Model symulacyjny wymiany gazowej tlenu

W referacie przedstawiono model matematyczny regulacji wymiany gazowej tlenu w procesie oddychania człowieka. Doprowadzenie tlenu do komórek odbywa się zgodnie z gradientem ciśnienia cząstkowego, a jego regulacja następuje poprzez zmiany wentylacji. Wymiana gazowa opisana została za pomocą układu równań różniczkowych (równań dyfuzji tlenu). Ze względu na złożoność badanego systemu model pomija wpływ innych procesów fizjologicznych w organizmie na oddychanie. Przyjęto również szereg założeń, co pozwoliło uprościć równania modelu. Wprowadzone ograniczenia nie spowodowały znacznych odchyleń wielkości wyjściowych od stanów fizjologicznych. Przeprowadzone eksperymenty symulacyjne potwierdzają poprawność działania w określonych przedziałach zmienności parametrów. Poprzez analogię można zbudować modele wymiany gazowej dwutlenku węgla czy też np. stężenia jonów wodorowych pH.

---

This paper presents a mathematical model of an oxygen gas exchange regulation in the process of human respiration. Leading the oxygen to cells is held in accordance with a partial pressure gradient and its regulation follows across the changes of ventilation. The gas exchange was described thanks to arrangement of differential comparisons (oxygen diffusion comparisons). Because of the complexity of the investigated system the model does not account for influence of other physiological processes in organism respiration. Moreover, a range of assumptions were taken to permit the model arrangements simplifying. Such applied limitations did not cause any considerable deviations on the initial quantities from physiological states. The correctness of operations in definite sections of parameters variability was confirmed by undertaken simulation experiments. There may be other gas exchange models analogically created as e.g. carbon dioxide or hydrogen pH ion concentration.