Regelkringen of feedback.

Homeostase is het streven van het lichaam om het inwendig milieu ten aller tijden constant te houden. 

In de bovenstaande afbeelding zie je een centrale cirkel met (spier)cellen. Deze rode cirkel stelt het inwendig milieu van het lichaam voor. Bloedplasma, weefselvloeistof en lymfevloeistof behoren tot het inwendig milieu. Het inwendig milieu wordt constant gehouden. Het constant houden van het inwendig milieu noemen we homeostase. Om het inwendigmilieu constant te houden maakt het lichaam gebruik van vele ingewikkelde regelmechanismen waar veel organen bij betrokken zijn. Een deel van de organen die betrokken zijn bij het constant houden van het inwendig milieu zie je in deze afbeelding afgebeeld. Ook laat de afbeelding zien welk orgaan of orgaanstelsel verantwoordelijk is voor welk homeostatisch proces. Ook regelkringen spelen een belangrijke rol in de homeostase. Regelkringen bestaan uit meeteenheden (sensoren), een regelcentrum, communicatiemiddelen (motorische- en sensorische zenuwen) en effectoren zoals spieren en klieren.

Regelkringen in het lichaam zorgen ervoor dat het inwendig milieu van het lichaam constant blijft. Voor een regelkring heb je een aantal zaken nodig. Een sensor, motorische- en sensorische zenuwen, een regelcentrum en effectoren. Een ander woord voor sensor is receptor. Een sensor is in staat datgene te meten wat je graag constant wilt houden. Overal in het lichaam liggen sensoren die allemaal gevoelig zijn voor hun specifieke stoffen. Wat de sensoren meten wordt met behulp van sensorische zenuwen naar het centraal zenuwstelsel gestuurd. De gemeten waardes worden naar het controlecentrum in de hersenstam gestuurd. De hersenstam vergelijkt de meetgegevens van de sensoren met de afgesproken waardes. Met de norm.

Indien de gemeten waardes afwijken van de norm worden vanuit de hersenstam effectoren door middel van motorische zenuwen aangestuurd en in werking gezet. De werking van deze effectoren zorgt ervoor dat de norm zich weer herstelt. Laten we het een en ander verduidelijken met een voorbeeld. Je bent door het ijs gezakt. Je moet nog een half uur op de fiets naar huis. Onderweg begint je lichaam behoorlijk af te koelen. Deze temperatuursdaling wordt gemeten door warmtezintuigen of warmtesensoren in het lichaam. Via sensorische zenuwen informeren deze warmtezintuigen de hersenstam over de huidige temperatuur van het lichaam. De hersenstam “trekt de conclusie” dat deze te laag is. Via motorische zenuwen worden spieren rond de bloedvaten, spieren aan het skelet en spieren in de huid aangezet tot actie. De spieren rond de bloedvaten in de huid krijgen de opdracht samen te trekken, zodat er minder warmte verloren gaat via de huid. Spieren van de haartjes in de huid krijgen de opdracht zich samen te trekken zodat de haren van de huid overeind gaan staan (kippenvel). De skeletspieren krijgen de opdracht ongecontroleerd te gaan samentrekken. Je gaat trillen. Hierbij komt warmte vrij. Al deze acties van effectorren (in dit geval de spieren) zorgen ervoor dat het lichaam opwarmt en de lichaamstemperatuur weer tot de norm van 37 graden stijgt.

Negatieve feedback is een regelkring waarbij met behulp van sensoren, een regelstation 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.

Het sturen van processen komt altijd neer op het bijsturen van processen. Je kunt het vergelijken met fietsen. Rechtdoor fietsen is: continu ervoor zorgen dat je niet te veel naar links of naar rechts uitwijkt. Wordt de afwijking naar rechts te groot, dan stuur je naar links bij, en omgekeerd. Je kunt het effect van het bijsturen goed zien aan de fietsspoor in zand of in sneeuw. Deze manier van bijsturen naar de evenwichtssituatie noem je negatieve terugkoppeling genoemd (negative feedback).Negatieve feedback zorgt er altijd voor dat de concentraties van hormonen schommelen rondom een gemiddelde waarde.  

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 beinvloeden als je uitgaat van een remmende werking van testosteron. Veel testosteron betekent het proces hard remmen, weinig testosteron betekent minder hard remmen. Waardoor het proces waar testosteron eindproduct van is eigenlijk weer op gang komt. Je kan negatieve feedback het best vergelijken met een auto die met een bepaalde snelheid van een heuvel afrijdt. De bestuurder kan alleen door te remmen de snelheid van de auto varieren.

 Negatieve feedback van testosteron

1. De hypofyse produceert grote concentraties van de hormonen LH en FSH. De doelcellen van deze hormonen liggen in de testis van de man.
2. Omdat de hypofyse veel LH heeft geproduceerd binden veel hormonen aan de receptoren van de doelcellen in de testis. De grote concentratie LH zet de testis aan tot een grote productie van testosteron. Het geproduceerde    testosteron wordt afgegeven aan het bloed.
3. De spiervezels bevatten ook receptoren voor testosteron. Testosteron is verantwoordelijk voor spiervorming. Als testosteron bindt op de receptoren van de spiervezels worden deze aangezet tot groei.
4. De hypofyse bevat ook receptoren voor testosteron. Als de concentratie testosteron in het bloed hoog is zullen veel receptoren op de hypofyse bezet zijn. Veel bezette receptoren betekent remming van de hypofyse.
5. Onder invloed van de remming van testosteron gaat de hypofyse minder LH en FSH produceren.
6. Omdat de concentratie LH en FSH nu laag is in het bloed zullen er op de testis maar weinig receptoren bezet zijn met testosteron.
7. De testis zullen als reactie op de lage concentratie LH maar weinig testosteron produceren.
8. De lage concentratie testosteron zorgt ervoor dat er maar weinig testosteronreceptoren op de hypofyse bezet zijn. Testosteron zal de hypofyse nu minder remmen. De hypofyse schroeft de productie van LH en FSH weer op.

Positieve feedback

Bij positieve feedback zorgt een toename van het resultaat ervoor dat het proces wordt versterkt. Het indalen en geboren worden van een kind is een voorbeeld van positieve feedback.

1. Het groeiende kind gaat in een bepaalde fase van haar ontwikkeling met haar hoofd drukken tegen de wand van de baarmoeder. Deze drukprikkel wordt opgevangen door rekzintuigen in de wand van deze baarmoeder.
2. De rekzintuigen sturen vervolgens via sensorische zenuwen impulsen naar de hersenen van de vrouw. In de hersenen roept deze impuls een bepaalde respons op.
3. De hypofyse achterkwab wordt door deze impuls gestimuleerd om oxitocine af te geven aan het bloed. De receptoren van oxytocine zitten in de spiercellen in de wand van de baarmoeder.
4. Onder invloed van oxytocine gaan de spieren samentrekken. De baarmoeder wordt kleiner. Door het kleiner worden van de baarmoeder zal de drukprikkel van het hoofdje op de wand van de baarmoeder nog verder toenemen. Hierdoor zal er uiteindelijk nog meer oxytocine worden geproduceerd.

De drukprikkel en de oxytocine hebben een versterkende werking op elkaar. De baby kan hieraan alleen ontsnappen door geboren te worden.