Que vous soyez au repos ou en exercice, les fonctions physiologiques doivent rester dans une fourchette étroite pour que vous puissiez survivre. Les boucles de rétroaction négative fonctionnent pour maintenir les paramètres physiologiques tels que la fréquence cardiaque dans cette plage cible ou le point de consigne homéostatique. Par exemple, la fréquence cardiaque moyenne au repos devrait rester comprise entre 60 et 100 battements par minute, selon les National Institutes of Health. Sans boucles de rétroaction négatives, il y aurait peu de régulation des fonctions physiologiques cruciales.
Contexte
Une boucle de rétroaction négative fonctionne en ajustant une sortie, comme la fréquence cardiaque, en réponse à un changement d'entrée, comme la pression artérielle. Une boucle de base se compose d'un récepteur, d'un centre de contrôle et d'un effecteur. Si vous êtes au repos et que votre tension artérielle augmente, les récepteurs de pression dans vos artères carotides détectent ce changement d'entrée et envoient des impulsions nerveuses à la médullaire de votre cerveau ou au centre de contrôle. Cela signale au cerveau de réduire les impulsions nerveuses qui stimulent votre muscle cardiaque, un effecteur, à se contracter. Votre cœur se contracte plus lentement et votre débit ou votre fréquence cardiaque diminue, ce qui fait baisser votre tension artérielle jusqu'aux niveaux cibles.
Exercice et fréquence cardiaque
Lorsque vous vous entraînez, vos tissus musculaires convertissent des nutriments tels que le glucose en énergie chimique dans un processus appelé respiration cellulaire aérobie. La respiration aérobie nécessite de l'oxygène, donc vos tissus musculaires ont besoin de plus d'oxygène pour maintenir une production d'énergie plus élevée lors de l'exercice. L'oxygène pénètre dans vos poumons et se lie à l'hémoglobine dans votre sang, qui la transporte vers vos tissus musculaires. Votre corps augmente votre fréquence cardiaque et votre tension artérielle lors de vos exercices pour augmenter le flux sanguin vers vos tissus musculaires et satisfaire la demande accrue d'oxygène.
Exercice et rétroaction négative
L'augmentation de votre fréquence cardiaque et de votre pression artérielle lors de l'exercice n'est pas physiologiquement anormale; votre corps augmente le flux sanguin vers les tissus musculaires en réponse à la demande accrue d'oxygène. Les points de consigne homéostatiques de la fréquence cardiaque et de la pression artérielle sont donc "réinitialisés" plus haut. Par exemple, lors d'un exercice vigoureux, votre fréquence cardiaque peut augmenter jusqu'à 200 battements par minute en fonction de votre âge et de votre condition physique, selon la Cleveland Clinic. Les boucles de rétroaction négative agissent ensuite pour maintenir la fréquence cardiaque et la pression artérielle dans ces nouvelles plages cibles plus élevées. Après avoir exercé vos tissus musculaires ne demandent plus autant d'oxygène et vos points de consigne homéostatiques sont réinitialisés à leurs plages cibles d'origine.
Considérations
Lors de l'exercice, les boucles de rétroaction négative fonctionnent pour maintenir les points de consigne homéostatiques autres que la fréquence cardiaque et la pression artérielle. Par exemple, votre pH sanguin doit rester dans une fourchette étroite de 7, 35 à 7, 45 pour que des processus physiologiques cruciaux se produisent. Lorsque vous vous entraînez, vos tissus musculaires consomment de l'oxygène et produisent du dioxyde de carbone comme déchet. Le dioxyde de carbone est acide et lorsqu'il s'accumule dans votre corps, le pH de votre sang diminue. Les chimiorécepteurs de vos vaisseaux sanguins détectent ce changement de pH et signalent à votre cerveau d'augmenter la fréquence respiratoire de vos poumons, de sorte que vous expirez plus rapidement le dioxyde de carbone en excès et que vous augmentez le pH sanguin dans la plage cible.
