Negatív visszajelzés

Alatt negatív visszajelzés egy olyan vezérlőhurkot értünk, amelyben a kimeneti változó gátolja a bemeneti változót. Az emberi testben a negatív visszacsatolás különösen fontos a hormonális egyensúly homeosztázisához. A hormonális funkció vizsgálatánál a kontroll hurkokat megvizsgálják hibák szempontjából.

Mi a negatív visszajelzés?

Az orvosi visszacsatolást visszajelzésnek is nevezzük, és megfelel egy biológiai kontrollkörnek. A kimeneti változó befolyásolja a vezérlőhurkok bemeneti változóját. A visszajelzés elsősorban negatív az emberi szervezetben.

A negatív visszajelzés is lesz Negatív visszajelzés hívott. Ezekben a vezérlőhurkokban a kimeneti változó gátolja a bemeneti változót. Ez a kapcsolat miatt a negatív visszacsatolási hurkok kimeneti változóját vezérlőnek is nevezik. A negatív visszacsatolás ellentéte a pozitív visszacsatolás, ahol a kimenet erősíti a bemenetet.

A kibernetikus rendszer elméletét használják az orvostudományban a visszacsatolási ciklusok matematikai elemzésére. Az emberi szervezet negatív visszacsatolása vagy szubtraktív gátlások, vagy megosztó visszacsatolás hányados gátlással. A negatív visszacsatolás mindkét típusa, valamint a pozitív visszacsatolási rendszerek együtt, szabályozó feladatokat lát el az emberi testben, és így szabályozza például a mirigyek szekrécióját vagy a hormon egyensúlyát.

A technológia területén a negatív visszacsatolást a vezérlőhurok értelmében használják, például a hőmérséklet szabályozására termosztáttal.

Funkció és feladat

A negatív visszacsatolás homeosztáziát idéz elő. Ilyen módon fenntartja az egyensúlyt a különféle rendszerekben a megengedett határokon belül. A negatív visszacsatolás első lépése mindig egy bizonyos mennyiség mérése. A második lépésben a mérési eredményeket használják a vonatkozó értékek csökkentésére. A negatív visszacsatolás tehát szabályozó, mivel szerepet játszik például az állandó testhőmérséklet fenntartásában a melegvérű állatok szervezetében.

A negatív visszacsatolás ugyanakkor döntő jelentőségű a géntevékenység folyamatainak szempontjából. A negatív visszacsatolás-szabályozó hurkok ugyanolyan fontosak a hormonális egyensúly szempontjából, amelynek egyensúlya számos testfunkció szempontjából döntő jelentőségű. Annak érdekében, hogy a mirigyekből kilépő hormonszekréció egyensúlyban maradjon, egyes hormonok például gátolják a saját szintézisüket a felszabadulásuk után. Ezek a hormonok autokrin néven is ismertek. Az autokrin hormonok szekretáló sejtjei maguk is olyan receptorokkal vannak felszerelve, amelyekhez az adott hormon kötődhet és egy jelkaszkádot válthat ki benne.

A negatív visszacsatolás elsősorban a glandotrop sejtek aktivitásában játszik szerepet az adenohipofízis során. A hormonszintézist itt is befolyásolja a hormonok jelenlegi vérkoncentrációja. A vérhormonok szintézise serkenti az adenohipofízis kontroll hormonját, és így csökkenti a további hormontermelést akár közvetlenül az agyalapi mirigyen, akár a hipotalamuszon keresztül.

Például a két hormon, a CRH és az ACTH szintézise inkább gátolt, minél magasabb a glükokortikoidok koncentrációja a vérben. Hasonlóképpen: a TRH és a TSH hormonokat kevesebb szintézissel állítják elő, annál magasabb a pajzsmirigyhormon szint a vérben.

Az FSH, GnRH és LH szintézise szintén negatív visszajelzéseket ad. A férfiakban az FSH, LH és GnRH magas vérszintje gátolja a szintézist. Nőkben azonban az ösztrogének, az FSH és az LH magas koncentrációja gátolja ezen hormonok szintézisét.

A központi idegrendszer visszacsatolás-ellenőrző rendszerként működik, és így minden visszajelzés elsődleges prioritása, ahol a visszacsatolási rendszerek alapvetően össze vannak kapcsolva. Különösen a pajzsmirigy hormonális szabályozási áramkörei közvetlenül erre a kontroll központra hatnak, és gátolják a hormon stimuláló anyagok felszabadulását a hipotalamuszban.

Betegségek és betegségek

Különböző események és betegségek károsítják a hormonális ellenőrző áramköröket, és így számos negatív visszacsatolási mechanizmust az emberi testben. A hormonális teszt ellenőrzi, hogy a hormonális szabályozó áramkörök ép-e. Ezen gátlási és stimulációs tesztek során a beteget kontrollhormonokkal injektálják. Ha a kontrollhormonok beadása megfelelő hatást mutat a hormon-egyensúlyra, akkor a kontroll körök és a negatív visszacsatolás a szervezetben valószínűleg érintetlenek.

Ha a hormonális visszacsatolási hurkok nem érintetlenek, akkor az esetek többségében maguk a hormonális mirigyek károsodnak. Másrészt a magasabb szintű kontroll központot funkcionális veszteségek is befolyásolhatják, és így például többé nem engedik ki a szervspecifikus kontrollhormonokat.

Ha a hormonrendszer negatív visszacsatolási mechanizmusai nem kapcsolódnak szervbetegségekhez, de a hormontermelést már nem lehet szabályozni a kontrollhurokon keresztül, akkor a degenerált hormonsejtek okozhatják a szabályozási problémákat. A hormonsejtek, például a pajzsmirigyben, degenerációja azonban meglehetősen ritka. Maguk a hormonok bizonyos körülmények között degenerálódhatnak, és így letilthatják a negatív visszacsatolás-szabályozási hurkokat. Ez a jelenség azonban nagyon ritka.

A zavart kontrollhurkok esetében elméletileg lehetséges a negatív visszacsatoló rendszerekben a kontroll anyagok mutációja. Az endokrin rendszerben a leptin mutációját a közelmúltban például összekapcsolták a kisgyermekek elhízásával.

Mivel a biológiai szabályozó hurkok szorosan összekapcsolt hálókat képviselnek, csak egy rendszer visszacsatolási hibája hibákat okozhat a többi rendszerben is. Ezért a visszajelzési hiba tünetei rendkívül változatosak. Ez különösen igaz a hormonális rendszerre, mivel a kontroll hurkai különösen szoros kölcsönhatásban vannak. A hormonális panaszok mellett a test saját termoregulációjának problémái a negatív visszacsatolás hibáinak is adódhatnak.