Pod negativne povratne informacije se razume krmilna zanka, v kateri izhodna spremenljivka zavira učinek na vhodno spremenljivko. V človeškem telesu so negativne povratne informacije še posebej pomembne za homeostazo hormonskega ravnovesja. Med testom hormonske funkcije se kontrolne zanke pregledajo glede napak.
Kakšne so negativne povratne informacije?
Zdravniška povratna informacija se imenuje tudi povratna informacija in ustreza biološki kontrolni zanki. Izhodna spremenljivka vpliva na vhodno spremenljivko v teh krmilnih zankah. Povratne informacije so v človeškem organizmu pretežno negativne.
Negativne povratne informacije bodo preveč Negativne povratne informacije klical. V teh krmilnih zankah ima izhodna spremenljivka zaviralni učinek na vhodno spremenljivko. Zaradi te povezave se izhodna spremenljivka negativnih povratnih zank imenuje tudi krmilnik. Nasprotno od negativnih povratnih informacij je pozitivna povratna informacija, kjer izhod ojača vhod.
Teorija kibernetskega sistema se v medicini uporablja za matematično analizo povratnih zank. Negativne povratne informacije v človeškem organizmu so bodisi odvzemne inhibicije bodisi delne povratne informacije s količinsko inhibicijo. Obe vrsti negativnih povratnih informacij skupaj s sistemi pozitivnih povratnih informacij prevzamejo regulativne naloge v človeškem telesu in tako nadzorujejo na primer žlezno izločanje ali ravnovesje hormonov.
Na področju tehnologije se negativne povratne informacije uporabljajo v smislu krmilne zanke, na primer za regulacijo temperature s termostatom.
Funkcija in naloga
Negativne povratne informacije ustvarjajo homeostazo. Na ta način vzdržujete ravnotežje v različnih sistemih v dovoljenih mejah. Prvi korak negativnih povratnih informacij je vedno izmeriti določeno količino. V drugem koraku se rezultati meritev uporabljajo za zmanjšanje ustreznih vrednosti. Negativne povratne informacije so torej regulator, saj igra vlogo pri ohranjanju stalne telesne temperature v organizmu toplokrvnih živali.
Vendar so negativne povratne informacije ključne tudi za procese genske aktivnosti. Negativne povratne povratne zanke so prav tako pomembne za hormonsko ravnovesje, katerega ravnovesje je ključno za številne telesne funkcije. Da bi ohranili izločanje hormonov iz žlez v ravnovesju, nekateri hormoni, na primer, po sproščanju zavirajo lastno sintezo. Ti hormoni so znani tudi kot avtokrini. Sekrecijske celice avtokrinskih hormonov so same opremljene z receptorji, na katere se lahko posamezen hormon veže in sproži signalno kaskado v notranjosti.
Negativne povratne informacije igrajo v glavnem vlogo aktivnosti žlezotropnih celic znotraj adenohipofize. Tudi tukaj na sintezo hormonov vpliva trenutna koncentracija hormonov v krvi. Sinteza krvnih hormonov stimulira nadzorni hormon adenohipofize in s tem duši nadaljnjo proizvodnjo hormonov bodisi neposredno na hipofizi bodisi preko hipotalamusa.
Na primer, sinteza obeh hormonov CRH in ACTH bolj zavira, večja je koncentracija glukokortikoidov v krvi. Prav tako se manj sintetirata hormona TRH in TSH, višja je raven ščitničnih hormonov v krvi.
Tudi sinteza FSH, GnRH in LH ima negativne povratne informacije. Pri moških visoka koncentracija FSH, LH in GnRH v krvi zavira sintezo. Pri ženskah pa ima visoka koncentracija estrogenov, FSH in LH zaviralni učinek na sintezo teh hormonov.
Centralni živčni sistem deluje kot sistem nadzora povratnih informacij in je zato glavna prednost vseh povratnih informacij, kjer so povratni sistemi v osnovi povezani. Zlasti hormonski kontrolni krogi ščitnice delujejo neposredno na ta kontrolni center in zavirajo sproščanje hormonsko stimulirajočih snovi v hipotalamusu.
Bolezni in bolezni
Različni dogodki in bolezni škodijo hormonskim nadzornim vezjem in s tem številnim mehanizmom negativnih povratnih informacij v človeškem telesu. Preizkus hormonske funkcije preverja, ali so vezja hormonskih regulatorjev nedotaknjena. Med temi testi inhibicije in stimulacije se bolniku injicirajo kontrolni hormoni. Če dajanje kontrolnih hormonov pokaže ustrezne učinke na ravnovesje hormonov, potem so kontrolni krogi in tudi negativne povratne informacije v organizmu verjetno nedotaknjeni.
Če zanke hormonske povratne informacije niso nedotaknjene, potem v večini primerov pride do odpovedi samih hormonskih žlez. Po drugi strani lahko na nadzorni center višje ravni vplivajo tudi funkcionalne izgube in tako na primer ne izloča več organskih specifičnih kontrolnih hormonov.
Če mehanizmi negativnih povratnih informacij v hormonskem sistemu niso povezani z boleznimi organov, vendar proizvodnje hormonov ni več mogoče regulirati prek krmilnih zank, potem so lahko degenerirane hormonske celice vzrok za regulativne težave. Degeneracija hormonskih celic, kot so tiste v ščitnici, pa je precej redka. Tudi sami hormoni se lahko pod določenimi pogoji razgradijo in tako onemogočijo negativne povratne povratne zanke. Vendar je ta pojav tudi zelo redek.
Za motene kontrolne zanke je teoretično možna mutacija kontrolnih snovi v sistemih z negativnimi povratnimi informacijami. V endokrinem sistemu so pred kratkim mutacije leptina povezane z debelostjo pri majhnih otrocih.
Ker zanke biološkega nadzora predstavljajo tesno povezana omrežja, lahko napaka povratne informacije v samo enem od sistemov povzroči napake tudi v drugih sistemih. Zato so simptomi napake v povratnih informacijah izjemno raznoliki. To še posebej velja za hormonski sistem, saj so njegove kontrolne zanke v posebno tesni interakciji. Poleg hormonskih pritožb lahko težave z lastno termoregulacijo telesa nastanejo tudi zaradi napak v negativnih povratnih informacijah.
