Die Hauptunterschied zwischen positiven und negativen Rückkopplungsschleifen besteht darin, dass die positive Rückkopplungsschleifen verstärken den auslösenden Reiz und bewegen das System aus seinem Gleichgewicht, während die negativen Rückkopplungsschleifen den Veränderungen des Systems entgegenwirken und sie auf einem Sollwert halten. Darüber hinaus führen positive Feedbackschleifen zu mehr Produkten, während negative Feedbackschleifen zu weniger Produkten führen.

Positive und negative Rückkopplungsschleifen sind die beiden Mechanismen, die die Homöostase beeinflussen, was sich auf die Tendenz bezieht, eine relativ stabile Umgebung in biologischen Systemen aufrechtzuerhalten.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was sind positive Feedback-Schleifen? – Definition, Eigenschaften, Beispiele 2. Was sind negative Rückkopplungsschleifen? – Definition, Eigenschaften, Beispiele 3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen positiven und negativen Rückkopplungsschleifen? – Überblick über die gemeinsamen Funktionen 4. Was ist der Unterschied zwischen positiven und negativen Rückkopplungsschleifen? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe

Geburt, Fruchtreife, Homöostase, negative Rückkopplungsschleifen, positive Rückkopplungsschleifen, Thermoregulation

Was sind positive Feedbackschleifen?

Positive Rückkopplungsschleifen verstärken eine bestimmte Veränderung, die im Körper stattfindet. Wenn eine Änderung von einem Rezeptor erkannt wird, fördert diese Art von Rückkopplungsmechanismen, dass die Änderung weiter fortschreitet. Die Verstärkung der anfänglichen Veränderung erfolgt bis zum Wegfall des Reizes. Die Geburt ist eines der genauesten Beispiele für positive Rückkopplungsschleifen. Während der Geburt induziert der Druck auf den Gebärmutterhals durch das Herunterdrücken des Kopfes des Kindes die Ausschüttung von Oxytocin, was wiederum weitere Kontraktionen des Gebärmutterhalses anregt. Anschließend stimulieren diese Kontraktionen die Freisetzung von Oxytocin weiter bis zur Geburt des Babys.

Abbildung 1: Geburt durch positive Feedbackschleifen

Einige andere Beispiele für positive Rückkopplungsschleifen sind wie folgt:

Was sind negative Rückkopplungsschleifen?

Negative Rückkopplungsschleifen sind dafür verantwortlich, die Änderung umzukehren, indem sie die entgegengesetzten Reaktionen aktivieren. Dies bedeutet, dass diese Art von Rückkopplungsmechanismen biologische Systeme stabilisieren, die unter homöostatischen Bedingungen gehalten werden, was für eine konstante innere Umgebung wichtig ist. Einige Beispiele für negative Rückkopplungsschleifen werden unten beschrieben.

Thermoregulierung

Die normale Körpertemperatur des Menschen beträgt 37 °C. Wenn die Körpertemperatur ansteigt, werden die Mechanismen wie Schwitzen und Vasodilatation induziert, die innere Wärme an die äußere Umgebung abgeben. Die Verdunstung von Schweiß von Körperoberflächen nutzt Wärme im Körper. Auch eine erhöhte Blutzirkulation in der Nähe der Haut durch Vasodilatation trägt innere Wärme an die Oberfläche des Körpers. Beide Mechanismen zusammen kühlen die erhöhte Körpertemperatur ab. Auf der anderen Seite, wenn die Körpertemperatur sinkt, helfen Gänsehaut und Vasokonstriktion, die Körpertemperatur zu erhöhen, indem sie die Wärme im Körper halten.

Abbildung 2: Thermoregulation

Blutdruckregulierung

Barorezeptoren erkennen den Blutdruck in den Arterien und helfen, die Herzfrequenz zu kontrollieren, indem sie Signale an das Gehirn senden.

Die Aufrechterhaltung des Sauerstoff-/Kohlendioxid-Gleichgewichts, des Blutzuckerspiegels, des Blutdrucks, des Säure-/Basen-Gleichgewichts, des Wasserhaushalts (Osmoregulation), des Kalziumspiegels, des Blut-pH-Werts und des Energiehaushalts sind einige weitere Beispiele für negative Rückkopplungsschleifen des Körpers.

Ähnlichkeiten zwischen positiven und negativen Rückkopplungsschleifen

Unterschied zwischen positiven und negativen Rückkopplungsschleifen

Definition

Positive Rückkopplungsschleifen beziehen sich auf einen Rückkopplungsmechanismus, der zur Verstärkung oder zum Wachstum des Ausgangssignals führt, während sich negative Rückkopplungsschleifen auf einen Rückkopplungsmechanismus beziehen, der zur Hemmung oder Verlangsamung eines Prozesses führt.

Wirkung auf die Homöostase

Darüber hinaus unterbrechen die positiven Rückkopplungsschleifen die Homöostase des Systems, während die negativen Rückkopplungsschleifen immer die Bedingungen der Homöostase aufrechterhalten.

Auftreten

Außerdem sind die positiven Rückkopplungsschleifen weniger verbreitet, treten jedoch in bestimmten Situationen auf, während die negativen Rückkopplungsschleifen häufiger im Körper auftreten und dabei helfen, verschiedene Zustände des Körpers aufrechtzuerhalten.

Beispiele

Einige Beispiele für positive Rückkopplungsschleifen sind Geburt, Blutgerinnung und Fruchtreife, während einige Beispiele für negative Rückkopplungsschleifen die Regulierung von Körpertemperatur, Blutdruck und Flüssigkeitsgehalt sind.

Abschluss

Positive Rückkopplungsschleifen sind körperliche Mechanismen, die die Wirkung eines bestimmten Reizes verstärken, wie er während der Geburt, der Stillzeit oder der Fruchtreife aufgetreten ist. Negative Rückkopplungsschleifen wirken jedoch den Änderungen des Systems entgegen und halten sie auf einem Sollwert. Der Hauptunterschied zwischen positiven und negativen Rückkopplungsschleifen ist die Reaktion jeder Rückkopplungsschleife auf die Änderung.

Referenz:

1. Cornell, Brent. "Rückkopplungsschleifen." BioNinja, hier erhältlich

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „106 Schwangerschaft-positives Feedback“ von OpenStax – https://cnx.org/contents/[email protected]:[email protected]/Vorwort (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia 2. „105 negative Feedback Loops“ von OpenStax – (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia