Зміст
Петлі негативного зворотного зв'язку відіграють важливу роль у тому, скільки систем людського тіла залишається під контролем. Петля негативного зворотного зв’язку, також відома як гальмівна петля, є різновидом саморегулюючої системи. У циклі негативного зворотного зв'язку збільшений вихід від система гальмує майбутнє виробництво від система. Іншими словами, система контролює, скільки продукції вона виробляє, зупиняючи виробництво, коли рівень випуску або кількість накопиченого продукту стає занадто високим.Системи негативного зворотного зв’язку відповідають за багато видів регуляції гормонів в організмі людини. Вони добре підтримують відносно постійний рівень випуску продукції.
Цикли негативних відгуків керують виробництвом
Уявіть, що корпус - це фабрика, яка виготовляє Продукт X. Крім того, уявіть, що виготовлення занадто багато Продукту X є дорогим і марним. Тому тілу потрібен спосіб зупинити завод, коли виготовлено достатньо продукту X. Це робиться через петлю негативного зворотного зв'язку. Це означає, що швидкість виробництва чутлива до кількості Продукту X. Коли він починає нарощуватись, виробництво сповільнюється, а потім припиняється.
Можливо, допоможе уявити завод як чудову велику конвеєрну лінію, яка живить полиці в кінці. Коли полиці заповнюються, лінія повинна сповільнюватися. Покласти товар нікуди. Однак, якщо полиці порожні, місця досить. Конвеєр може пришвидшитися, поки полиці знову не заповняться. Чим гнучкіша конвеєрна лінія, тим більше завод зможе постійно тримати полиці заповненими на потрібному рівні.
Навпаки цьому буде позитивний цикл зворотного зв'язку. У цьому випадку, чим більше було продукту Х, тим швидше завод зробив би більше. Цей тип системи легко виходить з-під контролю. На відміну від цього, петля негативного зворотного зв'язку саморегулюється.
Приклади
Одним із добре зрозумілих негативних зворотних зв’язків є жіночий менструальний цикл, який гіпоталамус виробляє гонадотропін-релізинг-гормон (GnRH). GnRH сигналізує гіпофізу про вироблення фолікулостимулюючого гормону (FSH). ФСГ повідомляє яєчникам виробляти естроген. Високий рівень естрогену (а також прогестерону та тестостерону, які регулюються за допомогою подібних петель), тоді пригнічує вироблення GnRH. Це змушує гіпофіз виробляти менше ФСГ, що в свою чергу змушує яєчники виробляти менше естрогену.
Як гормони відповідають за ваш менструальний цикл
Ще одна негативна петля зворотного зв’язку регулює кислотність піхви. Нормальний рН вагіни становить приблизно 4-слабокислий. Це допомагає запобігти розвитку проблемних бактерій та ЗПСШ. Насправді однією з ознак бактеріального вагінозу є рН вище 5. Молочна кислота, яка підтримує цей рН, утворюється за рахунок лактобактерій, що входять до складу нормальної вагінальної флори. Ці бактерії швидше ростуть і виробляють більше кислоти при більш високому рН. Потім, коли рН наближається до 4, вони сповільнюються і зупиняються. Так регулюється рН у піхві. Це також пояснює деякі відмінності в рН вагінальних жінок. РН змінюється в залежності від конкретних бактерій, які є.
Шукаю гомеостазу
Одним ключовим словом, важливим для розуміння циклів негативних відгуків, єгомеостаз. Гомеостаз визначається як тенденція системи до стабільності. Гомеостаз дуже важливий в організмі людини. Багатьом системам доводиться саморегулюватись, щоб організм залишався в оптимальних межах для здоров’я.
Деякі системи, які регулюють за допомогою негативного зворотного зв'язку для досягнення гомеостазу, включають:
- Кров'яний тиск
- Температура тіла
- Глікемія
Коли люди мають проблеми з підтримкою цих систем, це може статися через хворобливий стан, який впливає на відповідальний цикл негативного зворотного зв'язку.
Наприклад, при цукровому діабеті підшлункова залоза не реагує належним чином на високий рівень цукру в крові, виробляючи більше інсуліну. При цукровому діабеті типу 1 це пов’язано з відсутністю клітин для вироблення інсуліну. Імунна система людини пошкодила або зруйнувала "фабрику".
При цукровому діабеті 2 типу це пов’язано з тим, що підшлункова залоза не така чутлива до сигналів цукру в крові, що надходять з організму. Тому це не даєдостатньо інсулін у відповідь на рівень цукру в крові підвищується. І в тому, і в іншому випадку людина вже не може підтримувати гомеостаз у системі цукру в крові без допомоги лікаря або поведінки.