Negatiivne tagasiside viitab kontrollsilmusele, kus väljundmuutujal on sisendmuutujale pärssiv mõju. Inimese kehas on negatiivne tagasiside hormonaalse homöostaasi jaoks eriti oluline. Hormonaalsete funktsioonide testimisel kontrollitakse kontrollsilmu vigade osas.
Mis on negatiivne tagasiside?
Inimese kehas on negatiivne tagasiside hormoonide homöostaasi jaoks eriti oluline. Meditsiinilist tagasisidet nimetatakse ka tagasisidena ja see vastab bioloogilisele kontrollsilmusele. Nendes juhtimissilmustes toimib väljundmuutuja sisendmuutujale tagasi. Tagasiside on inimorganismides valdavalt negatiivne. Negatiivseid tagasisidet nimetatakse ka negatiivseteks tagasisideteks. Nendes kontrollsilmustes avaldab väljundmuutuja sisendmuutujale pärssivat toimet. Seetõttu nimetatakse negatiivse tagasiside silmuste väljundmuutujat ka regulaatoriks. Negatiivse tagasiside vastand on positiivne tagasiside, kus väljundmuutuja võimendab sisendmuutujat. Meditsiinis kasutatakse tagasisideahelate matemaatiliseks analüüsiks küberneetiliste süsteemide teooriat. Inimorganismi negatiivsed tagasiside on kas subtraktiivne pärssimine või jagav tagasiside koos jagatud inhibeerimisega. Mõlemad negatiivse tagasiside tüübid koos positiivse tagasiside süsteemidega täidavad inimkehas regulatiivseid ülesandeid, kontrollides näiteks näärmete sekretsiooni või hormooni tasakaal. Tehnoloogia valdkonnas kasutatakse negatiivset tagasisidet juhtimissilmu tähenduses, näiteks termostaadi temperatuuri reguleerimiseks.
Funktsioon ja ülesanne
Negatiivne tagasiside loob homöostaasi. Seega säilitavad nad erinevates süsteemides tasakaalu lubatud piirides. Negatiivse tagasiside esimene samm on alati teatud koguse mõõtmine. Teises etapis kasutatakse mõõtmistulemusi vastavate koguste vähendamiseks. Negatiivsed tagasiside on seega reguleerijad, näiteks need, mis mängivad rolli soojavereliste loomade organismis püsiva kehatemperatuuri hoidmisel. Negatiivne tagasiside on ülioluline ka protsesside jaoks geen aktiivsus. Sama olulised on hormooni negatiivse tagasiside juhtimisahelad tasakaal, mille tasakaal on paljude keha funktsioonide jaoks ülioluline. Näiteks hormoonide sekretsiooni hoidmiseks näärmetest tasakaalMõned hormoonid pärast vabanemist oma sünteesi pärssida. Need hormoonid on tuntud ka kui autokriinsed. Autokriinseid sekreteerivad rakud hormoonid on ise varustatud retseptoritega, millega vastav hormoon saab seonduda ja vallandada signaalikaskaadi. Vastaside mängib rolli peamiselt adenohüpofüüsi glandotroopsete rakkude aktiivsuses. Hormoonide sünteesi mõjutab siin ka vool kontsentratsioon hormoonide sisaldus veri. Süntees veri hormoonid stimuleerivad adenohüpofüüsi kontrollhormooni ja nõrgestavad seeläbi hormooni edasist tootmist kas otse hüpofüüsi juures või hüpotalamuse. Näiteks kahe hormooni süntees CRH ja ACTH kogeb tugevamat pärssimist, seda suurem on kontsentratsioon of glükokortikoidid aasta veri. Samamoodi on kõrgem tase kilpnäärmehormoonid veres, seda vähem hormoone TRH ja TSH sünteesitakse. Süntees v, GnRH ja LH on ka tagasiside suhtes negatiivselt reguleeritud. Meestel on vere kõrge sisaldus v, LH ja GnRH pärsivad sünteesi. Naistel seevastu kõrge kontsentratsioon of östrogeenid, v ja LH-l on nende hormoonide sünteesile pärssiv toime. Tagasiside juhtimissüsteemina ja seega kõigi tagasiside kõrgeim punkt, keskne närvisüsteem toimib, kus tagasiside süsteemid on ühendatud põhilisel viisil. Täpsemalt, hormonaalse kontrolli ahelad kilpnääre toimida otse sellele juhtimiskeskusele ja pärssida hormooni stimuleerivate ainete vabanemist hüpotalamuse.
Haigused ja häired
Erinevad sündmused ja haigused kahjustavad hormonaalseid kontrolllülitusi ja seega palju negatiivse tagasiside mehhanisme inimkehas. Hormonaalse funktsiooni testiga kontrollitakse, kas hormonaalsed juhtimisahelad on terved. Nende inhibeerimis- ja stimulatsioonitestide käigus süstitakse patsiendile kontrollhormoone. Kui haldamine kontrollhormoonid näitavad vastavat mõju hormonaalsele tasakaalule, siis on kontrollahelad ja ka organismi negatiivse tagasiside mehhanismid tõenäoliselt terved. Kui hormonaalsed tagasiside ahelad pole terved, on enamikul juhtudel tegemist endokriinsete näärmete endi rikkega . Teisalt võib kõrgema taseme juhtimiskeskust mõjutada ka funktsiooni kadumine ja seega näiteks ei erita enam elundispetsiifilisi kontrollhormoone. Kui hormoonisüsteemi negatiivseid tagasiside mehhanisme ei seostata elundihaigustega, kuid hormoonide tootmist ei saa sellegipoolest enam juhtimisahelate kaudu reguleerida, võivad regulatsiooniprobleemide põhjuseks olla degenereerunud hormoonrakud. Hormoonirakkude, näiteks kilpnääre, on pigem haruldane. Hormoonid ise võivad teatud tingimustel ka degenereeruda ja seeläbi negatiivse tagasiside juhtimisahelad välja lülitada. Kuid see nähtus on ka väga haruldane. Teoreetiliselt on negatiivsete tagasisidesüsteemide reguleerivate ainete muteerumine ka häiritud reguleerivate ahelate võimalus. Aastal endokriinsüsteemi, mutatsioon leptin on hiljuti seotud kasutajaga ülekaalulisus näiteks väikelastel. Kuna bioloogilised juhtimisahelad on tihedalt ühendatud võrkudega, võib tagasiside viga ainult ühes süsteemis põhjustada vigu ka teistes süsteemides. Seetõttu on tagasisidevigade sümptomid äärmiselt laiad. See kehtib eriti endokriinsüsteemi, kuna selle reguleerimisahelad on eriti tihedas koostoimes. Lisaks hormonaalsetele kaebustele võivad keha termoregulatsiooni probleemid tuleneda ka vigadest negatiivses tagasisides.