spätná väzba

V biológii a medicíne sa mechanizmy spätnej väzby používajú na udržiavanie rôznych rovnovážnych stavov v systéme. Jeden tu hovorí o homeostáze. taký spätná väzba sa vyskytujú v tele napríklad pri udržiavaní telesnej teploty a v endokrinnom systéme. Spätná väzba je tiež známa ako spätná väzba.

Aká je spätná väzba?

Príkladom pozitívnej spätnej väzby je produkcia mlieka u žien, ktoré nedávno porodili. Odsávanie dieťaťa na matkinom prsníku stimuluje tvorbu hormónu oxytocínu.

Pokiaľ ide o spätnú väzbu, rozlišuje sa medzi negatívnou a pozitívnou spätnou väzbou. Negatívna spätná väzba je väčšinou negatívna spätná väzba. Tu má výstupná premenná v systéme inhibičný účinok na vstupnú premennú. Pozitívna spätná väzba naopak patrí k procesom pozitívnej spätnej väzby.

Mechanizmus spätnej väzby je presne opakom mechanizmu negatívnej spätnej väzby. Výstupná premenná tu zosilňuje vstupnú premennú. Príkladom pozitívnej spätnej väzby je tzv. Začarovaný kruh.

Funkcia a úloha

Mechanizmy spätnej väzby sú nevyhnutné na udržanie rovnováhy v rôznych systémoch tela. Homeostáza (rovnováha) je dôležitá, aby všetky telesné procesy mohli prebiehať fyziologickým spôsobom. Napríklad aj malé kolísanie hodnoty pH krvi môže mať na ľudské telo život ohrozujúce následky.

Záporná spätná väzba, forma negatívnej spätnej väzby, je dôležitým prvkom homeostatickej regulačnej slučky. Cieľom negatívnej spätnej väzby je stabilizovať určitú premennú v regulačnej slučke. Negatívna spätná väzba je vždy prítomná, keď má konečný produkt v regulačnej slučke inhibičný, t.j. inhibičný účinok na produkt, ktorý je na začiatku reakčného reťazca.

Takže negatívna spätná väzba je samoregulačný mechanizmus. Je to jedna zo základných reakcií v metabolickej regulácii, a preto je súčasťou mnohých procesov v tele. Príkladom mechanizmu negatívnej spätnej väzby je hormonálna kontrolná slučka štítnej žľazy, známa tiež ako kontrolná slučka štítnej žľazy. Štítna žľaza produkuje a ukladá hormóny trijódtyronín (T3) a tetrajódtyronín (T4). Kedy a v akej koncentrácii sa hormóny pridávajú do krvi, určuje hormonálny regulačný obvod.

V tomto kontrolnom systéme zohrávajú dôležitú úlohu hypotalamus a hypofýza. Hypofýza meria hladinu hormónov štítnej žľazy v krvi a uvoľňuje hormón stimulujúci štítnu žľazu (TSH), ak je nedostatok T3 a T4. TSH, tiež známy ako tyreotropín, má stimulačný účinok na rast štítnej žľazy a stimuluje produkciu hormónov. Naopak, príliš veľa hormónov štítnej žľazy v krvi inhibuje uvoľňovanie TSH, takže štítna žľaza následne znižuje produkciu hormónov štítnej žľazy.

Okrem tejto hlavnej regulačnej slučky sa v regulačnej slučke štítnej žľazy nachádzajú aj ďalšie spätnoväzbové slučky, ako napríklad kontrolná slučka Brokken-Wiersinga-Prummel alebo regulácia prostredníctvom spätnej väzby s hypotalamom a hormónom uvoľňujúcim tyrotropín (TRH).

Vždy, keď má výstupná premenná zosilňujúci účinok na systém, vždy existuje pozitívna spätná väzba. Je súčasťou pozitívnej spätnej väzby. V tele existuje len veľmi málo fyziologických mechanizmov pozitívnej spätnej väzby. Príkladom pozitívnej spätnej väzby je produkcia mlieka u žien, ktoré nedávno porodili. Odsávanie dieťaťa na matkinom prsníku stimuluje tvorbu hormónu oxytocínu. To zase stimuluje produkciu mlieka v prsníku. Výsledkom je, že dieťa pije viac, uvoľňuje sa viac oxytocínu a znova sa zvyšuje produkcia mlieka. Ak dieťa už nie je podávané na pitie, hladina oxytocínu klesá a produkcia mlieka klesá.

V tele sa častejšie vyskytujú patologické procesy pozitívnej spätnej väzby vo forme začarovaného kruhu.

Svoje lieky nájdete tu

➔ Lieky na chladné nohy a ruky

Choroby a choroby

Príkladom mechanizmu pozitívnej spätnej väzby v priebehu ochorenia je zlyhanie srdca. Srdcové zlyhanie je vtedy, keď srdce už nie je schopné zabezpečiť objem krvi požadovaný organizmom. Výsledkom je znížená fyzická odolnosť. Bežné príčiny srdcového zlyhania sú infarkty, vysoký krvný tlak alebo fibrilácia predsiení. Poruchy srdcovej chlopne môžu tiež viesť k zlyhaniu srdca.

Telo sa snaží kompenzovať toto zlyhanie srdca znížením odporu krvných ciev, takže srdce musí pri pumpovaní vyvíjať menšiu silu. Okrem toho sa zvyšuje čerpacia kapacita srdca za minútu, čo znamená, že srdce bije rýchlejšie. Rozšírenie ciev však znamená, že do periférnych krvných ciev, napríklad do obličiek, prichádza príliš málo krvi. V obličkových cievach zaznamenávajú krvný tlak špecializované bunky a ak je krvný tlak príliš nízky, na zvýšenie krvného tlaku použite hormonálny regulačný obvod, systém renín-angiotenzín-aldosterón. Za týmto účelom sa z moču získava viac vody, takže sa zvyšuje objem krvi a tým aj tlak v krvných cievach. Aby bolo možné pumpovať zvýšený objem krvi do tela, poškodené srdce musí teraz vyvinúť ešte väčšiu silu ako predtým. Stav srdca sa zhoršuje a zvyšuje sa srdcové zlyhanie.

Choroby v tele však môžu tiež vznikať z porúch slučiek s negatívnou spätnou väzbou. V regulačnej slučke štítnej žľazy vedie porucha spätnej väzby k hyperaktívnej štítnej žľaze alebo k nedostatočne aktívnej štítnej žľaze. S autonómiou štítnej žľazy štítna žľaza funguje úplne nezávisle na regulačnej slučke.

Porucha v regulačnej slučke môže byť tiež vyvolaná autoimunitným ochorením. Napríklad pri Gravesovej chorobe telo produkuje takzvané autoprotilátky proti receptoru TSH. Tieto majú rovnaký účinok na štítnu žľazu ako TSH hypofýzy, takže tieto autoprotilátky receptora TSH vedú k zvýšenej produkcii hormónov štítnej žľazy. Hypofýza potom už nemá žiadny vplyv na činnosť štítnej žľazy, celý mechanizmus negatívnej spätnej väzby zostáva úplne neúčinný. Výsledkom je hypertyreóza s príznakmi, ako sú vypadávanie vlasov, hnačka, tepelná neznášanlivosť, strata hmotnosti a osteoporóza.