Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.3: Дихальна регуляція кислотно-лужного балансу

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    67943

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Як дихальна система пов'язана з кислотно-лужними змінами?

    Дихальна регуляція відноситься до змін рН через зміни pCo 2 від змін вентиляції. Ця зміна вентиляції може відбуватися швидко зі значним впливом на рН. Вуглекислий газ розчинний у ліпідів і швидко перетинає клітинні мембрани, тому зміни pCo 2 призводять до швидких змін [H +] у всіх відділеннях рідини організму.

    Кількісне оцінювання респіраторної регуляції вимагає знання двох взаємозв'язків, які забезпечують зв'язок між альвеолярною вентиляцією та рН через pCo 2. Ці 2 відносини:

    • Перше рівняння - стосується альвеолярної вентиляції (V A) і pCo 2
    • Друге рівняння - стосується РСО 2 і рН.

    Два ключових рівняння викладені в коробках нижче:

    Перше рівняння: Альвеолярна вентиляція - Відносини артеріального pCO2

    Зв'язок: Зміни альвеолярної вентиляції обернено пов'язані зі змінами артеріальної pCo 2 (і прямо пропорційні загальному виробленню CO 2 в організмі).

    PaCo 2 пропорційний [V CO2/V A]

    де:

    • PaCO 2 = Артеріальний парціальний тиск СО 2
    • V CO2 = Виробництво вуглекислого газу організмом
    • V A = Альвеолярна вентиляція

    Як варіант, цю формулу можна виразити у вигляді:

    \[ paCO_{2} = 0.863 \times \frac {V_{CO_{2}}} {V_{A}} \]

    (якщо ГУН 2 має одиниці мл/хв при STP, а ВА має одиниці л/хв при 37°C і при атмосферному тиску.)

    Друге рівняння: Рівняння Гендерсона-Хассельбальха

    Зв'язок: Ці зміни артеріального pCo 2 викликають зміни рН (як визначено в рівнянні Гендерсона-Хассельбальха):

    \[pH = pKa + \log \frac {[HCO_{3}^{-}]} {0.03 \times pCO_{2}} \]

    або простіше кажучи: Рівняння Хендерсона:

    \[ [H^{+}] = 24 \times \frac {pCO_{2}} {[HCO_{3}^{-}]} \]

    Ключовим моментом є те, що ці 2 рівняння можуть бути використані для обчислення впливу на рН заданої зміни вентиляції за умови, звичайно, інші змінні в рівняннях (наприклад, виробництво CO 2 тіла) відомі.

    Наступне питання, яке слід розглянути, - як все це об'єднується і контролюється, тобто як це працює?

    Система контролю дихальної регуляції

    Систему управління дихальною регуляцією кислотно-лужного балансу можна розглядати за допомогою моделі простої системи сервоуправління. Компонентами такої простої моделі є керована змінна, яка контролюється датчиком, центральним інтегратором, який інтерпретує інформацію з датчика та ефекторний механізм, який може змінювати керовану змінну. Сервоуправління означає, що система працює таким чином, щоб намагатися тримати керовану змінну постійною або в певній заданій точці. Це означає, що в роботі знаходиться система негативного зворотного зв'язку і елементи системи з'єднані в шлейф.

    Системи управління в організмі, як правило, набагато складніші, ніж ця проста модель, але це все ще дуже корисна вправа на першу спробу такого аналізу.

    Система контролю дихальної регуляції кислотно-лужного балансу

    Елемент управління

    Фізіологічні або анатомічні кореляційні

    Коментар

    Керована змінна

    Артеріальний РСО 2

    Зміна артеріального pCo 2 змінює рН артерій (як розраховується за допомогою рівняння Гендерсона-Хасселбалха).

    Датчики

    Центральні і периферичні хеморецептори

    Обидва реагують на зміни артеріального pCo 2 (а також деякі інші фактори)

    Центральний інтегратор

    Дихальний центр в головному мозку

    Ефектори

    Дихальні м'язи

    Збільшення хвилинної вентиляції збільшує альвеолярну вентиляцію і, таким чином, зменшує артеріальну pCo 2 (контрольовану змінну), як обчислюється з «Рівняння 1» (обговорювалося раніше). Чистий результат - негативний зворотний зв'язок, який має тенденцію відновити pCo 2 до «заданої точки».