I biologi og medisin tjener tilbakemeldingsmekanismer til å opprettholde ulike likevektstilstander i et system. Dette blir også referert til som homeostase. Slike tilbakemeldinger finnes i kroppen, for eksempel ved opprettholdelse av kroppstemperatur og i hormonsystemet. Tilbakemelding blir også referert til som tilbakemelding.
Hva er tilbakemelding?
Et eksempel på positive tilbakemeldinger er melk produksjon hos kvinner som nylig har født. Spedbarnet suger på mors bryst stimulerer produksjonen av hormonet oxytocin. I tilbakemelding skilles det mellom mot- og ko-tilbakemeldingsprosesser. Når det gjelder negativ tilbakemelding, er dette vanligvis negativ tilbakemelding. Her har utgangsvariabelen i systemet en hemmende effekt på inngangsvariabelen. De positive tilbakemeldingene, derimot, tilhører de positive tilbakemeldingsprosessene. Tilbakemeldingsmekanismen er nøyaktig motsatt av den negative tilbakemeldingsmekanismen. Her forsterker utgangsvariabelen inngangsvariabelen. Et eksempel på en positiv tilbakemelding er den såkalte Circulus vitiosus.
Funksjon og oppgave
Tilbakemeldingsmekanismer er avgjørende for å opprettholde likevekt i forskjellige kroppssystemer. Homeostase (balansere) er i sin tur viktig for at alle kroppslige prosesser skal skje på en fysiologisk måte. For eksempel til og med mindre svingninger i blod pH har livstruende konsekvenser for menneskekroppen. Negativ tilbakemelding, en form for negativ tilbakemelding, er et viktig element i den homeostatiske kontrollløkken. Målet med negativ tilbakemelding er å stabilisere en viss variabel i kontrollsløyfen. Negativ tilbakemelding skjer alltid når sluttproduktet i kontrollsløyfen har en hemmende effekt på produktet i begynnelsen av reaksjonskjeden. Negativ tilbakemelding er derfor en selvreduserende mekanisme. Dette hører til de grunnleggende reaksjonene i metabolsk regulering og er dermed en del av mange prosesser i kroppen. Et eksempel på en negativ tilbakemeldingsmekanisme er den hormonelle kontrollsløyfen til skjoldbruskkjertelen, også kalt den tyrotrope kontrollsløyfen. De skjoldbruskkjertelen produserer og lagrer hormoner triiodothyronine (T3) og tetraiodothyronine (T4). Når og i hva konsentrasjon de hormoner slippes ut i blod bestemmes av den hormonelle kontrollløkken. De hypothalamus og hypofyse spiller en viktig rolle i denne kontrollsløyfen. De hypofyse målinger skjoldbruskhormonnivåer i blod og frigjør skjoldbruskstimulerende hormon (TSH) når T3 og T4 er mangelfull. TSH, også kjent som tyrotropin, har en vekststimulerende effekt på skjoldbruskkjertelen og stimulerer også hormonproduksjon. Omvendt for mange skjoldbruskkjertel hormoner i blodet hemmer frigjøringen av TSH, slik at skjoldbruskkjertelen følgelig reduserer produksjonen av thyreoideahormoner. I tillegg til denne hovedkontrollsløyfen, er det andre tilbakemeldingsløkker i skjoldbruskkjertelkontrollsløyfen, for eksempel kontrollsløyfen Brokken-Wiersinga-Prummel eller regulering gjennom tilbakemelding med hypothalamus og med det tyrotropinfrigivende hormonet (TRH) produsert der. Positive tilbakemeldinger er alltid til stede når utgangsvariabelen i et system har en forsterkende effekt på seg selv. Det er en del av den positive tilbakemeldingen. Det er svært få fysiologiske positive tilbakemeldingsmekanismer i kroppen. Et eksempel på positive tilbakemeldinger er melk produksjon hos kvinner i fødsel. Spedbarnet suger på mors bryst stimulerer produksjonen av hormonet oxytocin. Dette stimulerer igjen melk produksjon i brystet. Som et resultat drikker babyen mer, mer oxytocin frigjøres følgelig og melkeproduksjonen øker igjen. Hvis barnet ikke lenger blir plassert ved brystet for å drikke, synker oksytocinnivået og melkeproduksjonen synker. Patologiske positive tilbakemeldingsprosesser i form av en ond sirkel er mer vanlig i kroppen.
Sykdommer og plager
Et eksempel på en positiv tilbakemeldingsmekanisme i løpet av en sykdom er hjerte svikt. Hjerte svikt sies å oppstå når hjertet ikke lenger er i stand til å gi volum av blod som kroppen trenger. Som et resultat er det redusert fysisk kapasitet. Vanlige årsaker til hjerte feil er hjerteinfarkt, høyt blodtrykk or atrieflimmer. Hjerteventilfeil kan også resultere i hjertesvikt. Kroppen prøver nå å kompensere for dette hjertesvikt ved å senke blodets motstand fartøy slik at hjertet må utøve mindre kraft når det pumpes. I tillegg økes hjertets pumpekapasitet per minutt, noe som betyr at hjertet banker raskere. Imidlertid som et resultat av utvidelsen av fartøy, kommer det for lite blod i de perifere blodkarene, for eksempel i nyrene. I nyre fartøy, spesialiserte celler registrerer blodtrykk og hvis blodtrykket er for lavt, får det til å øke via en hormonell kontrollkrets, renin-angiotensin-aldosteron system. For å oppnå dette, mer Vann utvinnes fra urinen, slik at blodet volum øker og med det trykket i blodårene. Å pumpe det økte blodet volum gjennom kroppen, må det ødelagte hjertet nå utøve enda mer kraft enn før. De tilstand av hjertet forverres og hjertesvikt øker. Imidlertid kan sykdommer i kroppen også skyldes forstyrrelser i negative tilbakemeldingsløkker. I skjoldbruskkjertelkontrollkretsen forstyrrelser i tilbakemeldingssløyfen føre å enten hypertyreose or hypotyreose. I skjoldbrusk-autonomi fungerer skjoldbruskkjertelen helt uavhengig av kontrollløkken. En forstyrrelse i kontrollløkken kan også utløses av en autoimmun sykdom. I Graves 'sykdomfor eksempel produserer kroppen såkalt TSH-reseptor autoantistoffer. Disse har samme effekt på skjoldbruskkjertelen som TSH for hypofyse, slik at disse TSH-reseptorene autoantistoffer føre til en økt produksjon av thyreoideahormoner. Hypofysen har da ikke lenger innflytelse på aktivitetene i skjoldbruskkjertelen, og hele den negative tilbakemeldingsmekanismen forblir helt ineffektiv. Resultatet er hypertyreose med symptomer som håravfall, diaré, varmeintoleranse, vekttap og osteoporose.