Regulering av ventilasjonen
Følg kontrollsløyfen fra blodgasser og kjemoreseptorer til respirasjonsmuskler og justert ventilasjon.
En automatisk rytme tilpasset behovet
Pusten fortsetter når du sover eller er opptatt med andre ting. Nettverk av nerveceller i hjernestammen danner og tilpasser pusterytmen. Medulla oblongata, den forlengede marg, har en sentral rolle, mens andre deler av hjernestammen bidrar til reguleringen.
Signalene går til motoriske nerveceller som aktiverer diafragma og andre respirasjonsmuskler. En elektrisk nerveimpuls, et aksjonspotensial, utløser muskelaktivitet. Hvor ofte og hvor kraftig musklene aktiveres, påvirker pustefrekvens og pustedybde.
Kjemoreseptorer registrerer endringer
Kjemoreseptorer er sanseceller som reagerer på kjemiske forhold. Perifere kjemoreseptorer i carotislegemene ved halspulsårene og i aortalegemene registrerer blant annet endringer i pO₂, pCO₂ og H⁺. H⁺ er hydrogenioner; mer H⁺ betyr lavere pH og surere væske.
Sentrale kjemoreseptorer reagerer særlig på pH-endringer i væsken rundt hjernen. CO₂ passerer lett fra blodet til dette området og bidrar der til dannelse av H⁺. En økning i arteriell pCO₂ kan dermed stimulere ventilasjonen via denne indirekte mekanismen. Under normale forhold er CO₂ den viktigste drivkraft i den kjemiske reguleringen.
Negativ tilbakekobling korrigerer avviket
Hvis CO₂-produksjonen øker mer enn ventilasjonen, stiger pCO₂. Kjemoreseptorene påvirker respirasjonssenteret, som øker aktiveringen av pustemusklene. Ventilasjonen øker, mer CO₂ fjernes, og avviket blir mindre. Dette er negativ tilbakekobling: responsen motvirker endringen som startet den.
Lav pO₂ kan også øke ventilasjonen gjennom perifere kjemoreseptorer, særlig når partialtrykket faller betydelig. De sentrale reseptorene registrerer ikke lavt oksygen direkte på samme måte. Høy H⁺, lav pH og høy pCO₂ må derfor forstås som signaler med forskjellige registreringsmekanismer.
Andre signaler kan påvirke pusten
Bevegelse, følelser og viljestyring kan påvirke pustemønsteret. Under fysisk arbeid bidrar signaler fra hjernen og fra kroppen til at ventilasjonen øker sammen med behovet. Du kan også holde pusten kortvarig, men den kjemiske reguleringen fortsetter å påvirke pustetrangen.
Helheten er et samarbeid mellom rytmedannelse, tilbakemelding om kroppens tilstand og aktivering av musklene. Det forklarer hvordan pusten både kan være automatisk og tilpasses svært ulike situasjoner.
Forstå sammenhengen
Reguleringen er negativ tilbakekobling. Blodgassene endrer reseptorsignaler, hjernestammen endrer motorisk aktivitet, og ventilasjonen påvirker de samme blodgassene som startet responsen.
Husk dette
- Respirasjonssenteret ligger i hjernestammen
- Rytmiske impulser går via motoriske nevroner til pustemusklene
- Perifere reseptorer måler O₂, CO₂ og H⁺
- Arteriell pCO₂ er viktigst under normale forhold