Olitpa levossa tai liikunnassa, fysiologisten toimintojen on pysyttävä kapealla alueella, jotta pystyt hengissä. Negatiiviset palautussilmukat toimivat fysiologisten parametrien, kuten sykkeen, pitämiseksi tällä tavoitealueella tai homeostaattisessa asetuspisteessä. Esimerkiksi keskimääräisen leposykkeen tulisi pysyä välillä 60 - 100 lyöntiä minuutissa, Kansallisen terveysinstituutin mukaan. Ilman negatiivisia palautussilmukoita kriittisissä fysiologisissa toiminnoissa ei olisi juurikaan säätelyä.
Tausta
Negatiivinen takaisinkytkentäsilmukka toimii säätämällä lähtöä, kuten sykettä, vastauksena syötteen muutokseen, kuten verenpaine. Perussilmukka koostuu reseptorista, ohjauskeskuksesta ja efektorista. Jos olet levossa ja verenpaineesi nousee, kaulavaltimoiden paineenreseptorit havaitsevat tämän muutoksen syöttössä ja lähettävät hermoimpulsseja aivojen medullaan tai hallintakeskukseen. Tämä merkitsee aivoja vähentämään hermoimpulsseja, jotka stimuloivat sydänlihastasi, efektoria, supistumaan. Sydämesi supistuu hitaammin ja tuotto tai syke laskee, jolloin verenpaineesi laskee tavoitetasolle.
Liikunta ja syke
Kun harjoittelet, lihaskudoksesi muuntavat ravintoaineet, kuten glukoosin, kemialliseksi energiaksi prosessissa, jota kutsutaan aerobiseksi soluhengitykseksi. Aerobinen hengitys vaatii happea, joten lihaskudoksesi tarvitsevat enemmän happea ylläpitääksesi korkeampaa energiantuotantoa harjoituksen aikana. Happi tulee keuhkoihin ja sitoutuu veressä olevaan hemoglobiiniin, joka kuljettaa sen lihaskudokseen. Kehosi nostaa sykettä ja verenpainetta kuntoilessasi lisätäksesi lihaskudoksen verenvirtausta ja tyydyttääksesi lisääntyneen hapenkulutuksen.
Liikunta ja negatiivinen palaute
Syke- ja verenpaineesi nousu harjoituksen aikana ei ole fysiologisesti epänormaalia; kehosi lisää veren virtausta lihaskudokseen vasteena lisääntyneelle hapenkulutukselle. Siksi sydämen lyöntitiheyden ja verenpaineen homeostaattiset asetuspisteet "nollataan" korkeammiksi. Cleveland-klinikan mukaan esimerkiksi pulssisi voi nousta jopa 200 lyöntiä minuutissa iästäsi ja kuntotasostasi riippuen, kun harjoittelet voimakkaasti. Negatiiviset palautussilmukat toimivat sitten sykkeen ja verenpaineen ylläpitämiseksi näillä uusilla korkeammilla tavoitealueilla. Kun olet harjoittanut lihassakudoksia, et enää tarvitse niin paljon happea ja homeostaattiset asetuspisteesi palautetaan alkuperäiselle tavoitealueelle.
näkökohdat
Harjoituksen aikana negatiivisen palautteen silmukat toimivat ylläpitääkseen muita homeostaattisia asetuspisteitä kuin sykettä ja verenpainetta. Esimerkiksi veressäsi pH: n on pysyttävä kapealla alueella 7, 35 - 7, 45, jotta kriittiset fysiologiset prosessit tapahtuvat. Kun harjoittelet, lihaskudoksesi kuluttavat happea ja tuottavat hiilidioksidia jätetuotteena. Hiilidioksidi on hapan, ja kun se kertyy kehossa, veren pH laskee. Verisuonten kemoreseptorit havaitsevat tämän pH-arvon muutoksen ja antavat signaalin aivoillesi keuhkojen hengitysnopeuden lisäämiseksi, jotta hengität ylimääräistä hiilidioksidia nopeammin ja nostat veren pH-arvoa takaisin tavoitealueelle.
