Homeostazi ve Geri Bildirim Kontrolü
Fizyolojinin temel düzenleyici fikri: hayvanların, sensörler, kontrolörler ve efektörlerden oluşan geri bildirim döngülerini kullanarak, sürekli rahatsızlıklara karşı iç ortamlarının koşullarını nasıl sabit tuttukları.
Tanım
Homeostazi, dış ve iç rahatsızlıklara rağmen nispeten stabil bir iç ortamın sürdürülmesidir; bu durum, düzenlenmiş değişkenlerin ayar noktalarından sapmalarını tespit eden ve bunlara karşı koymak üzere hareket eden kontrol sistemleri — başlıca sensörleri, entegre edici merkezleri ve efektörleri birbirine bağlayan negatif geri bildirim döngüleri — aracılığıyla sağlanmaktadır.
Kapsam
Bu konu, homeostazi ilkesini ve bunu sağlayan kontrol sistemlerini kapsamaktadır: iç ortam kavramı ve düzenlenmesi, negatif ve pozitif geri bildirim döngülerinin yapısı, ayar noktaları ve bunların ayarlanması ile sinirsel ve endokrin efektörlerin entegrasyonu incelenmektedir. Homeostazi, fizyolojinin birleştirici çerçevesi olarak ele alınmakta ve sıcaklık, kan gazları, iyonlar ve yakıtlar gibi düzenlenmiş değişkenlerin nasıl stabilize edildiği araştırılmaktadır. Kapsam karşılaştırmalı ve kavramsal bir nitelik taşımaktadır.
Temel sorular
- Sabit bir iç ortamı sürdürmek ne anlama gelmektedir?
- Bir geri bildirim döngüsü nasıl yapılandırılmıştır ve negatif geri bildirim neden bu kadar yaygındır?
- Ayar noktalarının rolü nedir ve değişebilirler mi?
- Pozitif geri bildirim, denge bozucu eğilimine rağmen ne zaman faydalı olmaktadır?
Temel kuramlar
- Homeostazi ve iç ortamın sabitliği
- Hayvanlar, vücut sıvılarının bileşimini ve diğer iç koşulları neredeyse sabit tutmak için düzenlemektedirler; bu fikir Bernard'ın iç ortam kavramına dayanmakta ve Cannon tarafından homeostazi olarak adlandırılmıştır, fizyolojinin düzenleyici ilkesi olarak hizmet etmektedir.
- Negatif geri bildirim kontrolü
- Düzenlenmiş değişkenler, sensörlerin bir ayar noktasından sapmayı tespit ettiği ve efektörlerin bunu tersine çevirmek için hareket ettiği negatif geri bildirim döngüleri ile stabilize edilmektedir; nadiren görülen pozitif geri bildirim ise kendi kendini güçlendiren süreçleri tamamlanmaya yönlendirmektedir.
Mekanizmalar
Bir homeostatik kontrol sistemi, düzenlenmiş bir değişkeni izleyen bir sensör, bunu bir ayar noktasıyla karşılaştıran bir entegre edici merkez ve sapmaları düzeltmek için hareket eden efektörler içermektedir. Baskın mod olan negatif geri bildirimde, değişkendeki herhangi bir değişiklik, ona karşı koyan, onu ayar noktasına geri döndüren ve dar bir aralıkta tutan tepkileri tetiklemektedir; örnekler arasında vücut sıcaklığı, kan gazları, iyonlar, kan şekeri ve sıvı dengesinin kontrolü yer almakta olup, bu genellikle sinirsel ve endokrin efektörlerin birleşimi aracılığıyla gerçekleşmektedir. Ayar noktaları sabit değildir: ateş durumunda sıcaklık ayar noktasının yükselmesi veya iklime adaptasyonla değişmesi gibi durumlarda sıfırlanabilmektedirler. Tepkinin orijinal değişikliği güçlendirdiği pozitif geri bildirim, sinir impulsları veya hızla tamamlanması gereken olaylar gibi süreçleri yönlendirmek için nadiren kullanılmaktadır. Birden fazla döngünün yedekliliği ve entegrasyonu, fizyolojik düzenlemeye kararlılığını sağlamaktadır.
Klinik önem
Homeostatik ve geri bildirim çerçevesi, fizyolojik düzenlemenin yorumlanmasının ve bu düzenlemenin başarısızlığının iç ortamın bozulmasına nasıl yol açtığının temelini oluşturmaktadır. Bu madde, eğitim amaçlı bir referans materyalidir ve tıbbi rehberlik sağlamamaktadır.
Tarihçe
Claude Bernard'ın on dokuzuncu yüzyıldaki iç ortamın sabitliği kavramı, 1932'de homeostazi terimini ortaya atan Walter Cannon tarafından geliştirilmiş ve kontrol teorisi fikirleri daha sonra geri bildirim düzenlemesini formüle ederek homeostaziyi modern fizyolojinin merkezi düzenleyici ilkesi haline getirmiştir.
Öne çıkan isimler
- Claude Bernard
- Walter Cannon
- Knut Schmidt-Nielsen
- Arthur Guyton
İlgili konular
Temel eserler
- cannon1932
- hill2016
- randall2002
Sıkça sorulan sorular
- Negatif geri bildirim vücutta neden bu kadar önemlidir?
- Negatif geri bildirim, düzenlenmiş bir değişkenin ayar noktasından herhangi bir sapmasına otomatik olarak karşı koyar; bu da sıcaklık, kan şekeri ve iyon seviyeleri gibi koşulların sürekli dış yönlendirme olmaksızın stabil kalmasını sağlamaktadır.
- Vücut hiç pozitif geri bildirim kullanır mı?
- Evet, ancak nadiren. Pozitif geri bildirim bir değişikliği güçlendirir ve dengeyi korumak yerine, bir sinir impulsunun yükselme fazı gibi hızla tamamlanması gereken süreçleri yönlendirmek için kullanılmaktadır.