Mechanizmy kontrolujące oddychanie są częścią misternie tkanego systemu. Dwa główne gazy związane z oddychaniem to tlen i dwutlenek węgla. U zdrowych ludzi oddychanie jest kontrolowane przede wszystkim przez poziom dwutlenku węgla rozpuszczonego we krwi. Nazywa się to napędem oddechowym do oddychania.
Ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla
Dwutlenek węgla powstaje jako produkt odpadowy o normalnym metabolizmie komórkowym. Jest transportowany z tkanek do czerwonych krwinek, gdzie jest przenoszony do płuc. Około 10 procent dwutlenku węgla znajduje się we krwi. Wielkość ciśnienia wywieranego przez dwutlenek węgla rozpuszczony we krwi jest określana jako ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla, lub pCO2, według Eastern Kentucky University. U zdrowych ludzi normalny poziom pCO2 wynosi od 35 do 45 mm rtęci, mówi Orlando Regional Healthcare.
Oddychanie
Oddychanie kontrolowane jest przez część mózgu zwaną rdzeniem. Leżące po obu stronach rdzenia są chemoreceptorami, które wyczuwają zmiany w poziomie pCO2 we krwi. Kiedy poziom pCO2 staje się zbyt wysoki lub zbyt niski, chemoreceptory wysyłają sygnały do ośrodka wdechowego wewnątrz rdzenia w celu zwiększenia oddychania lub spowolnienia go. Chemoreceptory w aorcie i tętnicach szyjnych również odgrywają mniejszą rolę w oddychaniu przez wykrywanie zmian w poziomie tlenu i pH krwi, według East Tennessee State University.
Stymulacja oddychania
Oddychanie jest stymulowane przez wysoki poziom pCO2 we krwi. Główną przyczyną wysokich poziomów pCO2 jest hipowentylacja. Zapalenie płuc, niedodma, odma opłucnowa, zator płucny, uraz klatki piersiowej, depresja ośrodkowego układu nerwowego i niewydolność mięśni oddechowych należą do wielu przyczyn hipowentylacji. Podczas hipowentylacji, odpowiednia podaż tlenu nie jest dostarczana do płuc i dwutlenek węgla zaczyna narastać. Zdrowi ludzie reagują na tę sytuację, oddychając szybciej i głębiej, aby usunąć nadmiar dwutlenku węgla z krwi.
Hamowanie oddychania
Niski poziom pCO2 we krwi powoduje zmniejszenie oddychania. Zmniejszone poziomy pCO2 w organizmie są wynikiem hiperwentylacji. Może to wynikać z niepokoju, ataków paniki, pewnych leków, bólu, zakażeń, zmian w ośrodkowym układzie nerwowym, ciąży, stymulantów lub nadmiaru hormonu tarczycy. Hiperwentylacja powoduje usunięcie nadmiernej ilości dwutlenku węgla z organizmu, co powoduje spadek stężenia pCO2 we krwi. Problem ten można skorygować, biorąc powolny oddech lub wdychając papierową torbę, zgodnie z Orlando Regional Healthcare.
Hypoxic Drive to Breathe
Zwykle napęd oddechowy jest kontrolowany przez ilość pCO2 we krwi. Jednak na dużych wysokościach, gdzie napięcie tlenu jest niskie lub u osób z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc, uprzywilejowane staje się hipoksyczne dążenie do oddychania. U tych osób przewlekle wysokie poziomy pCO2 powodują, że chemoreceptory stają się mniej wrażliwe na pCO2 i są bardziej wrażliwe na cząstkowe ciśnienie tlenu lub pO2. Gdy poziom tlenu w organizmie spada, chemoreceptory pO2 dostarczają hipoksycznego napędu do oddychania, co oznacza, że ich napęd oddechowy jest stymulowany przez niski poziom tlenu, a nie przez wysoki poziom dwutlenku węgla w normalnych warunkach, według East Tennessee State University .
