Comment fonctionnent les boucles de rétroaction négative dans le corps

Les boucles de rétroaction négative jouent un rôle important dans la régulation de la santé du corps humain. Une boucle de rétroaction négative, également appelée boucle d’inhibition, est un type de système d’autorégulation.

Dans une boucle de rétroaction négative, l’augmentation de la sortie du système inhibe la production future par le système. Le corps réduit la quantité de certaines protéines ou hormones qu’il crée lorsque leurs niveaux deviennent trop élevés.

Les systèmes de rétroaction négative fonctionnent pour maintenir des niveaux de sortie relativement constants. Par exemple, le corps maintient sa température, sa consommation de calories, sa tension artérielle, son pouls et sa fréquence respiratoire sur la base de boucles de rétroaction négatives.

Les boucles de rétroaction négatives gèrent la production

Imaginez que le corps est une usine fabriquant le produit X, et imaginez que faire trop de produit X est coûteux, inutile et nocif. Cela signifie que le corps a besoin d’un moyen de ralentir l’usine lorsque suffisamment de produit X a été fabriqué. Il le fait à travers une boucle de rétroaction négative. Cela signifie que la vitesse de production est sensible à la quantité de produit X. Lorsqu’elle commence à s’accumuler, la production ralentit.

Il peut être utile de considérer l’usine comme une grande chaîne de montage qui stocke des étagères à la fin. Lorsque les étagères sont pleines, la chaîne de montage doit ralentir car il n’y a nulle part où mettre le produit. Une accumulation excessive de produit peut causer des dommages.

Cependant, si les étagères sont vides, il y a beaucoup d’espace pour stocker le produit. La chaîne de montage peut s’accélérer jusqu’à ce que les étagères soient à nouveau pleines, dans le but de garder les étagères remplies au bon niveau tout le temps.

Le contraire serait une boucle de rétroaction positive. Dans ce cas, plus il y a de produit X, plus la plante en fera plus vite.

Exemples

Plusieurs boucles de rétroaction négative bien comprises contrôlent une variété de fonctions différentes dans le corps.

Le cycle menstruel féminin fonctionne à travers une boucle de rétroaction négative qui implique les structures du cerveau, ainsi que les organes reproducteurs, comme suit.

• L’hypothalamus est une glande du cerveau qui produit la gonadolibérine (GnRH).
• La GnRH signale à la glande pituitaire dans le cerveau de produire l’hormone folliculo-stimulante (FSH).
• La FSH incite les ovaires à produire des œstrogènes.
• Des niveaux élevés d’œstrogènes (ainsi que de progestérone et de testostérone, qui sont régulés par des boucles similaires) inhibent la production de GnRH. Cela amène l’hypophyse à produire moins de FSH, ce qui fait que les ovaires produisent moins d’œstrogènes.

L’axe reproducteur masculin est mis en place de la même manière que l’axe féminin, avec l’hormone lutéinisante (LH), la FSH et la testostérone dans une boucle de rétroaction négative associée à la fertilité.

Une autre boucle de rétroaction négative régule l’acidité vaginale. Le pH du vagin varie en fonction des bactéries spécifiques présentes, ainsi :

• Le pH vaginal normal est d’environ 4—légèrement acide. Cela aide à prévenir la croissance de bactéries problématiques, y compris celles qui causent des infections sexuellement transmissibles (IST).
• L’acide lactique qui maintient ce pH est fabriqué par les lactobacilles, qui font partie de la flore vaginale normale. Ces bactéries se développent plus rapidement et produisent plus d’acide à un pH plus élevé.
• L’une des caractéristiques de la vaginose bactérienne est un pH supérieur à 5, ce qui déclenchera la flore normale pour produire de l’acide qui empêchera les bactéries infectieuses de prospérer.
• Lorsque le pH se rapproche de 4, les lactobacilles peuvent ralentir la production d’acide lactique.

Recherche de l’homéostasie

Un mot clé important pour comprendre les boucles de rétroaction négative est « homéostasie ». L’homéostasie est définie comme la tendance d’un système à la stabilité. L’homéostasie est très importante dans le corps humain. De nombreux systèmes doivent s’autoréguler pour que le corps reste dans des plages optimales pour la santé.

Par exemple, dans le diabète, le pancréas ne répond pas correctement à une glycémie élevée en produisant plus d’insuline. Dans le diabète de type 1 (diabète insulino-dépendant, dans lequel le pancréas produit peu ou pas d’insuline), c’est parce qu’il y a moins de cellules disponibles pour fabriquer de l’insuline. Le système immunitaire d’une personne a endommagé les cellules productrices d’insuline.

De même, la respiration régule les niveaux d’oxygène et de dioxyde de carbone du corps, qui sont étroitement contrôlés par les mécanismes du cerveau qui interviennent dans la respiration.