I meccanismi che controllano la respirazione fanno parte di un sistema intricato. I due principali gas coinvolti nella respirazione sono ossigeno e anidride carbonica. Nelle persone sane, la respirazione è principalmente controllata dal livello di anidride carbonica disciolto nel sangue. Questo è chiamato l'impulso respiratorio a respirare.
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Pressione parziale di anidride carbonica
Il biossido di carbonio viene creato 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 diossido di carbonio si trova dissolto nel sangue. La quantità di pressione esercitata dal biossido di carbonio disciolto nel sangue è conosciuta come la pressione parziale del biossido di carbonio, o pCO2, secondo la Eastern Kentucky University. Nelle persone sane, il livello normale di pCO2 va da 35 mm a 45 mm di mercurio, afferma Orlando Regional Healthcare.
Respirazione
La respirazione è controllata da una sezione del cervello chiamata midollo. Distesi su entrambi i lati del midollo sono chemocettori che rilevano i cambiamenti nel livello di pCO2 nel sangue. Quando il livello di pCO2 diventa troppo alto o troppo basso, i chemocettori inviano segnali al centro inspiratorio all'interno del midollo allungato per aumentare la respirazione o rallentarla. I chemocettori nell'aorta e nelle arterie carotidi svolgono anche un ruolo minore nella respirazione rilevando i cambiamenti nei livelli di ossigeno e il pH del sangue, secondo la East Tennessee State University.
Stimolazione della respirazione
La respirazione è stimolata da alti livelli di pCO2 nel sangue. La causa principale dei livelli elevati di pCO2 è l'ipoventilazione. Polmonite, atelettasia, pneumotorace, embolia polmonare, danno al torace, depressione del sistema nervoso centrale e insufficienza dei muscoli respiratori sono tra le molte cause di ipoventilazione. Quando si ipoventilano, un apporto adeguato di ossigeno non viene erogato ai polmoni e l'anidride carbonica inizia a crescere. Le persone sane rispondono a questa situazione respirando più velocemente e più profondamente 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 diminuiti nel corpo sono il risultato di iperventilazione. Ciò può verificarsi da 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 riduzione della pCO2 nel sangue. Questo problema può essere risolto prendendo respiri lenti o respirando in un sacchetto di carta, secondo l'Orlando Regional Healthcare.
Unità ipossica per respirare
Normalmente, l'unità respiratoria è controllata dalla quantità di pCO2 nel sangue.Tuttavia, ad alte altitudini in cui la tensione dell'ossigeno è bassa o nelle persone con malattia polmonare ostruttiva cronica, l'impulso ipossico a respirare diventa favorito. In queste persone, livelli cronici elevati di pCO2 fanno sì che i chemocettori divengano meno sensibili alla pCO2 e più sensibili alla pressione parziale dell'ossigeno o pO2. Mentre i livelli di ossigeno nel corpo calano, i chemocettori pO2 forniscono l'impulso ipossico a respirare, il che significa che la loro respirazione respiratoria è stimolata da bassi livelli di ossigeno, piuttosto che da alti livelli di anidride carbonica in circostanze normali, secondo East Tennessee State University.
