Negatieve feedback verwijst naar een regellus waarin de uitgangsvariabele een remmend effect heeft op de ingangsvariabele. In het menselijk lichaam is negatieve feedback vooral cruciaal voor hormonale homeostase. Bij hormonale functietesten worden de regellussen op fouten onderzocht.
Wat is negatieve feedback?
In het menselijk lichaam is negatieve feedback vooral cruciaal voor hormoonhomeostase. Medische feedback wordt ook wel feedback genoemd en komt overeen met een biologische controlelus. In deze regellussen werkt de uitvoervariabele terug op de invoervariabele. Feedback is overwegend negatief in menselijke organismen. Negatieve feedbacks worden ook wel negatieve feedbacks genoemd. In deze regellussen heeft de uitgangsvariabele een remmende werking op de ingangsvariabele. Daarom wordt de uitgangsvariabele van tegenkoppellussen ook wel een regulator genoemd. Het tegenovergestelde van negatieve feedback is positieve feedback, waarbij de uitgangsvariabele de ingangsvariabele versterkt. In de geneeskunde wordt cybernetische systeemtheorie gebruikt voor de wiskundige analyse van feedbackloops. De negatieve terugkoppelingen in het menselijk organisme zijn ofwel subtractieve remming of verdeeldheid zaaiende feedback met quotiënte remming. Beide soorten negatieve feedback, samen met de positieve feedbacksystemen, voeren regulerende taken uit in het menselijk lichaam, waarbij ze bijvoorbeeld klierafscheiding of hormoon regelen. evenwicht Op het gebied van techniek wordt tegenkoppeling gebruikt in de zin van een regellus, bijvoorbeeld voor temperatuurregeling door een thermostaat.
Functie en taak
Negatieve feedback zorgt voor homeostase. Ze houden zo het evenwicht in verschillende systemen binnen toelaatbare grenzen. De eerste stap van een negatieve feedback is altijd het meten van een bepaalde grootheid. In de tweede stap worden de resultaten van de meting elk gebruikt om de respectievelijke grootheden te verlagen. Negatieve terugkoppelingen zijn dus regulatoren, zoals die een rol spelen bij het handhaven van een constante lichaamstemperatuur in het organisme van warmbloedige dieren. Negatieve terugkoppelingen zijn echter ook cruciaal voor processen van gen activiteit. Even belangrijk zijn de negatieve feedback-regelcircuits voor hormoon evenwicht, waarvan het evenwicht cruciaal is voor veel lichaamsfuncties. Bijvoorbeeld om hormoonafscheiding uit klieren binnen te houden evenwichtsommige hormonen remmen hun eigen synthese na vrijgave. Deze hormonen staan ook bekend als autocriene. De uitscheidende cellen van autocriene hormonen zijn zelf uitgerust met receptoren waaraan het respectieve hormoon zich kan binden en een signaalcascade binnenin kan triggeren. Tegenkoppeling speelt voornamelijk een rol bij de activiteit van glandotrope cellen binnen de adenohypofyse. De hormoonsynthese wordt hier ook beïnvloed door de stroming concentratie van hormonen in de bloed Synthese van het bloed hormonen stimuleren het controlehormoon van de adenohypofyse en remt zo de verdere hormoonproductie, hetzij direct aan de hypofyse, hetzij via de hypothalamus Bijvoorbeeld de synthese van de twee hormonen CRH en ACTH ervaart een sterkere remming hoe hoger de concentratie of glucocorticoïden in de bloed Evenzo, hoe hoger het niveau van schildklierhormonen in het bloed, hoe minder de hormonen TRH en TSH worden gesynthetiseerd. De synthese van FSH, GnRH en LH is ook negatief feedbackgereguleerd. Bij mannen, hoge bloedspiegels van FSH, LH en GnRH remmen de synthese. Bij vrouwen daarentegen een high concentratie of oestrogenen, FSH en LH heeft een remmend effect op de synthese van deze hormonen. Als feedbackcontrolesysteem en dus het hoogste punt van alle terugmelders, de centrale zenuwstelsel komt in actie, waarbij de feedbacksystemen op een basale manier met elkaar zijn verbonden. Specifiek, de hormonale controlecircuits van de schildklier werk direct op dit controlecentrum en remt de afgifte van hormoonstimulerende stoffen in de hypothalamus.
Ziekten en aandoeningen
Verschillende gebeurtenissen en ziekten beschadigen de hormonale stuurcircuits en dus veel negatieve feedbackmechanismen in het menselijk lichaam. De hormonale functietest controleert of de hormonale stuurcircuits intact zijn. De patiënt krijgt tijdens deze remmings- en stimulatietesten controlehormonen ingespoten. Als het administratie van controlehormonen vertoont overeenkomstige effecten op de hormonale balans, dan zijn de controlecircuits en ook de negatieve feedbackmechanismen in het organisme waarschijnlijk intact. als hormonale feedbackcircuits niet intact zijn, is er in de meeste gevallen een storing van de endocriene klieren zelf . Aan de andere kant kan het controlecentrum op het hogere niveau ook worden beïnvloed door functieverlies en dus bijvoorbeeld niet langer orgaanspecifieke controlehormonen afscheiden. Als negatieve feedbackmechanismen in het hormoonsysteem niet samenhangen met orgaanziekten, maar de hormoonproductie toch niet meer via de regelcircuits kan worden gereguleerd, kunnen gedegenereerde hormooncellen de oorzaak zijn van de reguleringsproblemen. De degeneratie van hormooncellen, zoals die in de schildklier, is vrij zeldzaam. De hormonen zelf kunnen onder bepaalde omstandigheden ook degenereren en zo de tegenkoppelbesturingscircuits uitschakelen. Dit fenomeen is echter ook zeer zeldzaam. Theoretisch is een mutatie van de regulerende stoffen in negatieve terugkoppelingssystemen ook een mogelijkheid voor verstoorde regulerende circuits. In de endocriene systeem, de mutatie van leptine is onlangs in verband gebracht met zwaarlijvigheid bij jonge kinderen, bijvoorbeeld. Omdat biologische regelcircuits nauw verweven netwerken zijn, kan een feedbackfout in slechts één van de systemen ook fouten in de andere systemen veroorzaken. Daarom zijn de symptomen van feedbackfouten extreem breed. Dit geldt vooral voor de endocriene systeem, aangezien de regulerende circuits in bijzonder nauwe wisselwerking staan. Naast hormonale klachten kunnen problemen met de thermoregulatie van het lichaam ook het gevolg zijn van fouten in negatieve feedback.
