Feedback é definido como a informação obtida sobre uma reação a um produto, que permitirá a modificação do produto. Loops de Feedback são, portanto, o processo pelo qual uma mudança no sistema resulta em um alarme que irá desencadear um certo resultado. Este resultado irá aumentar a mudança do sistema ou reduzi-lo para trazer o sistema de volta ao normal. Restam algumas questões: como funcionam estes sistemas? O que é um feedback positivo? O que é feedback negativo? Onde encontramos esses sistemas na natureza?sistemas biológicos operam sobre um mecanismo de Entradas e Saídas, cada um causado por e causando um determinado evento. Um laço de feedback é uma ocorrência biológica em que a saída de um sistema amplifica o sistema (feedback positivo) ou inibe o sistema (feedback negativo). Os ciclos de Feedback são importantes porque permitem que os organismos vivos mantenham a homeostase. Homeostase é o mecanismo que nos permite manter o nosso ambiente interno relativamente constante – não muito quente, ou muito frio, não muito faminto ou cansado. O nível de energia que um organismo precisa para manter a homeostase depende do tipo de organismo, bem como do ambiente em que habita. Por exemplo, um peixe de sangue frio mantém a sua temperatura ao mesmo nível que a água à sua volta, pelo que não precisa de controlar a sua temperatura interna. Compare isso com uma baleia de sangue quente no mesmo ambiente: ela precisa manter sua temperatura corporal mais alta do que a da água ao seu redor, e assim ele vai gastar mais energia na regulação da temperatura. Esta é uma diferença entre ectoterms e endotérmicas: um ectotherm usa a temperatura ambiental para controlar sua temperatura interna (por exemplo, répteis, anfíbios e peixes), enquanto um endotérmico usa homeostase para manter sua temperatura interna. Os endotérmicos podem manter o seu metabolismo a uma velocidade constante, permitindo movimentos constantes, reacções e processos internos, enquanto os ectotermia não podem manter o seu metabolismo a uma velocidade constante. Isto significa que o seu movimento, reacção e processos internos dependem de calor externo adequado, mas também significa que necessitam de menos energia sob a forma de alimentos, uma vez que os seus corpos não estão constantemente a queimar combustível.loops de Feedback também podem ocorrer em maior grau: ao nível do ecossistema, uma forma de homeostase é mantida. Um bom exemplo disso está no ciclo das populações de predadores e presas: um boom na população de presas significará mais alimento para predadores, o que aumentará o número de predadores. Isso levará então a predação, e a população de presas irá novamente declinar. A população de predadores diminuirá em resposta, liberando a pressão sobre a população de presas e permitindo que ela recupere. Ver Figura 1. Outro exemplo é o que é conhecido como a” corrida armamentista evolucionária”, onde um predador e sua presa estão continuamente tentando competir entre si. Uma dessas relações é a das aves nectarívoras e das flores sobre as quais se alimentam. As aves desenvolvem longos bicos para obter acesso ao néctar dentro da flor. Em resposta, a flor desenvolve uma forma de trompete mais longa e mais longa, numa tentativa de impedir a ave de chegar ao néctar. O pássaro responde desenvolvendo um bico ainda mais longo. E assim continua.

Fonte da Imagem: Wikimedia Commons

Figura 1: população tendências de predador e presa.um ciclo de realimentação positiva ocorre na natureza quando o produto de uma reação leva a um aumento dessa reação. Se olharmos para um sistema em homeostase, um ciclo de feedback positivo move um sistema mais longe do alvo do equilíbrio. Ele faz isso amplificando os efeitos de um produto ou evento e ocorre quando algo precisa acontecer rapidamente.exemplo 1: amadurecimento de frutas

há um efeito surpreendente na natureza, onde uma árvore ou arbusto amadurecerá subitamente todas as suas frutas ou produtos hortícolas, sem qualquer sinal visível. Este é o nosso primeiro exemplo de um ciclo de feedback biológico positivo. Se olharmos para uma macieira, com muitas maçãs, aparentemente da noite para o dia, todas elas vão de Maduras A Maduras. Isto começará com a primeira maçã a amadurecer. Uma vez madura, emite um gás conhecido como etileno (C2H4) através da sua pele. Quando expostas a este gás, as maçãs próximas também amadurecem. Uma vez maduros, eles também produzem etileno, que continua a amadurecer o resto da árvore em um efeito muito parecido com uma onda. Este ciclo de feedback é muitas vezes utilizado na produção de frutas, com maçãs sendo expostas a gás etileno fabricado para torná-los amadurecer mais rápido.

Figura 2: The process of apples ripening is a positive feedback loop.Exemplo 2: parto quando o parto começa, a cabeça do bebê é empurrada para baixo e resulta em aumento da pressão sobre o colo do útero. Isto estimula as células receptoras a enviar um sinal químico para o cérebro, permitindo a libertação de oxitocina. Esta oxitocina difunde-se para o colo do útero através do sangue, onde estimulou contracções adicionais. Estas contracções estimulam uma maior libertação de ocitocina até o bebé nascer.

Figura 3: as contrações vividas no parto ocorrem como resultado de um ciclo de feedback positivo.

exemplo 3: coagulação sanguínea

quando o tecido é rasgado ou ferido, um produto químico é libertado. Este químico faz com que as plaquetas no sangue se activem. Uma vez activadas estas plaquetas, libertam um produto químico que sinaliza mais plaquetas para activar, até a ferida estar coagulada.

Figura 4: o processo de coagulação da ferida é um ciclo de realimentação positiva.

Loops de retroalimentação negativa

um loop de retroalimentação negativa ocorre na biologia quando o produto de uma reação leva a uma diminuição nessa reação. Desta forma, um ciclo de feedback negativo aproxima um sistema de um alvo de estabilidade ou homeostase. Os loops de retroalimentação negativa são responsáveis pela estabilização de um sistema, e garantem a manutenção de um estado estável. A resposta do mecanismo regulador é oposta à saída do evento.exemplo 1: regulação da temperatura nos seres humanos ocorre constantemente. A temperatura normal do corpo humano é de aproximadamente 98,6 ° F. Quando a temperatura do corpo sobe acima disso, dois mecanismos chutam no corpo começa a suar, e vasodilatação ocorre para permitir que mais da área da superfície do sangue a ser exposto ao ambiente externo mais frio. À medida que o suor arrefece, causa arrefecimento por evaporação, enquanto os vasos sanguíneos causam arrefecimento Convectivo. A temperatura Normal é recuperada. Se estes mecanismos de arrefecimento continuarem, o corpo ficará frio. Os mecanismos que então chutam são a formação de pele de ganso e vasoconstrição. Goosebumps in other mammals raise the hair or fur, allowing more heat to be retained. Em humanos, eles apertam a pele circundante, reduzindo (ligeiramente) a área de superfície a partir da qual perder calor. A vasoconstrição garante que apenas uma pequena área superficial das veias é exposta à temperatura exterior mais fria, retendo calor. A temperatura Normal é recuperada.

Figura 5: o processo de regulação da temperatura nos seres humanos é um ciclo de realimentação negativa.

Exemplo 2: Regulação da pressão arterial (Baroreflex)

a pressão arterial tem de permanecer suficientemente elevada para bombear sangue para todas as partes do corpo, mas não tão elevada que cause danos enquanto o faz. Enquanto o coração está a bombear, os barorreceptores detectam a pressão do sangue a passar pelas artérias. Se a pressão é muito alta ou muito baixa, um sinal químico é enviado para o cérebro através do nervo glossofaríngeo. O cérebro então envia um sinal químico para o coração para ajustar a taxa de bombeamento: se a pressão arterial é baixa, a frequência cardíaca aumenta, enquanto se a pressão arterial é alta, a frequência cardíaca diminui.

exemplo 3: Osmoregulation

osmoregulation refere-se ao controle da concentração de vários líquidos dentro do corpo, para manter a homeostase. Vamos olhar novamente para um exemplo de um peixe, vivendo no oceano. A concentração de sal na água em torno do peixe é muito maior do que a do líquido no peixe. Esta água entra na difusão dos peixes através das guelras, através do consumo de alimentos, e através da bebida. Além disso, como a concentração de sal é maior fora do que dentro do peixe, há difusão passiva de sal para o peixe e água para fora do peixe. A concentração de sal é então demasiado elevada nos peixes, e os iões salgados devem ser libertados por excreção. Isto ocorre através da pele, e em urina muito concentrada. Além disso, níveis elevados de sal no sangue são removidos através do transporte ativo pelas células secretoras de cloreto nas guelras. Assim, mantém-se a concentração correcta de sal.

Figura 6: o processo de osmoregulação nos peixes de água salgada é um ciclo de feedback negativo constante.

Feedback positivo vs. negativo

a principal diferença entre feedback positivo e negativo é a sua resposta à mudança: o feedback positivo amplifica a mudança enquanto o feedback negativo reduz a mudança. Isto significa que o feedback positivo resultará em mais de um produto: mais maçãs, mais contrações, ou mais plaquetas de coagulação. Feedback negativo resultará em menos de um produto: menos calor, menos pressão, ou menos sal. Feedback positivo se afasta de um ponto alvo enquanto feedback negativo se move para um alvo.por que o Feedback é importante? sem feedback, a homeostase não pode ocorrer. Isto significa que um organismo perde a capacidade de auto-regular o seu corpo. Os mecanismos de feedback negativo são mais comuns na homeostase, mas os loops de feedback positivo também são importantes. Mudanças nos ciclos de feedback podem levar a vários problemas, incluindo diabetes mellitus.

Figura 7: num ciclo normal de glucose, o aumento dos níveis de glucose sanguínea detectados pelo pâncreas resultará na secreção de insulina pelas células beta do pâncreas até serem atingidos os níveis normais de glucose no sangue. Enquanto que, se forem detectados níveis baixos de glucose no sangue, as células alfa do pâncreas libertarão o glucagon para aumentar os níveis de glucose no sangue de forma normal.na diabetes tipo 1, as células beta não funcionam. Isto significa que quando os níveis de Glicose no sangue sobem, a produção de insulina não é desencadeada, e assim os níveis de Glicose no sangue continuam a subir. Isto pode resultar em sintomas como visão turva, perda de peso, hiperventilação, náuseas e vómitos, entre outros. Na diabetes tipo 2, ocorreram níveis crónicos elevados de glucose no sangue devido a uma dieta deficiente e à falta de exercício. Isto resulta em células que já não reconhecem a insulina, e assim os níveis de Glicose no sangue continuam a aumentar.

encerrar Loops de Feedback positivo e negativo

loops de Feedback são mecanismos biológicos através dos quais a homeostase é mantida. Isto ocorre quando o produto ou saída de um evento ou reação altera a resposta do organismo a essa reação. Feedback positivo ocorre para aumentar a mudança ou saída: o resultado de uma reação é amplificado para fazê-lo ocorrer mais rapidamente. O feedback negativo ocorre para reduzir a mudança ou saída: o resultado de uma reação é reduzido para trazer o sistema de volta a um estado estável. Alguns exemplos de feedback positivo são contrações no nascimento infantil e o amadurecimento dos frutos; exemplos de feedback negativo incluem a regulação dos níveis de Glicose no sangue e osmoregulação.procura prática de Biologia?Kickstart a sua preparação de Biologia com o Albert. Comece a preparação para o exame AP® hoje.