Niezależnie od tego, czy jesteś w stanie spoczynku, czy w ruchu, funkcje fizjologiczne muszą pozostać w wąskim zakresie, abyś mógł przeżyć. Ujemne pętle sprzężenia zwrotnego pracują nad utrzymaniem parametrów fizjologicznych, takich jak częstość akcji serca w tym zakresie docelowym lub w homeostatycznej wartości zadanej. Na przykład, średnie tętno spoczynkowe powinno utrzymywać się w granicach od 60 do 100 uderzeń na minutę, zgodnie z National Institutes of Health. Bez pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego niewiele byłoby regulacji kluczowych funkcji fizjologicznych.
tło
Pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego działa poprzez dostosowanie wyjścia, na przykład częstości akcji serca, w odpowiedzi na zmianę sygnału wejściowego, na przykład ciśnienia krwi. Podstawowa pętla składa się z receptora, centrum kontrolnego i efektora. Jeśli jesteś w spoczynku i twoje ciśnienie krwi wzrasta, receptory ciśnienia w tętnicach szyjnych wykrywają tę zmianę w wejściu i wysyłają impulsy nerwowe do rdzenia mózgu lub centrum kontrolnego. To sygnalizuje mózgowi zmniejszenie impulsów nerwowych, które pobudzają twój mięsień sercowy, efektor, do skurczenia się. Twoje serce kurczy się wolniej, a twoja wydajność lub częstość akcji serca spada, powodując spadek ciśnienia krwi do poziomu docelowego.
Ćwiczenia i tętno
Kiedy ćwiczysz, twoje tkanki mięśniowe przekształcają składniki odżywcze, takie jak glukoza, w energię chemiczną w procesie zwanym aerobowym oddychaniem komórkowym. Oddychanie tlenowe wymaga tlenu, więc twoje tkanki mięśniowe wymagają więcej tlenu, aby utrzymać wyższy poziom energii podczas ćwiczeń. Tlen dostaje się do płuc i wiąże się z hemoglobiną we krwi, która przenosi ją do tkanki mięśniowej. Twoje ciało zwiększa tętno i ciśnienie krwi podczas ćwiczeń, aby zwiększyć przepływ krwi do tkanki mięśniowej i zaspokoić zwiększone zapotrzebowanie na tlen.
Ćwiczenia i Negatywne opinie
Zwiększenie częstości pracy serca i ciśnienia krwi podczas ćwiczeń nie ma fizjologicznego oddźwięku; Twoje ciało zwiększa przepływ krwi do tkanki mięśniowej w odpowiedzi na zwiększone zapotrzebowanie na tlen. W ten sposób homeostatyczne wartości zadane tętna i ciśnienia krwi są "resetowane" wyżej. Na przykład, kiedy ćwiczysz energicznie, twoje tętno może wzrosnąć nawet do 200 uderzeń na minutę, w zależności od wieku i poziomu sprawności fizycznej, zgodnie z kliniką w Cleveland. Ujemne pętle sprzężenia zwrotnego działają wtedy, aby utrzymać tętno i ciśnienie krwi w tych nowych wyższych zakresach docelowych. Po treningu tkanki mięśniowej nie wymagają już więcej tlenu, a nastawy homeostazy są resetowane do pierwotnych zakresów docelowych.
Rozważania
Podczas ćwiczeń, pętle ujemnego sprzężenia zwrotnego pracują, aby utrzymać nastawy homeostatyczne inne niż tętno i ciśnienie krwi. Na przykład, twoje pH krwi musi pozostać w wąskim zakresie od 7,35 do 7,45, aby nastąpiły kluczowe procesy fizjologiczne. Podczas ćwiczeń tkanki mięśniowe zużywają tlen i wytwarzają dwutlenek węgla jako produkt odpadowy. Dwutlenek węgla jest kwaśny, a gdy gromadzi się w organizmie, pH krwi spada. Chemoreceptory w naczyniach krwionośnych wykrywają tę zmianę pH i sygnalizują mózgowi zwiększenie częstości oddechów w płucach, aby szybciej wydychać nadmiar dwutlenku węgla i zwiększyć pH krwi z powrotem do docelowego zakresu.
