Вопрос 68. Принципы работы системы автоматического ре­гулирования с воздействием по возмущению (на примере регуля­ция уровня кислорода в крови при экспериментальном закрытом пневмотораксе).

Недостатком САР с воздействием по рассогласованию является то, что система начинает регулировать только тогда, когда параметр уже отклонился от заданного уровня и, поэтому, с помощью данной сис­темы регулирования невозможно получить истинные константы. Бы­ло обнаружено, что подобным образом работают системы у больного человека, а у здорового они работают более совершенно, когда коле­бания регулируемого параметра практически исключены даже при действии значительных по величине помех. Подобные системы регу­лирования были названы "САР с воздействием по возмущению". Рассмотрим блок-схему САР с воздействием по возмущению.

Условные обозначения:

1 - дыхательные мышцы, 2 - хеморецепторы, 3,4,5 - дыхательный центр, 6 – механорецепторы.

В отличие от ранее рассмотренной блок-схемы в данную дополни­тельно включен второй канал обратной связи с измерительным уст­ройством б, которое измеряет величину помехи!

Предположим, что собаке в эксперименте (этот эксперимент пер­вым провел известный советский ученый академик Анохин) одномоментно с помощью шприца и инъекционной иглы в плевральную по­лость было введено 250 миллилитров воздуха (закрытый пневмото­ракс). Подобное воздействие (помеха 2) должно было привести к по­вышению внутри плеврального давления и, как результат, к умень­шению поступления воздуха в легкие и, соответственно, к уменьше­нию поступления кислорода в кровь.

В организме животного имеется кислородное депо - миоглобин, вещество похожее на гемоглобин и находящееся в скелетных мышцах. Было рассчитано, что при недостаточном поступлении кислорода в кровь из воздуха будет поступать кислород из депо. Запасы кислорода в депо таковы, что они будут израсходованы через 10-12 вдохов жи­вотного и тогда, по предположению исследователей, концентрация кислорода в крови уменьшится (возникнет рассогласование) и живот­ное произведет более глубокий вдох. Эксперименты опровергли это предположение - первый же вдох животного, после наложения пнев­моторакса, оказался более глубоким! Как же организм животного "догадался", что ему к 10-му - 12-му вдоху угрожает тканевая гипок­сия?

Последовательность событий в процессе регулирования следует представить себе так: после наложения пневмоторакса животное делает очередной вдох. Глубина каждого вдоха в организме параметри­зована, т.е. должна быть такой, чтобы покрыть потребности тканей в кислороде, и это контролируется с помощью механорецепторов (устройство 6 на блок-схеме), которые располагаются в висцеральной плевре и паренхиме легкого. Вдох продолжается до тех пор, пока, пока механорецепторы не будут растянуты в должной мере, таким образом, помеха как бы была измерена и, в соответствии с этим, была сде­лана необходимая поправка в регулировании.

Чем больше каналов обратной связи имеется в системе регулиро­вания, тем более надежно поддерживаются параметры на строго за­данном уровне.

Литература: Лекции.