1. Merkezi Solunum Modeli Oluşturucuları:
Solunum ritminin birincil kontrolü, beyin sapı içindeki merkezi solunum düzeni oluşturucuları (CRPG'ler) olarak bilinen özel nöron grupları tarafından gerçekleştirilir. Bu nöronlar medulla oblongata ve ponsta bulunur. CRPG'ler nefes almanın temel ritmini oluşturur ve koordine eder.
2. Kemoreseptörler:
Kemoreseptörler, kanın ve beyin omurilik sıvısının kimyasal bileşimindeki değişikliklere duyarlı olan duyusal reseptörlerdir. Solunum kontrolünde rol oynayan iki tip kemoreseptör vardır:
a. Periferik Kemoreseptörler:
Periferik kemoreseptörler, boyundaki karotid arterlerin yakınında yer alan küçük hücre kümeleri olan karotis cisimciklerinde ve göğüsteki aort kemerinin yakınında yer alan aort cisimciklerinde bulunur. Bu kemoreseptörler kısmi oksijen basıncı (PaO2), kısmi karbondioksit basıncı (PaCO2) ve kanın pH'ındaki değişiklikleri algılar. PaO2 azaldığında, PaCO2 arttığında veya pH düştüğünde, periferik kemoreseptörler beyin sapındaki solunum merkezlerine sinyaller göndererek solunum hızı ve derinliğinde artışa yol açar.
b. Merkezi Kemoreseptörler:
Merkezi kemoreseptörler CRPG'lerin yakınında medulla oblongata'da bulunur. Öncelikle beyin omurilik sıvısının PaCO2 ve pH'ındaki değişikliklere yanıt verirler. PaCO2 arttığında veya pH düştüğünde, merkezi kemoreseptörler solunum merkezlerini uyararak solunum aktivitesinin artmasına neden olur.
3. Mekanoreseptörler:
Pulmoner gerilme reseptörleri, hava yollarında ve akciğer dokularında bulunan mekanoreseptörlerdir. Akciğer hacmindeki ve hava yolu direncindeki değişiklikleri algılarlar. Nefes alma sırasında akciğerler şiştiğinde, gerilme reseptörleri beyin sapına sinyaller göndererek solunum merkezlerini inhibe eder ve nefes vermeye yol açar. Bu refleks Hering-Breuer refleksi olarak bilinir.
4. Daha Yüksek Beyin Merkezleri:
Serebral korteks ve limbik sistem de dahil olmak üzere daha yüksek beyin merkezleri de solunum ritmini etkileyebilir. Kişinin nefesini tutması veya derin bir iç çekmesi gibi solunumun gönüllü kontrolü, bu yüksek beyin bölgeleri aracılığıyla sağlanır. Duygular ve stres de solunum düzenlerini etkileyebilir.
Solunum ritmi, kemoreseptörlerden, mekanoreseptörlerden ve daha yüksek beyin merkezlerinden gelen sinyallerin, merkezi solunum paterni oluşturucularının kontrolü altında entegrasyonundan kaynaklanan dinamik bir süreçtir. Bu karmaşık etkileşim, karbondioksiti ortadan kaldırırken vücudun metabolik talepleri ve dokulara oksijen tedarikini karşılamak için uygun havalandırmayı sürdürmesini sağlar.