V biologiji in medicini se mehanizmi povratnih informacij uporabljajo za vzdrževanje različnih ravnotežnih razmer v sistemu. Tukaj govorimo o homeostazi. Taki Povratne informacije najdemo jih v telesu, na primer pri vzdrževanju telesne temperature in v endokrinem sistemu. Povratne informacije so znane tudi kot Povratne informacije.
Kakšne so povratne informacije?
Ko govorimo o povratnih informacijah, se razlikuje med negativnimi in pozitivnimi procesi povratnih informacij. 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 ključnega pomena za ohranjanje ravnovesja znotraj različnih telesnih sistemov. 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 izdelek v krmilni zanki zaviralen učinek, tj. Zaviranje, na izdelek, ki je na začetku reakcijske verige.
Torej negativna povratna informacija je 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 hrani 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 kontrolne 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, sprošča se več oksitocina in proizvodnja mleka se spet poveča. Če otroka ni več na dojko, da bi pil, se raven oksitocina zmanjša, proizvodnja mleka pa se zmanjša.
V telesu so pogostejši patološki pozitivni povratni procesi v obliki začaranega kroga.
Tu lahko najdete svoja zdravila
➔ Zdravila za prehladna stopala in rokeBolezni in bolezni
Primer mehanizma pozitivne povratne informacije med boleznijo je srčno popuščanje. Srčno popuščanje je takrat, 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 razširitev žil pomeni, da v obrobne krvne žile, na primer v ledvice, prispe premalo krvi. V ledvičnih posodah specializirane celice beležijo krvni tlak in, če je krvni tlak prenizek, uporabite krmilno vezje hormonov, sistem renin-angiotenzin-aldosteron, da zvišate 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. Za črpanje povečanega volumna krvi po telesu mora zdaj poškodovano srce 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. Na primer pri Gravesovi bolezni telo proizvede tako imenovana avtoantitelesa za TSH receptorje. 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, nestrpnost na toploto, izguba teže in osteoporoza.
.jpg)
