Negativ tilbakemelding

Under negativ tilbakemelding en kontrollsløyfe forstås der utgangsvariabelen har en hemmende effekt på inngangsvariabelen. I menneskekroppen er negativ tilbakemelding spesielt viktig for homeostasen av den hormonelle balansen. Under den hormonelle funksjonstesten blir kontrolllykkene undersøkt for feil.

Hva er de negative tilbakemeldingene?

Den medisinske tilbakemeldingen kalles også tilbakemelding og tilsvarer en biologisk kontrollsløyfe. Utgangsvariabelen påvirker inngangsvariabelen i disse kontrollløkkene. Tilbakemeldinger er overveiende negative i den menneskelige organismen.

Negativ tilbakemelding blir det også Negativ tilbakemelding kalt. I disse kontrollløkkene har utgangsvariabelen en hemmende effekt på inngangsvariabelen. På grunn av denne tilkoblingen blir også utskriftsvariabelen for negative tilbakemeldingsløkker referert til som en kontroller. Det motsatte av negativ tilbakemelding er positiv tilbakemelding, der utgangen forsterker inngangen.

Den kybernetiske systemteorien brukes i medisin for matematisk analyse av tilbakemeldingsløkker. Den negative tilbakemeldingen i den menneskelige organismen er enten subtraktive hemninger eller splittende tilbakemeldinger med kvotienthemming. Begge typer negativ tilbakemelding, sammen med de positive tilbakemeldingssystemene, påtar seg reguleringsoppgaver i menneskekroppen og kontrollerer dermed for eksempel kjertelutskillelse eller hormonbalansen.

Innenfor teknologi brukes negativ tilbakemelding i betydningen en kontrollsløyfe, for eksempel for temperaturregulering av en termostat.

Funksjon & oppgave

Negativ tilbakemelding skaper homeostase. På denne måten opprettholder du likevekten i forskjellige systemer innenfor de tillatte grensene. Det første trinnet i negativ tilbakemelding er alltid å måle en viss mengde. I det andre trinnet brukes måleresultatene for å redusere de respektive verdiene. Negativ tilbakemelding er derfor en regulator, ettersom den spiller en rolle i å opprettholde en konstant kroppstemperatur i organismen til varmblodige dyr.

Imidlertid er negativ tilbakemelding også avgjørende for genaktivitetsprosesser. De negative tilbakekoblingskontrollsløyfene er like viktige for den hormonelle balansen, hvis balanse er avgjørende for mange kroppsfunksjoner. For å holde hormonsekresjonen fra kjertlene i balanse, hemmer for eksempel noen hormoner deres egen syntese etter at de er frigjort. Disse hormonene er også kjent som autokrine. Utskillelsescellene til autokrine hormoner er i seg selv utstyrt med reseptorer som det respektive hormonet kan binde og utløse en signalkaskade inni.

Den negative tilbakemeldingen spiller hovedsakelig en rolle for aktiviteten til de glandotropiske cellene i adenohypofysen. Også her påvirkes hormonsyntesen av den nåværende konsentrasjonen av hormoner i blodet. Syntesen av blodhormonene stimulerer kontrollhormonet til adenohypofysen og reduserer dermed videre hormonproduksjon enten direkte i hypofysen eller via hypothalamus.

Syntesen av de to hormonene CRH og ACTH, for eksempel, er mer hemmet jo høyere konsentrasjon av glukokortikoider i blodet. Tilsvarende syntetiseres hormonene TRH og TSH mindre, jo høyere nivå av skjoldbruskkjertelhormon i blodet.

Syntesen av FSH, GnRH og LH har også negative tilbakemeldinger. Hos menn hemmer et høyt blodnivå av FSH, LH og GnRH syntese. Hos kvinner har imidlertid en høy konsentrasjon av østrogener, FSH og LH en hemmende effekt på syntesen av disse hormonene.

Sentralnervesystemet trer i verk som feedback-kontrollsystemet og dermed toppprioriteten for all tilbakemelding, der tilbakemeldingssystemene i utgangspunktet er sammenkoblet. Spesielt virker de hormonelle kontrollkretsene til skjoldbruskkjertelen direkte på dette kontrollsenteret og hemmer frigjøring av hormonstimulerende stoffer i hypothalamus.

Sykdommer og plager

Ulike hendelser og sykdommer skader hormonelle kontrollkretser og dermed mange negative tilbakemeldingsmekanismer i menneskekroppen. Den hormonelle funksjonstesten sjekker om de hormonelle kontrollkretsene er intakte. Under disse inhiberings- og stimuleringstestene injiseres pasienten kontrollhormoner. Hvis administrering av kontrollhormoner viser tilsvarende effekter på hormonbalansen, er kontrollkretsene og også den negative tilbakemeldingen i organismen antagelig intakt.

Hvis hormonelle tilbakekoblingssløyfer ikke er intakte, er det i de fleste tilfeller en svikt i selve hormonkjertlene. På den annen side kan kontrollsenteret på høyere nivå også påvirkes av funksjonelle tap og dermed for eksempel ikke lenger frigjøre organspesifikke kontrollhormoner.

Hvis negative tilbakemeldingsmekanismer i det hormonelle systemet ikke er assosiert med organsykdommer, men hormonproduksjon ikke lenger kan reguleres via kontrollsløyfene, kan degenererte hormonceller være årsaken til reguleringsproblemene. Degenerasjonen av hormonceller som de i skjoldbruskkjertelen er imidlertid ganske sjelden. Hormonene i seg selv kan også utarte under visse omstendigheter og dermed deaktivere de negative tilbakekoblingskontrollsløyfene. Imidlertid er dette fenomenet også veldig sjeldent.

For forstyrrede kontrollløkker er en mutasjon av kontrollstoffene i negative tilbakemeldingssystemer teoretisk mulig. I det endokrine systemet har mutasjonen av leptin nylig blitt koblet, for eksempel til overvekt hos små barn.

Siden biologiske kontrollsløyfer representerer tettnettede nettverk, kan en tilbakemeldingsfeil i bare ett av systemene også forårsake feil i de andre systemene. Derfor er symptomene på tilbakemeldingsfeil ekstremt forskjellige. Dette gjelder spesielt for det hormonelle systemet, siden kontrollløkkene er i nært samspill. I tillegg til hormonelle klager, kan problemer med kroppens egen termoregulering også skyldes feil i den negative tilbakemeldingen.