Negatiivne tagasiside

All negatiivne tagasiside mõistetakse juhtsilmust, milles väljundmuutujal on sisendmuutujale pärssiv mõju. Inimese kehas on negatiivne tagasiside eriti oluline hormonaalse tasakaalu homöostaasi jaoks. Hormonaalse funktsiooni testi käigus uuritakse kontrollsilmuseid vigade suhtes.

Mis on negatiivne tagasiside?

Meditsiinilist tagasisidet nimetatakse ka tagasisideks ja see vastab bioloogilise kontrolli ahelale. Väljundmuutuja mõjutab sisendmuutujat nendes juhtimissilmustes. Tagasiside on inimorganismis valdavalt negatiivne.

Ka negatiivne tagasiside tuleb Negatiivne tagasiside kutsus. Nendes juhtsilmustes on väljundmuutujal sisendmuutujale pärssiv mõju. Selle ühenduse tõttu nimetatakse negatiivse tagasiside ahelate väljundmuutujat ka kontrolleriks. Negatiivse tagasiside vastand on positiivne tagasiside, kus väljund võimendab sisendit.

Küberneetilise süsteemi teooriat kasutatakse meditsiinis tagasisideahelate matemaatiliseks analüüsiks. Negatiivne tagasiside inimorganismis on kas subtraktiivsed pärssimised või jagatav tagasiside koos jagatava pärssimisega. Mõlemad negatiivse tagasiside tüübid koos positiivse tagasiside süsteemidega võtavad inimkehas regulatiivseid ülesandeid ja kontrollivad sellega näiteks näärmete sekretsiooni või hormoonide tasakaalu.

Tehnoloogia valdkonnas kasutatakse negatiivset tagasisidet juhtimiskontuuri tähenduses, näiteks temperatuuri reguleerimiseks termostaadi abil.

Funktsioon ja ülesanne

Negatiivne tagasiside loob homöostaasi. Sel viisil säilitate erinevates süsteemides tasakaalu lubatud piirides. Negatiivse tagasiside esimene samm on alati teatud koguse mõõtmine. Teises etapis kasutatakse mõõtmistulemusi vastavate väärtuste vähendamiseks. Negatiivne tagasiside on seetõttu regulaator, kuna see mängib rolli soojavereliste loomade organismis püsiva kehatemperatuuri hoidmisel.

Negatiivne tagasiside on geenitegevuse protsesside jaoks samuti ülioluline. Negatiivse tagasiside kontrollsilmused on sama olulised hormonaalse tasakaalu jaoks, mille tasakaal on paljude keha funktsioonide jaoks ülioluline. Et hoida hormoonide sekretsiooni näärmetest tasakaalus, pärsivad mõned hormoonid pärast vabanemist nende endi sünteesi. Neid hormoone tuntakse ka autokriinidena. Autokriinsete hormoonide sekreteerivad rakud on ise varustatud retseptoritega, millega vastav hormoon saab seostuda ja käivitada signaali kaskaadi sees.

Negatiivne tagasiside mängib adenohüpofüüsis peamiselt glandotroopsete rakkude aktiivsust. Ka siin mõjutab hormoonide sünteesi praegune hormoonide kontsentratsioon veres. Vere hormoonide süntees stimuleerib adenohüpofüüsi kontrollhormooni ja seeläbi stimuleerib edasist hormooni tootmist kas otse ajuripatsis või hüpotalamuse kaudu.

Näiteks on kahe hormooni CRH ja ACTH süntees rohkem pärsitud, seda suurem on glükokortikoidide kontsentratsioon veres. Samamoodi sünteesitakse hormoone TRH ja TSH vähem, seda kõrgem on kilpnäärme hormoonide sisaldus veres.

FSH, GnRH ja LH sünteesil on ka negatiivne tagasiside. Meestel pärsib sünteesi kõrge FSH, LH ja GnRH sisaldus veres. Naistel on aga östrogeenide, FSH ja LH kõrge kontsentratsioon nende hormoonide sünteesi pärssiv.

Kesknärvisüsteem käivitub tagasiside juhtimissüsteemina ja seega kogu tagasiside peamiseks prioriteediks, kus tagasiside süsteemid on põhimõtteliselt omavahel ühendatud. Eriti toimivad kilpnäärme hormonaalsed juhtimisahelad otseselt sellele juhtimiskeskusele ja pärsivad hormoonide stimuleerivate ainete vabanemist hüpotalamuses.

Haigused ja tervisehäired

Erinevad sündmused ja haigused kahjustavad hormonaalseid kontrolliahelaid ja seega inimkehas palju negatiivse tagasiside mehhanisme. Hormonaalse funktsiooni test kontrollib, kas hormonaalsed juhtimisahelad on terved. Nende pärssimis- ja stimulatsioonikatsete käigus süstitakse patsiendile kontrollhormoone. Kui kontrollhormoonide manustamine näitab vastavat mõju hormoonide tasakaalule, siis on kontrollkontuurid ja ka negatiivne tagasiside organismis tõenäoliselt puutumatud.

Kui hormonaalsed tagasisideahelad pole puutumatud, on enamikul juhtudest hormonaalsete näärmete endi rike. Teisest küljest võivad kõrgema taseme juhtimiskeskust mõjutada ka funktsionaalsed kaotused ja seega näiteks enam elundispetsiifilisi kontrollhormoone ei vabasta.

Kui hormonaalse süsteemi negatiivseid tagasisidemehhanisme ei seostata organite haigustega, kuid hormooni tootmist ei saa enam kontrollsilmuste kaudu reguleerida, võivad regulatiivsete probleemide põhjustajaks olla degenereerunud hormoonirakud. Kuid hormoonrakkude, näiteks kilpnäärmes, degeneratsioon on üsna haruldane. Hormoonid ise võivad ka teatud tingimustel degenereeruda ja seeläbi blokeerida negatiivse tagasiside juhtimissilmused. Kuid ka see nähtus on väga haruldane.

Häiritud kontrollsilmuste korral on teoreetiliselt võimalik negatiivsete tagasiside süsteemides sisalduvate kontrollainete muteerimine. Endokriinsüsteemis on leptiini mutatsioon olnud hiljuti seotud näiteks väikelaste rasvumisega.

Kuna bioloogilised juhtimissilmused esindavad tihedalt ühendatud võrke, võib tagasiside tõrge ühes süsteemis põhjustada vigu ka teistes süsteemides. Seetõttu on tagasiside vea sümptomid äärmiselt mitmekesised. See kehtib eriti hormonaalse süsteemi kohta, kuna selle juhtimissilmused on eriti tihedas koostoimel. Lisaks hormonaalsetele kaebustele võivad keha enda termoregulatsiooni probleemid olla tingitud ka negatiivse tagasiside vigadest.