Математические модели регуляции вентиляции легких и газообмена у человека при физических нагрузках

Математические модели регуляции вентиляции легких и газообмена у человека при физических нагрузках Full article

Journal

Российский журнал информационных технологий в спорте
, E-ISSN: 2949-6349

Output data

Year: 2025, Number: 2, Pages: 61-75 Pages count : 14 DOI: 10.62105/2949-6349-2025-2-2-61-75

Tags

газообмен, математическое моделирование, дыхание при нагрузке, кардиодинамическое гиперпное, вентиляция легких

Authors

Ермолаев Е.С. ¹ , Дьяченко А.И. ¹ , Шулагин Ю.А. ¹

Affiliations

Известно, что регуляция вентиляции легких реализуется по нескольким принципам: 1) по отклонению регулируемых параметров от их гомеостатических значений; 2) по возмущению (по нагрузке на систему), способном привести к изменению газового состава крови; 3) по прогнозированию возможных возмущений и отклонений. В основу большинства имитационных моделей регуляции вентиляции легких, представленных в статье, положен принцип регулирования по отклонению, которого оказалось достаточно, чтобы объяснить изменения дыхания, возникающие в модельных опытах, в которых специально изменяли парциальное давление углекислого газа РаСО2, кислорода РаО2 и уровень кислотности крови рН. Но принцип регулирования по отклонению не объясняет регуляцию дыхания при мышечной нагрузке. Стабильность состава альвеолярного газа в момент перехода от состояния покоя к физической нагрузке свидетельствует о высокой степени согласованности сердечно-сосудистого и дыхательного компонентов реакции. Все это требует привлечения других принципов для объяснения реакции кардиореспираторной системы на физическую нагрузку. По-видимому, на качественном уровне теория кардиодинамического гиперпное может описать реакцию кардиореспираторной системы на физическую нагрузку. Хотя конкретные физиологические механизмы, обеспечивающие очень быстрый рост кровотока и вентиляции в ответ на начало физической нагрузки, остаются неопределенными, математическое моделирование позволяет количественно проверять гипотезы о динамике реакции параметров системы на нагрузку. По сравнению с быстрой реакцией кровотока, более медленные процессы в реакции дыхания на физическую нагрузку проявляются в снижении фракционной концентрации О2 в альвеолярном пространстве и дальнейшей подстройке вентиляции, обусловленной периферическим и центральным хеморефлексами. Целью настоящего обзора являлся анализ существующих подходов в математическом моделировании реакции дыхания на изменение газового состава вдыхаемого воздуха и на физическую нагрузку.

Ермолаев Е.С. , Дьяченко А.И. , Шулагин Ю.А.
Математические модели регуляции вентиляции легких и газообмена у человека при физических нагрузках
Российский журнал информационных технологий в спорте. 2025. №2. С.61-75. DOI: 10.62105/2949-6349-2025-2-2-61-75 OpenAlex

OpenAlex:

W4413335558

DB	Citing
OpenAlex	1