Como você sabe com que freqüência você respira?

Você não precisa pensar em respirar porque o sistema nervoso autônomo do seu corpo o controla, como faz com muitas outras funções em seu corpo. Se você tentar segurar a sua respiração, seu corpo irá cancelar sua ação e forçá-lo a expirar e assim começar a respirar novamente. Os centros respiratórios que controlam sua freqüência de respiração estão no tronco cerebral ou medula. As células nervosas que vivem dentro destes centros automaticamente mandam sinais ao diafragma e músculos intercostais para contrair e relaxar em intervalos regulares. Entretanto, a atividade dos centros respiratórios pode ser influenciada por estes fatores:  

• oxigênio: células nervosas especializadas dentro das artérias aorta e carótida, chamadas quimiorreceptores periféricos, monitoram a concentração de oxigênio no sangue e dão a resposta aos centros respiratórios. Se a concentração de oxigênio no sangue diminuir, elas avisam os centros respiratórios para elevar a freqüência e a profundidade da respiração;
• dióxido de carbono: quimiorreceptores periféricos também monitoram a concentração de dióxido de carbono no sangue. Além disso, um quimiorreceptor central na medula monitora a concentração de dióxido de carbono no líquido cefalorraquidiano (LCR) que cerca o cérebro e a coluna vertebral; o dióxido de carbono se difunde facilmente no LCR vindo do sangue. Se a concentração de dióxido de carbono no sangue se elevar muito, então os dois tipos de quimiorreceptores sinalizam os centros respiratórios para aumentar a freqüência e a profundidade da respiração. O aumento da freqüência da respiração faz a concentração de dióxido de carbono voltar ao normal e então a freqüência normaliza;
• íon de hidrogênio (pH): os quimiorreceptores periféricos e central são também sensíveis ao pH do sangue e do LCR. Se a concentração do íon de hidrogênio aumentar (ou seja, se o fluido se tornar mais ácido), então os quimiorreceptores avisam os centros respiratórios para acelerarem. A concentração do íon de hidrogênio é muito influenciada pela concentração de dióxido de carbono e de bicarbonato no sangue e no LCR;
• elástico: receptores elásticos nos pulmões e paredes torácicas monitoram o nível de estiramento do órgão. Se os pulmões se tornarem superinsuflados (estirarem além da conta), eles sinalizam para os centros respiratórios e inibem a respiração. Este mecanismo previne danos nos pulmões que seriam causados por superinflação;
• sinais dos centros cerebrais superiores: células nervosas no hipotálamo e córtex também influenciam a atividade dos centros respiratórios. Durante dores ou emoções fortes, o hipotálamo avisa os centros respiratórios para se acelerarem. Centros nervosos no córtex podem voluntariamente avisar os centros respiratórios para acelerarem, desacelerarem ou até pararem (prender o fôlego). Sua influência, no entanto, pode ser cancelada por fatores químicos (oxigênio, dióxido de carbono, pH);
• substâncias químicas irritantes: células nervosas nas vias aéreas sentem a presença de substâncias indesejadas como pólen, poeira, água e fumaças nocivas como a do cigarro. Estas células podem sinalizar aos centros respiratórios para contrair os músculos respiratórios, causando espirros ou tosses. Tossir e espirrar faz com que o ar seja rápida e violentamente expirado dos pulmões e vias aéreas, removendo as substâncias ofensivas.

Desses fatores, a influência mais forte é a concentração de dióxido de carbono em seu sangue e LCR, seguida pela concentração de oxigênio.  

Às vezes, os centros respiratórios funcionam de maneira incorreta temporariamente e enviam impulsos extras ao diafragma. Estes impulsos causam contrações involuntárias (soluços). O mesmo acontece com bebês dentro do útero; muitas mulheres grávidas geralmente sentem seus bebês soluçarem. Isso acontece porque os centros respiratórios do cérebro em desenvolvimento da criança estão funcionando como os de um adulto, ainda que não haja ar para a criança respirar.