Les besoins du corps en oxygène au repos et au travail ne sont pas les mêmes ; par conséquent, la fréquence et la profondeur de la respiration doivent automatiquement changer pour s'adapter aux conditions changeantes. Pendant le travail musculaire, la consommation d'oxygène par les muscles et autres tissus peut augmenter de 4 à 5 fois. La respiration nécessite une contraction coordonnée de nombreux muscles individuels ; cette coordination est assurée par le centre respiratoire - un groupe spécial de cellules situé dans l'une des parties du cerveau appelée moelle allongée.
À partir de ce centre, des volées d'impulsions sont envoyées de manière rythmique au diaphragme et aux muscles intercostaux, provoquant une contraction régulière et coordonnée des muscles correspondants toutes les 4 à 5 secondes. Dans des conditions normales, les mouvements respiratoires se produisent automatiquement, sans contrôle de notre volonté. Mais lorsque les nerfs allant au diaphragme (nerfs phréniques) et aux muscles intercostaux sont coupés ou endommagés (par exemple, en cas de paralysie infantile), les mouvements respiratoires s'arrêtent immédiatement.
Bien sûr, une personne peut arbitrairement modifier la fréquence et la profondeur de sa respiration ; il peut même ne pas respirer du tout pendant un certain temps, mais il n'est pas capable de retenir sa respiration si longtemps que cela pourrait causer des dommages importants : le mécanisme automatique entre en action et provoque l'inhalation. La question se pose naturellement : pourquoi le centre respiratoire envoie-t-il périodiquement des volées d'impulsions ? Grâce à une série d'expériences, il a été constaté que si les connexions du centre respiratoire avec toutes les autres parties du cerveau sont interrompues, c'est-à-dire si les nerfs sensoriels et les voies provenant des centres cérébraux supérieurs sont coupés, alors le centre respiratoire envoie un flux continu d'impulsions et les muscles impliqués dans la respiration, s'étant contractés, restent dans un état contracté.
Ainsi, le centre respiratoire, livré à lui-même, provoque une contraction complète des muscles impliqués dans la respiration. Toutefois, si les nerfs sensoriels ou les voies provenant des centres cérébraux supérieurs restent intacts, les mouvements respiratoires continuent de se dérouler normalement. Cela signifie qu'une respiration normale nécessite une inhibition périodique du centre respiratoire afin qu'il cesse d'envoyer des impulsions provoquant la contraction musculaire.
D'autres expériences ont montré que le centre pneumotaxique, situé dans le mésencéphale (Fig. : 268), forme avec le centre respiratoire un « chemin circulaire réverbérant », qui sert de base à la régulation de la fréquence respiratoire.
De plus, l'étirement des parois des alvéoles lors de l'inspiration stimule les cellules nerveuses sensibles à la pression situées dans ces parois, et ces cellules envoient des impulsions au cerveau qui inhibent le centre respiratoire, ce qui conduit à l'expiration. Le centre respiratoire est également stimulé ou inhibé par les impulsions qui lui parviennent par de nombreuses autres voies nerveuses. Une douleur intense dans n'importe quelle partie du corps provoque une augmentation réflexe de la respiration.
De plus, dans la membrane muqueuse du larynx et du pharynx se trouvent des récepteurs qui, lorsqu'ils sont irrités, envoient des impulsions au centre respiratoire qui inhibent la respiration. Ce sont des dispositifs de sécurité importants. Lorsqu'un gaz irritant, tel que l'ammoniac ou des vapeurs acides fortes, pénètre dans les voies respiratoires, il stimule les récepteurs du larynx, qui envoient des impulsions inhibitrices au centre respiratoire, et nous « coupons le souffle » involontairement ; Grâce à cela, la substance nocive ne pénètre pas dans les poumons.
De la même manière, lorsque des aliments pénètrent accidentellement dans le larynx, ils irritent les récepteurs de la membrane muqueuse de cet organe, les faisant envoyer des impulsions inhibitrices au centre respiratoire. La respiration s'arrête instantanément et la nourriture ne pénètre pas dans les poumons, où elle pourrait endommager l'épithélium délicat. Lors du travail musculaire, la fréquence et la profondeur de la respiration doivent augmenter pour satisfaire les besoins accrus en oxygène du corps et éviter l'accumulation de dioxyde de carbone.
La concentration de dioxyde de carbone dans le sang est le principal facteur régulant la respiration. Augmentation de la teneur en charbon