Comment fonctionnent les boucles de rétroaction négatives dans l’organisme

Les boucles de rétroaction négative jouent un rôle important dans la manière dont les systèmes du corps humain restent sous contrôle. Une boucle de rétroaction négative, également appelée boucle inhibitrice, est un type de système d’autorégulation. Dans une boucle de rétroaction négative, l’augmentation de la production du système inhibe la production future du

système. En d’autres termes, le système contrôle la quantité de produits qu’il fabrique en arrêtant la fabrication lorsque les niveaux de production ou la quantité de produits accumulés deviennent trop élevés.

Les systèmes de rétroaction négative sont responsables de nombreux types de régulation hormonale dans le corps humain. Ils sont efficaces pour maintenir des niveaux de production relativement constants.

Les boucles de rétroaction négative gèrent la production

Imaginez que le corps est une usine fabriquant le produit X. De plus, imaginez que fabriquer trop de produit X est coûteux et gaspilleur. Par conséquent, le corps a besoin d’un moyen de fermer l’usine lorsque suffisamment de produit X a été fabriqué. Il le fait par le biais d’une boucle de rétroaction négative. Cela signifie que la vitesse de production est sensible à la quantité de produit X. Lorsqu’elle commence à s’accumuler, la production ralentit puis s’arrête.

Il serait bon de considérer l’usine comme une grande chaîne de montage qui alimente les rayons à la fin. Lorsque les étagères sont pleines, la chaîne doit ralentir. Il n’y a nulle part où mettre le produit. Mais si les étagères sont vides, il y a beaucoup de place. La chaîne de montage peut s’accélérer jusqu’à ce que les étagères soient à nouveau pleines. Plus la chaîne de montage est réactive, plus l’usine peut maintenir les étagères remplies au bon niveau en permanence.

Le contraire serait une boucle de rétroaction positive. Dans ce cas, plus il y a de produit X, plus l’usine en fabriquera rapidement. Ce type de système échappe facilement à tout contrôle. En revanche, une boucle de rétroaction négative est autorégulatrice.

Exemples

Une boucle de rétroaction négative très bien comprise est le cycle menstruel féminin. L’hypothalamus produit l’hormone de libération de la gonadotrophine (GnRH). La GnRH signale à l’hypophyse de produire l’hormone folliculo-stimulante (FSH). La FSH indique aux ovaires de produire des œstrogènes. Des niveaux élevés d’œstrogènes (ainsi que de progestérone et de testostérone, qui sont régulés par des boucles similaires) inhibent ensuite la production de GnRH. L’hypophyse produit alors moins de FSH, ce qui entraîne une diminution de la production d’œstrogènes par les ovaires.

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Une autre boucle de rétroaction négative régule l’acidité vaginale. Le pH vaginal normal est d’environ 4 – légèrement acide. Cela contribue à prévenir la croissance de bactéries et de MST problématiques. En fait, l’une des caractéristiques de la vaginose bactérienne est un pH supérieur à 5. L’acide lactique qui maintient ce pH est produit par les lactobacilles, qui font partie de la flore vaginale normale. Ces bactéries se développent plus rapidement et produisent plus d’acide à un pH plus élevé. Puis, lorsque le pH se rapproche de 4, elles ralentissent et s’arrêtent. C’est ainsi que le pH est régulé dans le vagin. Cela explique également certaines des différences de pH vaginal entre les femmes. Le pH varie en fonction des bactéries spécifiques qui sont présentes.

À la recherche de l’homéostasie

Un mot clé important pour comprendre les boucles de rétroaction négative est l’homéostasie

. L’homéostasie est définie comme la tendance d’un système à se stabiliser. L’homéostasie est très importante dans le corps humain. De nombreux systèmes doivent s’autoréguler afin que le corps reste dans des plages optimales pour la santé.

Par exemple, dans le cas du diabète, le pancréas ne répond pas correctement à l’hyperglycémie en produisant plus d’insuline. Dans le diabète de type 1, cela est dû au fait qu’il n’y a pas de cellules disponibles pour produire de l’insuline. Le système immunitaire d’une personne a endommagé ou détruit « l’usine ».

Dans le diabète de type 2, cela est dû au fait que le pancréas n’est pas aussi sensible aux signaux de l’organisme en matière de sucre dans le sang. Il ne produit donc pas assez

d’insuline en réponse à une augmentation du taux de sucre dans le sang. Dans les deux cas, la personne n’est plus capable de maintenir l’homéostasie de son système glycémique sans l’aide d’une intervention médicale ou comportementale.
Sources des articles (certains en anglais)

1. Thiyagarajan DK, Basit H, Jeanmonod R. Physiologie, cycle menstruel. [Mis à jour le 24 avril 2019]. Dans : StatPearls [Internet]. L’île au trésor (FL) : Éditions StatPearls ; 2019 janv-.
2. Amabebe E, Anumba DOC. Le microenvironnement vaginal : The Physiologic Role of Lactobacilli[Internet]. Front Med (Lausanne). 2018;5:181. doi:10.3389/fmed.2018.00181
3. Garzilli I, Itzkovitz S. Principes de conception de la rétroaction paradoxale entre les cellules alpha et bêta du pancréas. Sci Rep. 2018;8(1):10694. doi:10.1038/s41598-018-29084-4

Lectures complémentaires

• Boskey ER, Cone RA, Whaley KJ, Moench TR. Origines de l’acidité vaginale : le rapport D/L lactate élevé est cohérent avec le fait que les bactéries sont la source principale. Hum Reprod. 2001 Sep;16(9):1809-13.
• Boskey ER, Telsch KM, Whaley KJ, Moench TR, Cone RA. La production d’acide par la flore vaginale in vitro est cohérente avec le taux et l’étendue de l’acidification vaginale. Infection Immunitaire. 1999 Oct;67(10):5170-5.
• Kahn SE, Cooper ME, Del Prato S. Pathophysiology and treatment of type 2 diabetes : perspectives on the past, present, and future. Lancet. 2014 Mar 22;383(9922):1068-83. doi : 10.1016/S0140-6736(13)62154-6.