Fattori che influenzano il tasso di respirazione
Il cervello è il principale controllore della frequenza respiratoria. Riceve input da sensori che rilevano i livelli di ossigeno e anidride carbonica nel sangue. Il pH del sangue - un riflesso della relativa acidità o alcalinità - influenza anche la frequenza respiratoria. Il livello di attività e la presenza di droghe o alcol sono altri importanti fattori che influenzano la frequenza respiratoria.
Fattori che influiscono sulla frequenza respiratoria (Immagine: julief514 / iStock / Getty Images)Centro di ritmicità del tronco cerebrale
La respirazione di solito avviene al di fuori della consapevolezza cosciente. Il centro di ritmicità nel tronco cerebrale controlla questa funzione. All'interno di questo centro sono le cosiddette cellule nervose che controllano l'ispirazione e le cellule nervose che controllano l'espirazione. Le cellule nervose I ed E si alternano per coordinare il modello ritmico di inspirazione ed espirazione. Le condizioni che danneggiano il centro di ritmicità, come un ictus cerebrale, sono spesso catastrofiche, causando l'arresto respiratorio - la cessazione della respirazione.
Ingresso corticale cerebrale
Come chiunque abbia mai speso una candela o praticato lo yoga sa, puoi controllare volontariamente la tua respirazione. Il controllo cosciente della respirazione è sotto la direzione di un'area del cervello nota come corteccia cerebrale, che controlla tutto il movimento volontario dei muscoli. Gli ictus in alcune aree della corteccia cerebrale e le condizioni che deprimono il livello di coscienza di una persona possono interferire con il controllo volontario della respirazione.
Sangue anidride carbonica
La quantità di anidride carbonica nel sangue esercita una forte influenza sulla frequenza respiratoria. Con l'aumentare del livello di attività, le cellule, in particolare le cellule muscolari, producono quantità aumentate di anidride carbonica. Il centro di ritmicità nel tronco cerebrale rileva un aumento di anidride carbonica e aumenta la frequenza respiratoria per eliminare l'eccesso. I polmoni rilasciano anidride carbonica nell'aria durante l'espirazione. Il livello di anidride carbonica nel sangue è un fattore critico nel controllo della respirazione durante il sonno.
Ossigeno nel sangue
Il contenuto di ossigeno nel sangue esercita un'influenza secondaria sulla frequenza respiratoria. Normalmente, il livello di ossigeno nel sangue è da 80 a 100 mmHg. La frequenza respiratoria viene stimolata se scende al di sotto di 50. Un livello di ossigeno nel sangue inferiore a 50 è estremamente basso, motivo per cui questo controllo respiratorio è di importanza secondaria rispetto ad altri meccanismi di regolazione della frequenza respiratoria.
PH del sangue
I sensori chiamati corpi aortici e carotidi rilevano i cambiamenti nel pH del sangue. I polmoni e i reni controllano in modo collaborativo il pH del sangue. Un pH del sangue anormalmente basso aumenta la frequenza respiratoria. La respirazione rapida rilascia quantità aumentate di anidride carbonica, un importante fattore determinante del pH del sangue. Se un eccesso di anidride carbonica viene espulso attraverso una respirazione rapida - come accade se si iperventilazione - si può avvertire vertigini o svenimento. Inspirare in un sacchetto di carta allevia questa sensazione perché si riprende l'anidride carbonica riportando il livello del sangue alla normalità. La velocità con cui le vertigini con l'iperventilazione dimostrano la squisita sensibilità del corpo alle improvvise variazioni del pH del sangue e del contenuto di anidride carbonica.
Droghe e alcol
Alcuni farmaci da prescrizione, come antidolorifici e sedativi, e l'eroina della droga di strada possono deprimere l'attività del centro di ritmicità respiratoria nel tronco cerebrale. Un livello di alcol nel sangue alto ha lo stesso effetto. Le persone con intossicazione acuta da alcol frequentemente devono essere ospedalizzate per supportare meccanicamente la loro respirazione. La depressione della frequenza respiratoria legata alla droga e all'alcol può causare l'arresto respiratorio, la causa più comune di morte in caso di avvelenamento da alcol e overdose di stupefacenti.
