De hersenen zijn de primaire controller van de ademhalingsfrequentie. Het ontvangt input van sensoren die het zuurstof- en koolstofdioxidegehalte in het bloed detecteren. Bloed-pH - een weerspiegeling van de relatieve zuurgraad of alkaliteit - heeft ook invloed op de ademhalingsfrequentie. Activiteitsniveau en de aanwezigheid van drugs of alcohol zijn andere belangrijke factoren die de ademhalingsfrequentie beïnvloeden.
Brainstem Rhythmicity Center
Ademen vindt meestal buiten je bewuste gewaarzijn plaats. Het ritmische centrum in de hersenstam regelt deze functie. Binnen dit centrum bevinden zich zogenaamde I-zenuwcellen die de inspiratie beheersen en E-zenuwcellen die uitademing regelen. De I- en E-zenuwcellen wisselen elkaar af om het ritmische patroon van inademing en uitademing te coördineren. Aandoeningen die het centrum van de hartritmestoornissen beschadigen, zoals een beroerte in de hersenstam, zijn vaak catastrofaal en veroorzaken ademstilstand - het stoppen van de ademhaling.
Cerebrale corticale invoer
Zoals iedereen die ooit een kaars heeft uitgeblazen of yoga heeft beoefend, weet, kun je je ademhaling vrijwillig beheersen. De bewuste controle van de ademhaling staat onder leiding van een deel van de hersenen dat bekend staat als de hersenschors, die alle vrijwillige spierbewegingen bestuurt. Slagen in bepaalde delen 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 oefent een sterke invloed uit op de ademhalingsfrequentie. Naarmate uw activiteitsniveau toeneemt, produceren uw cellen - vooral spiercellen - grotere hoeveelheden koolstofdioxide. Het ritmische centrum in de hersenstam detecteert verhoogd koolstofdioxide en verhoogt de ademhalingsfrequentie om het overschot te elimineren. De longen geven tijdens de uitademing kooldioxide af in de lucht. Het koolstofdioxidegehalte in het bloed is een kritische factor in de controle van de ademhaling tijdens de slaap.
Bloed zuurstof
Bloedzuurstofgehalte oefent een secundaire invloed uit op de ademhalingsfrequentie. Normaal gesproken is het zuurstofgehalte in het bloed 80 tot 100 mmHg. De ademhalingsfrequentie wordt gestimuleerd als deze onder de 50 komt. Een zuurstofgehalte in het bloed van minder dan 50 is extreem laag, daarom is deze respiratoire controle van ondergeschikt belang in vergelijking met andere mechanismen voor de regulatie van de ademhalingsfrequentie.
Bloed pH
Sensoren die de aorta en carotide-organen worden genoemd, detecteren veranderingen in de pH van het bloed. De longen en nieren bepalen samen de pH-waarde van het bloed. Een abnormaal lage pH van het bloed verhoogt de ademhalingsfrequentie. Snelle ademhaling maakt grotere hoeveelheden koolstofdioxide vrij, een belangrijke bepalende factor voor de pH van het bloed. Als overmatig koolstofdioxide wordt verdreven door snelle ademhaling - zoals gebeurt als u hyperventileert - kunt u zich duizelig of flauw voelen. Inademen in een papieren zak verlicht dit gevoel omdat je kooldioxide opnieuw inademt, waardoor het bloedniveau weer normaal wordt. Hoe snel u duizelig wordt van hyperventilatie, toont de uitstekende gevoeligheid van het lichaam voor plotselinge veranderingen in de pH-waarde en het kooldioxidegehalte van het bloed.
Drugs en alcohol
Bepaalde geneesmiddelen op recept, zoals verdovende pijnstillers en kalmerende middelen, en de drugs heroïne op straat, kunnen de activiteit van het ademhalingsritme in de hersenstam verminderen. Een hoog alcoholgehalte in het bloed heeft hetzelfde effect. Mensen met acute alcoholvergiftiging moeten regelmatig in het ziekenhuis worden opgenomen om hun ademhaling mechanisch te ondersteunen. Aan drugs en alcohol gerelateerde depressie van de ademhalingsfrequentie kan ademstilstand veroorzaken, de meest voorkomende doodsoorzaak bij alcoholvergiftiging en een overdosis drugs.
