Negativ tilbakemelding refererer til en kontrollsløyfe der utgangsvariabelen har en hemmende effekt på inngangsvariabelen. I menneskekroppen er negativ tilbakemelding spesielt viktig for hormonell homeostase. Ved hormonell funksjonstesting undersøkes kontrollløkkene for feil.
Hva er negativ tilbakemelding?
I menneskekroppen er negativ tilbakemelding spesielt viktig for hormonhomeostase. Medisinsk tilbakemelding kalles også tilbakemelding og tilsvarer en biologisk kontrollsløyfe. I disse kontrollsløyfene virker utgangsvariabelen tilbake på inngangsvariabelen. Tilbakemeldinger er overveiende negative i menneskelige organismer. Negative tilbakemeldinger kalles også negative tilbakemeldinger. I disse kontrollløkkene har utgangsvariabelen en inhiberende effekt på inngangsvariabelen. På grunn av dette kalles utgangsvariabelen for negative tilbakemeldingsløkker også en regulator. Det motsatte av negativ tilbakemelding er positiv tilbakemelding, der utgangsvariabelen forsterker inngangsvariabelen. I medisin brukes cybernetiske systemteorier til matematisk analyse av tilbakemeldingsløkker. De negative tilbakemeldingene i den menneskelige organismen er enten subtraktiv inhibering eller splittende tilbakemelding med kvotientinhibering. Begge typer negativ tilbakemelding, sammen med positive tilbakemeldingssystemer, utfører regulatoriske oppgaver i menneskekroppen, og kontrollerer for eksempel kjertelsekresjon eller hormon balansere. Innen teknologifeltet brukes negativ tilbakemelding i betydningen av en kontrollsløyfe, for eksempel for temperaturregulering av en termostat.
Funksjon og oppgave
Negative tilbakemeldinger etablerer homeostase. De opprettholder dermed likevekt i forskjellige systemer innenfor tillatte grenser. Det første trinnet i en negativ tilbakemelding er alltid måling av en viss mengde. I det andre trinnet blir resultatene av målingen brukt til å senke de respektive mengdene. Negative tilbakemeldinger er altså regulatorer, slik som de som spiller en rolle i å opprettholde en konstant kroppstemperatur i organismen til varmblodige dyr. Imidlertid er negative tilbakemeldinger også avgjørende for prosesser av gen aktivitet. Like viktig er de negative tilbakemeldingskontrollkretsene for hormon balansere, hvor likevekten er avgjørende for mange kroppsfunksjoner. For eksempel for å holde hormonsekresjon fra kjertler i balansere, Noen hormoner hemme sin egen syntese etter utgivelsen. Disse hormoner er også kjent som autokrin. De utskillende cellene til autokrin hormoner er selv utstyrt med reseptorer som det respektive hormonet kan binde til og utløse en signalkaskade inni. Motkobling spiller en rolle først og fremst i aktiviteten til glandotrope celler i adenohypofysen. Hormonsyntese påvirkes også her av strømmen konsentrasjon av hormoner i blod. Syntese av blod hormoner stimulerer kontrollhormonet i adenohypofysen og stryker dermed videre hormonproduksjon enten direkte i hypofysen eller via hypothalamus. For eksempel syntesen av de to hormonene CRH og ACTH opplever en sterkere inhibering jo høyere er konsentrasjon of glukokortikoider i blod. Tilsvarende jo høyere nivå på thyreoideahormoner i blodet, jo mindre er hormonene TRH og TSH er syntetisert. Syntesen av FSH, GnRH og LH er også negativt tilbakemeldingsregulert. Hos menn, høye blodnivåer av FSH, LH og GnRH hemmer syntese. Hos kvinner, derimot, en høy konsentrasjon of østrogener, FSH og LH har en hemmende effekt på syntesen av disse hormonene. Som et tilbakemeldingskontrollsystem og dermed det høyeste punktet i alle tilbakemeldinger, det sentrale nervesystemet kommer til handling, der tilbakemeldingssystemene er koblet på en grunnleggende måte. Spesielt de hormonelle kontrollkretsene til skjoldbruskkjertelen handle direkte på dette kontrollsenteret og hemme utslipp av hormonstimulerende stoffer i hypothalamus.
Sykdommer og lidelser
Ulike hendelser og sykdommer skader hormonelle kontrollkretser og dermed mange negative tilbakemeldingsmekanismer i menneskekroppen. Den hormonelle funksjonstesten sjekker om de hormonelle kontrollkretsene er intakte. Pasienten injiseres med kontrollhormoner under disse inhiberings- og stimuleringstestene. Hvis den administrasjon av kontrollhormoner viser tilsvarende effekter på hormonbalansen, så er kontrollkretsene og også de negative tilbakemeldingsmekanismene i organismen sannsynligvis intakte. Hvis hormonelle tilbakemeldingskretser ikke er intakte, er det i de fleste tilfeller en svikt i de endokrine kjertlene selv . På den annen side kan kontrollsentralen på høyere nivå også bli påvirket av funksjonstap og dermed for eksempel ikke lenger utskille organspesifikke kontrollhormoner. Hvis negative tilbakemeldingsmekanismer i hormonsystemet ikke er forbundet med organsykdommer, men hormonproduksjon likevel ikke lenger kan reguleres via kontrollkretsene, kan degenererte hormonceller være årsaken til regulatoriske problemer. Imidlertid er degenerasjonen av hormonceller, slik som de i skjoldbruskkjertelen, er ganske sjelden. Hormonene i seg selv kan også degenerere under visse omstendigheter og dermed deaktivere de negative tilbakemeldingskontrollkretsene. Dette fenomenet er imidlertid også veldig sjeldent. Teoretisk sett er en mutasjon av regulatoriske stoffer i negative tilbakemeldingssystemer også en mulighet for forstyrrede regulatoriske kretser. I endokrine system, mutasjonen av leptin har nylig blitt assosiert med fedme hos små barn, for eksempel. Fordi biologiske styringskretsløp er tette nettverk, kan en tilbakemeldingsfeil i bare ett av systemene også forårsake feil i de andre systemene. Derfor er symptomene på tilbakemeldingsfeil ekstremt brede. Dette gjelder spesielt for endokrine system, siden dets regulatoriske kretsløp er i særlig tett interaksjon. I tillegg til hormonelle klager, kan problemer med kroppens termoregulering også skyldes feil i negativ tilbakemelding.
