Il cervello è il principale controllore della frequenza respiratoria. Riceve input da sensori che rilevano i livelli di ossigeno e anidride carbonica nel sangue. Il pH del sangue - un riflesso della sua relativa acidità o alcalinità - influenza anche la frequenza respiratoria. Il livello di attività e la presenza di droghe o alcol sono altri importanti fattori che influenzano la frequenza respiratoria.
Centro di ritmicità del tronco cerebrale
La respirazione di solito avviene al di fuori della consapevolezza cosciente. Il centro di ritmicità nel tronco cerebrale controlla questa funzione. All'interno di questo centro ci sono le cosiddette cellule nervose che controllano l'ispirazione e le cellule nervose E che controllano l'espirazione. Le cellule nervose I ed E si alternano per coordinare il modello ritmico dell'inspirazione e dell'espirazione. Le condizioni che danneggiano il centro della ritmicità, come un ictus cerebrale, sono spesso catastrofiche, causando l'arresto respiratorio - la cessazione della respirazione.
Ingresso corticale cerebrale
Come sa chiunque abbia mai spento una candela o praticato lo yoga, puoi controllare volontariamente il tuo respiro. Il controllo cosciente della respirazione è sotto la direzione di un'area del cervello nota come corteccia cerebrale, che controlla tutti i movimenti muscolari volontari. Ictus in alcune aree della corteccia cerebrale e condizioni che deprimono il livello di coscienza di una persona possono interferire con il controllo volontario della respirazione.
Anidride carbonica nel sangue
La quantità di anidride carbonica nel sangue esercita una forte influenza sulla frequenza respiratoria. All'aumentare del livello di attività, le cellule, in particolare le cellule muscolari, producono maggiori quantità di anidride carbonica. Il centro di ritmicità nel tronco cerebrale rileva un aumento dell'anidride carbonica e aumenta la frequenza respiratoria per eliminare l'eccesso. I polmoni rilasciano anidride carbonica nell'aria durante l'espirazione. Il livello di anidride carbonica nel sangue è un fattore critico nel controllo della respirazione durante il sonno.
Ossigeno nel sangue
Il contenuto di ossigeno nel sangue esercita un'influenza secondaria sulla frequenza respiratoria. Normalmente, il livello di ossigeno nel sangue è compreso tra 80 e 100 mmHg. La frequenza respiratoria viene stimolata se scende al di sotto di 50. Un livello di ossigeno nel sangue inferiore a 50 è estremamente basso, motivo per cui questo controllo respiratorio è di importanza secondaria rispetto ad altri meccanismi di regolazione della frequenza respiratoria.
PH del sangue
I sensori chiamati corpi aortici e carotidi rilevano cambiamenti nel pH del sangue. I polmoni e i reni controllano collaborativamente il pH del sangue. Un pH ematico anormalmente basso aumenta la frequenza respiratoria. La respirazione rapida rilascia una maggiore quantità di anidride carbonica, un fattore determinante per il pH del sangue. Se l'eccesso di anidride carbonica viene espulso attraverso la respirazione rapida - come accade in caso di iperventilazione - potresti avere vertigini o svenire. La respirazione in un sacchetto di carta allevia questa sensazione perché si respira l'anidride carbonica, riportando il livello del sangue alla normalità. La velocità con cui si gira la testa con l'iperventilazione dimostra la squisita sensibilità del corpo a improvvisi cambiamenti nel pH del sangue e nel contenuto di anidride carbonica.
Droghe e alcol
Alcuni farmaci da prescrizione, come antidolorifici e sedativi narcotici, e l'eroina dei farmaci di strada possono deprimere l'attività del centro di ritmicità respiratoria nel tronco cerebrale. Un alto livello di alcol nel sangue ha lo stesso effetto. Le persone con avvelenamento da alcol acuto frequentemente devono essere ricoverate in ospedale per supportare meccanicamente la loro respirazione. La depressione del farmaco e l'alcool della frequenza respiratoria possono causare arresto respiratorio, la causa più comune di morte per avvelenamento da alcol e overdose di stupefacenti.
