Negativní zpětná vazba se týká řídicí smyčky, ve které má výstupní proměnná inhibiční účinek na vstupní proměnnou. V lidském těle je negativní zpětná vazba zvláště důležitá pro hormonální homeostázu. Při testování hormonálních funkcí se kontrolují smyčky kontrolních smyček.
Co je negativní zpětná vazba?
V lidském těle je negativní zpětná vazba zvláště důležitá pro hormonální homeostázu. Lékařská zpětná vazba se také nazývá zpětná vazba a odpovídá smyčce biologické kontroly. V těchto regulačních smyčkách působí výstupní proměnná zpět na vstupní proměnnou. Zpětné vazby jsou u lidských organismů převážně negativní. Negativní zpětné vazby se také nazývají negativní zpětné vazby. V těchto regulačních smyčkách má výstupní proměnná na vstupní proměnnou inhibiční účinek. Z tohoto důvodu se výstupní proměnná smyček se zpětnou vazbou také nazývá regulátor. Opakem negativní zpětné vazby je pozitivní zpětná vazba, kde výstupní proměnná zesiluje vstupní proměnnou. V medicíně se teorie kybernetických systémů používá pro matematickou analýzu zpětnovazebních smyček. Negativní zpětné vazby v lidském organismu jsou buď subtraktivní inhibice nebo rozdělovací zpětná vazba s inhibicí kvocientu. Oba typy negativní zpětné vazby spolu se systémy pozitivní zpětné vazby vykonávají regulační úkoly v lidském těle a kontrolují například sekreci žláz nebo hormon vyvážit. V oblasti technologie se negativní zpětná vazba používá ve smyslu regulační smyčky, například pro regulaci teploty termostatem.
Funkce a úkol
Negativní zpětné vazby vytvářejí homeostázu. Udržují tak rovnováhu v různých systémech v přípustných mezích. Prvním krokem negativní zpětné vazby je vždy měření určité veličiny. Ve druhém kroku jsou výsledky měření použity ke snížení příslušných veličin. Negativní zpětné vazby jsou tedy regulátory, jako jsou ty, které hrají roli při udržování konstantní tělesné teploty v organismu teplokrevných zvířat. Negativní zpětné vazby jsou však také zásadní pro procesy gen aktivita. Stejně důležité jsou obvody řízení negativní zpětné vazby pro hormony vyvážit, jehož rovnováha je rozhodující pro mnoho tělesných funkcí. Například k udržení sekrece hormonů v žlázách vyvážit, Některé hormonů inhibovat jejich vlastní syntézu po uvolnění. Tyto hormonů jsou také známé jako autokrinní. Vylučující buňky autokrinní hormonů jsou samy vybaveny receptory, na které se příslušný hormon může vázat a spustit uvnitř signalizační kaskádu. Countercoupling hraje roli především v aktivitě glandotropních buněk v adenohypofýze. Syntéza hormonů je zde také ovlivněna proudem koncentrace hormonů v krev. Syntéza krev hormony stimulují kontrolní hormon adenohypofýzy a tím omezují další produkci hormonů buď přímo v hypofýze, nebo prostřednictvím Hypotalamus. Například syntéza dvou hormonů CRH a ACTH zažívá silnější inhibici, čím vyšší je koncentrace of glukokortikoidy v krev. Podobně, čím vyšší je úroveň hormony štítné žlázy v krvi, tím méně hormonů TRH a TSH jsou syntetizovány. Syntéza FSH, GnRH a LH jsou také negativně regulovány zpětnou vazbou. U mužů vysoké hladiny FSH, LH a GnRH inhibují syntézu. U žen naopak vysoká koncentrace of estrogeny, FSH a LH má inhibiční účinek na syntézu těchto hormonů. Jako systém zpětné vazby a tedy nejvyšší bod ze všech zpětných vazeb, centrální nervový systém přichází do akce, kde jsou zpětnovazební systémy propojeny základním způsobem. Konkrétně hormonální regulační obvody štítná žláza jednat přímo v tomto řídicím centru a inhibovat uvolňování látek stimulujících hormony v Hypotalamus.
Nemoci a poruchy
Různé události a nemoci poškozují hormonální regulační obvody a tím i mnoho mechanismů negativní zpětné vazby v lidském těle. Test hormonální funkce kontroluje, zda jsou obvody hormonální kontroly neporušené. Během těchto inhibičních a stimulačních testů se pacientovi injekčně podávají kontrolní hormony. Pokud správa kontrolních hormonů vykazuje odpovídající účinky na hormonální rovnováhu, pak jsou kontrolní obvody a také mechanismy negativní zpětné vazby v organismu pravděpodobně neporušené. pokud obvody hormonální zpětné vazby nejsou neporušené, ve většině případů dojde k selhání samotných žláz s vnitřní sekrecí . Na druhé straně může být řídící centrum vyšší úrovně ovlivněno také ztrátou funkce, a tak například již nevylučuje orgánově specifické kontrolní hormony. Pokud mechanismy negativní zpětné vazby v hormonálním systému nejsou spojeny s orgánovými chorobami, ale produkci hormonů již nelze regulovat prostřednictvím řídicích obvodů, mohou být regulační problémy způsobeny degenerovanými hormonálními buňkami. Degenerace hormonálních buněk, jako jsou buňky v štítná žláza, je poměrně vzácné. Samotné hormony se za určitých okolností mohou také zvrhnout, a tím deaktivovat řídicí obvody negativní zpětné vazby. Tento jev je však také velmi vzácný. Teoreticky je mutace regulačních látek v systémech negativní zpětné vazby také možností pro narušené regulační obvody. V endokrinní systémmutace leptin byl nedávno spojen s obezita například u malých dětí. Protože obvody biologického řízení jsou těsně propojené sítě, může chyba zpětné vazby pouze v jednom ze systémů způsobit chyby v ostatních systémech. Příznaky chyb zpětné vazby jsou proto extrémně široké. To platí zejména pro endokrinní systém, protože jeho regulační obvody jsou ve zvláště úzké interakci. Kromě hormonálních potíží mohou být problémy s termoregulací těla také důsledkem chyb v negativní zpětné vazbě.
