בביולוגיה וברפואה, מנגנוני משוב משמשים לשמירה על מצבי שיווי משקל שונים במערכת. זה מכונה גם הומאוסטזיס. פידבקים כאלה נמצאים בגוף, למשל בשמירה על טמפרטורת הגוף ובמערכת ההורמונלית. משוב מכונה גם משוב.
מהו משוב?
דוגמה למשוב חיובי היא חלב ייצור אצל נשים שילדו לאחרונה. מציצת התינוק על שד האם מגרה את ייצור ההורמון אוקסיטוצין. בפידבקים מבדילים בין תהליכי נגד ומשוב משוב. במקרה של משוב שלילי, זה בדרך כלל משוב שלילי. כאן, למשתנה הפלט במערכת יש השפעה מעכבת על משתנה הקלט. הפידבקים החיוביים, לעומת זאת, שייכים לתהליכי המשוב החיובי. מנגנון המשוב מנוגד בדיוק למנגנון המשוב השלילי. כאן, משתנה הפלט מגביר את משתנה הקלט. דוגמה למשוב חיובי הוא מה שמכונה Circulus vitiosus.
פונקציה ומשימה
מנגנוני משוב חיוניים לשמירה על שיווי המשקל במערכות גוף שונות. הומאוסטזיס (לאזן), בתורו, חשוב שכל התהליכים הגופניים יתרחשו בצורה פיזיולוגית. לדוגמא, אפילו תנודות קלות ב דם ל- pH יש השלכות מסכנות חיים על גוף האדם. משוב שלילי, סוג של משוב שלילי, הוא מרכיב חשוב בלולאת הבקרה ההומאוסטטית. מטרת המשוב השלילי היא לייצב משתנה מסוים בתוך לולאת הבקרה. משוב שלילי מתרחש תמיד כאשר למוצר הסופי בלולאת הבקרה יש השפעה מעכבת על המוצר בתחילת שרשרת התגובה. משוב שלילי הוא אפוא מנגנון להפחתה עצמית. זה שייך לתגובות הבסיסיות בויסות מטבולי ולכן הוא חלק מתהליכים רבים בגוף. דוגמה למנגנון משוב שלילי הוא לולאת הבקרה ההורמונלית של ה- בלוטת התריס, המכונה גם לולאת הבקרה התירוטרופית. ה בלוטת התריס מייצרת ומאחסנת את הורמונים triiodothyronine (T3) ו tetraiodothyronine (T4). מתי ובמה ריכוז מה היא הורמונים משוחררים ל דם נקבע על ידי לולאת הבקרה ההורמונלית. ה ההיפותלמוס ו בלוטת יותרת המוח ממלאים תפקיד חשוב בלולאת בקרה זו. ה בלוטת יותרת המוח אמצעים רמות הורמון בלוטת התריס ב דם ומשחרר הורמון מגרה בלוטת התריס (TSH) כאשר T3 ו- T4 לוקים בחסר. TSH, המכונה גם תירוטרופין, משפיע על הגדלת הצמיחה בלוטת התריס וגם מגרה את ייצור ההורמונים. לעומת זאת, יותר מדי בלוטת התריס הורמונים בדם מעכבים את שחרורו של TSH, כך שבלוטת התריס מפחיתה כתוצאה מכך את הייצור שלה הורמוני בלוטת התריס. בנוסף ללולאת בקרה ראשית זו, ישנם לולאות משוב אחרות בלולאת בקרת בלוטת התריס, כגון לולאת הבקרה Brokken-Wiersinga-Prummel או ויסות באמצעות משוב עם ההיפותלמוס ועם ההורמון המשחרר תירוטרופין (TRH) המיוצר שם. משוב חיובי קיים תמיד כאשר משתנה הפלט במערכת משפיע על עצמו. זה חלק מהמשוב החיובי. ישנם מעט מאוד מנגנוני משוב חיוביים פיזיולוגיים בגוף. דוגמה למשוב חיובי היא חלב ייצור אצל נשים בלידה. מציצת התינוק על שד האם מגרה את ייצור ההורמון אוקסיטוצין. זה בתורו מגרה חלב ייצור בשד. כתוצאה מכך התינוק שותה עוד ועוד אוקסיטוצין משוחרר כתוצאה מכך וייצור החלב גדל שוב. אם הילד כבר לא ממוקם על השד לשתייה, רמת האוקסיטוצין יורדת וייצור החלב יורד. תהליכי משוב חיוביים פתולוגיים בצורת מעגל קסמים שכיחים יותר בגוף.
מחלות ומחלות
דוגמה למנגנון משוב חיובי במהלך מחלה הוא לֵב כישלון. לֵב אומרים שכישלון מתרחש כשהלב כבר לא מסוגל לספק את כֶּרֶך של דם הדרוש לגוף. כתוצאה מכך יש יכולת פיזית מופחתת. סיבות נפוצות ל לֵב כישלון הם התקף לב, לחץ דם גבוה or פרפור פרוזדורים. פגמים במסתמי הלב יכולים גם לגרום ל אי ספיקת לבהגוף מנסה כעת לפצות על כך אי ספיקת לב על ידי הורדת עמידות הדם כלי כך שהלב צריך להפעיל פחות כוח בעת השאיבה. בנוסף, מוגברת יכולת השאיבה של הלב לדקה, מה שאומר שהלב פועם מהר יותר. עם זאת, כתוצאה מהרחבת ה- כלי, מעט מדי דם מגיע לכלי הדם ההיקפיים, למשל לכליות. בתוך ה כליה כלי, תאים מיוחדים רושמים את לחץ דם ואם לחץ הדם נמוך מדי, עלול לגרום לעלייתו באמצעות מעגל בקרה הורמונלי, רנין-אנגיוטנסין-אלדוסטרון מערכת. כדי להשיג זאת, יותר מַיִם הוא התאושש מהשתן, כך שהדם כֶּרֶך עולה ואיתו הלחץ בתוך כלי הדם. לשאוב את הדם המוגבר כֶּרֶך דרך הגוף, הלב הפגוע חייב כעת להפעיל עוד יותר כוח מבעבר. ה מצב של הלב מתדרדר ו אי ספיקת לב עולה. עם זאת, מחלות בגוף יכולות לנבוע גם מהפרעות בלולאות המשוב השליליות. במעגל בקרת בלוטת התריס, הפרעות בלולאת המשוב עוֹפֶרֶת לאף אחד יתר לחץ דם or בלוטת התריס. באוטונומיה של בלוטת התריס בלוטת התריס פועלת באופן בלתי תלוי בלולאת הבקרה. הפרעה בלולאת הבקרה יכולה להיגרם גם בגלל מחלה אוטואימונית. ב מחלת גרייבס, למשל, הגוף מייצר מה שנקרא קולטן TSH נוגדנים עצמיים. אלה משפיעים על בלוטת התריס כמו ל- TSH של בלוטת יותרת המוח, כך שקולטן ה- TSH האלה נוגדנים עצמיים עוֹפֶרֶת לייצור מוגבר של הורמוני בלוטת התריס. לבלוטת יותרת המוח כבר אין כל השפעה על פעילות בלוטת התריס, ומנגנון המשוב השלילי כולו נותר חסר יעילות לחלוטין. התוצאה היא יתר לחץ דם עם תסמינים כגון אובדן שיער, שלשול, אי סבילות לחום, ירידה במשקל, ו אוסטאופורוזיס.