοδότησης είναι η παραγωγή γάλακτος σε γυναίκες που έχουν γεννήσει πρόσφατα. Ο θηλασμός του μωρού στο στήθος της μητέρας διεγείρει την παραγωγή της ορμόνης οξυτοκίνης. Αυτό με τη σειρά του διεγείρει την παραγωγή γάλακτος στο στήθος. Ως αποτέλεσμα, το παιδί πίνει περισσότερο, κατά συνέπεια απελευθερώνεται περισσότερη οξυτοκίνη και η παραγωγή γάλακτος αυξάνεται ξανά. Εάν το παιδί δεν είναι πλέον τοποθετημένο στο στήθος για να πιει, το επίπεδο της ωκυτοκίνης μειώνεται και η παραγωγή γάλακτος μειώνεται.

Οι παθολογικές διαδικασίες θετικής ανατροφοδότησης με τη μορφή ενός φαύλου κύκλου είναι πιο συχνές στο σώμα.

Μπορείτε να βρείτε το φάρμακό σας εδώ

Ασθένειες και παθήσεις

Ένα παράδειγμα μηχανισμού θετικής ανατροφοδότησης κατά τη διάρκεια μιας ασθένειας είναι η καρδιακή ανεπάρκεια. Η καρδιακή ανεπάρκεια είναι όταν η καρδιά δεν είναι πλέον σε θέση να παρέχει τον όγκο του αίματος που απαιτείται από το σώμα. Ως αποτέλεσμα, υπάρχει μειωμένη φυσική ανθεκτικότητα. Συχνές αιτίες καρδιακής ανεπάρκειας είναι καρδιακές προσβολές, υψηλή αρτηριακή πίεση ή κολπική μαρμαρυγή. Τα ελαττώματα της καρδιακής βαλβίδας μπορούν επίσης να οδηγήσουν σε καρδιακή ανεπάρκεια.

Το σώμα προσπαθεί να αντισταθμίσει αυτήν την καρδιακή ανεπάρκεια μειώνοντας την αντίσταση των αιμοφόρων αγγείων, έτσι ώστε η καρδιά να ασκεί λιγότερη δύναμη κατά την άντληση. Επιπλέον, η ικανότητα άντλησης της καρδιάς αυξάνεται ανά λεπτό, πράγμα που σημαίνει ότι η καρδιά χτυπά γρηγορότερα. Ωστόσο, η διεύρυνση των αγγείων σημαίνει ότι πολύ λίγο αίμα φτάνει στα περιφερειακά αιμοφόρα αγγεία, για παράδειγμα στα νεφρά. Στα νεφρικά αγγεία, ειδικά κύτταρα καταγράφουν την αρτηριακή πίεση και, εάν η αρτηριακή πίεση είναι πολύ χαμηλή, χρησιμοποιήστε ένα κύκλωμα ορμονικού ελέγχου, το σύστημα ρενίνης-αγγειοτασίνης-αλδοστερόνης, για να αυξήσετε την αρτηριακή πίεση. Για να γίνει αυτό, ανακτάται περισσότερο νερό από τα ούρα, έτσι ώστε ο όγκος του αίματος και συνεπώς η πίεση στα αιμοφόρα αγγεία να αυξάνεται. Προκειμένου να αντληθεί ο αυξημένος όγκος αίματος μέσω του σώματος, η κατεστραμμένη καρδιά πρέπει τώρα να ασκήσει ακόμη περισσότερη δύναμη από πριν. Η κατάσταση της καρδιάς επιδεινώνεται και η καρδιακή ανεπάρκεια αυξάνεται.

Ωστόσο, οι ασθένειες στο σώμα μπορούν επίσης να προκύψουν από διαταραχές στους βρόχους αρνητικής ανατροφοδότησης. Στον βρόχο ελέγχου του θυρεοειδούς, οι διαταραχές στην ανατροφοδότηση οδηγούν είτε σε υπερδραστήριο θυρεοειδή είτε σε υπολειτουργικό θυρεοειδή. Με την αυτονομία του θυρεοειδούς, ο θυρεοειδής λειτουργεί εντελώς ανεξάρτητα από τον βρόχο ελέγχου.

Μια διαταραχή στον βρόχο ελέγχου μπορεί επίσης να προκληθεί από μια αυτοάνοση ασθένεια. Στη νόσο του Graves, για παράδειγμα, το σώμα παράγει τα λεγόμενα αυτοαντισώματα υποδοχέα TSH. Αυτά έχουν την ίδια επίδραση στον θυρεοειδή αδένα με το TSH στην υπόφυση, έτσι ώστε αυτά τα αυτοαντισώματα υποδοχέα TSH να οδηγούν σε αυξημένη παραγωγή θυρεοειδικών ορμονών. Η υπόφυση τότε δεν έχει πλέον καμία επίδραση στις δραστηριότητες του θυρεοειδούς αδένα, ολόκληρος ο μηχανισμός αρνητικής ανάδρασης παραμένει εντελώς αναποτελεσματικός. Το αποτέλεσμα είναι υπερθυρεοειδισμός με συμπτώματα όπως απώλεια μαλλιών, διάρροια, δυσανεξία στη θερμότητα, απώλεια βάρους και οστεοπόρωση.