Apakah Anda sedang istirahat atau berolahraga, fungsi fisiologis harus tetap dalam kisaran yang sempit agar Anda dapat bertahan hidup. Putaran umpan balik negatif berfungsi untuk menjaga parameter fisiologis seperti detak jantung dalam kisaran target ini, atau set point homeostatik. Sebagai contoh, denyut jantung istirahat rata-rata harus tetap antara 60 hingga 100 denyut per menit, menurut National Institutes of Health. Tanpa loop umpan balik negatif, akan ada sedikit regulasi fungsi fisiologis penting.
Latar Belakang
Putaran umpan balik negatif bekerja dengan menyesuaikan output, seperti detak jantung, sebagai respons terhadap perubahan input, seperti tekanan darah. Loop dasar terdiri dari reseptor, pusat kendali dan efektor. Jika Anda dalam keadaan istirahat dan tekanan darah Anda meningkat, reseptor tekanan di arteri karotid Anda mendeteksi perubahan input ini dan mengirimkan impuls saraf ke medula otak Anda, atau pusat kendali. Ini memberi sinyal pada otak untuk mengurangi impuls saraf yang merangsang otot jantung Anda, efektor, untuk berkontraksi. Jantung Anda berkontraksi lebih lambat dan output Anda, atau detak jantung menurun, menyebabkan tekanan darah Anda menurun ke dalam level target.
Latihan dan Detak Jantung
Ketika Anda berolahraga, jaringan otot Anda mengubah nutrisi seperti glukosa menjadi energi kimia dalam proses yang disebut respirasi sel aerobik. Respirasi aerobik membutuhkan oksigen, sehingga jaringan otot Anda membutuhkan lebih banyak oksigen untuk mempertahankan output energi yang lebih tinggi saat berolahraga. Oksigen masuk ke paru-paru Anda dan berikatan dengan hemoglobin dalam darah Anda, yang membawanya ke jaringan otot Anda. Tubuh Anda meningkatkan detak jantung dan tekanan darah saat berolahraga untuk meningkatkan aliran darah ke jaringan otot Anda dan memenuhi peningkatan kebutuhan akan oksigen.
Latihan dan Umpan Balik Negatif
Peningkatan detak jantung dan tekanan darah Anda saat berolahraga tidak abnormal secara fisiologis; tubuh Anda meningkatkan aliran darah ke jaringan otot sebagai respons terhadap meningkatnya kebutuhan akan oksigen. Oleh karena itu titik set homeostatic dari detak jantung dan tekanan darah "reset" lebih tinggi. Misalnya, ketika berolahraga dengan penuh semangat, detak jantung Anda dapat meningkat hingga 200 detak per menit tergantung pada usia dan tingkat kebugaran Anda, menurut Klinik Cleveland. Putaran umpan balik negatif kemudian bertindak untuk mempertahankan denyut jantung dan tekanan darah dalam kisaran target baru yang lebih tinggi ini. Setelah Anda berolahraga, jaringan otot Anda tidak lagi membutuhkan banyak oksigen dan titik set homeostatis Anda diatur ulang ke kisaran target semula.
Pertimbangan
Saat berolahraga, loop umpan balik negatif berfungsi untuk mempertahankan titik set homeostatis selain detak jantung dan tekanan darah. Misalnya, pH darah Anda harus tetap dalam kisaran sempit 7, 35 hingga 7, 45 agar proses fisiologis penting terjadi. Ketika Anda berolahraga, jaringan otot Anda mengonsumsi oksigen dan menghasilkan karbon dioksida sebagai produk limbah. Karbon dioksida bersifat asam, dan ketika terakumulasi dalam tubuh Anda, pH darah Anda menurun. Kemoreseptor dalam pembuluh darah Anda mendeteksi perubahan pH ini dan memberi sinyal pada otak Anda untuk meningkatkan kecepatan respirasi paru-paru Anda, sehingga Anda mengeluarkan lebih banyak karbon dioksida lebih cepat dan meningkatkan pH darah Anda kembali ke dalam kisaran target.
