Bioloogiliste mehhanismide osas on positiivne ja negatiivne tagasiside teadaolevad molekulaarsete ja füsioloogiliste protsesside saadused. Mõlemad on kontrollisüsteemid, mis osalevad keha homöostaasis või organismide kalduvuses säilitada tasakaalu ja reguleerida oma sisekeskkonda. Ilma nende tagasisideta kaotaks organism võime isereguleeruda. Põhimõtteliselt võimendab positiivne tagasiside algset stiimulit, negatiivne tagasiside aeglustab seda. Järgmised mõisted selgitavad nende erinevusi.

Mis on positiivne tagasiside?

Positiivse tagasiside puhul on kontsentratsiooni ja protsessikiiruse vahel otsene positiivne korrelatsioon. Üks hea näide on see, kuidas endokriinsüsteem reguleerib oma hormoonide vabanemist. Eriti on oksütotsiin hormoon, mida lapse sünni ajal vabastab hüpofüüs. See on ülioluline sünnituse ja normaalse sünnituse jaoks. Kuna kokkutõmbed suurenevad, toodetakse kuni lapse sündi rohkem oksütotsiini. Samuti on seda kemikaali seostatud sotsiaalsete sidemetega. Näiteks stimuleerib kellegi kallistamine oksütotsiini vabanemist. Keegi, kes saab (ja annab) palju kallistusi, kogeb ka nimetatud hormooni tõhustatud tootmist.

Järgmine loend kirjeldab negatiivse tagasiside faase:

  1. Stiimul häirib algselt kontrollitud muutujaid. Retseptorid tuvastavad muutuse. Teave liigub süsteemi kaudu juhtimiskeskuse poole. Juhtimiskeskus määrab sobiva toimingu ja saadab informatsiooni efektorrakkudele. Esialgne hälve on intensiivistunud.

Mis on negatiivne tagasiside?

Negatiivne tagasiside kontrollib protsessikiirust, et vältida aine kogunemist. Vastupidiselt positiivsele tagasisidele peegeldab see kontsentratsiooni ja protsessi kiiruse vahelist negatiivset seost. Enamik homöostaatilisi protseduure hõlmab negatiivset tagasisidet, kuna enamus mehhanisme saavutavad tasakaalu, pöördudes tagasi algsesse olekusse. Kui aju tuvastab sisemise häire, saadab ta närvisüsteemi kaudu teateid, mis aktiveerivad asjakohaseid elundeid, et väärtused tavapärasesse vahemikku tagasi jõuda.

Seda mehhanismi võrreldakse sageli küttesüsteemiga, mis lülitatakse sisse, kui tajutav temperatuur on liiga madal, ja vastupidi. Näiteks pankreas vabastab kaks hormooni, millel on vastupidised funktsioonid. Insuliin alandab veresuhkru taset, samal ajal kui glükagoon tõstab seda. Kui keha tuvastab, et selles on liiga palju suhkrut, palutakse kõhunäärmel vabastada insuliin ja see peatub alles siis, kui tasakaal on saavutatud; järelikult negatiivne tagasiside. Samuti palutakse kõhunäärmel vabastada glükagoon, kui ta tunneb, et kehas on väga madal suhkur ja peatub alles siis, kui keha on naasnud tavapärasesse olekusse.

Järgmine loend kirjeldab negatiivse tagasiside faase:

  1. Algne olek on häiritud. Retseptorid tuvastavad muutuse. Teave liigub süsteemi kaudu juhtimiskeskuse poole. Juhtimiskeskus määrab sobiva toimingu. Tasakaal taastatakse, tasakaalustades liigset tootmist.

Positiivse ja negatiivse tagasiside erinevus

  1. Positiivse ja negatiivse tagasiside sagedus

Võrreldes positiivse tagasisidega ilmneb negatiivne tagasiside sagedamini keha homöostaatiliste mehhanismide seas, kuna paljud haigused on põhjustatud algse süsteemse seisundi häiretest. Siis on see tuttavam, samas kui positiivset tagasisidet on vähem täheldatud, kuna see on vähem intuitiivne.

  1. Positiivse ja negatiivse tagasiside mehhanism

Positiivse tagasiside mehhanism toetab tootmise või protsessi kõrgemat määra, kuna toiming suureneb samuti. Seega suurendatakse reaktsiooni tulemust. Teisest küljest pärsib negatiivne tagasiside kiirust, kuna teatud olek on paranenud. Seetõttu on reaktsiooni tulemus pärsitud.

  1. Positiivse ja negatiivse tagasiside stabiilsus

Võrreldes positiivse tagasisidega on negatiivne tagasiside tihedamalt seotud stabiilsusega, kuna see vähendab segamiste mõju. Vastupidi, positiivne tagasiside toetab eksponentsiaalset kasvu, mis võib kalduda ebastabiilsuse poole.

  1. Positiivse ja negatiivse tagasiside muutus

Negatiivne tagasiside seisab üldiselt muutuste vastu, kuna see muudab süsteemi algsesse olekusse muudatusi. Teisest küljest toetab positiivne tagasiside tavaliselt muutusi, kuna väikese efekti saab veelgi paremaks.

  1. Positiivse ja negatiivse tagasiside vahemik

Võrreldes negatiivse tagasisidega on positiivsel tagasisidel laiem ulatus, kuna protsessikiirus võib plahvatuslikult korrutada. Sarnaselt kajastub vahemik siis, kui positiivne tagasiside annab rohkem tooteid, näiteks rohkem hormoone, trombotsüüte jms. Vastupidi, negatiivne tagasiside toob kaasa vähem tooteid.

  1. Nõiaring positiivse ja negatiivse tagasiside osas

Kuna positiivne tagasiside võimendab häireid, on see seotud nõiaringidega, mis võivad lõppeda isegi surmaga. Näiteks ilmneb palaviku ajal positiivne tagasisideahel, mis põhjustab pidevalt metaboolseid muutusi. Nõiaringi täheldatakse ka siis, kui põletik põhjustab rohkem kahjustusi, mis samuti põhjustab põletikku. Negatiivset tagasisidet seostatakse aga enamasti hea tervise säilitamisega homöostaasi taastamisega.

  1. Väline katkestus positiivse ja negatiivse tagasiside osas

Positiivne tagasiside nõuab oma mehhanismi peatamiseks sageli välist katkestust, samas kui negatiivne tagasiside peatub ainult iseseisvalt, kui algseisund realiseerub. Näiteks progresseeruva vereringe šoki ajal ilmnevad arvukad positiivsed tagasisidemehhanismid. Seda iseloomustab vererõhu langus, mis võib põhjustada südamepuudulikkust. Sel juhul on positiivse tagasiside peatamiseks vajalik meditsiiniline sekkumine.

Positiivne tagasiside vs negatiivne tagasiside: võrdlustabel

Positiivse vs negatiivse tagasiside kokkuvõte

  • Positiivsed ja negatiivsed tagasiside on kontrollisüsteemid, mis aitavad reguleerida kehas protsesside kiirust ja homöostaasi. Mõlemad tagasiside on olulised organismi sisemiste protsesside reguleerimiseks. Positiivse tagasiside puhul on kontsentratsiooni ja protsessikiiruse vahel otsene positiivne korrelatsioon. Negatiivne tagasiside kontrollib protsessikiirust, et vältida aine kogunemist. Negatiivse tagasisidega võrreldes on positiivne tagasiside harvem, stabiilne ja intuitiivne. Negatiivne tagasiside peab vastu muutustele, kuid positiivne tagasiside suurendab seda. Üldiselt on positiivsel tagasisidel laiem ulatus kui negatiivsel. Positiivset tagasisidet võib seostada nõiaringide ja haigustega, samas kui negatiivne tagasiside on tihedalt seotud hea tervise säilitamisega. Erinevalt negatiivsest tagasisidest võib positiivne tagasiside nõuda väliseid katkestusi.

Viited

  • Abdel-Sater, Khaled A. “Füsioloogilise positiivse tagasiside mehhanismid”. American Journal of Biomeditsiini Teadused. 3.2 (2011): 145-155. NWPII. Võrk. 28. aprill 2018.
  • Marieb, Elaine ja Hoehn, Katja. Inimese anatoomia ja füsioloogia. New York: Pearson, 2012. Trükk.
  • Paradiis, Christopher ja Campbell, Malcolm. Algne homöostaas. New York: Momentum Press, 2016. Trükk.
  • Kujutise krediit: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/22/105_Negative_Feedback_Loops.jpg
  • Kujutise krediit: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a9/PositiveFeedbackVicious.png/549px-PositiveFeedbackVicious.png