De hersenen en het ademhalingssysteem werken nauw samen om de homeostase te behouden en ervoor te zorgen dat het lichaam de zuurstof ontvangt die het nodig heeft en kooldioxide, een afvalproduct van de cellulaire ademhaling, elimineert. Hier ziet u hoe ze met elkaar omgaan:

1. Ademhalingscentrum: De hersenen, met name de medulla oblongata, herbergen het ademhalingscentrum. Dit centrum regelt het ritme en de diepte van de ademhaling. Neuronen in dit gebied sturen signalen naar het middenrif en de tussenribspieren, waardoor deze samentrekken en ontspannen.

2. Ademhalingsregulatie: Het ademhalingscentrum krijgt input van verschillende sensoren in het lichaam om de ademhaling te reguleren. Deze sensoren monitoren het kooldioxidegehalte in het bloed (via chemoreceptoren in de halsslagader en de aorta), evenals het zuurstofgehalte in het bloed (via chemoreceptoren in de medulla oblongata).

3. Neurale controle: De hersenen sturen signalen via de middenrifzenuw naar het middenrif, waardoor de inspiratie (inademen) wordt geïnitieerd. De intercostale zenuwen transporteren signalen van het ruggenmerg naar de intercostale spieren tussen de ribben, waardoor de uitzetting van de borstholte tijdens het inademen wordt vergemakkelijkt.

4. Feedbackmechanismen: Het beademingscentrum monitort voortdurend de effectiviteit van de ademhaling en voert noodzakelijke aanpassingen uit. Als het kooldioxideniveau stijgt of het zuurstofniveau daalt, verhoogt het ademhalingscentrum ter compensatie de snelheid en diepte van de ademhaling. Op dezelfde manier kan het ademhalingscentrum, als het zuurstofniveau stijgt of het kooldioxideniveau daalt, de ademhaling vertragen.

5. Vrijwillige controle: Hoewel ademen grotendeels een onvrijwillig proces is, zorgen de hersenen ook voor een zekere mate van vrijwillige controle over de ademhaling. Dit is belangrijk tijdens activiteiten zoals zingen, blaasinstrumenten bespelen of de adem inhouden.

6. Slaap-waakcyclus: De slaap-waakcyclus van de hersenen beïnvloedt ook het ademhalingssysteem. Tijdens de slaap neemt de ademhalingsfrequentie over het algemeen af ​​en kunnen de ademhalingspatronen veranderen, zoals tijdens de REM-slaap (Rapid Eye Movement).

Over het geheel genomen zorgt de ingewikkelde communicatie van de hersenen met het ademhalingssysteem ervoor dat het lichaam een ​​continue toevoer van zuurstof heeft voor cellulaire processen, terwijl koolstofdioxide efficiënt wordt verwijderd, wat een cruciale rol speelt bij het in stand houden van het leven.