Regolazione della frequenza respiratoria

Il controllo della respirazione

La respirazione richiede la contrazione coordinata di diversi muscoli scheletrici. Il centro di controllo del respiro si trova in due aree del sistema nervoso centrale, che si trovano sotto l'encefalo: il ponte e il midollo allungato. Da queste aree partono i segnali nervosi che controllano i vari muscoli della respirazione.

Regolazione della profondità e velocità del respiro

La regolazione della profondità e della velocità del respiro aiutano a mantenere l'omeostasi della concentrazione dei gas respiratori nel sangue. Dei recettori chimici presenti nel midollo allungato e nelle arterie più grandi del corpo (aorta e arteria carotide), controllano i livelli di CO2 nel sangue. Dal momento che quest'ultimo è un prodotto di scarto della respirazione aerobica, il monitoraggio del suo livello è un sistema utile per determinare la velocità di consumo di ossigeno delle cellule. Quando il livello di CO2 nel sangue aumenta, la diminuzione del pH che segue, stimola i recettori a inviare un messaggio al midollo allungato e di conseguenza le cellule del midollo allungato provocano l'aumento della frequenza respiratoria, in modo che la concentrazione di CO2 nel sangue diminuisca. Bastano piccole variazioni della concentrazione di CO2 nell'aria che respiriamo per causare un aumento nella frequenza respiratoria.

Importanza del livello di ossigeno

Nella regolazione della ventilazione il livello di ossigeno è meno importante del livello di CO2 e ha effetti sulla frequenza solo quando scende a livelli molto bassi. Solitamente la quantità di ossigeno legato all’emoglobina è abbastanza alta da assicurare un grande margine di sicurezza.

Il controllo della respirazione è un esempio di circuito di feedback negativo.