Povratne informacije

V biologiji in medicini se mehanizmi povratnih informacij uporabljajo za vzdrževanje različnih ravnovesnih stanj v sistemu. Temu pravimo tudi homeostaza. Taki Povratne informacije lahko ga najdemo v telesu, na primer pri vzdrževanju telesne temperature in v endokrinem sistemu. Povratne informacije so znane tudi kot Povratne informacije.

Kakšne so povratne informacije?

Primer pozitivnih povratnih informacij je proizvodnja mleka pri ženskah, ki so pred kratkim rodile. Sesanje otroka na materinih prsih spodbuja proizvodnjo hormona oksitocina.

Ko govorimo o povratnih informacijah, razlikujemo negativne in pozitivne povratne informacije. Negativne povratne informacije so večinoma negativne povratne informacije. Tu ima izhodna spremenljivka v sistemu zaviralni učinek na vhodno spremenljivko. Po drugi strani pa pozitivni odzivi spadajo v procese pozitivnih povratnih informacij.

Mehanizem povratnih informacij je ravno nasproten mehanizmu negativnih povratnih informacij. Izhodna spremenljivka tukaj poveča vhodno spremenljivko. Primer pozitivnih povratnih informacij je tako imenovani začarani krog.

Funkcija in naloga

Mehanizmi povratnih informacij so bistveni za ohranjanje ravnotežja v različnih telesnih sistemih. Po drugi strani je homeostaza (ravnotežje) pomembna, da lahko vsi telesni procesi potekajo na fiziološki način. Na primer, tudi majhna nihanja vrednosti pH v krvi imajo lahko smrtno nevarne posledice za človeško telo.

Negativne povratne informacije, oblika negativnih povratnih informacij, so pomemben element homeostatske krmilne zanke. Cilj negativnih povratnih informacij je stabilizirati določeno spremenljivko znotraj krmilne zanke. Negativne povratne informacije se vedno pojavijo, kadar ima končni produkt v krmilni zanki zaviralen učinek, tj. Zaviranje, na izdelek, ki je na začetku reakcijske verige.

Torej negativne povratne informacije so mehanizem, ki se sam zmanjšuje. To je ena izmed osnovnih reakcij v uravnavanju presnove in je zato del mnogih procesov v telesu. Primer mehanizma negativnih povratnih informacij je ščitnična hormonska krmilna zanka, znana tudi kot ščitnična kontrolna zanka. Ščitnica proizvaja in skladišči hormona trijodtironin (T3) in tetraiodotironin (T4). Kdaj in v kakšni koncentraciji se hormoni vnesejo v kri, določi vezje hormonske kontrole.

Hipotalamus in hipofiza igrata pomembno vlogo v tem nadzornem sistemu. Hipofiza meri raven ščitničnih hormonov v krvi in ​​sprošča ščitnično stimulirajoči hormon (TSH), kadar primanjkuje T3 in T4. TSH, znan tudi kot tirotropin, vpliva na rast ščitnice in spodbuja tudi proizvodnjo hormonov. Nasprotno pa preveč ščitničnih hormonov v krvi zavira sproščanje TSH, tako da ščitnica posledično zmanjša proizvodnjo ščitničnih hormonov.

Poleg te glavne krmilne zanke obstajajo tudi druge povratne zanke v zanki za nadzor ščitnice, kot sta krmilna zanka Brokken-Wiersinga-Prummel prek povratnih informacij s hipotalamusom in sproščujočim hormonom tirotropina (TRH).

Vedno obstajajo pozitivne povratne informacije, kadar izhodna spremenljivka okrepi učinek na sebe v sistemu. Je del pozitivnih povratnih informacij. V telesu je zelo malo fizioloških mehanizmov pozitivne povratne informacije. Primer pozitivnih povratnih informacij je proizvodnja mleka pri ženskah, ki so pred kratkim rodile. Sesanje otroka na materinih prsih spodbuja proizvodnjo hormona oksitocina. To pa posledično spodbuja proizvodnjo mleka v dojki. Zaradi tega otrok pije več, posledično se sprošča več oksitocina in proizvodnja mleka se spet poveča. Če otroka ni več na dojki, da bi pil, se raven oksitocina spusti in proizvodnja mleka se zmanjša.

V telesu so pogostejši patološki pozitivni povratni procesi v obliki začaranega kroga.

Tu lahko najdete svoja zdravila

➔ Zdravila za prehladna stopala in roke

Bolezni in bolezni

Primer mehanizma pozitivne povratne informacije med boleznijo je srčno popuščanje. Srčno popuščanje je tisto, ko srce ne more več zagotoviti količine krvi, ki jo potrebuje telo. Posledica tega je manjša fizična odpornost. Pogosti vzroki srčnega popuščanja so srčni napadi, visok krvni tlak ali atrijska fibrilacija. Okvare srčnega zaklopka lahko povzročijo tudi srčno popuščanje.

Telo poskuša to srčno popuščanje nadoknaditi z znižanjem upora krvnih žil, tako da mora srce pri črpanju izvajati manj sile. Poleg tega se zmogljivost črpanja srca poveča na minuto, kar pomeni, da srce bije hitreje. Vendar pa zaradi širjenja žil pride premalo krvi v periferne krvne žile, na primer v ledvice. V ledvičnih posodah specializirane celice beležijo krvni tlak in, če je krvni tlak prenizek, uporabite krmilno vezje hormonov, sistem renin-angiotenzin-aldosteron, da dvignete krvni tlak. Da bi to naredili, se iz urina pridobi več vode, tako da se poveča volumen krvi in ​​s tem pritisk znotraj krvnih žil. Da bi črpali povečan volumen krvi po telesu, mora poškodovano srce zdaj izvajati še večjo silo kot prej. Stanje srca se poslabša, srčno popuščanje pa se poveča.

Vendar lahko bolezni v telesu nastanejo tudi zaradi motenj v negativnih povratnih zankah. V nadzorni zanki ščitnice motnje v povratnih informacijah vodijo bodisi do preaktivne ščitnice bodisi do premalo aktivne ščitnice. S samostojnostjo ščitnice deluje popolnoma neodvisno od kontrolne zanke.

Motnjo v krmilni zanki lahko sproži tudi avtoimunska bolezen. Pri Gravesovi bolezni na primer telo proizvede tako imenovana avtoantitelesa za receptorje TSH. Ti imajo na ščitnico enak učinek kot TSH v hipofizi, tako da ta avtoprotitelesa za TSH receptorje vodijo v povečano proizvodnjo ščitničnih hormonov. Hipofiza potem nima več vpliva na aktivnosti ščitnice, celoten mehanizem negativnih povratnih informacij ostane popolnoma neučinkovit. Rezultat je hipertiroidizem s simptomi, kot so izpadanje las, driska, toplotna intoleranca, izguba teže in osteoporoza.