Bioloģijā un medicīnā atgriezeniskās saites mehānismi kalpo dažādu līdzsvara stāvokļu uzturēšanai sistēmā. To sauc arī par homeostāzi. Šādas atsauksmes ir atrodamas organismā, piemēram, ķermeņa temperatūras uzturēšanā un hormonālajā sistēmā. Atsauksmes sauc arī par atgriezenisko saiti.
Kas ir atsauksmes?
Pozitīvu atsauksmju piemērs ir piens ražošana sievietēm, kuras nesen dzemdējušas. Zīdainis nepieredzējis mātes krūtis, stimulē hormona veidošanos oksitocīns. Atsauksmēs tiek nošķirti pret- un kopējās atgriezeniskās saites procesi. Negatīvu atsauksmju gadījumā tās parasti ir negatīvas atsauksmes. Šeit izejas mainīgajam sistēmā ir nomācoša ietekme uz ievades mainīgo. Savukārt pozitīvās atsauksmes pieder pie pozitīvās atgriezeniskās saites procesiem. Atgriezeniskās saites mehānisms ir tieši pretējs negatīvās atgriezeniskās saites mehānismam. Šeit izejas mainīgais pastiprina ievades mainīgo. Pozitīvas atsauksmes piemērs ir tā sauktais Circulus vitiosus.
Funkcija un uzdevums
Atsauksmes mehānismi ir būtiski, lai saglabātu līdzsvaru dažādās ķermeņa sistēmās. Homeostāze (līdzsvarot), savukārt, ir svarīgi, lai visi ķermeņa procesi notiktu fizioloģiskā veidā. Piemēram, pat nelielas svārstības asinis pH ir dzīvībai bīstamas sekas cilvēka ķermenim. Negatīva atgriezeniskā saite, negatīvas atgriezeniskās saites forma, ir svarīgs homeostatiskās kontroles cilpas elements. Negatīvās atgriezeniskās saites mērķis ir stabilizēt noteiktu mainīgo vadības lokā. Negatīva atgriezeniskā saite vienmēr rodas, ja kontroles cilpas galaproduktam ir inhibējoša iedarbība uz produktu reakcijas ķēdes sākumā. Tāpēc negatīvās atsauksmes ir pašsamazinošs mehānisms. Tas pieder pie vielmaiņas regulēšanas pamatreakcijām un tādējādi ir daļa no daudziem ķermeņa procesiem. Negatīvas atgriezeniskās saites mehānisma piemērs ir vairogdziedzeris, ko sauc arī par tirotropo kontroles cilpu. The vairogdziedzeris ražo un uzglabā hormoni trijodtironīns (T3) un tetraiodotironīns (T4). Kad un kurā koncentrācija o hormoni tiek izlaisti asinis nosaka hormonālās kontroles cilpa. The hipotalāmu un hipofīzes dziedzeris šajā kontroles ciklā ir svarīga loma. The hipofīzes dziedzeris pasākumus vairogdziedzera hormonu līmenis asinīs asinis un atbrīvo vairogdziedzeri stimulējošo hormonu (TSH), ja T3 un T4 trūkst. TSH, kas pazīstams arī kā tirotropīns, stimulē augšanu vairogdziedzeris un arī stimulē hormonu ražošanu. Un otrādi - pārāk daudz vairogdziedzera hormoni asinīs kavē izdalīšanos TSH, tā ka vairogdziedzeris attiecīgi samazina tā ražošanu vairogdziedzera hormoni. Papildus šai galvenajai kontroles cilpai vairogdziedzera kontroles lokā ir arī citas atgriezeniskās saites, piemēram, Brokken-Wiersinga-Prummel vadības cilpa vai regulēšana, izmantojot atgriezenisko saiti ar hipotalāmu un ar tur ražoto tirotropīnu atbrīvojošo hormonu (TRH). Pozitīvas atsauksmes vienmēr ir, ja sistēmas izejas mainīgajam ir pastiprinoša ietekme uz sevi. Tā ir daļa no pozitīvajām atsauksmēm. Fizioloģiski pozitīvas atgriezeniskās saites mehānismu organismā ir ļoti maz. Pozitīvu atsauksmju piemērs ir piens ražošana sievietēm dzemdībās. Zīdainis nepieredzējis mātes krūtis, stimulē hormona veidošanos oksitocīns. Tas savukārt stimulē piens ražošana krūtīs. Rezultātā mazulis dzer vairāk, vairāk oksitocīns līdz ar to izdalās un piena ražošana atkal palielinās. Ja bērnu vairs neliek dzert pie krūts, oksitocīna līmenis pazeminās un piena ražošana samazinās. Organismā biežāk sastopami patoloģiski pozitīvas atgriezeniskās saites procesi apburta loka veidā.
Slimības un kaites
Pozitīvas atgriezeniskās saites mehānisma piemērs slimības gaitā ir sirds neveiksme. sirds tiek teikts, ka mazspēja rodas tad, kad sirds vairs nespēj nodrošināt tilpums organismam nepieciešamo asiņu. Tā rezultātā ir samazināta fiziskā spēja. Parasti cēloņi sirds neveiksmes ir sirdslēkme, augsts asinsspiediens or priekškambaru fibrilācija. Sirds vārstuļa defekti var izraisīt arī sirds mazspēja.Ķermenis tagad mēģina to kompensēt sirds mazspēja samazinot asins pretestību kuģi lai sirdij sūknējot būtu jāpieliek mazāks spēks. Turklāt tiek palielināta sirds sūknēšanas jauda minūtē, kas nozīmē, ka sirds sitas ātrāk. Tomēr paplašināšanās dēļ kuģi, pārāk maz asiņu nonāk perifēros asinsvados, piemēram, nierēs. Iekš niere kuģi, specializētās šūnas reģistrē asinsspiediens un, ja asinsspiediens ir pārāk zems, izraisiet tā paaugstināšanos, izmantojot hormonālo kontroles shēmu renīns-angiotenzīns-aldosterons sistēmā. Lai to panāktu, vēl vairāk ūdens tiek iegūts no urīna, lai asinis tilpums palielinās un līdz ar to arī spiediens asinsvados. Lai sūknētu palielinātas asinis tilpums caur ķermeni bojātajai sirdij tagad jāpieliek vēl lielāks spēks nekā iepriekš. The stāvoklis no sirds pasliktinās un sirds mazspēja palielinās. Tomēr slimības organismā var rasties arī no negatīvās atgriezeniskās saites cēloņiem. Vairogdziedzera kontroles ķēdē traucējumi atgriezeniskās saites lokā vadīt uz abiem hipertiroīdisms or hipotireoze. Vairogdziedzera autonomijā vairogdziedzeris darbojas pilnīgi neatkarīgi no kontroles cilpas. Kontroles cilpas traucējumus var izraisīt arī autoimūna slimība. In Graves slimība, piemēram, ķermenis ražo tā saukto TSH receptoru autoantivielas. Tiem ir tāda pati ietekme uz vairogdziedzeri kā TSH hipofīzes dziedzeris, lai šie TSH receptori autoantivielas vadīt uz palielinātu vairogdziedzera hormoni. Pēc tam hipofīze vairs neietekmē vairogdziedzera darbību, un viss negatīvās atsauksmes mehānisms paliek pilnīgi neefektīvs. Rezultāts ir hipertiroīdisms ar tādiem simptomiem kā matu izkrišana, caureja, siltuma nepanesamība, svara zudums un osteoporoze.