Πώς λειτουργούν οι βρόχοι ανατροφοδότησης στο σώμα;
Πίνακας περιεχομένων:
- Βίντεο της ημέρας
- Αρνητική ανάδραση
- Θετική Ανατροφοδότηση
- Ένα κοινό είδος βρόχου αρνητικής ανάδρασης είναι η αναστολή ανάδρασης, όπου το προϊόν μιας βιοχημικής οδού αναστέλλει ένα ένζυμο ή ένζυμα υψηλότερα στο μονοπάτι, αναστέλλοντας έτσι τη δική του παραγωγή. Αυτό συχνά λειτουργεί μέσω της λεγόμενης αλλοστερικής αναστολής, που σημαίνει ότι ένα μικρό μόριο δεσμεύεται σε ένα ένζυμο και αλλάζει το σχήμα του με τέτοιο τρόπο ώστε να μην μπορεί πλέον να εκτελεί τη συνήθη λειτουργία του. Η δέσμευση από έναν αλλοστερικό αναστολέα είναι αναστρέψιμη, έτσι ώστε το μικρό μόριο μπορεί επίσης να απελευθερωθεί από το ένζυμο. Το κλάσμα του ολικού ενζύμου που δεσμεύεται από τον αλλοστερικό αναστολέα σε δεδομένο χρόνο εξαρτάται από το πόσο αναστολέας υπάρχει, έτσι η δραστικότητα του ενζύμου μειώνεται ως επίπεδα αύξησης αλλοστερικού αναστολέα.
- Οι αρνητικοί κύκλοι ανάδρασης είναι άφθονοι στη φυσιολογία. Η θερμοκρασία του σώματος είναι ίσως το πιο προφανές παράδειγμα. Εάν η θερμοκρασία του σώματός σας βυθιστεί, το τμήμα του εγκεφάλου σας που ονομάζεται υποθάλαμος αισθάνεται την αλλαγή και αντιδρά με την ενεργοποίηση των μηχανισμών που αυξάνουν τη θερμοκρασία του σώματος, όπως το ρίγος. Εάν η θερμοκρασία αυξάνεται, αντίθετα, ο υποθάλαμος μπορεί να αντιδράσει με μηχανισμούς ενεργοποίησης όπως ιδρώτα για να μειώσει τη θερμοκρασία.Ο τοκετός, αντίθετα, είναι ένα παράδειγμα ενός βρόχου θετικής ανάδρασης. Οι συσπάσεις προκαλούν έκκριση της ορμόνης οξυτοκίνη, η οποία με τη σειρά της προκαλεί περισσότερες συσπάσεις, δημιουργώντας ένα βρόχο ανατροφοδότησης που συνεχίζει μέχρι το μωρό να εξαναγκάζεται από το σώμα της μητέρας.
Οι βρόχοι ανάδρασης είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της ανθρώπινης βιοχημείας και φυσιολογίας. Είτε κοιτάζετε τη γλυκόζη στο αίμα, είτε τον οπισθορυθμό είτε την χημεία του αίματος, θα βρείτε βρόχους ανατροφοδότησης που αποτελούν αναπόσπαστο μέρος της διατήρησης σταθερών συνθηκών στο σώμα σας. Σε γενικές γραμμές, οι βρόχοι ανατροφοδότησης στη βιολογία έρχονται σε δύο διαφορετικές γεύσεις: θετική ανάδραση και αρνητική ανάδραση. Το τελευταίο είναι μακράν το πιο κοινό από τα δύο.
Βίντεο της ημέρας
Αρνητική ανάδραση
Ένας αρνητικός βρόχος ανατροφοδότησης είναι λίγο σαν ένα θερμοστάτη. Όταν πέσει η θερμοκρασία στο κτίριο γραφείων σας, ο θερμοστάτης μπαίνει στον θερμαντήρα. Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, αντίθετα, κλωτσάει τον κλιματισμό. Είτε έτσι είτε αλλιώς, όταν αλλάζει η θερμοκρασία, ο θερμοστάτης εξουδετερώνει την αλλαγή. Οι αρνητικοί βρόχοι ανατροφοδότησης στο σώμα σας συμπεριφέρονται με παρόμοιο τρόπο. Μια αλλαγή σε μια μεταβλητή όπως η θερμοκρασία ή η συγκέντρωση γλυκόζης στο αίμα ενεργοποιεί μια διαδικασία που αντισταθμίζει την αρχική αλλαγή.
Θετική Ανατροφοδότηση
Οι βρόχοι θετικής ανάδρασης είναι ακριβώς το αντίθετο. Όταν συμβαίνει μια αλλαγή στο σύστημα, ένας βρόχος θετικής ανάδρασης δρα για να τον επιδεινώσει και να τον ενισχύσει. Εάν ο θερμοστάτης σας λειτούργησε σε ένα θετικό βρόχο ανατροφοδότησης, για παράδειγμα, καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, ο θερμοστάτης θα ανταποκριθεί ενεργοποιώντας τον θερμαντήρα, αυξάνοντας ακόμη περισσότερο τη θερμοκρασία και προκαλώντας τον θερμοστάτη να ανταποκριθεί περιστρέφοντας τον θερμαντήρα ψηλότερα. Οι βρόχοι θετικής ανάδρασης τείνουν να αποσταθεροποιούν ένα σύστημα, προκαλώντας το να φτάσει σε ακραίες συνθήκες.
Ένα κοινό είδος βρόχου αρνητικής ανάδρασης είναι η αναστολή ανάδρασης, όπου το προϊόν μιας βιοχημικής οδού αναστέλλει ένα ένζυμο ή ένζυμα υψηλότερα στο μονοπάτι, αναστέλλοντας έτσι τη δική του παραγωγή. Αυτό συχνά λειτουργεί μέσω της λεγόμενης αλλοστερικής αναστολής, που σημαίνει ότι ένα μικρό μόριο δεσμεύεται σε ένα ένζυμο και αλλάζει το σχήμα του με τέτοιο τρόπο ώστε να μην μπορεί πλέον να εκτελεί τη συνήθη λειτουργία του. Η δέσμευση από έναν αλλοστερικό αναστολέα είναι αναστρέψιμη, έτσι ώστε το μικρό μόριο μπορεί επίσης να απελευθερωθεί από το ένζυμο. Το κλάσμα του ολικού ενζύμου που δεσμεύεται από τον αλλοστερικό αναστολέα σε δεδομένο χρόνο εξαρτάται από το πόσο αναστολέας υπάρχει, έτσι η δραστικότητα του ενζύμου μειώνεται ως επίπεδα αύξησης αλλοστερικού αναστολέα.
Παραδείγματα
