The Role of Central chemoreceptors i Carbon Dioxide Utskillelse

Hvis du noen gang har prøvd å holde pusten for lenge, vil du sannsynligvis huske at etter en stund, du begynner å føle en uimotståelig trang til å puste. I fravær av bevisst innsats, er å puste kontrollert av din hjernestammen eller lavere hjernen, regionen av hjernen rett over ryggmargen. Sentre i din hjernestammen justere pustefrekvens i takt med endringene i cerebrospinalvæsken.

CO2 i blodet

Når det oppløses i vann, reagerer karbondioksyd med H2O og danner karbonsyre. Følgelig, som CO2-nivåene øker, vil karbondioksid diffundere inn i cerebrospinalvæsken, som er produsert fra blod, og føre til en svak nedgang i pH. Nedgangen er svært liten fordi bikarbonat og hemoglobin i blodet fungere som buffere for å ta opp hydrogenioner utgitt av karbonsyre. Likevel, dette er nedgangen betydelig nok for ufrivillig mekanismer i kontroll over pusten din til å oppfatte det og svare.

Hjernestamme

Pustekontrollsentraler i forlengede marg (de to nederste delene av din hjernestammen) bruke pH av spinalvæske som en indikator på blod CO2 konsentrasjon. Chemoreceptors, sensoriske nevroner som kan oppdage pH, slår denne kjemiske endringen til nerveimpulser til å puste kontrollsenteret, som reagerer ved å modulere pusten din. Hvis pH stiger, minsker forlengede marg pustefrekvens og dybde, og hvis pH faller, øker pustefrekvens og dybde.

Pons

Mens forlengede marg setter rytmen av pusten din, en annen pust kontrollsenter i pons bestemmer tempoet. Det moderate pustefrekvensen satt av forlengede marg for å jevne ut overganger. Ved å puste, du eliminere CO2 fra blodet. CO2-konsentrasjonen er den viktigste faktoren i å bestemme din pustefrekvens. Selv om sensorer i aorta og carotis av halsen gjør overvåke oksygenkonsentrasjon, de vanligvis bare sende signaler til hjernestammen når oksygenkonsentrasjonen faller svært lav - som når du er i stor høyde, for eksempel.

betraktninger

Puste kontroll er et eksempel på en negativ tilbakekoblingsmekanisme fordi reaksjon på et inngangs virker til å redusere årsaken til inngangs. Hvis CO2-nivået stiger, faller pH og din forlengede marg øker pusten din, redusere CO2-konsentrasjon og dermed øke pH. Det samme gjelder i revers. Du kan bevisst overstyre disse mekanismene ved å tvinge deg selv til å puste veldig raskt eller holde pusten, men når du slutter eller går ut, vil hjernestammen bringe pusterytmen din tilbake til det normale.