Negative feedback-sløjfer spiller en vigtig rolle i, hvor mange af systemerne i menneskekroppen, der forbliver i kontrol. En negativ feedback-loop, også kendt som en hæmmende loop, er en type selvregulerende system. I en negativ feedback loop øget outputfrasystemet hæmmer fremtidig produktionvedsystemet. Med andre ord styrer systemet, hvor meget produkt det producerer ved at lukke produktionen, når outputniveauer eller mængden af akkumuleret produkt bliver for højt.
Negative feedback-systemer er ansvarlige for mange typer hormonregulering i menneskekroppen. De er gode til at opretholde relativt konstante outputniveauer.
David P. Hall / Getty ImagesNegative feedback-sløjfer styrer produktionen
Forestil dig, at kroppen er en fabrik, der fremstiller Produkt X. Forestil dig desuden, at det at lave for meget Produkt X er dyrt og spild. Derfor har kroppen brug for en måde at lukke fabrikken på, når der er lavet nok produkt X. Det gør dette gennem en negativ feedback-loop. Hvad det betyder er, at produktionshastigheden er følsom over for mængden af produkt X. Når den begynder at opbygge, sænkes produktionen og stopper derefter.
Det kan hjælpe med at tænke på fabrikken som en stor stor samlebånd, der fodrer hylder i slutningen. Når hylderne bliver fulde, skal linjen sænkes. Der er ingen steder at placere produktet. Men hvis hylderne er tomme, er der masser af plads. Samlebåndet kan komme op, indtil hylderne er fulde igen. Jo mere lydhør samlebåndet er, desto mere kan fabrikken holde hylderne fyldt på det rigtige niveau hele tiden.
Det modsatte af dette ville være en positiv feedback-loop. I så fald, jo mere produkt X der var, jo hurtigere ville anlægget gøre mere. Denne type system kommer let ud af kontrol. I modsætning hertil er en negativ feedback-loop selvregulerende.
Eksempler
En meget velkendt negativ feedback-loop er den kvindelige menstruationscyklus. Hypothalamus producerer gonadotropinfrigivende hormon (GnRH). GnRH signalerer hypofysen om at producere follikelstimulerende hormon (FSH). FSH beder æggestokkene om at producere østrogen. Høje niveauer af østrogen (såvel som progesteron og testosteron, som reguleres gennem lignende sløjfer) hæmmer derefter produktionen af GnRH. Dette får hypofysen til at fremstille mindre FSH, hvilket igen får æggestokkene til at producere mindre østrogen.
En anden negativ feedback-sløjfe regulerer vaginal surhedsgrad.Den normale vaginale pH er ca. 4 - let sur. Dette hjælper med at forhindre væksten af problematiske bakterier og kønssygdomme. Faktisk er et af kendetegnene ved bakteriel vaginose en pH på over 5. Mælkesyren, der opretholder denne pH, er lavet af lactobaciller - en del af den normale vaginale flora. Disse bakterier vokser hurtigere og producerer mere syre ved højere pH. Derefter, når pH kommer tæt på 4, sænkes de op og stopper. Sådan reguleres pH i skeden. Det forklarer også nogle af forskellene i forskellige kvinders vaginale pH. PH varierer afhængigt af de specifikke bakterier, der er til stede.
Søger Homeostase
Et nøgleord, der er vigtigt for at forstå negative feedback-sløjfer, erhomøostase. Homeostase defineres som et systems tendens til stabilitet. Homeostase er meget vigtigt i den menneskelige krop. Mange systemer er nødt til selvregulering for at kroppen kan forblive i optimale sundhedsområder.
Nogle systemer, der regulerer gennem negativ feedback for at opnå homeostase, inkluderer:
- Blodtryk
- Kropstemperatur
- Blodsukker
Når enkeltpersoner har problemer med at vedligeholde disse systemer, kan det skyldes en sygdomstilstand, der påvirker den ansvarlige negative feedback-loop.
F.eks. Reagerer bugspytkirtlen ikke ordentligt på forhøjet blodsukker ved at producere mere insulin i diabetes. I type 1-diabetes skyldes dette, at der ikke er nogen tilgængelige celler til at fremstille insulin. En persons immunsystem har beskadiget eller ødelagt "fabrikken".
I type 2-diabetes skyldes dette, at bugspytkirtlen ikke er så følsom over for blodsukkersignaler fra kroppen. Derfor producerer det ikkenok insulin som reaktion på blodsukkeret stiger. I begge tilfælde er personen ikke længere i stand til at opretholde homøostase i deres blodsukkersystem uden hjælp fra medicinsk eller adfærdsmæssig intervention.
