呼吸リズムを決める要因とは

1. 中枢呼吸リズム生成器

呼吸リズムの主な制御は、延髄と橋に存在する中枢呼吸リズム生成器（CRPG）と呼ばれる特殊なニューロン群が行います。これらのニューロンが呼吸の基本的なリズムを作り、調整します。

血液や脳脊髄液の化学組成の変化に感知する受容体です。主に末梢化学受容体と中枢化学受容体の2種類があります。

頸動脈小体（頸動脈体）と大動脈小体に位置し、血中酸素分圧（PaO2）、二酸化炭素分圧（PaCO2）およびpHの変化を感知します。PaO2が低下、PaCO2が上昇、またはpHが低下すると、呼吸中枢へシグナルが送られ、呼吸数と深さが増加します。

延髄のCRPG近傍にあり、主に脳脊髄液中のPaCO2とpHの変化に反応します。PaCO2が上昇またはpHが低下すると、呼吸中枢が刺激され呼吸活動が増加します。

肺や気道に分布する伸展受容体は、肺容量や気道抵抗の変化を感知します。吸息時に肺が膨らむと、伸展受容体からの信号が延髄へ送られ、呼吸中枢を抑制し呼気を促す「ヘリング＝ブロイヤー反射」が働きます。

大脳皮質や辺縁系といった高次脳領域も呼吸リズムに影響を与えます。息を止める、深く息を吸うといった随意呼吸はこれらの領域を通じて制御され、感情やストレスも呼吸パターンを変化させます。

以上のように、化学受容体、機械受容体、高次脳領域からの情報が中枢呼吸リズム生成器に統合され、体は代謝需要や組織への酸素供給、二酸化炭素除去を適切に行うための呼吸リズムを維持します。