Съдържание
Отрицателните обратни връзки играят важна роля в това колко от системите на човешкото тяло остават под контрол. Цикълът с отрицателна обратна връзка, известен също като инхибиторен контур, е вид саморегулираща се система. В отрицателна обратна връзка, увеличена мощност от системата възпрепятства бъдещото производство от системата. С други думи, системата контролира колко продукт произвежда, като спира производството, когато нивата на продукция или количеството натрупан продукт станат твърде високи.Системите за отрицателна обратна връзка са отговорни за много видове хормонална регулация в човешкото тяло. Те са добри в поддържането на относително постоянни нива на продукция.
Цикли с отрицателна обратна връзка управляват производството
Представете си, че тялото е фабрика, произвеждаща Продукт X. Освен това, представете си, че създаването на твърде много Продукт X е скъпо и разточително. Следователно тялото се нуждае от начин да изключи фабриката, когато е направен достатъчно Продукт X. Той прави това чрез отрицателна обратна връзка. Това означава, че скоростта на производство е чувствителна към количеството на продукт X. Когато започне да се натрупва, производството се забавя и след това спира.
Може да ви помогне да мислите за фабриката като за страхотна голяма поточна линия, която захранва рафтовете в края. Когато рафтовете се запълнят, линията трябва да се забави. Няма къде да сложите продукта. Ако обаче рафтовете са празни, има достатъчно място. Монтажната линия може да се ускори, докато рафтовете отново не се запълнят. Колкото по-отзивчива е поточната линия, толкова повече фабриката може да поддържа рафтовете пълни през цялото време на правилното ниво.
Обратното на това би било положителна обратна връзка. В този случай, колкото повече имаше продукт Х, толкова по-бързо растението щеше да направи повече. Този тип система лесно излиза извън контрол. За разлика от това, веригата за отрицателна обратна връзка се саморегулира.
Примери
Един много добре разбран цикъл на отрицателна обратна връзка е женският менструален цикъл.Хипоталамусът произвежда гонадотропин-освобождаващ хормон (GnRH). GnRH сигнализира на хипофизата да произвежда фоликулостимулиращ хормон (FSH). FSH казва на яйчниците да произвеждат естроген. Тогава високите нива на естроген (както и прогестерон и тестостерон, които се регулират чрез подобни вериги) след това инхибират производството на GnRH. Това кара хипофизата да произвежда по-малко FSH, което от своя страна кара яйчниците да произвеждат по-малко естроген.
Как хормоните поемат отговорността за вашия менструален цикъл
Друг контур с отрицателна обратна връзка регулира вагиналната киселинност.Нормалното вагинално рН е приблизително 4-леко киселинно. Това помага да се предотврати растежа на проблемни бактерии и полово предавани болести. Всъщност един от отличителните белези на бактериалната вагиноза е рН над 5. Млечната киселина, която поддържа това рН, се получава от лактобацили - част от нормалната вагинална флора. Тези бактерии растат по-бързо и произвеждат повече киселина при по-високо рН. След това, когато рН се доближи до 4, те се забавят и спират. По този начин се регулира рН във влагалището. Той също така обяснява някои от разликите във вагиналното рН на различните жени. РН варира в зависимост от специфичните бактерии, които присъстват.
Търсенето на хомеостаза
Една ключова дума, която е важна за разбирането на цикли с отрицателна обратна връзка ехомеостаза. Хомеостазата се определя като тенденция на системата към стабилност. Хомеостазата е много важна в човешкото тяло. Много системи трябва да се саморегулират, за да може тялото да остане в оптимални за здравето диапазони.
Някои системи, които регулират чрез отрицателна обратна връзка за постигане на хомеостаза, включват:
- Кръвно налягане
- Телесна температура
- Кръвна захар
Когато хората имат проблеми с поддържането на тези системи, това може да се дължи на болестно състояние, което засяга отговорната верига за отрицателна обратна връзка.
Например, при диабет панкреасът не реагира правилно на висока кръвна захар, като произвежда повече инсулин.При диабет тип 1 това е така, защото няма налични клетки, които да произвеждат инсулин. Имунната система на човек е повредила или унищожила "фабриката".
При диабет тип 2 това е така, защото панкреасът не е толкова чувствителен към сигналите на кръвната захар от тялото. Следователно не произвеждадостатъчно инсулин в отговор на кръвната захар се повишава. И в двата случая човек вече не е в състояние да поддържа хомеостаза в системата си на кръвна захар без помощта на медицинска или поведенческа намеса.