לולאת בקרה: פונקציה, משימות, תפקיד ומחלות

מעגלי הרגולציה בגוף האדם מקיימים משתנים ותהליכים חיוניים שונים. ערך ה- pH, ה- דם רמת ההורמונים, טמפרטורת הגוף או חמצן מתח הדם נשמר קבוע בעזרת מעגלי בקרה.

מהי לולאת בקרה?

לולאת בקרה היא מערכת בקרה שיכולה לשלוט על תהליכים ופונקציות שונות באורגניזם. לדוגמא, pH נשמר קבוע בעזרת לולאות בקרה. לולאת בקרה היא מערכת בקרה שיכולה לשלוט על תהליכים ופונקציות שונות באורגניזם. לרוב הפונקציות יש לולאת בקרה משלהן. לולאת בקרה יכולה לרוץ באיבר היעד עצמו או להיות נשלטת על ידי איבר ברמה גבוהה יותר. איברים עליונים שכאלה הם, למשל, המרכזי מערכת העצבים (CNS) או בלוטות הורמונים. מטרת לולאת הבקרה היא לשמור על משתנה מבוקר קבוע או להביא אותו לנקודת נקודה רצויה. ערך יעד זה נמדד על ידי קולטנים שונים ומושווה לערך הממשי הנוכחי. המפעיל בלולאת הבקרה ואז מתקן את הערך בפועל עד שהוא תואם את נקודת הקבע. מרבית לולאות השליטה בגוף האדם פועלות על פי עקרון המשוב השלילי.

פונקציה ומשימה

לולאת בקרה ידועה אחת בגוף האדם היא לולאת הבקרה התירוטרופית, המסדירה את פעילות ההורמונים של בלוטת התריס. ה בלוטת התריס (בלוטת התריס) מייצר את הורמונים טריודיוטירונין (T3), תירוקסין (T4), ו קלציטונין. השניים יוד-מֵכִיל הורמונים T3 ו- T4 מיוצרים בתאי האפיתל הזקיקים של בלוטת התריס. הם ממלאים תפקיד חשוב ב מטבוליזם אנרגיה ולהשפיע על גדילת האורגניזם. תפקידה של בלוטת התריס נשלט על ידי ההיפותלמוס ו בלוטת יותרת המוח דרך המעגל הרגולטורי התירוטרופי. ה בלוטת יותרת המוח מפריש הורמון מגרה בלוטת התריס (TSH). זה מגיע לתאי בלוטת התריס דרך זרם הדם. שם, TSH מקדם את הייצור של T3 ו- T4 מצד אחד וממריץ את צמיחת בלוטת התריס מצד שני. רמה גבוהה יותר של T3 ו- T4 ב דם בתורו מעכב את שחרורו של TSH. לפיכך, רמות בלוטת התריס ב דם מוסדרים על פי הצורך ונשמרים באופן קבוע יחסית. לולאת הבקרה התירוטרופית היא דוגמה לולאת משוב שלילית. עם זאת, נקודת ההגדרה של לולאת הבקרה אינה ניתנת על ידי ה- בלוטת יותרת המוח, אבל על ידי ההיפותלמוס. זה מייצר הורמון משחרר תירוטרופין (TRH). חום הגוף לאזן מווסת גם על ידי מעגל בקרה. מטרת מעגל בקרה זה היא לשמור על טמפרטורה בגוף קבועה סביב 37 מעלות צלזיוס. טמפרטורת הסביבה משפיעה על טמפרטורת הגוף. בתהליך זה, טמפרטורת הסביבה משפיעה על טמפרטורת הגוף. לפעילות גופנית אינטנסיבית, למשל, יש גם השפעה על הטמפרטורה. חיישני טמפרטורה ממוקמים בכל הגוף. עם זאת, חיישני חום הם מקומיים במיוחד באזור חוט השדרה, ההיפותלמוס ו עור. ההיפותלמוס ממלא תפקיד חשוב בוויסות הטמפרטורה. כאן נאסף כל המידע הערכי בפועל מהגוף. ההיפותלמוס מתוודע גם לגבי כל הצרכים הגופניים. מכל התשומות הללו, מרכז הבקרה בהיפותלמוס מחשב כעת את נקודת ההגדרה הרצויה וכן את ההפרש בין נקודת הגדרה זו לערך בפועל. בדרך כלל, נקודת הקבע היא בין 36 ° C ל- 37 ° C. נקודת המבט בגוף מסתגלת בזמן זיהומים עם חום, לדוגמה. טמפרטורת הגוף משתנה גם במהלך בִּיוּץ אצל נשים. אם שני הערכים תואמים, אין צורך בוויסות. עם זאת, אם יש הבדל בהשוואה, הגוף יוזם תגובה. זה משנה מפעילים בודדים בלולאת הבקרה. מפעיל אפשרי אחד בוויסות הטמפרטורה, למשל, הוא השרירים. מתי זה קר, השרירים רועדים וכך מייצרים חום.

מחלות ומחלות

שיבושים במעגל הרגולטורי יכולים להתרחש בכל נקודה. לדוגמה, איברי המטרה, גורמי החישה או המפעילים עשויים להיות מושפעים. שינויים אלה משפיעים על כל המעגל הרגולטורי. הפרעות במעגל הבקרה התירוטרופי גורמות בדרך כלל לאחד מהם בלוטת התריס or יתר לחץ דם. בראשית בלוטת התריס, הגורם נמצא באיבר היעד של מעגל הוויסות, כלומר בבלוטת התריס עצמה. הגורמים לראשי כזה בלוטת התריס כוללים ניתוח בבלוטת התריס, טיפול ברדיואוד, בלוטת התריס תרופות, או קיצוני סלניום or יוד מחסור. בהיפותירואידיזם משני, הגורם נמצא בבלוטת יותרת המוח. מפיקים שם מעט מדי TSH. לכן לולאת הבקרה כבר נפגעת לפני בלוטת התריס. ההשלכות של ראשוני ומשני יתר לחץ דם דומים. יש עייפות, אובדן כוח, דכאון, אובדן שיער, עצירות, אין אונות והמיקסדמה האופיינית. עם זאת, הפרעות במעגל הבקרה של בלוטת התריס יכולות גם כן עוֹפֶרֶת ל יתר לחץ דם. הסיבה היא לעיתים קרובות תהליכים אוטונומיים או אוטואימוניים. דוגמה להפרעה בלולאת הבקרה התירוטרופית המובילה ליתר בלוטת התריס היא מחלת גרייבס. מחלת גרייבס היא מחלה אוטואימונית ממקור לא ברור. הגוף נוצר נוגדנים כנגד קולטנים בבלוטת התריס. קולטנים אלה מיועדים למעשה ל- TSH. אולם, ה נוגדנים נקשר לקולטנים וגורם להשפעה דומה לזו של TSH. כתוצאה מכך בלוטת התריס מייצרת יותר בלוטת התריס הורמונים. עם זאת, זה קורה באופן עצמאי לחלוטין מלולאת הבקרה בפועל. ב מחלת גרייבס, רמת ה- TSH יורדת כמעט ל -0 מכיוון שיש יותר מדי הורמוני בלוטת התריס בדם בכל זמן נתון. תסמינים אופייניים של בלוטת התריס הם ירידה במשקל, שלשול, עצבנות, עצבנות, אובדן שיער וחוסר סובלנות לחום. לולאות בקרה פתולוגיות נקראות גם מעגלי קסמים או circulus vitiosus. במקרה זה, שתי תפקודי גוף מופרעים משפיעים זה על זה ובכך מחזקים מחלות קיימות או שומרים על מחלות. לולאות בקרה פתולוגיות מצויות במחלות כמו אי ספיקת לב or סוכרת mellitus. בדרך כלל הם מבוססים על לולאת משוב חיובית.