正帰還ループと負帰還ループの主な違いは、正帰還ループが開始刺激を増幅してシステムを平衡状態から遠ざけるのに対し、負帰還ループはシステムの変化を打ち消してセットポイントに維持することである。
さらに、正のフィードバック・ループはより多くの製品を生み出し、負のフィードバック・ループはより少ない製品を生み出す。
正と負のフィードバックループは、生物系で比較的安定した環境を維持する傾向を指すホメオスタシスに影響を与える2つのメカニズムです。
主な対象分野
- ポジティブフィードバックループとは
– 定義、特徴、例 - ネガティブフィードバックループとは
– 定義、特徴、例 - 正帰還ループと負帰還ループの類似点とは
– 共通点の概要 - ポジティブフィードバックループとネガティブフィードバックループの違いとは
– 主な違いの比較
この記事の重要な単語
Childbirth, Fruit Ripening, Homeostasis, Negative Feedback Loops, Positive Feedback Loops, Thermoregulation
ポジティブフィードバックループとは？
ポジティブフィードバックループは、体内で発生した特定の変化を強化します。
ある変化が受容体によって検出されると、この種のフィードバック機構は、その変化をさらに進行させるよう促進する。
最初の変化の増幅は、刺激がなくなるまで起こります。
出産は、正帰還ループの最も正確な例の一つです。
出産時、子供の頭が下に押されることによって子宮頸管が圧迫されると、オキシトシンの分泌が促され、それがさらに子宮頸管の収縮を促す。
その後、この収縮がさらにオキシトシンの分泌を促し、赤ちゃんが誕生する。
図1: ポジティブフィードバックループによる出産
その他、ポジティブフィードバックループの例として、以下のようなものがあります。
- 授乳 – 母乳が乳汁分泌を促進し、それがさらなる授乳を引き起こす。これは、赤ちゃんが授乳をやめるまで続く。
- 排卵 – 卵巣内の優勢な卵胞がエストロゲンを放出し、それがFSHとLHの放出を刺激する。これらのホルモンは、卵胞のさらなる成長を促します。
- 血液凝固-活性化された血小板による凝固因子の放出は、傷害の部位でより多くの血小板の凝集を刺激します。
- 果実の熟成-熟した果実はエチレンを放出し、近くの果実の熟成を刺激します。
ネガティブフィードバックループとは？
ネガティブフィードバックループは、逆の反応を活性化させることで変化を逆転させる役割を担っている。
つまり、このタイプのフィードバック機構は、恒常的な条件下で維持される生体システムを安定化させ、内部環境を一定に保つために重要です。
以下に、ネガティブフィードバックループの例をいくつか示す。
体温調節
人間の常用体温は37 ℃です。
体温が上昇すると、発汗や血管拡張など、体内の熱を外部に放出するメカニズムが引き起こされる。
体表面から汗が蒸発することで、体内の熱が使われる。
また、血管拡張による皮膚付近の血行促進は、体内の熱を体表へと運びます。
この2つのメカニズムが合わさって、上昇した体温を冷やすのです。
一方、体温が下がると、鳥肌や血管収縮によって体内の熱が保たれ、体温の上昇に役立つ。
血圧の調整
圧受容器は動脈内の血圧を感知し、脳に信号を送ることで心拍数をコントロールするのに役立っています。
酸素・炭酸ガスバランス、血糖値、血圧、酸・塩基平衡、水分平衡（オスモレギュレーション）、カルシウム値、血液pH、エネルギーバランスの維持なども、生体の負のフィードバックループの例です。
ポジティブフィードバックループとネガティブフィードバックループの類似点
- 正のフィードバックループと負のフィードバックループは、刺激に対してその効果を増大させたり減少させたりする働きをします。
- どちらも生体系の恒常性維持に重要な役割を担っている。
正帰還ループと負帰還ループの違い
定義
正帰還ループとは、出力信号の増幅または増加をもたらすフィードバック機構を指し、負帰還ループとは、プロセスの抑制または減速をもたらすフィードバック機構を指す。
ホメオスタシスへの影響
さらに、正のフィードバックループはシステムの恒常性を破壊し、負のフィードバックループは常に恒常性の条件を維持する。
発生状況
また、正のフィードバックループはあまり一般的ではないが、特定の状況で発生する。
一方、負のフィードバックループは体内で頻繁に発生し、体のさまざまな状態を維持するのに役立っている。
例
正のフィードバックループの例として、出産、血液凝固、果物の成熟などがあり、負のフィードバックループの例として、体温、血圧、体液量の調節などがあります。
結論
正帰還ループとは、出産や授乳、果物の成熟の際に起こるような、特定の刺激による効果を増大させる身体的メカニズムです。
しかし、負のフィードバックループは、システムの変化を打ち消し、設定されたポイントに維持する。
正のフィードバックループと負のフィードバックループの主な違いは、変化に対する各フィードバックループの反応です。
