Feedback negativo

Sotto il feedback negativo si intende un anello di controllo in cui la variabile di uscita ha un effetto inibitore sulla variabile di ingresso. Nel corpo umano, il feedback negativo è particolarmente importante per l'omeostasi dell'equilibrio ormonale. Durante il test di funzionalità ormonale, i circuiti di controllo vengono esaminati per gli errori.

Qual è il feedback negativo?

Il feedback medico è anche chiamato feedback e corrisponde a un ciclo di controllo biologico. La variabile di output influisce sulla variabile di input in questi cicli di controllo. Il feedback è prevalentemente negativo nell'organismo umano.

Anche il feedback negativo sarà Feedback negativo chiamato. In questi circuiti di controllo, la variabile di uscita ha un effetto inibitorio sulla variabile di ingresso. A causa di questa connessione, la variabile di uscita dei loop di feedback negativi viene anche chiamata controller. L'opposto del feedback negativo è il feedback positivo, in cui l'uscita amplifica l'input.

La teoria del sistema cibernetico viene utilizzata in medicina per l'analisi matematica dei cicli di feedback.Il feedback negativo nell'organismo umano è o inibizioni sottrattive o feedback divisivo con inibizione del quoziente. Entrambi i tipi di feedback negativo, insieme ai sistemi di feedback positivi, assumono compiti regolatori nel corpo umano e quindi controllano, ad esempio, la secrezione ghiandolare o l'equilibrio ormonale.

Nel campo della tecnologia, il feedback negativo viene utilizzato nel senso di un circuito di controllo, ad esempio per la regolazione della temperatura da parte di un termostato.

Funzione e compito

Il feedback negativo crea l'omeostasi. In questo modo si mantiene l'equilibrio nei vari sistemi entro i limiti consentiti. Il primo passo nel feedback negativo è sempre misurare una certa quantità. Nella seconda fase, i risultati della misurazione vengono utilizzati per ridurre i rispettivi valori. Il feedback negativo è quindi un regolatore, poiché svolge un ruolo, ad esempio, nel mantenere una temperatura corporea costante nell'organismo degli animali a sangue caldo.

Tuttavia, il feedback negativo è cruciale anche per i processi di attività genica. I circuiti di controllo del feedback negativo sono altrettanto importanti per l'equilibrio ormonale, il cui equilibrio è cruciale per molte funzioni del corpo. Per mantenere in equilibrio la secrezione ormonale dalle ghiandole, alcuni ormoni, ad esempio, inibiscono la propria sintesi dopo essere stati rilasciati. Questi ormoni sono anche noti come autocrini. Le cellule secernenti degli ormoni autocrini sono a loro volta dotate di recettori ai quali il rispettivo ormone può legarsi e innescare una cascata di segnali all'interno.

Il feedback negativo gioca principalmente un ruolo per l'attività delle cellule ghiandotropiche all'interno dell'adenoipofisi. Anche qui la sintesi degli ormoni è influenzata dall'attuale concentrazione di ormoni nel sangue. La sintesi degli ormoni del sangue stimola l'ormone di controllo dell'adenoipofisi e quindi riduce l'ulteriore produzione di ormoni direttamente a livello della ghiandola pituitaria o attraverso l'ipotalamo.

La sintesi dei due ormoni CRH e ACTH, ad esempio, è tanto più inibita quanto maggiore è la concentrazione di glucocorticoidi nel sangue. Allo stesso modo, gli ormoni TRH e TSH vengono sintetizzati meno, maggiore è il livello di ormone tiroideo nel sangue.

Anche la sintesi di FSH, GnRH e LH ha un feedback negativo. Negli uomini, un livello ematico elevato di FSH, LH e GnRH inibisce la sintesi. Nelle donne, invece, un'elevata concentrazione di estrogeni, FSH e LH ha un effetto inibitorio sulla sintesi di questi ormoni.

Il sistema nervoso centrale entra in azione come sistema di controllo del feedback e quindi la priorità assoluta di tutti i feedback, in cui i sistemi di feedback sono sostanzialmente interconnessi. In particolare, i circuiti di controllo ormonale della tiroide agiscono direttamente su questo centro di controllo e inibiscono il rilascio di sostanze ormonostimolanti nell'ipotalamo.

Malattie e disturbi

Vari eventi e malattie danneggiano i circuiti di controllo ormonale e quindi molti meccanismi di feedback negativo nel corpo umano. Il test di funzionalità ormonale verifica se i circuiti di controllo ormonale sono intatti. Durante questi test di inibizione e stimolazione, al paziente vengono iniettati ormoni di controllo. Se la somministrazione di ormoni di controllo mostra effetti corrispondenti sull'equilibrio ormonale, allora i circuiti di controllo e anche il feedback negativo nell'organismo sono probabilmente intatti.

Se i circuiti di feedback ormonali non sono intatti, nella maggior parte dei casi si verifica un guasto delle ghiandole ormonali stesse. D'altra parte, il centro di controllo di livello superiore può anche essere influenzato da perdite funzionali e quindi, ad esempio, non rilascia più ormoni di controllo organo-specifici.

Se i meccanismi di feedback negativo nel sistema ormonale non sono associati a malattie degli organi, ma la produzione di ormoni non può più essere regolata tramite i circuiti di controllo, le cellule ormonali degenerate possono essere la causa dei problemi di regolazione. Tuttavia, la degenerazione delle cellule ormonali come quelle della ghiandola tiroidea è piuttosto rara. Gli stessi ormoni possono, in determinate circostanze, degenerare e quindi disabilitare i circuiti di controllo del feedback negativo. Tuttavia, questo fenomeno è anche molto raro.

Per i circuiti di controllo disturbati, è teoricamente possibile una mutazione delle sostanze di controllo nei sistemi di feedback negativo. Nel sistema endocrino, la mutazione della leptina è stata recentemente collegata, ad esempio, all'obesità nei bambini piccoli.

Poiché i circuiti di controllo biologico rappresentano reti strettamente intrecciate, un errore di feedback in uno solo dei sistemi può causare errori anche negli altri sistemi. Quindi, i sintomi dell'errore di feedback sono estremamente diversi. Ciò è particolarmente vero per il sistema ormonale, poiché i suoi circuiti di controllo sono in interazione particolarmente stretta. Oltre ai disturbi ormonali, i problemi con la termoregolazione propria del corpo possono anche essere dovuti a errori nel feedback negativo.