Troca gasosa pulmonar : modelagem e simulação da resposta ventilatória ao exercício e à hipóxia

Abstract

A modelagem matématica de sinais e sistemas biológicos é utilizado na fisiologia de forma a buscar a compreensão dos fenômenos fisiológicos. O objetivo do trabalho consiste em modelar os processos necessários para a troca gasosa no organismo humano e um sistema de controle que mantenha a pressão parcial do oxigênio e do gás carbônico dentro dos limites fisiológicos, representando a regulação química da ventilação. A metodologia utilizada para observar a resposta ventilatória ao exercício e a hipoxemia consiste em, primeiramente, determinar os valores das pressões parciais de oxigênio e de gás carbônico em regime permanente que o pulmão alcançaria se não houvesse uma regulação química da ventilação, com isso excita-se o controlador que determina a ventilação (resposta ventilatória) que normaliza as pressões desses gases na artéria, por último confere se, com essa nova ventilação, as pressões dos gases na artéria se encontram dentro dos limites fisiológicos. O modelo proposto se comportou de forma semelhante ao esperado podendo tirar como conclusão que a resposta ventilatória é mais sensível à alta concentração de gás carbônico do que a baixa concentração de oxigênio nas artérias.