Feedback Mechanism
음성 피드백과 양성 피드백은 생체 항상성(homeostasis)을 유지하거나 특정 생리적 변화를 증폭시키는 과정에서 중요한 역할을 합니다.
✅ 음성 피드백(negative feedback)은 변화된 상태를 되돌리고,
✅ 양성 피드백(positive feedback)은 변화된 상태를 더 증폭시키는 방향으로 작용합니다.
1. 음성 피드백 (Negative Feedback)
변화가 감지되면 억제하여 항상성 유지
음성 피드백(Negative Feedback) 은 체내의 변화가 발생했을 때, 이를 감지하고 반응을 통해 변화를 원래 상태로 되돌리는 메커니즘입니다. 주로 항상성 유지에 중요한 역할을 합니다.
| 예시 |
| ✅ 혈당 조절 |
| 혈당 높을때 → 인슐린 분비 → 혈당 감소 |
| 혈당 감소 → 글루카곤 분비 → 혈당 상승 |
| ✅ 체온 조절: |
| 체온 상승 → 발한, 혈관 확장 |
| 체온 감소 → 떨림, 혈관 수축 |
| ✅ 혈압 조절 (Baroreceptor Reflex) |
| 혈압 상승 → 심박수 감소 |
| 혈압 감소 → 심박수 증가 |
| ✅ 혈중 칼슘 조절 |
| 혈중 칼슘 저하 → PTH 분비 → 칼슘 증가 |
| 칼슘 증가 → PTH 억제 |
| ✅ 코르티솔 조절 (HPA Axis) |
| 스트레스 → CRH → ACTH → 코르티솔 분비 |
| 코르티솔이 증가하면 상위 호르몬 억제 -> 코르티솔 감소 |
혈당 조절
By Carogonz11 – Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=130403735| 고혈당 상태 |
| 혈당이 상승하면 이자를 통해 인슐린이 분비됩니다. |
| 인슐린은 세포가 포도당을 흡수하도록 촉진하며, 간에서 포도당을 글리코겐으로 저장하도록 돕습니다. |
| 결과적으로 혈당이 감소하여 정상 수치로 돌아옵니다. |
| 저혈당 상태 |
| 혈당이 낮아지면 이자를 통해 글루카곤이 분비됩니다. |
| 글루카곤은 간에서 저장된 글리코겐을 포도당으로 분해하도록 자극합니다. |
| 결과적으로 혈당이 증가하여 정상 수치로 돌아옵니다. |
.
체온 조절
By OpenStax – https://cnx.org/contents/FPtK1zmh@8.25:fEI3C8Ot@10/Preface, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30131132| 체온 상승 |
| 체온이 상승하면 뇌의 시상하부가 땀 분비를 촉진하고 피부 혈관을 확장시킵니다. |
| 이를 통해 열이 외부로 방출되어 체온이 감소합니다. |
| 체온 감소 |
| 체온이 낮아지면 시상하부가 근육 떨림을 유도하고 피부 혈관을 수축시킵니다. |
| 이를 통해 체내 열 생성이 증가하고 열 손실이 줄어들어 체온이 상승합니다. |
혈압 조절 (Baroreceptor Reflex)
| 혈압 상승 시 |
| 혈압 상승 시 대동맥궁과 경동맥동의 Baroreceptor가 이를 감지합니다. |
| 연수에 신호가 전달되어 교감신경 억제 및 부교감신경 활성화 → 심박수 감소, 혈관 확장 |
| 혈압 하강시 |
| 혈압 하강 시에는 교감신경이 활성화되어 심박수 증가 및 혈관 수축이 일어납니다. |
칼슘 조절 (Calcium Regulation)
| 조절 작용 |
| 혈중 칼슘이 낮아지면 부갑상샘에서 PTH가 분비됩니다. |
| PTH는 뼈에서 칼슘 유리, 신장에서 재흡수 증가, 장에서 흡수 증가를 유도합니다. |
| 칼슘이 정상 범위로 회복되면 PTH 분비가 억제됩니다. |
코르티솔 조절 (HPA Axis)
| 조절 작용 |
| 스트레스 자극 → 시상하부에서 CRH 분비 → 뇌하수체 전엽에서 ACTH 분비 |
| ACTH → 부신피질 자극 → 코르티솔 분비 증가 |
| 코르티솔이 일정 수준 이상 분비되면 CRH와 ACTH의 분비가 억제되어 음성 피드백이 형성됩니다. |
2. 양성 피드백 (Positive Feedback)
체내 변화가 발생할 때 이를 증폭시킴
양성 피드백(Positive Feedback)은 체내 변화가 발생했을 때, 이를 증폭시켜 특정 생리적 과정을 가속화하거나 완료하는 데 사용되는 메커니즘입니다. 비교적 짧은 시간 동안 작동하며 특정 목표를 달성하면 종료됩니다.
| 예시 |
| ✅ 분만 시 옥시토신 작용 |
| : 자궁 수축 → 옥시토신 분비 → 더 강한 자궁 수축 → 출산 시까지 반복 |
| ✅ 혈액 응고 |
| : 손상 → 혈소판 활성화 → 더 많은 혈소판 유입 → 응고 촉진 → 혈전 형성까지 계속 |
| ✅ 배란 시 LH surge |
| : 에스트로겐 증가 → 뇌하수체 LH 분비 급증 → 배란 유도 → 이후 피드백 종료 |
| ✅ 수유 시 젖 분비 |
| : 아기가 젖을 물면→ 옥시토신 분비 → 유선 수축 → 더 많은 젖 분비 → 수유 중 지속 |
분만 과정의 옥시토신 분비
Image By OpenStax, Anatomy and Physiology. Licensed under CC BY 4.0. Access for free at https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/1-introduction.| 분만 중 옥시토신 분비 |
| 분만 중 자궁경부가 확장되면 시상하부가 옥시토신을 분비합니다. |
| 옥시토신은 자궁근을 수축시켜 태아를 밀어내는 힘을 증가시킵니다. |
| 자궁경부가 더 확장되며 옥시토신 분비가 더욱 촉진됩니다. |
| 분만이 완료되면 양성 피드백이 종료됩니다. |
혈액 응고시 혈소판 활성화
By Elliottuttle – Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=69699644| 혈소판 활성화 |
| 혈관 손상이 발생하면 혈소판이 손상 부위에 부착됩니다. |
| 활성화된 혈소판은 응고 인자를 방출하여 추가 혈소판을 끌어들입니다. |
| 응고 과정이 완료될 때까지 이 과정이 계속 증폭됩니다. |
LH surge에 의한 배란
| 조절 작용 |
| 성숙한 난포에서 분비되는 에스트로겐이 뇌하수체를 자극합니다. |
| 일정 수준 이상의 에스트로겐이 되면 LH 분비가 폭발적으로 증가합니다. (LH surge) |
| LH surge는 배란을 유도하고 → 이후 호르몬 변화로 피드백 회로가 종료됩니다. |
수유 시 젖 분비
| 조절 작용 |
| 아기가 젖을 빠는 자극이 유두에서 감지되어 시상하부에 전달됩니다. |
| 시상하부는 뇌하수체 후엽에서 옥시토신을 분비하게 하고, 유선이 수축되어 젖 분비가 시작합니다. |
| 젖 분비가 계속되면 아기의 빠는 행동이 더 활발해지며 자극이 지속됩니다. |
| 수유가 종료되면 자극이 없어지며 피드백 회로가 종료됩니다. |
3. 음성 피드백과 양성 피드백 비교
음성 피드백은 항상성 유지에 초점이 맞춰져 있고 양성 피드백은 특정 사건을 효과적으로 끝마치는 데 초점을 맞춥니다. 두 메커니즘은 다양한 과정에서 에서 상호 보완적으로 작동합니다.
