Mózg jest głównym kontrolerem częstości oddechów. Otrzymuje dane z czujników wykrywających poziomy tlenu i dwutlenku węgla we krwi. PH krwi - odzwierciedlenie jego względnej kwasowości lub zasadowości - również wpływa na częstość oddechów. Poziom aktywności oraz obecność narkotyków lub alkoholu to inne ważne czynniki wpływające na częstość oddechów.
Centrum Rytmiczności Pnia Mózgu
Oddychanie zwykle odbywa się poza świadomą świadomością. Centrum rytmiczności w pniu mózgu kontroluje tę funkcję. W obrębie tego centrum znajdują się tak zwane komórki nerwowe I, które kontrolują wdech i komórki nerwowe E, które kontrolują wydech. Komórki nerwowe I i E na przemian koordynują rytmiczny wzór wdechu i wydechu. Stany, które uszkadzają centrum rytmiczne, takie jak udar pnia mózgu, są często katastrofalne, powodując zatrzymanie oddechu - zaprzestanie oddychania.
Mózgowy wkład korowy
Jak wie każdy, kto kiedykolwiek zdmuchnął świeczkę lub ćwiczył jogę, możesz dobrowolnie kontrolować swój oddech. Świadoma kontrola oddychania odbywa się pod kierunkiem obszaru mózgu zwanego korą mózgową, który kontroluje wszelkie dobrowolne ruchy mięśni. Udary w niektórych obszarach kory mózgowej i stany obniżające poziom świadomości osoby mogą zakłócać dobrowolną kontrolę oddychania.
Dwutlenek węgla we krwi
Ilość dwutlenku węgla we krwi ma silny wpływ na częstość oddechów. Wraz ze wzrostem poziomu aktywności komórki - zwłaszcza komórki mięśni - wytwarzają zwiększone ilości dwutlenku węgla. Centrum rytmiczności w pniu mózgu wykrywa wzrost dwutlenku węgla i zwiększa częstość oddechów, aby wyeliminować nadmiar. Płuca uwalniają dwutlenek węgla do powietrza podczas wydechu. Poziom dwutlenku węgla we krwi jest krytycznym czynnikiem w kontroli oddychania podczas snu.
Tlen we krwi
Zawartość tlenu we krwi wywiera wtórny wpływ na częstość oddechów. Zwykle poziom tlenu we krwi wynosi od 80 do 100 mmHg. Częstość oddechów jest stymulowana, jeśli spada poniżej 50. Poziom tlenu we krwi poniżej 50 jest wyjątkowo niski, dlatego ta kontrola oddechowa ma drugorzędne znaczenie w porównaniu z innymi mechanizmami regulacji częstości oddechów.
PH krwi
Czujniki zwane ciałami aorty i tętnic szyjnych wykrywają zmiany pH krwi. Płuca i nerki wspólnie kontrolują pH krwi. Nienormalnie niskie pH krwi zwiększa częstość oddechów. Szybkie oddychanie uwalnia zwiększone ilości dwutlenku węgla, głównego wyznacznika pH krwi. Jeśli nadmiar dwutlenku węgla zostanie wydalony przez szybkie oddychanie - na przykład w przypadku hiperwentylacji - może wystąpić zawroty głowy lub omdlenie. Wdychanie do papierowej torby łagodzi to uczucie, ponieważ ponownie wdychasz dwutlenek węgla, przywracając poziom krwi do normy. Szybkość zawrotów głowy spowodowana hiperwentylacją pokazuje niezwykłą wrażliwość organizmu na nagłe zmiany pH krwi i zawartości dwutlenku węgla.
Narkotyki i alkohol
Niektóre leki na receptę, takie jak narkotyczne środki przeciwbólowe i uspokajające, oraz heroina narkotyków ulicznych mogą zmniejszać aktywność ośrodka rytmiczności oddechowej w pniu mózgu. Wysoki poziom alkoholu we krwi ma ten sam efekt. Osoby z ostrym zatruciem alkoholem często muszą być hospitalizowane, aby mechanicznie wspomagać oddychanie. Związane z narkotykami i alkoholem obniżenie częstości oddechów może powodować zatrzymanie oddechu, najczęstszą przyczynę śmierci w wyniku zatrucia alkoholem i przedawkowania środków odurzających.
