Jaka jest rola negatywnego sprzężenia zwrotnego w układzie hormonalnym?

Układ hormonalny reguluje ważne funkcje organizmu, takie jak temperatura i metabolizm, kontrolując produkcję hormonów w organizmie. Hormony te są wydzielane do krwi przez narządy wydzielania wewnętrznego, takie jak przysadka, tarczyca i nadnercza, zanim dotrą do tkanek docelowych. To, co znane jest jako ujemne sprzężenie zwrotne, reguluje ilość hormonów dostępnych poprzez wykrywanie, kiedy poziomy we krwi przekraczają próg i hamowanie produkcji hormonów. Zapobiega to dalszemu wzrostowi poziomu hormonów we krwi, co może prowadzić do choroby.

Chociaż zdarza się pozytywne sprzężenie zwrotne, negatywne sprzężenie zwrotne w układzie hormonalnym jest znacznie częstsze. Proces ujemnego sprzężenia zwrotnego jest czasem porównywany z systemem ogrzewania domu, w którym termostat wykrywa temperatury powyżej pewnego poziomu. Spowoduje to wyłączenie ogrzewania, dopóki temperatura nie spadnie poniżej minimalnego progu, gdy ogrzewanie ponownie się włączy. Negatywne sprzężenie zwrotne prowadzi do włączania i wyłączania produkcji hormonów, tworząc impulsy wydzielania hormonów. Oznacza to, że poziomy hormonów we krwi rosną i spadają cyklicznie, w stosunkowo wąskim normalnym zakresie.

Przykład ujemnego sprzężenia zwrotnego w układzie hormonalnym można znaleźć w regulacji hormonów tarczycy. Zaczyna się od podwzgórza mózgu, który wytwarza hormon uwalniający tarczycę (TRH). Hormon ten przenosi się do pobliskiej przysadki mózgowej, powodując produkcję hormonu stymulującego tarczycę (TSH), który jest następnie uwalniany do krwioobiegu. Po dotarciu do tarczycy TSH stymuluje komórki do wydzielania hormonów tarczycy. Są to ważne hormony, które wpływają na fizjologię praktycznie wszystkich komórek organizmu.

Kiedy poziom hormonów tarczycy we krwi osiąga górny próg, wpływa to na komórki podwzgórza, które wytwarzają i wydzielają TRH. W rezultacie spada poziom TRH, a następnie TSH, a na końcu hormonów tarczycy. Gdy poziom hormonów tarczycy we krwi spadnie poniżej dolnego punktu progowego, ujemne sprzężenie zwrotne kończy się. Oznacza to, że TRH jest ponownie wytwarzany przez podwzgórze, co prowadzi do odnowienia wydzielania TSH oraz syntezy i uwalniania hormonów tarczycy.

Wytwarzanie hormonów w wielu gruczołach dokrewnych wiąże się z kontrolą poprzez ujemne sprzężenie zwrotne. Oprócz pętli sprzężenia zwrotnego inne czynniki mogą wpływać na wydzielanie hormonów. Jednym z przykładów jest wzrost wydzielania TRH u małego dziecka przebywającego w zimnym otoczeniu. Uważa się, że mechanizm ten wynika ze zdolności hormonów tarczycy do regulacji temperatury ciała.