A biológiában és az orvostudományban a visszacsatolási mechanizmusok a rendszer különböző egyensúlyi állapotainak fenntartását szolgálják. Ezt homeosztázisnak is nevezik. Ilyen visszajelzések találhatók a testben, például a testhőmérséklet fenntartásában és a hormonrendszerben. A visszajelzést visszacsatolásnak is nevezik.
Mi a visszajelzés?
A pozitív visszajelzésekre példa tej nemrégiben szült nők termelése. A csecsemő szívása az anya mellén serkenti a hormon termelését oxitocin. A visszacsatolás során megkülönböztetik az ellen- és a visszacsatolási folyamatokat. Negatív visszacsatolás esetén ez általában negatív visszacsatolás. Itt a rendszer kimeneti változója gátló hatást gyakorol a bemeneti változóra. A pozitív visszajelzések viszont a pozitív visszacsatolási folyamatokhoz tartoznak. A visszacsatolási mechanizmus pontosan ellentétes a negatív visszacsatolási mechanizmussal. Itt a kimeneti változó felerősíti a bemeneti változót. A pozitív visszajelzésre példa az úgynevezett Circulus vitiosus.
Funkció és feladat
A visszacsatolási mechanizmusok elengedhetetlenek az egyensúly fenntartásához a különböző testrendszereken belül. Homeosztázis (egyensúly) viszont fontos, hogy minden testi folyamat fiziológiai módon történjen. Például még kisebb ingadozások is vér A pH életveszélyes következményekkel jár az emberi testre nézve. A negatív visszacsatolás, a negatív visszacsatolás egyik formája, fontos eleme a homeosztatikus szabályozási körnek. A negatív visszacsatolás célja egy bizonyos változó stabilizálása a vezérlő hurokban. Negatív visszacsatolás mindig akkor következik be, amikor a kontroll hurokban lévő végterméknek gátló hatása van a termékre a reakciólánc elején. A negatív visszacsatolás tehát önmagát csökkentő mechanizmus. Ez az anyagcsere-szabályozás alapvető reakcióihoz tartozik, és így a test számos folyamatának része. A negatív visszacsatolási mechanizmusra példa a pajzsmirigy, más néven tirotrop szabályozó hurok. A pajzsmirigy gyártja és tárolja a hormonok trijódtironin (T3) és tetraiodotironin (T4). Mikor és miben koncentráció a hormonok szabadon engedik a vér a hormonális kontroll hurok határozza meg. A hypothalamus és a agyalapi mirigy fontos szerepet játszanak ebben az ellenőrzési körben. A agyalapi mirigy intézkedések pajzsmirigyhormon szintje a vér és felszabadítja a pajzsmirigy-stimuláló hormont (TSH), amikor a T3 és a T4 hiányos. TSH, más néven tirotropin, növekedést serkentően hat a pajzsmirigy és serkenti a hormontermelést is. Ellenben túl sok pajzsmirigy hormonok a vérben gátolják a TSH, így a pajzsmirigy következésképpen csökkenti annak termelését pajzsmirigy hormonok. Ezen a fő vezérlőhurcon kívül vannak más visszacsatolási hurkok is a pajzsmirigy-vezérlő hurokban, például a Brokken-Wiersinga-Prummel vezérlő hurok vagy a hypothalamus és az ott termelt tirotropin-felszabadító hormon (TRH). Pozitív visszajelzés mindig jelen van, ha a rendszer kimeneti változója erősítő hatással van önmagára. Ez a pozitív visszajelzések része. Nagyon kevés élettani pozitív visszacsatolási mechanizmus van a szervezetben. A pozitív visszajelzésekre példa tej termelés a szülő nőknél. A csecsemő szívása az anya mellén serkenti a hormon termelését oxitocin. Ez pedig serkenti tej termelés a mellben. Ennek eredményeként a baba többet, többet iszik oxitocin következésképpen felszabadul, és a tejtermelés ismét növekszik. Ha a gyermeket már nem teszik mellé inni, akkor csökken az oxitocin szint és csökken a tejtermelés. A kóros pozitív visszacsatolási folyamatok ördögi körben gyakoribbak a testben.
Betegségek és betegségek
Példa a pozitív visszacsatolási mechanizmusra egy betegség során szív hiba. Szív kudarc állítólag akkor fordul elő, amikor a szív már nem képes a kötet a szervezet számára szükséges vér. Ennek eredményeként csökken a fizikai kapacitás. Gyakori okai szív kudarc van szívroham, magas vérnyomás or pitvarfibrilláció. A szívbillentyű hibái szintén eredményezhetnek szívelégtelenség.A test most megpróbálja ezt kompenzálni szívelégtelenség a vér ellenállásának csökkentésével hajók így a szívnek kevesebb erőt kell kifejtenie pumpáláskor. Ezenkívül a szív percenkénti pumpálóképessége nő, ami azt jelenti, hogy a szív gyorsabban ver. Azonban a hajók, túl kevés vér érkezik a perifériás erekbe, például a vesékbe. Ban,-ben vese hajók, speciális sejtek regisztrálják a vérnyomás és ha a vérnyomás túl alacsony, akkor hormonális vezérlő áramkörön keresztül növelje renin-angiotenzin-aldoszteron rendszer. Ennek elérése érdekében még többet víz kinyerhető a vizeletből, így a vér kötet növekszik, és ezzel együtt az erekben a nyomás. A megnövekedett vér pumpálásához kötet a testen keresztül a sérült szívnek most még nagyobb erőt kell kifejtenie, mint korábban. A feltétel a szív romlik és szívelégtelenség növekszik. A test betegségei azonban a negatív visszacsatolási hurok zavaraiból is származhatnak. A pajzsmirigy vezérlő áramkörében a visszacsatolási hurok zavarai vezet mindkettőhöz pajzsmirigy-túlműködés or hypothyreosis. A pajzsmirigy autonómiájában a pajzsmirigy teljesen függetlenül működik a kontrollhurutól. A kontroll hurok rendellenességét kiválthatja autoimmun betegség is. Ban ben Graves-kórpéldául a test úgynevezett TSH-receptort termel autoantitestek. Ezek ugyanolyan hatással vannak a pajzsmirigyre, mint a agyalapi mirigy, így ezek a TSH receptorok autoantitestek vezet fokozott termelésére pajzsmirigy hormonok. Az agyalapi mirigy ekkor már nem befolyásolja a pajzsmirigy tevékenységét, és a teljes negatív visszacsatolási mechanizmus teljesen hatástalan marad. Az eredmény az pajzsmirigy-túlműködés olyan tünetekkel, mint hajhullás, hasmenés, hő intolerancia, fogyás, és csontritkulás.