Jako że specjalizuję się w cytatach, a wątek ma pełnić rolę edukacyjną, oto następna solidna porcja
.
Stąd kolejne mordercze pytanie w morderczym egzaminie na Eksperta Biosłone: Co to jest sprzężenie zwrotne?
Zwrotne oddziaływanie skutku określonego zjawiska na jego przyczynę.
Dodatnie sprzężenie zwrotne – skutek podtrzymuje przyczynę, stymulując dalsze narastanie skutku (np. częste ssanie podtrzymuje laktację).
Ujemne sprzężenie zwrotne – czynnik stymulujący działa dodatnio na czynnik hamujący, zaś czynnik hamujący działa ujemnie na czynnik stymulujący.
Zainteresowanym proponuję sobie przypomnieć cały rozdział 6 (Homeostaza) z tomu 1 (str. 65) albo
http://portal.bioslone.pl/homeostaza.
Tom 1, str. 65
1. Układy ujemnego sprzężenia zwrotnego
Podstawowym elementem utrzymania homeostazy jest układ ujemnego sprzężenia zwrotnego, w którym czynnik stymulujący działa dodatnio na czynnik hamujący, zaś czynnik hamujący działa ujemnie na czynnik stymulujący. Tak utrzymywana jest względna (dynamiczna) równowaga między obydwoma czynnikami.
Tom 1, str. 69
4. Zdrowie to homeostaza
Podstawowa jednostka ludzkiego organizmu, jaką jest komórka, może przeprowadzać wszystkie procesy życiowe (pobierać substancje odżywcze, przemieniać je na energię lub materię, wydalać produkty przemiany materii, rosnąć, rozmnażać się) dzięki milionom układów ujemnego sprzężenia zwrotnego. Miliardy komórek tworzących tkankę muszą być idealnie zgrane, by każda z nich pełniła tak samo tę samą funkcję, gdyż od tego zależy sprawność każdej tkanki. Jest to możliwe dzięki miliardom ujemnych sprzężeń zwrotnych, synchronizujących pracę poszczególnych komórek. Tkanki wchodzą w skład poszczególnych narządów, i tutaj także pojedyncze układy sprzężenia zwrotnego korygują pracę poszczególnych tkanek, by mogły funkcjonować jako jeden narząd. Ostatecznie wszystkie narządy tworzą coś tak niesłychanie skomplikowanego, jak ludzki organizm – najdoskonalszy twór w znanym nam wszechświecie. Ten doskonały twór nie potrafiłby funkcjonować, gdyby nie dynamiczna, a więc chwiejna równowaga, utrzymywana dzięki bilionom bilionów ujemnych sprzężeń zwrotnych.
Stężenie hormonów we krwi, utrzymanie pionowej pozycji ciała, temperatura ciała, ciśnienie krwi, częstotliwość skurczów serca, częstość i głębokość oddechów, kwasowość żołądka, płynów ustrojowych, wydzielin i wydalin, odbieranie bodźców – wszystko to jest realizowane dzięki miliardom ujemnych sprzężeń zwrotnych, nieprzerwanie dążących do utrzymania homeostazy, czyli dynamicznej równowagi między akcją a reakcją; między czynnikami stymulującymi a czynnikami hamującymi. Tak właśnie należy postrzegać zdrowie, jako dynamiczną równowagę między negatywnym wpływem czynników szkodliwych a zdolnością organizmu do obrony przed tymi czynnikami.
Tutaj dochodzimy do sedna sprawy: zdrowie nie jest dobrem, które można mieć. Mówi się, że zdrowiem można się cieszyć. Pytanie brzmi: jak długo. No i o to w gruncie rzeczy chodzi, że zdrowie to nieustająca walka organizmu jako całości o utrzymanie homeostazy, czyli dynamicznej równowagi wewnętrznej, pomimo negatywnego wpływu czynników środowiska zewnętrznego.
Przykłady układów ujemnego sprzężenia zwrotnego:Tom 2, str. 71
Wydzielanie parathormonu jest sterowane w często spotykanym w naturze układzie ujemnego sprzężenia zwrotnego (tom 1, str. 65). Czynnikiem stymulującym jest wydzielany przez przytarczyce parathormon, który uwalnia z kości wapń, zaś wzrost stężenia wapnia we krwi jest czynnikiem hamującym wydzielanie parathormonu przez przytarczyce. W ten sposób przytarczyce zapobiegają spadkowi stężenia we krwi wapnia poniżej fizjologicznego poziomu.
Tom 2, str. 72
Kalcytonina, wraz z parathormonem, uczestniczy w utrzymaniu homeostazy wapniowej organizmu, bowiem zapobiega, by stężenie wapnia we krwi nie przekroczyło poziomu fizjologicznego. W tym układzie ujemnego sprzężenia zwrotnego czynnikiem stymulującym jest wapń pokarmowy, który po wchłonięciu z przewodu pokarmowego pojawia się we krwi i, po osiągnięciu wysokiego stężenia, stymuluje tarczycę do wydzielania kalcytoniny. Jej działanie jest przeciwstawne do parathormonu, bowiem kalcytonina stymuluje przyswajanie nadwyżki wapnia w kościach. Gdy podaż wapnia pokarmowego jest większa niż fizjologiczna możliwość jego przyswojenia, dalszy wzrost stężenia kalcytoniny we krwi zmniejsza wchłanianie wapnia w jelicie cienkim i jednocześnie zwiększa jego wydalanie w nerkach. Po ustabilizowaniu się stężenia wapnia we krwi na poziomie fizjologicznym, wydzielanie kalcytoniny przez tarczycę ustaje. Niedobór kalcytoniny jest jedną z przyczyn osteoporozy.
Tom 2, str. 72
W sterowaniu stężeniem we krwi hormonów T3 i T4 uczestniczy przysadka mózgowa, wydzielająca hormon tyreotropinę (TSH), która w tym układzie ujemnego sprzężenia zwrotnego jest czynnikiem stymulującym tarczycę do wydzielania czynnika hamującego, tj. trójjodotyroniny (T3) i tyroksyny (T4). Wzrost stężenia we krwi hormonów tarczycy (T3 i T4) hamuje wydzielanie przez przysadkę mózgową hormonu TSH.
Ze stężenia we krwi hormonu przysadki mózgowej (TSH) można wyciągnąć wnioski o stężeniu we krwi hormonów tarczycy (T3 i T4). Są to jednak wnioski dość ogólne, wynikające z korelacji między hormonem przysadki mózgowej (TSH) a hormonami tarczycy (T3 i T4), sprowadzające się do trzech wariantów:
1. Wartość hormonu przysadki mózgowej TSH w granicach normy fizjologicznej oznacza, że układ ujemnego sprzężenia zwrotnego funkcjonuje prawidłowo, a zatem hormony tarczycy (T3 i T4) także są w granicach normy fizjologicznej. Najkorzystniej jest, gdy wartość TSH oscyluje w środkowych wartościach normy, bowiem zbliżenie TSH do wartości granicznej wskazuje na tendencję do nadczynności lub niedoczynności tarczycy.
2. Wartość TSH powyżej normy wskazuje na niedoczynność tarczycy, która (mimo stymulacji) nie wydziela dostatecznej ilości któregoś z hormonów hamujących (T3 lub T4), albo obydwu.
3. Wartość TSH poniżej normy wskazuje na nadczynność tarczycy, która wymknęła się spod kontroli i wydziela hormony samoistnie, mimo braku czynnika stymulującego.
Tom 2, str. 74
c. Wole guzowate nadczynne
Choroba ta zwykle rozwija się bezobjawowo i ujawnia w podeszłym wieku. Jej przyczyną jest powstanie w miąższu tarczycy jednego lub kilku guzków, zwanych gruczolakami toksycznymi, które produkują hormony tarczycy autonomicznie, czyli nie podlegają fizjologicznej kontroli sprzężenia zwrotnego, zależnego od TSH. Wysokie stężenie we krwi hormonów hamujących (T3 i T4) blokuje wydzielanie przez przysadkę mózgową hormonu stymulującego TSH, w związku z czym stężenie we krwi tego hormonu jest bardzo niskie.
Tom 2, str. 90
4. Nasz wpływ na metabolizm
My sami mamy istotny wpływ na ten najważniejszy życiowy proces, jakim jest przemiana materii. Nie chodzi tutaj o regulowanie czegoś środkami farmakologicznymi, gdyż to akurat może przynieść jedynie efekty negatywne. A sprawa jest bardzo poważna, bowiem coraz częściej na rynku pojawiają się rozmaite hormony, fitohormony i inne substancje regulujące przemianę materii jako tzw. dodatki do żywności, zwane suplementami diety. Producenci owych specyfików przekonują, że naszym organizmom owe wynalazki są nie tylko do czegoś potrzebne, ale wręcz niezbędne.
Tymczasem układ hormonalny składa się wprawdzie z pojedynczych układów wzajemnego sprzężenia zwrotnego, ale jest ich niesłychana ilość. I nie dość, że wszystkie one współpracują ze sobą, to jeszcze współpracują z układem nerwowym i odpornościowym, z którymi tworzą życiowo ważną dla organizmu homeostazę. Widać z tego, że grzebanie w tak niezmiernie skomplikowanym systemie jest z góry skazane na niepowodzenie, bo jeśli nawet uzyskamy pożądane efekty w interesującej nas przemianie materii, to rozregulujemy homeostazę organizmu, a za to w przyszłości przyjdzie nam słono zapłacić. Nie może być inaczej!