Позитивний зворотний зв`язок в організмі. Причини і наслідки позитивного зворотного зв`язку

Може виникнути питання: чому регуляторні системи організму використовують переважно негативну, а НЕ позитивний зворотний зв`язок? Відповідь на це питання слід шукати в природі позитивного зв`язку, яка по суті є не стабілізуючою, а дестабілізує і може призводити навіть до загибелі організму.

малюнок відображає зміна серцевого викиду, в нормі становить 5 л / хв. Швидка втрата 2 л крові призводить до такого зниження обсягу крові, що насосна функція серця стає малоефективною. В результаті артеріальний тиск падає, і приплив крові по коронарних судинах до серцевого м`яза знижується. Ослаблення серцевої діяльності ще більше зменшує серцевий викид і, як наслідок, призводить до подальшого зниження коронарного кровотоку і пригнічення серцевої діяльності.

Цей цикл повторюється знову і знову і в підсумку призводить до смерті. Важливо відзначити, що кожен цикл позитивного зворотного зв`язку призводить до більшого ослаблення серцевої діяльності. Іншими словами, що запускає стимул викликає реакцію того ж напрямку - позитивний зворотний зв`язок.

Позитивний зворотний зв`язок більш відома як порочне коло. При помірному порушенні порочне коло можна розірвати за допомогою систем, що використовують негативний зворотний зв`язок. Наприклад, якщо обсяг крововтрати у вищезгаданого хворого складе тільки 1 л замість 2 л, то внесок негативного зворотного зв`язку в регуляцію серцевого викиду і артеріального тиску перевищить внесок позитивного зворотного зв`язку і серцевий викид відновиться.

Позитивний зворотний зв`язок може бути корисною. У деяких випадках організм використовує переваги позитивного зворотного зв`язку. Як приклад можна привести згортання крові. При порушенні цілісності судини і початку формування тромбу відбувається активація безлічі ферментів, які називаються факторами згортання. Деякі з цих чинників впливають на інші неактивні ферменти в крові, навколишнього тромб, таким чином продовжуючи його зростання.

цей процес йде до тих пір, поки дефект посудини не закриється тромбом, і кровотеча не припиниться. Однак в деяких випадках процес може виходити з-під контролю, закінчуючись небажаним тромбоутворення. Так, основною причиною гострого нападу стенокардії є формування тромбу на внутрішній поверхні вінцевої артерії в області атеросклеротичної бляшки. Зростання тромбу триває аж до повної закупорки просвіту судини.

Іншим прикладом корисного дії позитивного зворотного зв`язку є пологи. Коли скорочення матки під час пологів стають настільки сильними, що головка плоду досягає шийки матки і розтягує її, сигнали від шийкових рецепторів поширюються по м`язах назад до тіла матки, викликаючи ще більш потужні скорочення міометрія. Таким чином, скорочення матки розтягують шийку, а розтягнення шийки, в свою чергу, призводить до сильних скорочень матки.

Досягнувши певної сили, цей процес призводить до народження дитини. Якщо цей процес недостатньо ефективний, скорочення матки зазвичай затухають, але через кілька днів починаються знову.

Ще один приклад позитивного зворотного зв`язку - Генерація збудження в нервовому волокні. При стимуляції нервового волокна виникає невеликий витік іонів натрію через канали всередину волокна. Вхідний всередину натрій змінює мембранний потенціал, що призводить до ще більшого відкриття каналів, а це, в свою чергу, - до ще більшої зміни потенціалу і т.д.

Таким чином, невеликий витік іонів в результаті викликає бурхливе вхід іонів натрію в нервове волокно, в результаті формується потенціал дії. У свою чергу, цей потенціал викликає утворення петель струму, що поширюються всередині і зовні по мембрані. Процес повторюється знову і знову, поки імпульс не досягне закінчення волокна.

У наведених прикладах позитивний зв`язок є частиною всеосяжної негативного зворотного зв`язку. Наприклад, позитивний зв`язок у випадку з утворенням тромбу є частиною механізму негативного зв`язку з підтримки постійного об`єму циркулюючої крові. Те ж саме відноситься і до позитивного зв`язку, формує нервовий імпульс, оскільки вона дозволяє нервовим волокнам брати участь в численних системах нервової регуляції на основі негативного зворотного зв`язку.