Se hai mai provato a trattenere il respiro per troppo a lungo, probabilmente ricorderete che dopo un po', si inizia a sentire un irresistibile bisogno di respirare. In assenza di sforzo cosciente, respirazione è controllata dal cervello inferiore, la regione del tuo cervello appena sopra il midollo spinale o del tronco cerebrale. Centri nel vostro tronco cerebrale regolare il ritmo del respiro in risposta ai cambiamenti nel liquido cerebrospinale.
CO2 nel sangue
Quando disciolto in acqua, anidride carbonica reagisce con H2O per formare l'acido carbonico. Di conseguenza, come aumentare i livelli di CO2, l'anidride carbonica sarà diffusa nel liquido cerebrospinale, che è prodotto dal tuo sangue, e causare una lieve diminuzione del pH. La diminuzione è molto leggera perché il bicarbonato e l'emoglobina nel sangue agiscono come buffer per prendere gli ioni idrogeno rilasciati dall'acido carbonico. Tuttavia, questa diminuzione è abbastanza significativa per i meccanismi involontari nel controllo del respiro per percepirlo e rispondere.
Tronco cerebrale
Centri di controllo della respirazione nel oblongata del midollo (le due regioni più basse del tuo tronco cerebrale) utilizzano il pH del liquido cerebrospinale come un indicatore del sangue concentrazione di CO2. Chemocettori, neuroni sensoriali in grado di rilevare il pH, girare questo cambiamento chimico in impulsi nervosi per il centro di controllo della respirazione, che risponde modulando il tuo respiro. Se il pH aumenta, oblongata del midollo diminuisce la profondità e la frequenza respiratoria, e se il pH scende, aumenta la profondità e la frequenza respiratoria.
PONS
Mentre oblongata del midollo imposta il ritmo del tuo respiro, un altro centro di controllo di respirazione nel ponte determina il tempo. Modera il tasso di respirazione fissato dalla oblongata del midollo per appianare le transizioni. Respirazione, si eliminano CO2 dal tuo flusso sanguigno. Concentrazione di CO2 è il fattore più importante nel determinare il ritmo del respiro. Anche se i sensori nell'aorta e le arterie carotiche del collo monitorare la concentrazione di ossigeno, in genere solo mandano segnali al tronco cerebrale quando la concentrazione di ossigeno scende molto in basso..--come quando sei in alta quota, ad esempio.
Considerazioni
Controllo della respirazione è un esempio di un meccanismo di feedback negativo, perché la risposta a un input atti a diminuire la causa dell'input. Se i livelli di CO2 aumentano, pH scende e il midollo allungato aumenta la respirazione, diminuendo le concentrazioni di CO2 e quindi aumento del pH. Ciò vale anche in senso inverso. È coscientemente potrebbe ignorare questi meccanismi di costringendo voi stessi a respirare molto rapidamente o trattenendo il respiro, ma una volta che si arresta o svenire, il tronco cerebrale porterà il ritmo del tuo respiro torna alla normalità.