Andningens kontrollcenter finns i hjärnans förlängda märg (medulla oblongata) och brottsmarg (pons). Dessa centra samarbetar med nervsystemet, det kardiovaskulära systemet, lungorna, mellangärdet samt andra delar av hjärnan och kroppen för att reglera kroppens andningsfunktion.
Syretillförseln till varje vävnad och upptaget av syre i lungorna regleras till stor del på lokal nivå. Om en perifer vävnad, exempelvis en arm eller fot, blir mer aktiv sjunker syrenivån mellan cellerna medan koldioxidhalten stiger. Detta leder till att mer syre transporteras till och mer koldioxid avlägsnas från den berörda vävnaden. En sekundär effekt är att den glatta muskulaturen i arteriolernas väggar och kapillärerna i området slappnar av, vilket ökar blodflödet.
Som svar på sensorisk information från lungorna eller andra delar av luftvägarna styr hjärnans omedvetna centra andningsmusklernas aktivitet och volym genom att justera djup och frekvens hos luftens rörelse in och ut ur luftvägarna – så kallad pulmonell ventilation.
Den medvetna kontrollen av andningen bygger på aktivitet i hjärnbarken som antingen påverkar signalutflödet från andningscentra i förlängda märgen och brottsmargen eller motorneuronerna i ryggmärgen. Det är därför vi medvetet kan hålla andan eller andas djupare när vi vill.
Andningstakten bestäms av de respiratoriska rytmcentra i förlängda märgen, som var och en består av en dorsal respiratorisk grupp (DRG) och en ventral respiratorisk grupp (VRG). DRG, som styr mellangärdet och interkostalmusklerna som rör revbenen, är aktiv i varje andningscykel. VRG aktiveras endast vid forcerad andning. Grundmönstret för andningen speglar en cyklisk växelverkan mellan DRG och VRG, som tros upprätthållas av pacemakerceller som spontant uppvisar rytmiska aktivitetsmönster.
Andningsfrekvensen kan ökas av centralstimulerande ämnen, exempelvis amfetaminer eller koffein, och sänkas av depressiva substanser som barbiturater eller opiater.
De apneustiska och pneumotaxiska centra i brottsmargen utgör par av kärnor som anpassar utflödet från de respiratoriska rytmcentra som svar på sensoriska stimuli eller signaler från andra centra. Vid lugn andning hjälper stimulering från de apneustiska centra till att öka intensiteten i inandningen under de följande två sekunderna, varefter signaler från de pneumotaxiska centra under normala omständigheter hämmar denna aktivitet. Vid forcerad andning svarar de apneustiska centra även på sensorisk information från vagusnerverna om hur lungorna fylls med luft. Centra i hypotalamus och storhjärnan kan dessutom förändra andningsfrekvens och andningsdjup via de pneumotaxiska centra.
Aktiviteten i andningscentra modifieras av sensorisk information från specialiserade nervceller, så kallade kemoreceptorer, som är känsliga för halterna av koldioxid, syre och pH-värde (surhetsgrad). Även förändringar i blodtrycket i aorta eller karotissinus, förändringar i lungvolym samt fysikaliska eller kemiska irritationsämnen i näshålan, struphuvudet eller bronkträdet påverkar andningen. Andra sinnesintryck, som smärta eller förändringar i kroppstemperatur, kan likaså modulera andningscentras aktivitet.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online