De hersenen zijn de primaire controller van de ademhalingssnelheid. Het ontvangt input van sensoren die zuurstof- en koolstofdioxidegehaltes in het bloed detecteren. Bloed pH - een weerspiegeling van zijn relatieve zuurgraad of alkaliteit - beïnvloedt ook de ademhalingssnelheid. Het activiteitenniveau en de aanwezigheid van drugs of alcohol zijn andere belangrijke factoren die de ademhaling beïnvloeden.
Brainstem Rhythmicity Center
Ademen vindt meestal plaats buiten je bewuste bewustzijn. Het ritmische centrum in de hersenstam regelt deze functie. Binnen dit centrum bevinden zich zogenaamde I-zenuwcellen die de inspiratie regelen en E-zenuwcellen die de uitademing regelen. De I- en E-zenuwcellen wisselen elkaar af om het ritmische patroon van inademing en uitademing te coördineren. Omstandigheden die het ritmische centrum beschadigen, zoals een beroerte van de hersenstam, zijn vaak catastrofaal en veroorzaken ademstilstand - het stoppen van de ademhaling.
Cerebrale corticale invoer
Zoals iedereen weet die ooit een kaars heeft uitgeblazen of yoga heeft beoefend, kun je je ademhaling vrijwillig regelen. De bewuste controle over de ademhaling staat onder leiding van een deel van de hersenen dat bekend staat als de hersenschors, die alle vrijwillige spierbewegingen regelt. Beroertes in bepaalde gebieden van de hersenschors en aandoeningen die het bewustzijnsniveau van een persoon onderdrukken, kunnen de vrijwillige controle van de ademhaling verstoren.
Bloed Kooldioxide
De hoeveelheid koolstofdioxide in het bloed heeft een sterke invloed op de ademhalingssnelheid. Naarmate uw activiteitsniveau toeneemt, produceren uw cellen - vooral spiercellen - verhoogde hoeveelheden koolstofdioxide. Het ritmische centrum in de hersenstam detecteert verhoogde koolstofdioxide en verhoogt de ademhalingssnelheid om het teveel te elimineren. De longen laten tijdens het uitademen koolstofdioxide vrij in de lucht. Het koolstofdioxidegehalte in het bloed is een kritische factor bij de controle van de ademhaling tijdens de slaap.
Bloedzuurstof
Het zuurstofgehalte in het bloed heeft een secundaire invloed op de ademhalingssnelheid. Normaal is het zuurstofniveau in het bloed 80 tot 100 mmHg. Ademhalingssnelheid wordt gestimuleerd als deze onder de 50 daalt. Een zuurstofniveau in het bloed onder de 50 is extreem laag, daarom is deze ademhalingscontrole van ondergeschikt belang in vergelijking met andere mechanismen van regulatie van de ademhalingssnelheid.
Bloed pH
Sensoren genaamd de aorta en carotislichamen detecteren veranderingen in de pH van het bloed. De longen en nieren regelen samen de pH van het bloed. Een abnormaal lage bloed-pH verhoogt de ademhalingssnelheid. Snelle ademhaling geeft verhoogde hoeveelheden koolstofdioxide vrij, een belangrijke bepalende factor voor de pH van het bloed. Als overmatig koolstofdioxide wordt uitgestoten door snelle ademhaling - zoals optreedt als u hyperventileert - kunt u zich duizelig of flauw voelen. Inademen in een papieren zak vermindert dit gevoel omdat je koolstofdioxide opnieuw inademt, waardoor het bloedniveau weer normaal wordt. Hoe snel u duizelig wordt door hyperventilatie, toont de uitstekende gevoeligheid van het lichaam voor plotselinge veranderingen in de pH van het bloed en het kooldioxidegehalte.
Drugs en alcohol
Bepaalde voorgeschreven medicijnen, zoals verdovende pijnstillers en sedativa, en de straatdrug heroïne kunnen de activiteit van het ademhalingsritmecentrum in de hersenstam onderdrukken. Een hoog alcoholgehalte in het bloed heeft hetzelfde effect. Mensen met acute alcoholvergiftiging moeten vaak in het ziekenhuis worden opgenomen om hun ademhaling mechanisch te ondersteunen. Medicijn- en alcoholgerelateerde ademhalingsdepressie kan ademhalingsstilstand veroorzaken, de meest voorkomende doodsoorzaak bij alcoholvergiftiging en overdosis verdovende middelen.
