Met betrekking tot biologische mechanismen zijn positieve en negatieve feedback bekende producten van moleculaire en fysiologische processen. Beide zijn controlesystemen die betrokken zijn bij de homeostase van het lichaam of de neiging van organismen om hun evenwicht te bewaren en hun interne omgeving te reguleren. Zonder deze feedbacks verliest een organisme zijn vermogen om zichzelf te reguleren. Kort gezegd versterkt positieve feedback de oorspronkelijke stimulus terwijl negatieve feedback het vertraagt. De volgende concepten beschrijven hun verschillen.
Bij positieve feedback is er een directe positieve correlatie tussen de concentratie en de processnelheid. Een goed voorbeeld is hoe het endocriene systeem de afgifte van zijn hormonen reguleert. In het bijzonder is oxytocine een hormoon dat door de hypofyse wordt afgegeven tijdens de geboorte van het kind. Het is cruciaal bij de bevalling en normale bevalling. Naarmate de weeën toenemen, wordt er meer oxytocine geproduceerd tot het kind is geboren. Ook is deze chemische stof in verband gebracht met sociale binding. Iemand knuffelen stimuleert bijvoorbeeld het vrijkomen van oxytocine. Iemand die veel knuffels krijgt (en geeft), ervaart ook een verhoogde productie van het genoemde hormoon.
De volgende opsomming beschrijft de fasen die gepaard gaan met een negatieve feedback:
Negatieve feedback regelt de processnelheid om stofophoping te voorkomen. In tegenstelling tot positieve feedback, weerspiegelt het een negatieve correlatie tussen de concentratie en de verwerkingssnelheid. De meeste homeostatische procedures houden negatieve feedback in, omdat de meeste mechanismen een evenwicht bereiken door terug te gaan naar hun oorspronkelijke toestand. Wanneer de hersenen een interne verstoring detecteren, stuurt deze berichten via het zenuwstelsel die relevante organen activeren om de waarden binnen het normale bereik te retourneren.
Dit mechanisme wordt vaak vergeleken met een verwarmingssysteem dat omhoog gaat als de waargenomen temperatuur te laag is en omgekeerd. De alvleesklier laat bijvoorbeeld twee hormonen vrij met tegenovergestelde functies. Insuline verlaagt de bloedsuikerspiegel terwijl glucagon het verhoogt. Wanneer het lichaam ontdekt dat het te veel suiker bevat, wordt de alvleesklier ertoe aangezet om insuline af te geven en stopt alleen wanneer het evenwicht is bereikt; dus negatieve feedback. Evenzo wordt de alvleesklier ertoe aangezet om glucagon vrij te geven wanneer het voelt dat het lichaam een zeer lage suiker heeft en alleen stopt wanneer het lichaam in zijn gebruikelijke staat is teruggekeerd..
De volgende opsomming beschrijft de fasen die gepaard gaan met een negatieve feedback:
In vergelijking met positieve feedback komt negatieve feedback vaker voor in de homeostatische mechanismen van het lichaam, omdat veel ziekten worden veroorzaakt door de verstoring van de oorspronkelijke systemische toestand. Het is dan meer vertrouwd, terwijl positieve feedback minder wordt waargenomen omdat het minder intuïtief is.
Het mechanisme van positieve feedback ondersteunt een hogere productiesnelheid of -proces naarmate een actie eveneens toeneemt. Het resultaat van een reactie wordt dus vergroot. Aan de andere kant remt negatieve feedback de snelheid als een bepaalde status wordt verbeterd. Daarom is het resultaat van een reactie geremd.
In vergelijking met positieve feedback wordt negatieve feedback nauwer geassocieerd met stabiliteit omdat het de effecten van onrust vermindert. Integendeel, positieve feedback ondersteunt exponentiële groei die kan leunen op instabiliteit.
Negatieve feedback biedt over het algemeen weerstand tegen wijzigingen omdat aanpassingen worden aangebracht om het systeem terug te brengen naar de oorspronkelijke staat. Aan de andere kant ondersteunt positieve feedback meestal verandering, omdat een klein effect wordt verbeterd.
In vergelijking met negatieve feedback heeft positieve feedback een groter bereik omdat de processnelheid exponentieel kan worden vermenigvuldigd. Evenzo wordt het bereik weerspiegeld wanneer positieve terugkoppeling resulteert in meer producten zoals meer hormonen, bloedplaatjes en dergelijke. Integendeel, negatieve feedback leidt tot minder producten.
Omdat positieve feedback de verstoring versterkt, houdt dit verband met vicieuze cycli die zelfs tot de dood kunnen leiden. Er treedt bijvoorbeeld een positieve feedbacklus op tijdens koorts die voortdurend metabole veranderingen activeert. Een vicieuze cirkel wordt ook waargenomen wanneer een ontsteking leidt tot meer schade die eveneens ontsteking veroorzaakt. Negatieve feedback wordt echter meestal geassocieerd met het behouden van een goede gezondheid door de homeostase te herstellen.
Een positieve feedback vereist vaak een externe onderbreking om het mechanisme te laten stoppen, terwijl een negatieve feedback alleen stopt als de oorspronkelijke status wordt geactualiseerd. Er zijn bijvoorbeeld tal van positieve feedbackmechanismen die optreden tijdens een progressieve bloedsomloop. Dit wordt gekenmerkt door een afnemende bloeddruk die kan leiden tot hartfalen. In dit geval is medische interventie nodig om de positieve feedback te stoppen.