Pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego jest rodzajem samoregulującego się układu. W tego typu sprzężeniu zwrotnym zwiększona moc wyjściowa z systemu hamuje przyszłą produkcję przez system. Innymi słowy, system kontroluje ilość wytwarzanego przez siebie produktu, zamykając produkcję, gdy poziom produkcji lub ilość nagromadzonego produktu staje się zbyt wysoka. Negatywne systemy sprzężenia zwrotnego są odpowiedzialne za wiele rodzajów regulacji hormonów w ludzkim ciele. Są dobrzy w utrzymywaniu względnie stałych poziomów wydajności.
Znany również jako: pętla inhibicyjna
Ciało jako fabryka - sprzężenie zwrotne zarządza produkcją
Wyobraź sobie, że ciało jest fabryką wytwarzającą Produkt X. Ponadto wyobraź sobie, że wytwarzanie zbyt dużej ilości Produktu X jest kosztowne i nieekonomiczne. Dlatego organizm potrzebuje sposobu na zamknięcie fabryki, gdy zostanie wytworzona wystarczająca ilość produktu X. Czyni to poprzez ujemną pętlę sprzężenia zwrotnego. Oznacza to, że szybkość produkcji jest wrażliwa na ilość Produktu X. Kiedy zaczyna się budować, produkcja spowalnia, a następnie zatrzymuje się. Przeciwieństwem tego byłaby pętla pozytywnego sprzężenia zwrotnego. W takim przypadku im więcej produktów X było, tym szybciej roślina wyprodukowałaby więcej. Ten rodzaj systemu łatwo wymyka się spod kontroli. Natomiast pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego jest samoregulująca.
Przykłady pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego w układzie rozrodczym
Jednym z bardzo dobrze rozumianych pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego jest żeński cykl menstruacyjny . Podwzgórze produkuje hormon uwalniający gonadotropiny (GnRH).
GnRH sygnalizuje przysadkę mózgową do produkcji hormonu folikulotropowego (FSH). FSH mówi jajnikom o wytwarzaniu estrogenu. Wysoki poziom estrogenu (a także progesteronu i testosteronu, które są regulowane przez podobne pętle) hamuje jednak produkcję GnRH. To powoduje, że przysadka wytwarza mniej FSH, co z kolei powoduje, że jajniki wytwarzają mniej estrogenu.
Kolejna pętla sprzężenia zwrotnego reguluje kwasowość pochwy. Normalne pH pochwy wynosi około 4 - umiarkowanie kwaśne. Pomaga to zapobiegać rozwojowi problematycznych bakterii i chorób przenoszonych drogą płciową . W rzeczywistości jednym z wyróżników bakteryjnego zapalenia pochwy jest pH powyżej 5. Kwas mlekowy, który utrzymuje to pH, jest wytwarzany przez pałeczki kwasu mlekowego - część normalnej flory pochwowej . Bakterie te rosną szybciej i produkują więcej kwasu przy wyższym pH. Następnie, gdy pH zbliży się do 4, spowolnią i zatrzymają się. W ten sposób pH jest regulowane w pochwie. Wyjaśnia również niektóre różnice w pH pochwy u różnych kobiet. PH zależy od konkretnych bakterii, które są obecne.
Źródła:
Boskey ER, Cone RA, Whaley KJ, Moench TR. Początki kwasowości pochwy: wysoki stosunek D / L-mleczanu jest zgodny z tym, że bakterie są głównym źródłem. Hum Reprod. 2001 Sep; 16 (9): 1809-13.
Boskey ER, Telsch KM, Whaley KJ, Moench TR, Cone RA. Produkcja kwasu przez florę pochwy in vitro jest zgodna z szybkością i zakresem zakwaszenia pochwy. Infect Immun. 1999 Październik; 67 (10): 5170-5.