Negatieve feedback

Onder de negatieve feedback wordt verstaan ​​onder een regellus waarin de outputvariabele een remmende werking heeft op de inputvariabele. In het menselijk lichaam is negatieve feedback vooral belangrijk voor de homeostase van de hormonale balans. Tijdens de hormonale functietest worden de controlelussen op fouten onderzocht.

Wat is de negatieve feedback?

De medische feedback wordt ook wel feedback genoemd en komt overeen met een biologische regellus. De uitgangsvariabele heeft invloed op de ingangsvariabele in deze regellussen. Feedback is overwegend negatief in het menselijk organisme.

Negatieve feedback zal dat ook zijn Negatieve feedback gebeld. In deze regellussen heeft de uitgangsvariabele een remmende werking op de ingangsvariabele. Vanwege deze verbinding wordt de uitgangsvariabele van tegenkoppellussen ook wel controller genoemd. Het tegenovergestelde van negatieve feedback is positieve feedback, waarbij de output de input versterkt.

De cybernetische systeemtheorie wordt in de geneeskunde gebruikt voor de wiskundige analyse van feedbackloops.De negatieve feedback in het menselijk organisme is ofwel subtractieve remmingen of verdeeldheid zaaiende feedback met quotiënte remming. Beide soorten negatieve feedback, samen met de positieve feedbacksystemen, nemen regulerende taken op zich in het menselijk lichaam en controleren zo bijvoorbeeld de klierafscheiding of de hormoonbalans.

In de techniek wordt tegenkoppeling gebruikt in de zin van een regellus, bijvoorbeeld voor temperatuurregeling door een thermostaat.

Functie en taak

Negatieve feedback zorgt voor homeostase. Op deze manier houd je het evenwicht in verschillende systemen binnen de toelaatbare grenzen. De eerste stap bij negatieve feedback is altijd het meten van een bepaalde hoeveelheid. In de tweede stap worden de meetresultaten gebruikt om de respectievelijke waarden te verlagen. Negatieve feedback is dus een regulator, aangezien het bijvoorbeeld een rol speelt bij het constant houden van de lichaamstemperatuur in het organisme van warmbloedige dieren.

Negatieve feedback is echter ook cruciaal voor processen van genactiviteit. De negatieve feedback-regellussen zijn net zo belangrijk voor de hormonale balans, waarvan de balans cruciaal is voor veel lichaamsfuncties. Om de hormoonafscheiding uit de klieren in balans te houden, remmen sommige hormonen bijvoorbeeld hun eigen synthese nadat ze zijn vrijgegeven. Deze hormonen worden ook wel autocrien genoemd. De uitscheidende cellen van autocriene hormonen zijn zelf uitgerust met receptoren waaraan het betreffende hormoon kan binden en een signaalcascade binnenin kan triggeren.

De negatieve feedback speelt vooral een rol voor de activiteit van de glandotrope cellen binnen de adenohypofyse. Ook hier wordt de hormoonsynthese beïnvloed door de huidige concentratie hormonen in het bloed. De synthese van de bloedhormonen stimuleert het controlehormoon van de adenohypofyse en vermindert zo de verdere hormoonproductie, hetzij direct aan de hypofyse, hetzij via de hypothalamus.

De synthese van de twee hormonen CRH en ACTH wordt bijvoorbeeld meer geremd naarmate de concentratie glucocorticoïden in het bloed hoger is. Evenzo worden de hormonen TRH en TSH minder gesynthetiseerd, hoe hoger het schildklierhormoonniveau in het bloed.

De synthese van FSH, GnRH en LH heeft ook een negatieve feedback. Bij mannen remt een hoge bloedspiegel van FSH, LH en GnRH de synthese. Bij vrouwen daarentegen heeft een hoge concentratie oestrogenen, FSH en LH een remmende werking op de synthese van deze hormonen.

Het centrale zenuwstelsel treedt in werking als feedbackcontrolesysteem en dus de hoogste prioriteit van alle feedback, waarbij de feedbacksystemen in principe met elkaar zijn verbonden. In het bijzonder werken de hormonale controlecircuits van de schildklier rechtstreeks in op dit controlecentrum en remmen ze 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. Tijdens deze remmings- en stimulatietesten wordt de patiënt geïnjecteerd met controlehormonen. Als de toediening van controlehormonen overeenkomstige effecten op de hormoonbalans vertoont, dan zijn de controlecircuits en ook de negatieve feedback in het organisme waarschijnlijk intact.

Als hormonale feedbacklussen niet intact zijn, is er in de meeste gevallen sprake van een storing van de hormonale klieren zelf. Aan de andere kant kan het bovenliggende controlecentrum ook last hebben van functieverlies en dus bijvoorbeeld geen orgaanspecifieke controlehormonen meer afgeven.

Als negatieve feedbackmechanismen in het hormonale systeem niet samenhangen met orgaanziekten, maar de hormoonproductie niet meer via de controlelussen kan worden gereguleerd, kunnen gedegenereerde hormooncellen de oorzaak zijn van de reguleringsproblemen. De degeneratie van hormooncellen zoals die in de schildklier is echter vrij zeldzaam. De hormonen zelf kunnen onder bepaalde omstandigheden degenereren en zo de tegenkoppelingsregellussen uitschakelen. Dit fenomeen is echter ook zeer zeldzaam.

Bij verstoorde regellussen is een mutatie van de controlestoffen in tegenkoppelingssystemen theoretisch mogelijk. In het endocriene systeem is de mutatie van leptine onlangs in verband gebracht met bijvoorbeeld obesitas bij jonge kinderen.

Omdat biologische controlelussen nauw verweven netwerken vertegenwoordigen, kan een feedbackfout in slechts één van de systemen ook fouten in de andere systemen veroorzaken. Daarom zijn de symptomen van feedbackfouten buitengewoon divers. Dit geldt in het bijzonder voor het hormonale systeem, aangezien de controlelussen bijzonder nauw met elkaar in wisselwerking staan. Naast hormonale klachten zijn ook problemen met de lichaamseigen thermoregulatie terug te voeren op fouten in de negatieve feedback.