Hoe werken feedbacklussen in het lichaam?

Feedbacklussen zijn een opvallend kenmerk van menselijke biochemie en fysiologie. Of u nu naar bloedglucose, osmoregulatie of bloedchemie kijkt, u vindt feedbackloops een integraal onderdeel van het handhaven van stabiele omstandigheden in uw lichaam. Over het algemeen komen feedbackloops in de biologie in twee verschillende smaken: positieve feedback en negatieve feedback. De laatste is veruit de gebruikelijker van de twee.

Negatieve feedback

Een negatieve feedbacklus lijkt een beetje op een thermostaat. Wanneer de temperatuur in uw kantoorgebouw daalt, start de thermostaat op de kachel. Wanneer de temperatuur stijgt, daarentegen, wordt de airconditioning geactiveerd. Hoe dan ook, wanneer de temperatuur verandert, compenseert de thermostaat de verandering. Negatieve feedbacklussen in uw lichaam gedragen zich op dezelfde manier. Een verandering in een variabele zoals temperatuur of bloedglucoseconcentratie triggert een proces dat de oorspronkelijke verandering tegengaat.

Positieve feedback

Positieve feedbacklussen zijn precies het tegenovergestelde. Wanneer er een verandering in het systeem optreedt, werkt een positieve feedbacklus om deze te verergeren en te versterken. Als je thermostaat aan een positieve feedbacklus werkte, bijvoorbeeld als de temperatuur steeg, reageerde de thermostaat door de verwarming in te schakelen, waardoor de temperatuur nog meer werd verhoogd en de thermostaat reageerde door de verwarming nog hoger te laten draaien. Positieve feedbacklussen hebben de neiging een systeem te destabiliseren door het tot een extreem te maken.

Feedback-inhibitie

Een veelvoorkomende soort negatieve feedbacklus is feedback-inhibitie, waarbij het product van een biochemische route een enzym remt of enzymen hoger in het pad, waardoor de eigen productie wordt geremd. Dit werkt vaak door zogenaamde allosterische remming, wat betekent dat een klein molecuul bindt aan een enzym en zijn vorm zodanig verandert dat het zijn gebruikelijke functie niet meer kan vervullen. Binding door een allosterische remmer is omkeerbaar, dus de kleine molecule kan ook loskomen van het enzym. De fractie van het totale enzym gebonden door de allosterische remmer op een bepaald moment hangt af van hoeveel remmer aanwezig is, dus de activiteit van het enzym neemt af naarmate de niveaus van de allosterische remmer toenemen.

Voorbeelden

Negatieve feedback Er zijn veel lussen in de fysiologie. De lichaamstemperatuur is misschien het meest voor de hand liggende voorbeeld. Als je lichaamstemperatuur zakt, neemt het deel van je hersenen dat de hypothalamus wordt genoemd, de verandering waar en reageert met activerende mechanismen die de lichaamstemperatuur verhogen, zoals rillen. Als de temperatuur stijgt, kan de hypothalamus daarentegen reageren door mechanismen als zweten te triggeren om de temperatuur te verlagen. De bevalling daarentegen is een voorbeeld van een positieve feedbacklus. Contracties induceren afscheiding van het hormoon oxytocine, dat op zijn beurt meer samentrekkingen induceert, waardoor een feedbacklus ontstaat die voortduurt totdat de baby uit het lichaam van de moeder wordt gedwongen.