Risposta

In biologia e medicina, i meccanismi di feedback vengono utilizzati per mantenere vari stati di equilibrio all'interno di un sistema. Si parla qui di omeostasi. Come Risposta si trovano nell'organismo, ad esempio, nel mantenimento della temperatura corporea e nel sistema endocrino. Il feedback è anche noto come Risposta.

Qual è il feedback?

Un esempio di feedback positivo è la produzione di latte nelle donne che hanno partorito di recente. La suzione del bambino sul seno della madre stimola la produzione dell'ormone ossitocina.

Quando si tratta di feedback, viene fatta una distinzione tra processi di feedback negativi e positivi. Il feedback negativo è per lo più feedback negativo. Qui la variabile di output nel sistema ha un effetto inibitorio sulla variabile di input. Il feedback positivo, invece, appartiene ai processi di feedback positivo.

Il meccanismo di feedback è esattamente l'opposto del meccanismo di feedback negativo. La variabile di output qui amplifica la variabile di input. Un esempio di feedback positivo è il cosiddetto circolo vizioso.

Funzione e compito

I meccanismi di feedback sono essenziali per mantenere l'equilibrio all'interno dei diversi sistemi corporei. L'omeostasi (equilibrio) è importante affinché tutti i processi del corpo possano svolgersi in modo fisiologico. Ad esempio, anche piccole fluttuazioni nel valore del pH del sangue possono avere conseguenze potenzialmente letali per il corpo umano.

Il feedback negativo, una forma di feedback negativo, è un elemento importante del ciclo di controllo omeostatico. Lo scopo del feedback negativo è stabilizzare una certa variabile all'interno del circuito di controllo. Un feedback negativo si verifica sempre quando il prodotto finale nel circuito di controllo ha un effetto inibitorio, ovvero inibitore, sul prodotto che si trova all'inizio della catena di reazione.

Quindi il feedback negativo è un meccanismo di auto-riduzione. Questa è una delle reazioni fondamentali nella regolazione metabolica ed è quindi parte di molti processi nel corpo. Un esempio di meccanismo di feedback negativo è il circuito di controllo ormonale della tiroide, noto anche come circuito di controllo della tiroide. La tiroide produce e immagazzina gli ormoni triiodotironina (T3) e tetraiodotironina (T4). Quando e in quale concentrazione gli ormoni vengono aggiunti al sangue è determinato dal circuito di controllo ormonale.

L'ipotalamo e la ghiandola pituitaria svolgono un ruolo importante in questo sistema di controllo. La ghiandola pituitaria misura il livello dell'ormone tiroideo nel sangue e rilascia l'ormone stimolante la tiroide (TSH) quando mancano T3 e T4. Il TSH, noto anche come tireotropina, ha un effetto stimolante la crescita sulla ghiandola tiroidea e stimola anche la produzione di ormoni. Al contrario, troppi ormoni tiroidei nel sangue inibiscono il rilascio di TSH, quindi la ghiandola tiroidea riduce successivamente la sua produzione di ormoni tiroidei.

Oltre a questo ciclo di controllo principale, ci sono altri circuiti di feedback nel ciclo di controllo della tiroide come il ciclo di controllo Brokken-Wiersinga-Prummel o la regolazione attraverso il feedback con l'ipotalamo e l'ormone di rilascio della tireotropina (TRH) prodotto lì.

C'è sempre un feedback positivo quando la variabile di uscita ha un effetto di rinforzo su se stessa in un sistema. Fa parte del feedback positivo. Ci sono pochissimi meccanismi fisiologici di feedback positivo nel corpo. Un esempio di feedback positivo è la produzione di latte nelle donne che hanno partorito di recente. La suzione del bambino sul seno della madre stimola la produzione dell'ormone ossitocina. Questo a sua volta stimola la produzione di latte nel seno. Di conseguenza, il bambino beve di più, viene rilasciata più ossitocina e la produzione di latte aumenta di nuovo. Se il bambino non viene più messo al seno da bere, il livello di ossitocina si abbassa e la produzione di latte diminuisce.

I processi di feedback positivo patologico sotto forma di un circolo vizioso sono più comuni nel corpo.

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Malattie e disturbi

Un esempio di meccanismo di feedback positivo nel corso di una malattia è l'insufficienza cardiaca. L'insufficienza cardiaca è quando il cuore non è più in grado di fornire il volume di sangue richiesto dal corpo. Di conseguenza, c'è una ridotta resilienza fisica. Cause comuni di insufficienza cardiaca sono attacchi di cuore, ipertensione o fibrillazione atriale. I difetti delle valvole cardiache possono anche provocare insufficienza cardiaca.

Il corpo cerca di compensare questa insufficienza cardiaca abbassando la resistenza dei vasi sanguigni in modo che il cuore debba esercitare meno forza durante il pompaggio. Inoltre, la capacità di pompaggio del cuore al minuto aumenta, il che significa che il cuore batte più velocemente. Tuttavia, l'allargamento dei vasi significa che troppo poco sangue arriva nei vasi sanguigni periferici, ad esempio nei reni. Nei vasi renali, cellule specializzate registrano la pressione sanguigna e, se la pressione sanguigna è troppo bassa, utilizzano un circuito di controllo ormonale, il sistema renina-angiotensina-aldosterone, per aumentare la pressione sanguigna. Per fare questo, viene recuperata più acqua dalle urine, in modo che il volume del sangue e quindi la pressione all'interno dei vasi sanguigni aumenti. Per pompare l'aumento del volume sanguigno attraverso il corpo, il cuore danneggiato ora deve esercitare una forza ancora maggiore di prima. La condizione del cuore peggiora e aumenta l'insufficienza cardiaca.

Tuttavia, le malattie del corpo possono anche derivare da disturbi nei circuiti di feedback negativi. Nel ciclo di controllo della tiroide, i disturbi nel feedback portano a una tiroide iperattiva oa una tiroide ipoattiva. Con l'autonomia della tiroide, la tiroide funziona in modo completamente indipendente dal circuito di controllo.

Un disturbo nel circuito di controllo può anche essere innescato da una malattia autoimmune. Nella malattia di Graves, ad esempio, il corpo produce i cosiddetti autoanticorpi recettori del TSH. Questi hanno lo stesso effetto sulla ghiandola tiroidea del TSH della ghiandola pituitaria, quindi questi autoanticorpi recettori del TSH portano ad un aumento della produzione di ormoni tiroidei. La ghiandola pituitaria quindi non ha più alcuna influenza sulle attività della ghiandola tiroidea, l'intero meccanismo di feedback negativo rimane completamente inefficace. Il risultato è l'ipertiroidismo con sintomi come perdita di capelli, diarrea, intolleranza al calore, perdita di peso e osteoporosi.