Het cardiovasculaire systeem, voornamelijk bestaande uit het hart, bloedvaten en bloed, is verantwoordelijk voor de distributie van zuurstofrijk bloed naar lichaamscellen en het verwijderen van metabolisch afval uit de cellen. Door de noodzaak, functie van het cardiovasculaire systeem vereist nauwe samenwerking met het ademhalingssysteem, dat de bron van zuurstof is.
Chemoreceptoren, of cellen die chemische waarnemingen uitvoeren, controleren in het cardiovasculaire systeem de chemische eigenschappen van het bloed om de functie van zowel cardiovasculaire als respiratoire systemen te helpen reguleren.
Koolstofdioxide-chemoreceptoren
De chemoreceptoren van het cardiovasculaire systeem bevinden zich op twee plaatsen. De halsslagaderen bevinden zich in de halsslagaders die door de nek naar de hersenen lopen en de aorta-lichaampjes bevinden zich in de aortaboog, een slagader bij het hart. Enkele van de belangrijkste chemoreceptoren detecteren koolstofdioxide, een cellulair metabolisch afvalproduct. Aangezien een van de belangrijkste taken van het cardiovasculaire systeem is om koolstofdioxide naar de longen te krijgen voor eliminatie, wijst de opbouw van de chemische stof erop dat het hart harder moet werken om het bloed te verplaatsen, en dat de longen harder moeten werken om de koolstof uit te ademen dioxide. Verklaart Dr. Lauralee Sherwood in haar boek 'Human Physiology', als chemoreceptoren een hoog kooldioxidegehalte waarnemen, nemen zowel de hartfrequentie als de ademhalingssnelheid toe om het afvalproduct uit het bloed te verwijderen.
Zuurstof Chemoreceptoren
Lange tijd dachten onderzoekers dat chemoreceptoren reageerden op de kooldioxideconcentratie, maar niet op de zuurstofconcentratie in het bloed. In de afgelopen jaren hebben wetenschappers echter vastgesteld dat de chemoreceptoren van de carotide en aorta ook zuurstof detecteren, wat logisch is gezien het feit dat zuurstof cruciaal is voor de cellulaire functie. Richard Klabunde, Ph.D., op de website Cardiovascular Physiology Concepts, legt uit dat lage concentraties zuurstof in het bloed de chemoreceptoren activeren, wat leidt tot een verhoogde mate van ademhaling en mogelijk een verhoogde hartslag.
pH-chemoreceptoren
De uiteindelijke chemische stof die van belang is voor de chemoreceptoren in het cardiovasculaire systeem is zuur. In de chemie wordt de concentratie van zuur in vloeistof gemeten in pH-eenheden, waarbij een pH van 7 neutraal is. Zure vloeistoffen hebben een pH lager dan 7, terwijl basische vloeistoffen een pH hoger dan zeven hebben. In zijn boek "Anatomy and Physiology," legt Dr. Gary Thibodeau uit dat de pH van normaal menselijk bloed 7,4 is. Het lichaam werkt heel hard om deze pH te handhaven, omdat te veel zuur of basisch bloed de cellen niet op de juiste manier afvoert. Als chemoreceptoren een lage pH waarnemen, wat betekent dat het bloed zuur is, neemt de snelheid van de ademhaling toe. De reden hiervoor is dat kooldioxide, naast een op zichzelf staande afvalstof, ook de pH van het bloed verlaagt. Zuurstof heeft geen invloed op de pH van het bloed. Als zodanig verhoogt een verhoogde ademhalingsfrequentie - resulterend in verlaagd kooldioxide in het bloed en verhoogde zuurstof - de pH van het bloed en regelt het de zuurgraad.
