Umpan balik

Dalam biologi dan kedokteran, mekanisme umpan balik digunakan untuk mempertahankan berbagai keadaan keseimbangan dalam suatu sistem. Di sini orang berbicara tentang homeostasis. Seperti itu Umpan balik dapat ditemukan di dalam tubuh, misalnya, dalam menjaga suhu tubuh dan dalam sistem endokrin. Umpan balik juga dikenal sebagai Umpan balik.

Apa umpan baliknya?

Dalam hal umpan balik, perbedaan dibuat antara proses umpan balik negatif dan positif. Umpan balik negatif sebagian besar merupakan umpan balik negatif. Di sini variabel keluaran dalam sistem memiliki efek penghambat terhadap variabel masukan. Umpan balik positif, di sisi lain, termasuk dalam proses umpan balik positif.

Mekanisme umpan balik persis kebalikan dari mekanisme umpan balik negatif. Variabel keluaran di sini memperkuat variabel masukan. Contoh umpan balik positif adalah yang disebut lingkaran setan.

Fungsi & tugas

Mekanisme umpan balik sangat penting untuk menjaga keseimbangan dalam sistem tubuh yang berbeda. Homeostasis (keseimbangan) penting agar semua proses tubuh dapat berlangsung secara fisiologis. Misalnya, fluktuasi kecil dalam nilai pH darah dapat menimbulkan konsekuensi yang mengancam jiwa bagi tubuh manusia.

Umpan balik negatif, suatu bentuk umpan balik negatif, merupakan elemen penting dari loop kendali homeostatis. Tujuan dari umpan balik negatif adalah untuk menstabilkan variabel tertentu dalam lingkaran kontrol. Umpan balik negatif selalu ada ketika produk akhir dalam loop kontrol memiliki penghambatan, yaitu penghambatan, efek pada produk yang berada di awal rantai reaksi.

Jadi, umpan balik negatif adalah mekanisme pengurangan diri. Ini adalah salah satu reaksi dasar dalam regulasi metabolisme dan oleh karena itu merupakan bagian dari banyak proses dalam tubuh. Contoh mekanisme umpan balik negatif adalah lingkaran kontrol hormonal tiroid, yang juga dikenal sebagai lingkaran kontrol tiroid. Tiroid memproduksi dan menyimpan hormon triiodothyronine (T3) dan tetraiodothyronine (T4). Kapan dan dalam konsentrasi apa hormon ditambahkan ke darah ditentukan oleh sirkuit kendali hormonal.

Hipotalamus dan kelenjar pituitari berperan penting dalam sistem kendali ini. Kelenjar pituitari mengukur tingkat hormon tiroid dalam darah dan melepaskan hormon perangsang tiroid (TSH) ketika kekurangan T3 dan T4. TSH, juga dikenal sebagai tirotropin, memiliki efek perangsang pertumbuhan pada kelenjar tiroid dan juga merangsang produksi hormon. Sebaliknya, terlalu banyak hormon tiroid dalam darah menghambat pelepasan TSH, sehingga selanjutnya kelenjar tiroid menurunkan produksi hormon tiroidnya.

Selain loop kontrol utama ini, ada loop umpan balik lain dalam loop kontrol tiroid seperti loop kontrol Brokken-Wiersinga-Prummel atau regulasi melalui umpan balik dengan hipotalamus dan hormon pelepas tirotropin (TRH) yang diproduksi di sana.

Selalu ada umpan balik positif ketika variabel keluaran memiliki efek penguat pada dirinya sendiri dalam suatu sistem. Itu adalah bagian dari umpan balik positif. Ada sangat sedikit mekanisme umpan balik positif fisiologis dalam tubuh. Contoh umpan balik positif adalah produksi ASI pada wanita yang baru saja melahirkan. Menyusui bayi di payudara ibu merangsang produksi hormon oksitosin. Ini pada gilirannya merangsang produksi ASI di payudara. Akibatnya, anak minum lebih banyak, lebih banyak oksitosin dilepaskan dan produksi ASI meningkat lagi. Jika anak tidak lagi menyusu ke payudara untuk minum, kadar oksitosin turun dan produksi ASI menurun.

Proses umpan balik positif patologis dalam bentuk lingkaran setan lebih sering terjadi di tubuh.

Anda dapat menemukan obat Anda di sini

Penyakit & penyakit

Contoh mekanisme umpan balik positif dalam perjalanan penyakit adalah gagal jantung. Gagal jantung terjadi ketika jantung tidak lagi mampu menyediakan volume darah yang dibutuhkan tubuh. Akibatnya, ada penurunan ketahanan fisik. Penyebab umum gagal jantung adalah serangan jantung, tekanan darah tinggi, atau fibrilasi atrium. Cacat katup jantung juga dapat menyebabkan gagal jantung.

Tubuh mencoba mengkompensasi gagal jantung ini dengan menurunkan resistensi pembuluh darah sehingga jantung harus mengerahkan lebih sedikit tenaga saat memompa. Selain itu, kapasitas pemompaan jantung per menit meningkat, yang berarti jantung berdetak lebih cepat. Namun, pelebaran pembuluh darah berarti terlalu sedikit darah yang masuk ke pembuluh darah tepi, misalnya di ginjal. Di dalam pembuluh ginjal, sel-sel khusus mencatat tekanan darah dan, jika tekanan darah terlalu rendah, gunakan sirkuit kontrol hormonal, sistem renin-angiotensin-aldosteron, untuk menaikkan tekanan darah. Untuk melakukan ini, lebih banyak air diambil dari urin, sehingga volume darah dan tekanan di dalam pembuluh darah meningkat. Untuk memompa peningkatan volume darah ke seluruh tubuh, jantung yang rusak sekarang harus mengerahkan lebih banyak tenaga daripada sebelumnya. Kondisi jantung memburuk, dan gagal jantung meningkat.

Namun, penyakit di tubuh juga bisa timbul dari gangguan pada putaran umpan balik negatif. Dalam lingkaran kendali tiroid, gangguan pada umpan balik menyebabkan tiroid yang terlalu aktif atau tiroid yang kurang aktif. Dengan otonomi tiroid, tiroid bekerja sepenuhnya secara independen dari lingkaran kontrol.

Gangguan pada lingkaran kontrol juga dapat dipicu oleh penyakit autoimun. Dalam penyakit Graves, misalnya, tubuh menghasilkan apa yang disebut autoantibodi reseptor TSH. Ini memiliki efek yang sama pada kelenjar tiroid seperti TSH dari kelenjar pituitari, sehingga autoantibodi reseptor TSH ini menyebabkan peningkatan produksi hormon tiroid. Kelenjar pituitari tidak lagi berpengaruh pada aktivitas kelenjar tiroid, seluruh mekanisme umpan balik negatif tetap sama sekali tidak efektif. Hasilnya adalah hipertiroidisme dengan gejala seperti rambut rontok, diare, intoleransi panas, penurunan berat badan, dan osteoporosis.