Pętla ujemnej sprzężenia zwrotnego

Ujemne pętle sprzężenia zwrotnego odgrywają ważną rolę w tym, ile systemów ludzkiego ciała pozostaje pod kontrolą. Pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego jest rodzajem samoregulującego się układu. W pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego zwiększono moc wyjściową z system hamuje przyszłą produkcję przez system. Innymi słowy, system kontroluje ilość wytwarzanego przez siebie produktu, zamykając produkcję, gdy poziom produkcji lub ilość nagromadzonego produktu staje się zbyt wysoka.

Negatywne systemy sprzężenia zwrotnego są odpowiedzialne za wiele rodzajów regulacji hormonów w ludzkim ciele. Są dobrzy w utrzymywaniu względnie stałych poziomów wydajności.

Znany również jako: pętla inhibitorowa

Ciało jako fabryka - Negatywne sprzężenia zwrotne zarządzają produkcją

Wyobraź sobie, że ciało jest fabryką wytwarzającą Produkt X. Ponadto wyobraź sobie, że wytwarzanie zbyt dużej ilości Produktu X jest kosztowne i nieekonomiczne. Dlatego organizm potrzebuje sposobu na zamknięcie fabryki, gdy zostanie wytworzona wystarczająca ilość produktu X. Czyni to poprzez ujemną pętlę sprzężenia zwrotnego. Oznacza to, że szybkość produkcji jest wrażliwa na ilość Produktu X. Kiedy zaczyna się budować, produkcja spowalnia, a następnie zatrzymuje się.

To może pomóc w wyobrażeniu sobie fabryki jako wielkiej linii montażowej, która na koniec karmi półki. Gdy półki się zapełnią, linia musi zwolnić. Nie ma gdzie umieścić produktu. Jeśli jednak półki są puste, jest dużo miejsca. Linia montażowa może przyspieszyć, aż półki znów będą pełne. Im bardziej reaguje linia montażowa, tym bardziej fabryka może utrzymywać półki wypełnione na właściwym poziomie przez cały czas.

Przeciwieństwem tego byłaby pętla pozytywnego sprzężenia zwrotnego. W takim przypadku im więcej produktów X było, tym szybciej roślina wyprodukowałaby więcej. Ten rodzaj systemu łatwo wymyka się spod kontroli. Natomiast pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego jest samoregulująca.

Przykłady pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego w układzie rozrodczym

Jednym z bardzo dobrze rozumianych pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego jest żeński cykl menstruacyjny. Podwzgórze produkuje hormon uwalniający gonadotropiny (GnRH). GnRH sygnalizuje przysadkę mózgową do produkcji hormonu folikulotropowego (FSH). FSH mówi jajnikom o wytwarzaniu estrogenu. Wysokie poziomy estrogenu (a także progesteronu i testosteronu, które są regulowane przez podobne pętle) hamują następnie produkcję GnRH. To powoduje, że przysadka wytwarza mniej FSH, co z kolei powoduje, że jajniki wytwarzają mniej estrogenu.

Kolejna pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego reguluje kwasowość pochwy. Normalne pH pochwy wynosi około 4 - umiarkowanie kwaśne. Pomaga to zapobiegać rozwojowi problematycznych bakterii i chorób przenoszonych drogą płciową. W rzeczywistości jednym z wyróżników bakteryjnego zapalenia pochwy jest pH powyżej 5. Kwas mlekowy, który utrzymuje to pH, jest wytwarzany przez pałeczki kwasu mlekowego - część normalnej flory pochwowej. Bakterie te rosną szybciej i produkują więcej kwasu przy wyższym pH. Następnie, gdy pH zbliży się do 4, spowolnią i zatrzymają się. W ten sposób pH jest regulowane w pochwie.

Wyjaśnia również niektóre różnice w pH pochwy u różnych kobiet. PH zależy od konkretnych bakterii, które są obecne.

Negatywne sprzężenie zwrotne - szukanie homeostazy

Jednym słowem kluczowym, które jest ważne w zrozumieniu pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego, jest homeostaza. Homeostaza definiowana jest jako tendencja systemu do stabilności. Homeostaza jest bardzo ważna w organizmie człowieka. Wiele systemów musi samodzielnie regulować, aby ciało pozostawało w optymalnym zakresie dla zdrowia. Niektóre rodzaje niehormonalnego systemu, które regulują poprzez negatywne sprzężenie zwrotne w celu osiągnięcia homeostazy obejmują:

• Ciśnienie krwi
• Temperatura ciała
• Cukier we krwi

Kiedy ludzie mają problemy z utrzymaniem tych systemów, może to być spowodowane stanem chorobowym, który wpływa na odpowiedzialną pętlę ujemnego sprzężenia zwrotnego. Na przykład w cukrzycy trzustka nie reaguje prawidłowo na wysoki poziom cukru we krwi, wytwarzając więcej insuliny. W cukrzycy typu 1 dzieje się tak dlatego, że nie ma dostępnych komórek do produkcji insuliny. Układ odpornościowy osoby uszkodził lub zniszczył "fabrykę". W cukrzycy typu 2 dzieje się tak dlatego, że trzustka nie jest tak wrażliwa na sygnały cukru we krwi z organizmu.

Dlatego nie produkuje dość insulina w odpowiedzi na wzrost poziomu cukru we krwi. W obu przypadkach dana osoba nie jest już w stanie utrzymać homeostazy w swoim układzie cukru we krwi bez interwencji medycznej lub behawioralnej.

• Dzielić
• Trzepnięcie
• E-mail
• Tekst

Czy ta strona była pomocna? Dziekuję za odpowiedź! Jakie są twoje obawy? Źródła artykułu

• Boskey ER, Cone RA, Whaley KJ, Moench TR. Początki kwasowości pochwy: wysoki stosunek D / L-mleczanu jest zgodny z tym, że bakterie są głównym źródłem. Hum Reprod. 2001 Sep; 16 (9): 1809-13.

• Boskey ER, Telsch KM, Whaley KJ, Moench TR, Cone RA. Produkcja kwasu przez florę pochwy in vitro jest zgodna z szybkością i zakresem zakwaszenia pochwy. Infect Immun. 1999 Październik; 67 (10): 5170-5.

• Kahn SE, Cooper ME, Del Prato S. Patofizjologia i leczenie cukrzycy typu 2: perspektywy dotyczące przeszłości, teraźniejszości i przyszłości. Lancet. 2014 Mar 22; 383 (9922): 1068-83. doi: 10,1016 / S0140-6736 (13) 62154-6.