負のフィードバック

下 負のフィードバック 出力変数が入力変数に対して抑制効果を持つ制御ループが理解されます。人体では、ホルモンのバランスのホメオスタシスのために負のフィードバックが特に重要です。ホルモン機能テスト中に、制御ループのエラーが検査されます。

負のフィードバックとは何ですか？

医学的フィードバックはフィードバックとも呼ばれ、生物学的制御ループに対応します。出力変数は、これらの制御ループの入力変数に影響を与えます。フィードバックは、人間の生体では主に負です。

負のフィードバックもされます 負のフィードバック 呼ばれた。これらの制御ループでは、出力変数が入力変数に対して抑制効果を持っています。この接続のため、負のフィードバックループの出力変数はコントローラーとも呼ばれます。 負のフィードバックの反対は正のフィードバックで、出力は入力を増幅します。

サイバネティックシステム理論は、医学でフィードバックループの数学的分析に使用されます。人間の有機体における負のフィードバックは、減算的抑制または商抑制を伴う分裂的フィードバックのいずれかです。両方のタイプのネガティブフィードバックは、ポジティブフィードバックシステムとともに、人体の規制タスクを引き受け、たとえば腺分泌やホルモンバランスを制御します。

技術の分野では、たとえばサーモスタットによる温度調整のために、制御ループの意味で負のフィードバックが使用されます。

機能とタスク

負のフィードバックはホメオスタシスを作成します。このようにして、さまざまなシステムの平衡を許容範囲内に維持します。負のフィードバックの最初のステップは、常に特定の量を測定することです。 2番目のステップでは、測定結果を使用してそれぞれの値を減らします。したがって、負のフィードバックは、たとえば温血動物の生物の体温を一定に維持するなどの役割を果たすため、レギュレーターです。

ただし、負のフィードバックは遺伝子活性のプロセスにとっても重要です。負のフィードバック制御ループは、ホルモンのバランスにとっても同様に重要であり、そのバランスは多くの身体機能にとって重要です。腺からのホルモン分泌のバランスを保つために、いくつかのホルモンは、例えば、放出された後、それら自身の合成を阻害します。これらのホルモンはオートクリンとしても知られています。 オートクリンホルモンの分泌細胞自体は、それぞれのホルモンが結合して内部でシグナルカスケードをトリガーできる受容体を備えています。

負のフィードバックは、主に腺下垂体内の腺刺激細胞の活動の役割を果たす。ここでも、ホルモン合成は現在の血中ホルモン濃度に影響されます。血液ホルモンの合成は、下垂体前葉の制御ホルモンを刺激し、したがって下垂体で直接または視床下部を介して、さらなるホルモン産生を減少させます。

たとえば、血中の糖質コルチコイドの濃度が高いほど、2つのホルモンCRHとACTHの合成はより阻害されます。同様に、ホルモンTRHとTSHの合成が少ないほど、血中の甲状腺ホルモンレベルは高くなります。

FSH、GnRH、LHの合成にも負のフィードバックがあります。男性では、FSH、LH、GnRHの血中濃度が高いと合成が阻害されます。一方、女性では、高濃度のエストロゲン、FSHおよびLHがこれらのホルモンの合成を阻害します。

中枢神経系はフィードバック制御システムとして機能するようになり、フィードバックシステムが基本的に相互接続されているすべてのフィードバックの最優先事項になります。特に、甲状腺のホルモン制御回路は、この制御センターに直接作用し、視床下部におけるホルモン刺激物質の放出を阻害します。

病気と病気

さまざまなイベントや病気がホルモン制御回路を損傷し、人体の多くの負のフィードバック機構を損傷します。ホルモン機能検査は、ホルモン制御回路が無傷かどうかをチェックします。これらの阻害および刺激テストの間、患者にはコントロールホルモンが注射されます。制御ホルモンの投与がホルモンバランスに対応する影響を示す場合、制御回路と生物の負のフィードバックはおそらく無傷です。

ホルモンのフィードバックループが損なわれていない場合、多くの場合、ホルモン腺自体に障害があります。一方、上位レベルのコントロールセンターは機能の損失の影響を受ける可能性があるため、たとえば、臓器特異的なコントロールホルモンを放出しなくなります。

ホルモン系の負のフィードバックメカニズムが臓器疾患に関連していないが、ホルモン産生が制御ループを介してもはや調節できない場合、変性したホルモン細胞が調節問題の原因である可能性があります。しかし、甲状腺のようなホルモン細胞の変性はかなりまれです。 特定の状況下では、ホルモン自体が変性し、負のフィードバック制御ループを無効にすることがあります。ただし、この現象も非常にまれです。

妨害された制御ループでは、負のフィードバックシステムにおける制御物質の変異が理論的に可能です。内分泌系では、最近、レプチンの変異が、例えば幼児の肥満に関連付けられています。

生物学的制御ループは密接にメッシュ化されたネットワークを表すため、システムの1つだけでフィードバックエラーが発生すると、他のシステムでもエラーが発生する可能性があります。したがって、フィードバックエラーの症状は非常に多様です。その制御ループが特に密接に相互作用しているため、これはホルモン系に特に当てはまります。ホルモンの不満に加えて、身体自体の体温調節の問題は、負のフィードバックのエラーが原因である可能性もあります。