I meccanismi che controllano la respirazione fanno parte di un sistema intricato. I due gas principali coinvolti nella respirazione sono ossigeno e anidride carbonica. Nelle persone sane, la respirazione è controllata principalmente dal livello di anidride carbonica disciolta nel sangue. Questo è chiamato l'azionamento respiratorio per respirare.
Pressione parziale di anidride carbonica
L'anidride carbonica viene creata come prodotto di scarto del normale metabolismo cellulare. Viene trasportato dai tessuti ai globuli rossi, dove viene portato ai polmoni. Circa il 10 percento del biossido di carbonio si trova disciolto nel sangue. La quantità di pressione esercitata dall'anidride carbonica disciolta nel sangue è nota come pressione parziale dell'anidride carbonica, o pCO2, secondo la Eastern Kentucky University. Nelle persone sane, il livello normale di pCO2 è compreso tra 35 e 45 mm di mercurio, afferma Orlando Regional Healthcare.
Respirazione
La respirazione è controllata da una sezione del cervello chiamata midollo. Sono sdraiati su entrambi i lati del midollo allungato i chemorecettori che avvertono i cambiamenti nel livello di pCO2 nel sangue. Quando il livello di pCO2 diventa troppo alto o troppo basso, i chemiorecettori inviano segnali al centro inspiratorio all'interno del midollo per aumentare la respirazione o rallentarlo. I chemiorecettori nell'aorta e nelle arterie carotidi svolgono anche un ruolo minore nella respirazione rilevando i cambiamenti nei livelli di ossigeno e nel pH del sangue, secondo l'East Tennessee State University.
Stimolazione della respirazione
La respirazione è stimolata da alti livelli di pCO2 nel sangue. La causa principale di alti livelli di pCO2 è l'ipoventilazione. Polmonite, atelettasia, pneumotorace, embolia polmonare, lesioni al torace, depressione del sistema nervoso centrale e insufficienza dei muscoli respiratori sono tra le molte cause di ipoventilazione. Quando si esegue l'ipoventilato, non viene erogato un adeguato apporto di ossigeno ai polmoni e l'anidride carbonica inizia ad accumularsi. Le persone sane rispondono a questa situazione respirando più velocemente e più a fondo per rimuovere l'eccesso di anidride carbonica dal sangue.
Inibizione della respirazione
Bassi livelli di pCO2 nel sangue agiscono per ridurre la respirazione. I livelli di pCO2 ridotti nel corpo sono il risultato di iperventilazione. Ciò può verificarsi a seguito di ansia, attacchi di panico, alcuni farmaci, dolore, infezioni, lesioni del sistema nervoso centrale, gravidanza, stimolanti o eccesso di ormone tiroideo. L'iperventilazione provoca la rimozione di quantità eccessive di anidride carbonica dal corpo, con conseguente calo del pCO2 nel sangue. Questo problema può essere corretto prendendo respiri lenti o respirando in un sacchetto di carta, secondo Orlando Regional Healthcare.
Hypoxic Drive to Breathe
Normalmente, l'unità respiratoria è controllata dalla quantità di pCO2 nel sangue. Tuttavia, ad alta quota dove la tensione di ossigeno è bassa o nelle persone con malattia polmonare ostruttiva cronica, viene favorita la spinta ipossica a respirare. In queste persone, livelli cronici elevati di pCO2 fanno sì che i chemiorecettori diventino meno sensibili a pCO2 e più sensibili alla pressione parziale di ossigeno, o pO2. Mentre i livelli di ossigeno nel corpo diminuiscono, i chemorecettori della pO2 forniscono la spinta ipossica alla respirazione, il che significa che la loro azione respiratoria è stimolata da bassi livelli di ossigeno, piuttosto che da alti livelli di anidride carbonica in circostanze normali, secondo l'East Tennessee State University.
