При постійному рівні освіти СО2 в організмі єдиним фактором, здатним змінювати рівень Рсо2 в позаклітинній рідині, є альвеолярна вентиляція. Чим вищий цей показник, тим нижче рівень Рсо2 і навпаки, зниження альвеолярної вентиляції призводить до збільшення Рсо2. Як раніше вже обговорювалося, при збільшенні концентрації СО2 зміст Н2СО3 і концентрація іонів Н + також зростають, таким чином знижуючи рН позаклітинної рідини.
Рисунок відображає приблизну картину змін рН крові, викликаних збільшенням або зменшенням вентиляції альвеол. Відзначимо, що збільшення вентиляції в 2 рази в порівнянні з нормою призводить до зростання рН позаклітинної рідини на 023 одиниці (з 740 до 763). І навпаки, зменшення альвеолярної вентиляції на 1/4 від норми знижує рН на 045.
Таким чином, якщо при нормальній вентиляції альвеол рН рідких середовищ дорівнює 74 то при її зниженні на 1/4 рН становитиме 695. Показники альвеолярної вентиляції в значній мірі схильні до змін: від практично нульовий величини до перевищення норми майже в 15 разів. З урахуванням цих особливостей можна легко отримати уявлення про важливу роль дихальної системи в регуляції рН рідких середовищ організму.
На вентиляцію альвеол впливає не тільки Рсо2 рідких середовищ, але і концентрація іонів Н +. Так, на малюнку показано, що при зсуві рН з 74 до 70 (в кислу сторону) альвеолярна вентиляція збільшується в порівнянні з нормою в 4-5 разів. І навпаки, при збільшенні рН плазми вище 74 вентиляція знижується. Як видно на графіку, при низькому рН зміна вентиляції, викликане збільшенням вмісту протонів, носить набагато більш виражений характер, ніж при високих значеннях водневого показника.
Оскільки при збільшенні рН відбувається зниження рівня альвеолярної вентиляції, сумарна кількість кисню, що надходить у кров у результаті газообміну, і його парціальний тиск (Р02) знижуються, що стимулює вентиляцію легенів. Однак компенсація, здійснювана дихальною системою при збільшенні рН, не настільки ефективна, як при зниженні його рівня.
Дихальна система регулює вміст іонів водню за допомогою зворотного зв'язку. Діяльність дихальної системи залежить від концентрації протонів. Оскільки високий рівень іонів Н + стимулює дихання, а посилена вентиляція призводить до зниження вмісту концентрації протонів, даний вид регуляції являє собою типовий приклад використання зворотного зв'язку.
Іншими словами, кожен раз, коли концентрація іонів Н + стає вище норми, альвеолярна вентиляція зростає внаслідок стимуляції дихального центру. Це призводить до зменшення значень Рсо2 нижче норми і концентрації протонів в позаклітинній рідині. І навпаки, якщо вміст іонів Н + падає нижче норми, активність дихального центру загальмовується, вентиляція альвеол зменшується, а концентрація протонів зростає до нормальної величини.
Ефективність регуляції змісту іонів водню за допомогою дихальної системи. Вентиляція легенів нездатна усувати порушення змісту іонів Н +, якщо причиною змін рН послужило розлад діяльності інших систем. Як правило, внесок системи дихання в регуляцію змісту протонів складає 50-75%, що відповідає значенням коефіцієнта ефективності зворотного зв'язку від 1 до 3.
Таким чином, якщо в результаті додавання в позаклітинне рідина кислоти концентрація іонів Н + різко підвищиться і рН впаде з 74 до 70 дихальна система буде здатна протягом 3-12 хв відновити рН тільки до значень 72-73.