Wat is negatieve feedback?
Regelkringen met negatieve feedback in het lichaam zorgen ervoor dat het inwendig milieu van het lichaam constant te houden is. Voor een regelkring heb je nodig een sensor die in staat is datgene te meten wat je graag constant wilt houden. Een controlecentrum waar de meetgegevens van de sensoren binnenkomt en de meetgegevens vergelijkt met de afgesproken waardes. Daarnaast heb je hulpmiddelen nodig om afwijkingen van de afgesproken waardes te corrigeren. In huis zien we zo’n regelkring met de centrale verwarming. De sensor die de temperatuur meet zit in de woonkamer. Afhankelijk van de ingestelde norm wordt de CV-ketel aangestuurd. Is het te warm in huis (boven de norm) dan gaat de ketel zachter branden, is het te koud in huis dan gaat de ketel harder branden. Om de temperatuur naar de norm te krijgen heeft de ketel radiatoren tot zijn beschikking.
Negatieve feedback is een regelkring waarbij met behulp van sensoren, een meet- en regelstations en bepaalde effectoren bepaalde waardes constant gehouden kunnen worden. Negatieve feedback betekent dat de toename van het resultaat een remming van het proces veroorzaakt. Een afname van het resultaat veroorzaakt een stimulering van het proces
Iets simpeler gesteld zou je kunnen zeggen dat bij negatieve feedback een proces hard wordt geremd als het resultaat van het proces boven de norm ligt en zacht wordt geremd als het resultaat van het proces onder de norm ligt
De auto op de helling
Je kan de werking van negatieve feedback ook uitleggen met een auto die met een bepaalde snelheid van een heuvel afrijdt. De bestuurder kan alleen door te remmen de snelheid van de auto variëren.
In de afbeelding zie je een busje staan op een helling. De chauffeur van het busje wil de arbeiders achterin zo snel mogelijk thuis brengen. Hij wil daarom zo hard mogelijk rijden. De ervaren chauffeur weet echter dat er onderaan de helling een scherpe bocht ligt. Uit ervaring weet de chauffeur dat hij daarom op de helling niet harder moet rijden dan 40 kilometer per uur. Langzamer rijden is zonde van de tijd, sneller rijden is gevaarlijk. De chauffeur zet zijn norm dan op 40 kilometer per uur. Om deze norm te handhaven heeft de chauffeur alleen een rem tot zijn beschikking. Gaat het busje harder dan 40 kilometer per uur dan zal de chauffeur harder gaan remmen. Komt de snelheid te liggen onder de norm van 40 kilometer per uur dan zal de chauffeur zijn voet wat van het rempedaal afhalen en minder hard remmen. De snelheid zal weer toenemen tot boven de 40 kilometer per uur.
Door hard en zacht te remmen bereikt de chauffeur dat de snelheid van het busje kleine schommelingen maakt rond de snelheid van 40 kilometer per uur. Bij negatieve feedback in het lichaam gebeurt precies hetzelfde. De normwaarde wordt maar zelden gehandhaafd. Er zullen constant kleine afwijkingen van de gestelde norm zijn.
Concentratie testosteron en negatieve feedback
Zoals uit het voorbeeld van testosteron blijkt kan negatieve feedback alleen maar tot constante hoeveelheden testosteron leiden indien testosteron altijd een negatieve invloed heeft op het proces waar testosteron een eindproduct van is. Testosteron kan echter met zijn eigen aanwezigheid de snelheid van het proces waar hij het eindproduct van is wel beïnvloeden als je uitgaat van een remmende werking van testosteron. Onder invloed van hormonen uit de hypothalamus en de hypofyse produceren de teelballen testosteron. Testosteron heeft een remmende werking op deze twee hormoonklieren. Veel testosteron zal de hypothalamus en de hypofyse remmen. Deze zullen minder hormonen gaan produceren, waardoor de productie van testosteron stop. De lagere concentratie testosteron die dan ontstaat zal de hypofyse en de hypothalamus minder remmen. Deze zullen dus weer meer hormoon gaan maken waardoor er ook weer meer testosteron wordt geproduceerd.
Positieve feedback bij de geboorte van een baby
Bij positieve feedback versterkt een eindproduct van een proces zijn eigen reactie keten en dus zijn eigen productie. In het lichaam vinden veel voorbeelden plaats van positieve feedback. De hoge concentraties LH en FSH rond de 14e dag van de menstruatiecyclus ontstaan onder invloed van positieve feedback. De hypofyse produceert LH en FSH. In de eerste 10 dagen blijven de concentraties van deze hormonen laag. FSH zet in de eierstok een follikel aan tot groeien. De groeiende follikel gaat zelf ook als hormoonklier functioneren en gaat oestradiol produceren. Oestradiol zorgt voor de groei van het baarmoederslijmvlies, maar remt door negatieve feedback de eerste 10 dagen de productie van FSH en LH. Echter rondom de 10e dag veranderd er iets in de invloed van oestradiol op de productie van FSH en LH. Oestradiol remt niet meer de productie van FSH en LH, maar gaat door positieve feedback de productie van FSH en LH juist stimuleren. En FSH en LH stimuleren op hun beurt weer de productie van oestradiol. Beide hormonen versterken elkaars productie. Hierdoor ontstaat er rond de 14e dag van de menstruatiecyclus een enorme piek in de concentraties van de hormonen oestradiol en LH en FSH. Onder invloed van de enorme concentratie LH vindt de ovulatie plaats.
Een heel duidelijk voorbeeld van positieve feedback is het geboren worden van een baby. De groeiende baby gaat naarmate hij of zij groter worden steeds meer druk uitoefenen op de wand van de baarmoeder. Deze druk wordt waargenomen door druk of reksensoren in de wand van de baarmoeder. Via sensorische zenuwen worden de hersenen geïnformeerd over de druk die de baby uitoefent. Na een maand of negen begint de baby zoveel druk uit te oefenen dat de hypofyse op deze druk gaat reageren door het hormoon oxytocine te produceren. Oxytocine wordt afgegeven aan het bloed en de doelcellen ervan liggen in de wand van de baarmoeder. De spieren van de baarmoeder gaan onder invloed van het oxytocine samentrekken. Als de spieren samentrekken wordt de ruimte in de baarmoeder kleiner. Hierdoor neemt de druk van het hoofdje van de baby op de wand van de baarmoeder toe. Onder invloed van de toegenomen druk gaat de hypofyse nog meer oxytocine produceren, waardoor de spieren van de baarmoeder nog krachtiger gaan samentrekken. De baby kan alleen maar ontsnappen door geboren te worden.
