Visszacsatolás

A biológiában és az orvostudományban a visszacsatolási mechanizmusokat használják a rendszer egyensúlyi állapotának fenntartására. Ezt homeosztázisnak is nevezik. Ilyen Visszacsatolás megtalálható a testben például a testhőmérséklet fenntartásában és az endokrin rendszerben. A visszajelzés más néven: Visszacsatolás.

Mi a visszajelzés?

A visszacsatolás során különbséget kell tenni a negatív és a pozitív visszacsatolási folyamatok között. A negatív visszajelzések többnyire negatív visszajelzések. Itt a kimeneti változó gátolja a bemeneti változót. A pozitív visszacsatolás viszont a pozitív visszacsatolási folyamatokhoz tartozik.

A visszacsatolási mechanizmus pontosan ellentétes a negatív visszacsatolási mechanizmussal. A kimeneti változó itt erősíti a bemeneti változót. A pozitív visszacsatolásra példa az úgynevezett ördögi kör.

Funkció és feladat

A visszacsatolási mechanizmusok nélkülözhetetlenek az egyensúly fenntartásához a test különböző rendszerein belül. A homeosztázis (egyensúly) ugyanakkor fontos, hogy az összes testfolyamat fiziológiai módon megy végbe. Például a vér pH-értékének még a kis ingadozása is életveszélyes következményekkel járhat az emberi testre.

A negatív visszacsatolás, a negatív visszacsatolás egyik formája, a homeosztatikus kontrollkör fontos eleme. A negatív visszacsatolás célja egy bizonyos változó stabilizálása a vezérlőhurkon belül. A negatív visszacsatolás mindig akkor fordul elő, amikor a kontroll hurokban levő végtermék gátló, vagyis gátló hatást gyakorol a termékre, amely a reakciólánc elején van.

Tehát a negatív visszajelzés öncsökkentő mechanizmus. Ez az anyagcsere-szabályozás egyik alapvető reakciója, és ezért része a test számos folyamatának. A negatív visszacsatolási mechanizmus egyik példája a pajzsmirigy hormonális szabályozó hurokja, más néven a pajzsmirigy szabályozó hurok. A pajzsmirigy előállítja és tárolja a trijódtironint (T3) és a tetrajódtironint (T4). A hormonszabályozó áramkör határozza meg, hogy mikor és milyen koncentrációban kerüljenek a hormonok a vérbe.

A hipotalamusz és az agyalapi mirigy fontos szerepet játszanak ebben a kontrollrendszerben. Az agyalapi mirigy méri a pajzsmirigyhormon szintjét a vérben és felszabadítja a pajzsmirigy stimuláló hormont (TSH), ha hiányzik a T3 és a T4. A TSH, tirotropin néven is ismert, növekedést serkentő hatással van a pajzsmirigyre, és serkenti a hormonok termelődését is. Ezzel szemben a vérben túl sok pajzsmirigyhormon gátolja a TSH felszabadulását, így a pajzsmirigy később csökkenti a pajzsmirigyhormonok termelését.

Ezen a fő kontroll hurkon kívül a pajzsmirigy szabályozó hurkában vannak más visszacsatoló hurkok is, például a Brokken-Wiersinga-Prummel kontroll hurok vagy szabályozás a hipotalamusz és az ott termelt tirotropin felszabadító hormon (TRH) visszacsatolás útján.

Mindig pozitív visszajelzés adódik, amikor a kimeneti változó erősítő hatással van a rendszerre. Ez a pozitív visszajelzés része. A testben nagyon kevés fiziológiai pozitív visszacsatolási mechanizmus létezik. A pozitív visszajelzések példája a nemrégiben szült nők tejtermelése. A csecsemő szopása az anya mellén stimulálja az oxitocin hormon termelését. Ez viszont serkenti a tejtermelést az emlőben. Ennek eredményeként a gyermek többet iszik, következésképpen több oxitocin szabadul fel, és a tejtermelés ismét növekszik. Ha a gyermeket már nem helyezik mellre inni, az oxitocin szint csökken, és a tejtermelés csökken.

Az ördögi kör formájában kialakuló pozitív visszatérési folyamatok gyakoribbak a testben.

Itt megtalálja gyógyszereit

Betegségek és betegségek

A betegség során fellépő pozitív visszacsatolási mechanizmus egyik példája a szívelégtelenség. A szívelégtelenség akkor jelentkezik, amikor a szív már nem képes biztosítani a test által megkövetelt vérmennyiséget. Ennek eredményeként csökkent a fizikai ellenálló képesség. A szívelégtelenség leggyakoribb okai a szívroham, a magas vérnyomás vagy a pitvarfibrilláció. A szívbillentyű-rendellenességek szívelégtelenséget is okozhatnak.

A test megpróbálja kompenzálni ezt a szívelégtelenséget az erek ellenállásának csökkentésével, hogy a szívnek kevesebb erőt kell kifejtenie pumpálás közben. Ezen felül a szív pumpáló képessége percenként növekszik, ami azt jelenti, hogy a szív gyorsabban dobog. Az erek kiszélesedése miatt azonban túl kevés vér érkezik a perifériás erekbe, például a vesebe. A veseserekben a speciális sejtek regisztrálják a vérnyomást, és ha a vérnyomás túl alacsony, hormonális szabályozó áramkört, a renin-angiotenzin-aldoszteron rendszert használnak a vérnyomás emelésére. Ehhez több vizet kell kinyerni a vizeletből, így növekszik a vér térfogata és ezáltal az erekben levő nyomás. A megnövekedett vérmennyiség szivattyúzásához a sérült szívnek most még nagyobb erőt kell kifejtenie, mint korábban. A szív állapota romlik, és a szívelégtelenség fokozódik.

A test betegségei ugyanakkor a negatív visszacsatolási körök zavaraiban is előfordulhatnak. A pajzsmirigy szabályozó hurkában a visszacsatolás zavara vagy hiperaktív pajzsmirigyhez, vagy egy pajzsmirigy kóros működéséhez vezet. A pajzsmirigy autonómiájával a pajzsmirigy teljesen függetlenül működik a vezérlőhurktól.

A kontroll hurok zavarát autoimmun betegség is kiválthatja. Például Graves-kórban a test ún. TSH receptor autoantitesteket termel. Ezek ugyanolyan hatással vannak a pajzsmirigyre, mint az agyalapi mirigy TSH, tehát ezek a TSH receptor autoantitestek fokozott pajzsmirigyhormon-termelést eredményeznek. Az agyalapi mirigy ezután már nem befolyásolja a pajzsmirigy működését, a teljes negatív visszacsatolási mechanizmus teljesen hatástalan marad. Az eredmény hyperthyreosis, olyan tünetekkel, mint hajhullás, hasmenés, hő intolerancia, fogyás és osteoporosis.