Positieve feedback: functie, taken, rol en ziekten

Positieve feedback is een feedbackmechanisme in het lichaam. Het wordt altijd positieve feedback genoemd als de uitgangsvariabele in een regellus een versterkend effect op zichzelf heeft. Terwijl negatieve feedback de neiging heeft om de veranderingen in de betrokken variabelen zo klein mogelijk te houden, zorgt positieve feedback ervoor dat de veranderingen zo groot mogelijk zijn.

Wat is positieve feedback?

Een voorbeeld van een gewenst positief feedbackmechanisme is de opbouw van potentieel bij excitatiegeleiding. Hoe hoger het inkomende potentieel, dat wil zeggen de stimulus die een neuron treft, hoe meer natrium ionenkanalen worden geopend. Positieve feedback wordt ook wel het positieve feedbackmechanisme genoemd. Met behulp van positieve feedback worden bepaalde variabelen binnen een regellus continu gecorrigeerd. Waar bij tegenkoppeling het eindproduct in een regellus een remmende werking heeft op de uitgangsvariabele, is er bij positieve terugkoppeling een inherent continue versterking. Processen waarin positieve feedback een rol speelt, beginnen vrij traag en worden daarna al snel intenser. Bij fysiologische positieve feedback is er een stopsignaal dat het proces tot stilstand brengt. Bij pathologische positieve feedbackmechanismen is dit niet het geval, wat resulteert in een vicieuze cirkel, de circulus vitiosus.

Functie en taak

In vergelijking met negatieve feedback wordt de positieve versie vrij zelden gevonden. Een voorbeeld van een gewenst positief feedbackmechanisme is de opbouw van potentiaal tijdens excitatiegeleiding. Hoe hoger het inkomende potentieel, dwz de stimulus die een neuron treft, hoe meer natrium ionenkanalen worden geopend. Op hun beurt worden de meer ionenkanalen geopend natrium, hoe hoger de actiepotentiaal wordt. Een ander voorbeeld van positieve feedback is de maag's reactie op gifstoffen. Normaal gesproken zijn de spieren van de maag trek gelijkmatig samen met regelmatige tussenpozen en ontspan daarna weer. Dit mengt het voedsel voorzichtig. Wanneer een toxine wordt geregistreerd, veroorzaakt een positieve feedbacklus de maag krachtig samentrekken. Dit dwingt de maaginhoud terug door de slokdarm naar de mond en dan braakt. Een hormoon waarvan de afgifte onder meer wordt gecontroleerd door positieve feedback is oxytocine. Oxytocine speelt een belangrijke rol in melk productie (lactatie). De zuigbewegingen van het kind aan de borst stimuleren het vrijkomen en aanmaken van oxytocine​ De oxytocine stimuleert op zijn beurt melk productie. Als de baby meer aan de borst zuigt, wordt er weer meer oxytocine aangemaakt en het melk doorstroming wordt verder gestimuleerd. Het stopmechanisme is hier ook het kind. Als hij langere tijd niet aan de borst drinkt, daalt het oxytocinegehalte en neemt de melkproductie af.

Ziekten en kwalen

Wanneer het stopsignaal afwezig is in een positieve terugkoppelingslus, ontstaat er een vicieuze cirkel. Zo'n vicieuze cirkel wordt bijvoorbeeld aangetroffen in hart- mislukking. We spreken van hart- falen wanneer de prestatie van het hart niet langer voldoende is om het lichaam van voldoende te voorzien bloed​ Om ervoor te zorgen dat de organen en perifere delen van het lichaam alsnog voldoende ontvangen bloed, zuurstof en voedingsstoffen activeert het lichaam verschillende aanpassingsmechanismen. Het vernauwt bijvoorbeeld de schepen zodat bloed de druk stijgt en het bloed bereikt verder weg gelegen gebieden. Bovendien zijn de zogenaamde renine-angiotensine-aldosteron systeem is geactiveerd. Dit veroorzaakt meer water om te worden teruggevorderd in de nier​ Dit resulteert ook in een toename van bloeddruk​ Activering van de sympathische zenuw verhoogt de hart- snelheid en de samentrekkende kracht van het hart zoveel mogelijk. Het resultaat is dat het lichaam aanvankelijk eigenlijk beter wordt gevoed, maar het wordt vergroot bloeddruk en hartactiviteit belasten het reeds verzwakte hart en vroeg of laat leiden tot een verslechtering van de situatie. Het resultaat is dat de compensatiemechanismen worden versterkt, die op hun beurt het hart op de lange termijn beschadigen. In het ergste geval maakt deze vicieuze cirkel een harttransplantatie onvermijdelijk. Een ander voorbeeld van een gevaarlijke positieve feedbacklus is schokken. Zodra de schokken spiraal in gang wordt gezet, het kan fataal zijn. De oorzaken van schokken kunnen variëren, maar een goed voorbeeld van positieve feedback is dat wel volume deficiëntie shock. Volume deficiëntieschok treedt op wanneer het lichaam niet over voldoende bloedvolume beschikt. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn na een ongeval of bij vochttekort. Zodat toch de vitale organen worden bevoorraad vindt er een zogenaamde centralisatie plaats. Dit betekent dat de schepen in de armen en benen zijn smal gemaakt. Als gevolg hiervan is er meer bloed beschikbaar voor de interne organen en vooral aan de hersenen​ Dus op het eerste gezicht is het mechanisme van centralisatie logisch. Door de lage doorbloeding vormen zich echter zure metabolische eindproducten in de periferie. Dit leidt tot wat bekend staat als acidose​ Dit leidt tot een verhoogde vasculaire permeabiliteit en tegelijkertijd tot vasodilatatie. Als gevolg hiervan gebeurt precies wat er eigenlijk moet worden vermeden door centralisatie. Het bloed verzamelt zich in de periferie en is afwezig in het systemische circulatie​ De schok kan leiden tot acuut nier mislukking, acuut long falen of acuut lever mislukking. Insuline weerstand in suikerziekte mellitus is ook gebaseerd op een vicieuze cirkel. Wanneer voedsel wordt geconsumeerd, scheidt de alvleesklier meer af insuline. De insuline zorgt ervoor dat de suiker uit het voedsel wordt vanuit het bloed naar de cellen getransporteerd. Vanwege verschillende factoren, insuline-resistentie kan zich ontwikkelen in de lichaamscellen. Om ervoor te zorgen dat het suiker desondanks door de cellen wordt opgenomen, moet beduidend meer insuline worden uitgescheiden. Hogere insulinespiegels leiden tot gewichtstoename, maar dit neemt toe insuline-resistentie​ Dit leidt op zijn beurt tot een verhoogde insulinesecretie.