Miten palautelenkit kehossa toimivat?

Palautumissilmukat ovat ihmisen biokemian ja fysiologian keskeinen piirre. Olitpa sitten tarkastelemassa verensokeria, osmoregulaatiota tai veren kemiaa, palautelenkit ovat olennainen osa vakaiden olosuhteiden säilyttämistä kehossasi. Yleisesti ottaen biologian palautussilmukat tulevat kahteen eri makuun: positiivinen palaute ja negatiivinen palaute. Jälkimmäinen on selvästi yleisempää näistä kahdesta.

Päivän video

Negatiivinen palaute

Negatiivinen palautepiiri on vähän kuin termostaatti. Kun toimistotalon lämpötila putoaa, termostaatti painuu lämmittimeen. Kun lämpötila nousee, sen sijaan se potkaisee ilmastointia. Joka tapauksessa, kun lämpötila muuttuu, termostaatti estää muutoksen. Negatiiviset palautelenkit kehossa toimivat samalla tavalla. Muuttuvan lämpötilan tai verensokerin pitoisuuden muutos aiheuttaa prosessin, joka estää alkuperäisen muutoksen.

Positiivinen palaute

Positiiviset palauteilmoitukset ovat päinvastoin. Kun järjestelmässä tapahtuu muutos, positiivinen takaisinkytkentäsilmukka pahentaa ja täydentää sitä. Jos termostaatti toimisi esimerkiksi positiivisessa takaisinkytkentäsilmukassa lämpötilan kasvaessa, termostaatti reagoi käynnistämällä lämmittimen, lisää lämpötilaa entisestään ja aiheuttaa termostaatin reagoimisen kääntämällä lämmitintä korkeammalle. Positiiviset takaisinkytkentäsilmukat pyrkivät dynaamaan järjestelmää aiheuttaen sen äärimmilleen.

Palaute Inhibitiota

Yleinen negatiivisen takaisinkytkentäpiirin takaisinkytkennän estäminen, jossa biokemiallisen reitin tuote estää entsyymiä tai entsyymejä korkeammalla reitillä estäen siten omaa tuotantoaan. Tämä toimii usein niin kutsutun allosterinen eston kautta, mikä tarkoittaa sitä, että pieni molekyyli sitoutuu entsyymiin ja muuttaa sen muotoa siten, ettei se enää pysty käyttämään tavanomaista toimintaa. Sitoutuminen allosterisen estäjän kanssa on käännettävissä, joten pieni molekyyli voi myös tulla entsyymin irtoamiselta. Allosteerisen inhibiittorin jokaisella tiettynä ajanjaksona sitoutuneen kokonaisentsyymin fraktio riippuu siitä, kuinka paljon inhibiittoria on läsnä, joten entsyymin aktiivisuus vähenee allosterisen inhibiittorin kasvun tasoina.

Esimerkkejä

Negatiiviset palautussilmukat ovat runsaasti fysiologiassa. Kehon lämpötila on ehkä ilmeisin esimerkki. Jos kehon lämpötila imeytyy, osa aivoistasi kutsutaan hypotalamuksen aistimiseksi muutokseksi ja reagoi käynnistämällä mekanismeja, jotka lisäävät kehon lämpötilaa kuin väristykset. Jos lämpötila nousee, sen sijaan hypotalamus voi reagoida käynnistämällä mekanismeja kuten hikoilu lämpötilan alentamiseksi.Synnytys on sitä vastoin esimerkki positiivisesta takaisinkytkentäsilmukasta. Supistumiset aiheuttavat hormonin oksitosiinin eritystä, mikä puolestaan ​​aiheuttaa enemmän supistuksia ja luo takaisinkytkentäsilmukan, joka jatkuu kunnes vauva pakotetaan äidin kehosta.