正反饋和負(fù)反饋調(diào)節(jié)的比較

1、正反饋和負(fù)反饋調(diào)節(jié)體內(nèi)的控制系統(tǒng)包括非自動控制系統(tǒng)、反饋控制系統(tǒng)和前饋控制系 統(tǒng)，但大綱只要求掌握反饋控制系統(tǒng)。 反饋控制系統(tǒng)分負(fù)反饋控制系 統(tǒng)和正反饋控制系統(tǒng)。在正常人體內(nèi)，大多數(shù)情況下為負(fù)反饋調(diào)節(jié)。負(fù)反饋控制系統(tǒng)正反饋控制系統(tǒng)大多數(shù)情況下的控制機(jī)制少數(shù)情況下的控制機(jī)制反饋信息與控制信息作用性質(zhì)反饋信息與控制信息作用性質(zhì)相同的反饋相反的反饋起糾正、減弱控制信息的作用起加強(qiáng)控制信息的作用 減壓反射 排尿反射、排便反射 肺牽張反射 血液凝固過程 動脈壓感受性反射 神經(jīng)纖維膜上達(dá)到閾電位時 代謝增強(qiáng)時02及CO濃度的Na+通道開放分娩過程調(diào)節(jié) 胰蛋白酶原激活的過程甲亢時TSH分泌減少反饋控制系統(tǒng)反

2、饋控制系統(tǒng)(feedback control system )是一種 閉環(huán)”系統(tǒng),即控制部分發(fā)出信號，指示受控部分活動，而受控部分的活動可被一 定的感受裝置感受，感受裝置再將受控部分的活動情況作為反饋信號 送回到控制部分，控制部分可以根據(jù)反饋信號來改變自己的活動, 整對受控部分的指令，因而能對受控部分的活動進(jìn)行調(diào)節(jié)。可見，在 這樣的控制系統(tǒng)中， 控制部分和受控部分之間形成一個閉環(huán)聯(lián)系。 在 反饋控制系統(tǒng)中， 反饋信號對控制部分的活動可發(fā)生不同的影響， 從 而實(shí)現(xiàn)對受控部分活動的調(diào)節(jié)。 如果經(jīng)過反饋調(diào)節(jié)， 受控部分的活動 向和它原先活動相反的方向發(fā)生改變， 這種方式的調(diào)節(jié)稱為負(fù)反饋 (n ega

3、tive feedback) 調(diào)節(jié)；相反，如果反饋調(diào)節(jié)使受控部分繼續(xù)加強(qiáng)向 原來方向的活動，則稱為正反饋( positive feedback) 調(diào)節(jié)。在正常 人體內(nèi)，絕大多數(shù)控制系統(tǒng)都是負(fù)反饋方式的調(diào)節(jié)， 只有少數(shù)是正反 饋調(diào)節(jié)。一)負(fù)反饋控制系統(tǒng)當(dāng)一個系統(tǒng)的活動處于某種平衡或穩(wěn)定狀態(tài)時， 如果因某種外界 因素使該系統(tǒng)的受控部分活動增強(qiáng)， 則該系統(tǒng)原先的平衡或穩(wěn)定狀態(tài) 遭受破壞。 在存在負(fù)反饋控制機(jī)制的情況下， 如果受控部分的活動增 強(qiáng)，可通過相應(yīng)的感受裝置將這個信息反饋給控制部分； 控制部分經(jīng) 分析后，發(fā)出指令使受控部分的活動減弱， 向原先的平衡狀態(tài)的方向 轉(zhuǎn)變，甚至完全恢復(fù)到原先的平衡狀

4、態(tài)。反之，如果受控部分的活動 過低，則可以通過負(fù)反饋機(jī)制使其活動增強(qiáng)， 結(jié)果也是向原先平衡狀 態(tài)的方向恢復(fù)。 所以，負(fù)反饋控制系統(tǒng)的作用是使系統(tǒng)的活動保持穩(wěn) 定。機(jī)體的內(nèi)環(huán)境和各種生理活動之所以能夠維持穩(wěn)態(tài)， 就是因?yàn)轶w 內(nèi)許多負(fù)反饋控制系統(tǒng)的存在和發(fā)揮作用。 舉例來說， 腦內(nèi)的心血管 活動中樞通過交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)控制心臟和血管的活動， 使動脈血 壓維持在一定的水平。 當(dāng)由于某種原因使心臟活動增強(qiáng)、 血管收縮而導(dǎo)致動脈血壓高于正常時， 動脈壓力感受器就立即將這一信息通過傳人神經(jīng)反饋到心血管中樞，心血管中樞的活動就會發(fā)生相應(yīng)的改變，使心臟活動減弱，血管舒張，于是動脈血壓向正常水平恢復(fù)。在另一些

5、情況下， 例如當(dāng)人體由臥位轉(zhuǎn)變?yōu)榱⑽粫r， 體內(nèi)有一部分血液滯留在下肢靜脈內(nèi)，使單位時間內(nèi)流回心臟的血量減少，動脈血壓降低；此時動脈壓力感受器傳人中樞的神經(jīng)沖動立即減少， 使心血管中樞活動發(fā)生改變，其結(jié)果是心臟活動加強(qiáng)，血管收縮，動脈血壓回升至原先的水平。在后面的各章中，將會講到許多負(fù)反饋調(diào)節(jié)的例子。許多內(nèi)分泌細(xì)胞也受到各種負(fù)反饋機(jī)制的調(diào)控， 使其活動能夠維持在一定的水平（見第十一、十二章） 。體內(nèi)許多負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制中都設(shè)置了一個 “調(diào)定點(diǎn) （”setpoint ），負(fù)反饋機(jī)制對受控部分活動的調(diào)節(jié)就以這個調(diào)定點(diǎn)為參照水平，即規(guī)定受控部分的活動只能在靠近調(diào)定點(diǎn)的一個狹小范圍內(nèi)變動。在上述動脈血壓的

6、負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制中， 就有一個動脈血壓的調(diào)定點(diǎn)見第四章）。假如正常情況下動脈血壓的調(diào)定點(diǎn)設(shè)置在 100mmHg, 則當(dāng)各種原因使血壓偏離這個水平時， 上述的負(fù)反饋機(jī)制就會使血壓重新回到接近lOOmmHg的水平。在不同的條件下，調(diào)定點(diǎn)是可以發(fā)生變動的。例如，在原發(fā)性高血壓病人中，血壓的調(diào)定點(diǎn)被設(shè)置在較高的水平，因此動脈血壓就保 持在一個高于正常的水平。生理學(xué)中將調(diào)定點(diǎn)發(fā)生變動的過程稱為重調(diào)定（ resetting ）。二）正反饋控制系統(tǒng)在正反饋的情況下， 受控部分的活動如果增強(qiáng)， 通過感受裝置將此信息反饋至控制部分，控制部分再發(fā)出指令， 使受控部分的活動更加加強(qiáng)， 如此循環(huán)往復(fù)， 使整個系統(tǒng)處于再

7、生狀態(tài)。可見，正反饋控制的特性不是維持系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)或平衡， 而是破壞原 先的平衡狀態(tài)。前文已經(jīng)提到，在正常生理情況下，體內(nèi)的控制系統(tǒng) 絕大多數(shù)都是負(fù)反饋控制系統(tǒng)，它們在維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)中起 重要作 用；而正反饋控制系統(tǒng)則僅有很少幾個， 例如，在血液章中將會講到， 血液凝固是正反饋控 制。當(dāng)一處血管破裂時，各種凝血因子相繼激 活，最后形成血凝塊，將血管破口封住(見第三章) 。又如，在正常 分娩過程中， 子宮收縮導(dǎo)致胎兒頭部下降并牽張子宮頸， 子宮頸部受 牽張時可進(jìn)一步加強(qiáng)子宮收縮， 再使胎兒頭部進(jìn)一步牽張子宮頸， 子 宮頸牽張再加強(qiáng)子宮收縮，如此反復(fù)，直至整個胎兒娩出。在第二章 中將會講到， 神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動作電位的過程中， 細(xì)胞膜鈉通道的開放 和鈉離子內(nèi)流互相促進(jìn)，也是正反饋控制。在病理情況下，則會有許多正反饋的情況發(fā)生。例如，在大量失血時，心臟射出的血量減少，血壓明顯降低，冠狀