26.21 : Solunum Merkezlerini Etkileyen Kimyasal Faktörler

Atardamar kanındaki CO_2, O_2 ve H^+ seviyelerinin değişmesi gibi kimyasal faktörler, solunum derinliğini ve oranlarını etkilemede kritik bir rol oynar. Bu değişimler, iki birincil vücut bölgesinde bulunan özel sensörler olan kemoreseptörler tarafından tespit edilir. Merkezi kemoreseptörler, ventrolateral medulla dahil olmak üzere beyin sapı boyunca bulunurken, periferik kemoreseptörler aortik ark ve karotid atardamarlarda bulunur.

CO_2, solunum üzerinde güçlü bir etkiye sahiptir ve sıkı bir şekilde düzenlenir. Normal koşullar altında, atardamar pCO_2, 38-42 mmHg arasında küçük dalgalanmalarla 40 mmHg'de tutulur. Hiperkapni olarak bilinen PCO_2 seviyelerinde bir artış, beyinde CO_2 birikmesine yol açar. Bu CO_2, H^+'yı serbest bırakmak için ayrışan karbonik asit oluşturmak üzere sulanır ve bu da pH'ta bir düşüşe neden olur. H^+'daki bu artış, solunum düzenleyici merkezlerle yakından bağlantılı olan merkezi kemoreseptörleri uyarır. Sonuç, hem merkezi hem de periferik kemoreseptörler tarafından kolaylaştırılan solunum derinliğinde ve hızında bir artıştır. Bu artan ventilasyon, kandan CO_2'yi hızla ortadan kaldırarak kanın pH'ını yükseltir. Tersine, pCO_2 anormal derecede düşük olduğunda, solunum yavaşlar ve sığlaşır. 

Arteriyel pH'daki değişiklikler, CO_2 ve O_2 seviyelerinden bağımsız olarak solunum hızını ve ritmini değiştirebilir. Arteriyel pH düşerse, solunum sistemi CO_2'yi kandan ortadan kaldırmak için solunum hızını ve derinliğini artırarak telafi etmeye çalışır. Bu süreç, H^+ kan beyin bariyerini geçmediği için periferik kemoreseptörler aracılığıyla gerçekleşir. 

Periferik kemoreseptörler, arteriyel O_2 seviyelerine duyarlıdır ve arteriyel pO_2 60 mmHg'nin altına düştüğünde solunumun birincil sürücüsü haline gelir. Periferik kemoreseptörler, refleksif olarak ventilasyonu artırarak yanıt verir. Arttırılmış ventilasyon hipokapniye ve kan pH'ında artışa yol açarak solunumu engelleyebilse de, genellikle şiddetli hipoksiyi düzeltme çabası baskındır ve O_2 seviyeleri düzelene kadar yüksek ventilasyon sürdürülür.