الدماغ هو المراقب الرئيسي لمعدل التنفس. يتلقى مدخلات من أجهزة الاستشعار التي تكشف عن مستويات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الدم. درجة الحموضة في الدم - انعكاس الحموضة أو القلوية النسبية - يؤثر أيضا على معدل التنفس. مستوى النشاط ووجود المخدرات أو الكحول من العوامل الهامة الأخرى التي تؤثر على معدل التنفس.
مركز الإيقاع Brainstem
عادة ما يحدث التنفس خارج نطاق وعيك الواعي. يتحكم مركز الإيقاع في جذع الدماغ لهذه الوظيفة. داخل هذا المركز تسمى الخلايا العصبية I التي تتحكم في الإلهام والخلايا العصبية E التي تتحكم في الزفير. تتناوب الخلايا العصبية I و E لتنسيق النمط الإيقاعي للاستنشاق والزفير. غالباً ما تكون الظروف التي تضر بمركز الإيقاع ، مثل دماغ الدماغ ، كارثية ، مما يؤدي إلى توقف التنفس - توقف التنفس.
مدخلات قشرية دماغية
وكما يعرف أي شخص قام بتفجير شمعة أو يمارس اليوغا ، يمكنك التحكم في تنفسك طواعية. يخضع التحكم الواعي للتنفس تحت توجيه منطقة من الدماغ تُعرف باسم القشرة الدماغية ، التي تتحكم في حركة العضلات الطوعية. السكتات الدماغية في مناطق معينة من القشرة المخية والظروف التي تخفض مستوى الوعي لدى الشخص يمكن أن تتداخل مع التحكم الطوعي في التنفس.
ثاني أكسيد الكربون في الدم
كمية ثاني أكسيد الكربون في الدم تمارس تأثيرا قويا على معدل التنفس. كلما زاد مستوى نشاطك ، تنتج خلاياك - وخاصة خلايا العضلات - كميات متزايدة من ثاني أكسيد الكربون. يكتشف مركز الإيقاع في جذع الدماغ زيادة ثاني أكسيد الكربون ويزيد معدل التنفس للقضاء على الفائض. تطلق الرئتان ثاني أكسيد الكربون في الهواء أثناء الزفير. مستوى ثاني أكسيد الكربون في الدم هو عامل حاسم في السيطرة على التنفس أثناء النوم.
الأكسجين في الدم
محتوى الأكسجين في الدم يمارس تأثيرًا ثانويًا على معدل التنفس. عادة ، يكون مستوى الأكسجين في الدم 80 إلى 100 ملم زئبق. يتم تحفيز معدل التنفس إذا انخفض إلى أقل من 50. مستوى الأكسجين في الدم أقل من 50 منخفض للغاية ، وهذا هو السبب في أن هذا الجهاز التنفسي ذو أهمية ثانوية مقارنة بالآليات الأخرى لتنظيم معدل التنفس.
درجة الحموضة في الدم
أجهزة الاستشعار تسمى الأجسام الأبهري والسباتي تكتشف التغيرات في درجة الحموضة في الدم. تتحكم الرئة والكلى بشكل تعاوني في درجة الحموضة في الدم. انخفاض درجة الحموضة في الدم بشكل غير طبيعي يزيد من معدل التنفس. يخلق التنفس السريع كميات متزايدة من ثاني أكسيد الكربون ، وهو محدد رئيسي لدرجة الحموضة في الدم. إذا تم طرد ثاني أكسيد الكربون المفرط من خلال التنفس السريع - مثل يحدث إذا كنت تهيج - قد تشعر بالدوار أو الإغماء. التنفس في كيس ورقي يخفف من هذا الشعور لأنك تنشط ثاني أكسيد الكربون ، مما يعيد مستوى الدم إلى طبيعته. مدى سرعة الشعور بالدوار مع فرط التنفس يوضح حساسية الجسم الرائعة للتغيرات المفاجئة في درجة الحموضة في الدم ومحتوى ثاني أكسيد الكربون.
المخدرات والكحول
بعض العقاقير الطبية ، مثل مسكنات الألم المخدرة والمهدئات ، وهيروين المخدرات في الشوارع يمكن أن يخفض من نشاط مركز إيقاع الجهاز التنفسي في جذع الدماغ. ارتفاع مستوى الكحول في الدم له نفس التأثير. الأشخاص الذين يعانون من التسمم الكحولي الحاد في كثير من الأحيان يجب إدخالهم إلى المستشفى لدعم التنفس بشكل ميكانيكي. قد يؤدي انخفاض معدل التنفس في المخدرات والكحول إلى توقف الجهاز التنفسي ، وهو السبب الأكثر شيوعًا للوفاة في حالات التسمم بالكحول والمخدرات.
