21.5: Feedback Loops
21.5: Rückkopplungsschleifen
In most cases, excessive hormone production is prevented by negative feedback—a loop that starts with a stimulus inducing the release of a particular substance, like a hormone, to maintain a certain level before triggering a signal that results in a decrease in further release of the hormone.
Blood-sugar Levels
For example, an increase in blood glucose levels releases the hormone insulin from beta cells of the pancreas into the bloodstream, delivering insulin to cells throughout the body. Insulin stimulates cells to take up glucose and use it for energy production. Insulin also converts and stores excess glucose as glycogen in the liver. Collectively, these actions lower blood glucose levels, and in turn, signals the pancreas to stop producing insulin.
When blood glucose levels fall below normal, for example during exercise, alpha cells of the pancreas release the hormone glucagon. Glucagon converts glycogen stored in the liver to glucose, which can then be used by other cells in the body for energy production. Glucagon also stimulates the liver to absorb amino acids from blood and convert them to glucose. An increase in blood glucose levels then signals the pancreas to stop releasing glucagon via negative feedback regulation.
In den meisten Fällen wird eine übermäßige Hormonproduktion durch negative Rückkopplungen verhindert. Dabei handelt es sich um einen Mechanismus, der mit einem Stimulus beginnt. Dieser Stimulus induziert die Freisetzung einer bestimmten Substanz, wie z.B. eines Hormon, um ein bestimmtes Niveau aufrechtzuerhalten. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird dann ein Signal ausgelöst, das zu einer Abnahme der weiteren Freisetzung des Hormons führt.
Blutzuckerwerte
Beispielsweise wird bei einem Anstieg des Blutzuckerspiegels das Hormon Insulin aus den Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse in den Blutkreislauf freigesetzt, wodurch Insulin an die Zellen im ganzen Körper abgegeben wird. Das Insulin stimuliert die Zellen, Glucose aufzunehmen und zur Energiegewinnung zu verwenden. Insulin wandelt auch überschüssige Glucose um und speichert sie als Glykogen in der Leber. Zusammengenommen senken diese Vorgänge den Blutzuckerspiegel und signalisieren der Bauchspeicheldrüse, die Insulinproduktion einzustellen.
Wenn der Blutzuckerspiegel unter einen normalen Wert sinkt, zum Beispiel während des Trainings, setzen die Alphazellen der Bauchspeicheldrüse das Hormon Glucagon frei. Glucagon wandelt das in der Leber gespeicherte Glykogen in Glucose um, die dann von anderen Zellen des Körpers zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Glucagon regt auch die Leber an, Aminosäuren aus dem Blut aufzunehmen und in Glucose umzuwandeln. Ein Anstieg des Blutzuckerspiegels signalisiert dann der Bauchspeicheldrüse, die Freisetzung von Glucagon über eine negative Rückkopplungsregelung einzustellen.
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