Feedback

In de biologie en geneeskunde worden feedbackmechanismen gebruikt om verschillende evenwichtstoestanden binnen een systeem te behouden. Dit wordt ook wel homeostase genoemd. Zo'n Feedback kan worden gevonden in het lichaam, bijvoorbeeld bij het handhaven van de lichaamstemperatuur en in het endocriene systeem. Feedback wordt ook wel Feedback.

Wat is de feedback?

Bij feedback wordt onderscheid gemaakt tussen negatieve en positieve feedbackprocessen. Negatieve feedback is meestal negatieve feedback. Hier heeft de outputvariabele in het systeem een ​​remmende werking op de inputvariabele. De positieve feedback daarentegen behoort tot de positieve feedbackprocessen.

Het feedbackmechanisme is precies het tegenovergestelde van het negatieve feedbackmechanisme. De uitgangsvariabele versterkt hier de ingangsvariabele. Een voorbeeld van positieve feedback is de zogenaamde vicieuze cirkel.

Functie en taak

Feedbackmechanismen zijn essentieel voor het handhaven van het evenwicht binnen verschillende lichaamssystemen. Homeostase (balans) daarentegen is belangrijk zodat alle lichaamsprocessen op een fysiologische manier kunnen plaatsvinden. Zo kunnen zelfs kleine schommelingen in de pH-waarde van het bloed levensbedreigende gevolgen hebben voor het menselijk lichaam.

Negatieve feedback, een vorm van negatieve feedback, is een belangrijk element van de homeostatische regelkring. Het doel van tegenkoppeling is om een ​​bepaalde variabele binnen de regellus te stabiliseren. Een negatieve terugkoppeling treedt altijd op als het eindproduct in de regellus een remmende, d.w.z. remmende werking heeft op het product dat aan het begin van de reactieketen staat.

Negatieve feedback is dus een zelfreducerend mechanisme. Dit is een van de basisreacties bij metabole regulatie en maakt daarom deel uit van veel processen in het lichaam. Een voorbeeld van een negatief feedbackmechanisme is de hormonale regellus van de schildklier, ook wel bekend als de schildklierregellus. De schildklier produceert de hormonen trijoodthyronine (T3) en tetraiodothyronine (T4) en slaat deze op. Wanneer en in welke concentratie de hormonen in het bloed worden gebracht, wordt bepaald door het hormonale stuurcircuit.

De hypothalamus en de hypofyse spelen een belangrijke rol in dit controlesysteem. De hypofyse meet het schildklierhormoonniveau in het bloed en geeft het schildklierstimulerend hormoon (TSH) af als er een tekort is aan T3 en T4. TSH, ook wel thyrotropine genoemd, heeft een groeistimulerend effect op de schildklier en stimuleert tevens de aanmaak van hormonen. Omgekeerd remmen te veel schildklierhormonen in het bloed de afgifte van TSH, waardoor de schildklier vervolgens de aanmaak van schildklierhormonen vermindert.

Naast deze hoofdregellus zijn er nog andere feedbacklussen in de schildklierregellus zoals de Brokken-Wiersinga-Prummel-regellus of regeling door feedback met de hypothalamus en het daar geproduceerde thyrotropine-releasing hormoon (TRH).

Er is altijd positieve feedback wanneer de uitgangsvariabele een versterkend effect op zichzelf heeft in een systeem. Het maakt deel uit van de positieve feedback. Er zijn zeer weinig fysiologische positieve feedbackmechanismen in het lichaam. Een voorbeeld van positieve feedback is de melkproductie bij pas bevallen vrouwen. Het zogen van de baby aan de borst van de moeder stimuleert de aanmaak van het hormoon oxytocine. Dit stimuleert op zijn beurt de productie van melk in de borst. Hierdoor drinkt het kind meer, komt er meer oxytocine vrij en stijgt de melkproductie weer. Als het kind niet meer op de borst wordt gelegd om te drinken, daalt het oxytocinegehalte en neemt de melkproductie af.

Pathologische positieve feedbackprocessen in de vorm van een vicieuze cirkel komen vaker voor in het lichaam.

Uw medicatie vindt u hier

Ziekten en aandoeningen

Een voorbeeld van een positief feedbackmechanisme in het beloop van een ziekte is hartfalen. Hartfalen is wanneer het hart niet langer in staat is om het bloedvolume te leveren dat het lichaam nodig heeft. Hierdoor is er een verminderde fysieke veerkracht. Veelvoorkomende oorzaken van hartfalen zijn hartaanvallen, hoge bloeddruk of boezemfibrilleren. Hartklepdefecten kunnen ook leiden tot hartfalen.

Het lichaam probeert dit hartfalen te compenseren door de weerstand van de bloedvaten te verlagen waardoor het hart minder kracht hoeft uit te oefenen bij het pompen. Daarnaast neemt de pompcapaciteit van het hart per minuut toe, waardoor het hart sneller klopt. Door de verwijding van de bloedvaten komt er echter te weinig bloed in de perifere bloedvaten, bijvoorbeeld in de nieren. In de niervaten registreren gespecialiseerde cellen de bloeddruk en, als de bloeddruk te laag is, gebruiken ze een hormonaal controlecircuit, het renine-angiotensine-aldosteronsysteem, om de bloeddruk te verhogen. Hiervoor wordt meer water uit de urine gehaald, waardoor het bloedvolume en daarmee de druk in de bloedvaten toeneemt. Om het verhoogde bloedvolume door het lichaam te pompen, moet het beschadigde hart nu nog meer kracht uitoefenen dan voorheen. De toestand van het hart verslechtert en het hartfalen neemt toe.

Ziekten in het lichaam kunnen echter ook ontstaan ​​door verstoringen in negatieve feedbackloops. In de schildklierregellus leiden verstoringen in de feedback tot een overactieve of een te trage schildklier. Bij schildklierautonomie werkt de schildklier volledig onafhankelijk van de regellus.

Een storing in de regelkring kan ook worden veroorzaakt door een auto-immuunziekte. Bij de ziekte van Graves maakt het lichaam bijvoorbeeld zogenaamde TSH-receptor-auto-antilichamen aan. Deze hebben hetzelfde effect op de schildklier als TSH in de hypofyse, waardoor deze TSH-receptor auto-antilichamen leiden tot een verhoogde productie van schildklierhormonen. De hypofyse heeft dan geen enkele invloed meer op de activiteiten van de schildklier, het gehele negatieve feedbackmechanisme blijft volledig ineffectief. Het resultaat is hyperthyreoïdie met symptomen als haaruitval, diarree, warmte-intolerantie, gewichtsverlies en osteoporose.