Bagaimana Gelung Maklum Balas Negatif Berfungsi dalam Badan

Gelung maklum balas negatif memainkan peranan penting dalam mengawal kesihatan dalam tubuh manusia. Gelung maklum balas negatif, juga dikenali sebagai gelung perencatan, ialah sejenis sistem kawal selia kendiri.

Dalam gelung maklum balas negatif, peningkatan output daripada sistem menghalang pengeluaran masa hadapan oleh sistem. Badan mengurangkan jumlah protein atau hormon tertentu yang dihasilkan apabila tahapnya menjadi terlalu tinggi.

Sistem maklum balas negatif berfungsi untuk mengekalkan tahap output yang agak tetap. Contohnya, badan mengekalkan suhu, penggunaan kalori, tekanan darah, nadi dan kadar pernafasan berdasarkan gelung maklum balas negatif.

Gelung Maklum Balas Negatif Uruskan Pengeluaran

Bayangkan bahawa badan adalah kilang yang membuat Produk X, dan bayangkan bahawa membuat terlalu banyak Produk X adalah mahal, membazir dan berbahaya. Ini bermakna badan memerlukan cara untuk memperlahankan kilang apabila cukup Produk X telah dibuat. Ia melakukan ini melalui gelung maklum balas negatif. Maksudnya ialah kelajuan pengeluaran adalah sensitif kepada jumlah Produk X. Apabila ia mula terkumpul, pengeluaran menjadi perlahan.

Ia mungkin membantu untuk memikirkan kilang itu sebagai barisan pemasangan yang hebat yang menyimpan rak di hujungnya. Apabila rak penuh, barisan pemasangan perlu diperlahankan kerana tiada tempat untuk meletakkan produk. Terlalu banyak terkumpul produk boleh menyebabkan kerosakan.

Walau bagaimanapun, jika rak kosong, terdapat banyak ruang untuk menyimpan stok produk. Barisan pemasangan boleh dipercepatkan sehingga rak penuh semula, dengan matlamat memastikan rak diisi pada tahap yang betul sepanjang masa.

Sebaliknya ini akan menjadi gelung maklum balas positif. Dalam kes itu, lebih banyak Produk X yang ada, lebih cepat kilang akan menghasilkan lebih banyak.

Contoh

Beberapa gelung maklum balas negatif yang difahami dengan baik mengawal pelbagai fungsi berbeza dalam badan.

Kitaran haid wanita beroperasi melalui gelung maklum balas negatif yang melibatkan struktur dalam otak, serta organ pembiakan, seperti berikut.

• Hipotalamus adalah kelenjar dalam otak yang menghasilkan hormon pelepas gonadotropin (GnRH).
• GnRH memberi isyarat kepada kelenjar pituitari di otak untuk menghasilkan hormon perangsang folikel (FSH).
• FSH mencetuskan ovari untuk menghasilkan estrogen.
• Tahap estrogen yang tinggi (serta progesteron dan testosteron, yang dikawal melalui gelung yang serupa) menghalang pengeluaran GnRH. Ini menyebabkan pituitari membuat kurang FSH, yang menyebabkan ovari menghasilkan kurang estrogen.

Paksi pembiakan lelaki disediakan dengan cara yang sama seperti paksi wanita, dengan hormon luteinizing (LH), FSH, dan testosteron dalam gelung maklum balas negatif yang dikaitkan dengan kesuburan.

Satu lagi gelung maklum balas negatif mengawal keasidan faraj. pH faraj berbeza-beza bergantung kepada bakteria tertentu yang ada, seperti:

• PH normal faraj adalah lebih kurang 4—sedikit berasid. Ini membantu menghalang pertumbuhan bakteria bermasalah, termasuk yang menyebabkan jangkitan seksual (STI).
• Asid laktik yang mengekalkan pH ini dibuat oleh lactobacilli—sebahagian daripada flora normal faraj. Bakteria ini tumbuh lebih cepat dan menghasilkan lebih banyak asid pada pH yang lebih tinggi.
• Salah satu ciri vaginosis bakteria ialah pH melebihi 5—yang akan mencetuskan flora normal untuk menghasilkan asid yang menghalang bakteria berjangkit daripada berkembang.
• Apabila pH mendekati 4, lactobacilli boleh melambatkan pengeluaran asid laktik.

Mencari Homeostasis

Satu kata kunci yang penting dalam memahami gelung maklum balas negatif ialah “homeostasis.” Homeostasis ditakrifkan sebagai kecenderungan sistem ke arah kestabilan. Homeostasis sangat penting dalam tubuh manusia. Banyak sistem perlu mengawal sendiri supaya badan kekal dalam julat optimum untuk kesihatan.

Sebagai contoh, dalam diabetes, pankreas tidak bertindak balas dengan betul kepada gula darah tinggi dengan menghasilkan lebih banyak insulin. Dalam diabetes jenis 1 (diabetes yang bergantung kepada insulin, di mana pankreas menghasilkan sedikit, jika ada, insulin), ini kerana terdapat lebih sedikit sel yang tersedia untuk membuat insulin. Sistem imun seseorang telah merosakkan sel penghasil insulin.

Begitu juga, pernafasan mengawal paras oksigen dan karbon dioksida badan—yang dikawal ketat oleh mekanisme dalam otak yang menjadi pengantara pernafasan.