人体の調節回路は、さまざまな重要な変数とプロセスを維持しています。 pH値、 血 ホルモンレベル、体温または 酸素 血液の張力は、制御回路の助けを借りて一定に保たれます。
制御ループとは
制御ループは、生物のさまざまなプロセスや機能を制御できる制御システムです。 たとえば、制御ループを使用して pH を一定に保ちます。 制御ループは、生物のさまざまなプロセスや機能を制御できる制御システムです。 ほとんどの関数には、独自の制御ループがあります。 コントロール ループは、ターゲット オルガン自体で実行するか、上位のオルガンによって制御できます。 そのような上位器官は、例えば、中枢 神経系 (CNS) またはホルモン腺。 制御ループの目的は、制御変数を一定に保つか、それを望ましい設定値にすることです。 この目標値は、さまざまな受容器によって測定され、現在の実際の値と比較されます。 制御ループ内のアクチュエータは、設定値と一致するまで実際の値を修正します。 人体のほとんどの制御ループは、負帰還の原理に基づいて動作します。
機能とタスク
人体における XNUMX つのよく知られた制御ループは、甲状腺ホルモンの活動を調節する甲状腺刺激性制御ループです。 甲状腺を選択します。 甲状腺 （甲状腺腺）は、 ホルモン トリヨードサイロニン（T3）、 チロキシン (T4)、および カルシトニン。 二つ ヨウ素-含有 ホルモン T3 と T4 は、毛包上皮細胞で産生されます。 甲状腺. それらは重要な役割を果たします エネルギー代謝 そして生物の成長に影響を与えます。 甲状腺の機能は、 視床下部 と 脳下垂体 サイロトロピック制御回路を介して。 は 脳下垂体 甲状腺刺激ホルモンを分泌する（TSH)。 これは血流を介して甲状腺細胞に到達します。 そこ、 TSH 一方では T3 と T4 の生成を促進し、他方では甲状腺の成長を刺激します。 より高いレベルの T3 と T4 血 次に、のリリースを阻害します。 TSH. したがって、甲状腺レベル 血 必要に応じて調整され、通常は比較的一定に保たれます。 サイロトロピック制御ループは、負のフィードバック ループの一例です。 ただし、制御ループの設定点は 脳下垂体、しかし 視床下部. これにより、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン (TRH) が生成されます。 体の熱 また、制御回路によって調整されます。 この制御回路の目的は、体内の温度を約 37°C に一定に保つことです。 周囲の温度は、体温に影響を与えます。 このプロセスでは、周囲温度が体温に影響を与えます。 たとえば、集中的な身体活動も温度に影響を与えます。 体温センサーは体のいたるところにあります。 ただし、熱センサーは特に地域に局在しています。 脊髄, 視床下部 & 皮膚. 視床下部は体温調節に重要な役割を果たしています。 これは、身体からのすべての実際の値情報が収集される場所です。 視床下部は、すべての身体的ニーズについても通知されます。 これらすべての入力から、視床下部のコントロール センターは、目的の設定値と、この設定値と実際の値との差を計算します。 通常、設定値は 36°C から 37°C の間です。 体内の設定値は、感染中に調整されます 発熱、 例えば。 体温も変化します 排卵 女性で。 両方の値が一致する場合、規制は必要ありません。 ただし、比較に違いがある場合、体は反応を開始します。 制御ループ内の個々のアクチュエータを変更します。 たとえば、温度調節における XNUMX つの可能性のあるアクチュエーターは、筋肉組織です。 あるとき 冷たいすると、筋肉が震え、熱が発生します。
病気と病気
制御回路の中断は、いつでも発生する可能性があります。 たとえば、標的器官、感知素子、またはアクチュエータが影響を受ける可能性があります。 これらの変更は、規制回路全体に影響します。 サイロトロピック制御回路の障害は、通常、次のいずれかを引き起こします。 甲状腺機能低下症 or 甲状腺機能亢進症。 プライマリで 甲状腺機能低下症、原因は調節回路の標的器官、すなわち甲状腺自体に見られます。 そのような一次の原因 甲状腺機能低下症 甲状腺手術を含み、 放射性ヨウ素療法, サイロスタティック 薬物、または極端な セレン or ヨウ素 欠乏症 続発性甲状腺機能低下症では、原因は下垂体にあります。 そこでは TSH が少なすぎます。 したがって、制御ループは甲状腺より先にすでに機能しています。 一次および二次の結果 甲状腺機能亢進症 似ています。 有る 疲労、 の損失 力, うつ病, 脱毛, 便秘, 勃起不全 そして典型的な粘液水腫。 ただし、甲状腺の制御回路の障害も つながる 〜へ 甲状腺機能亢進症. 多くの場合、原因は自律神経プロセスまたは自己免疫プロセスです。 甲状腺機能亢進症につながる甲状腺刺激性制御ループの障害の例は、 グレーブス病. グレーブス病 原因不明の自己免疫疾患です。 体が形成する 抗体 甲状腺の受容体に対して。 これらの受容体は、実際には TSH を対象としています。 しかし 抗体 受容体に結合し、TSH と同様の効果を引き起こします。 その結果、甲状腺はより多くの甲状腺を生成します ホルモン. ただし、これは実際の制御ループとは完全に独立して発生します。 に グレーブス病が多すぎるため、TSH レベルはほぼ 0 に低下します。 甲状腺ホルモン いつでも血液中に。 甲状腺機能亢進症の典型的な症状は体重減少です。 下痢、イライラ、緊張、 脱毛 そして熱不耐症。 病的制御ループは、悪循環または循環と悪循環とも呼ばれます。 この場合、障害された XNUMX つの身体機能が相互に影響を及ぼし、既存の疾患を強化したり、疾患を維持したりします。 病理学的制御ループは、次のような疾患に見られます。 心不全 or 糖尿病 真性。 それらは通常、正のフィードバック ループに基づいています。