El control cerebral de la exhalación puede dividirse en control voluntario y control involuntario. Durante la espiración voluntaria, el aire se mantiene en los pulmones y se libera a una velocidad fija. Algunos ejemplos de espiración voluntaria son: cantar, hablar, hacer ejercicio, tocar un instrumento y la hiperpnea voluntaria. La respiración involuntaria incluye la respiración metabólica y la conductual.
Expiración voluntariaEditar
La vía neurológica de la exhalación voluntaria es compleja y no se conoce del todo. Sin embargo, se conocen algunos aspectos básicos. Se sabe que la corteza motora dentro de la corteza cerebral del cerebro controla la respiración voluntaria porque la corteza motora controla el movimiento muscular voluntario. Esto se conoce como la vía corticoespinal o vía respiratoria ascendente. La vía de la señal eléctrica comienza en la corteza motora, pasa a la médula espinal y luego a los músculos respiratorios. Las neuronas espinales se conectan directamente a los músculos respiratorios. Se ha demostrado que el inicio de la contracción y relajación voluntarias de los costales internos y externos tiene lugar en la porción superior de la corteza motora primaria. Posterior a la ubicación del control torácico (dentro de la porción superior de la corteza motora primaria) se encuentra el centro de control del diafragma. Los estudios indican que existen otros numerosos lugares dentro del cerebro que pueden estar asociados a la espiración voluntaria. La porción inferior de la corteza motora primaria puede estar involucrada, específicamente, en la espiración controlada. También se ha observado actividad en el área motora suplementaria y en la corteza premotora durante la respiración voluntaria. Esto se debe probablemente a la concentración y preparación mental del movimiento muscular voluntario.
La espiración voluntaria es esencial para muchos tipos de actividades. La respiración fónica (generación del habla) es un tipo de espiración controlada que se utiliza a diario. La generación del habla depende completamente de la espiración, esto se puede ver al intentar hablar mientras se inhala. Utilizando el flujo de aire de los pulmones, se puede controlar la duración, la amplitud y el tono. Mientras se expulsa el aire, éste fluye a través de la glotis provocando vibraciones, lo que produce el sonido. Dependiendo del movimiento de la glotis, el tono de la voz cambia y la intensidad del aire a través de la glotis cambia el volumen del sonido producido por la glotis.
Expiración involuntariaEditar
La respiración involuntaria es controlada por los centros respiratorios dentro de la médula oblonga y el puente de Varolio. El centro respiratorio medular puede subdividirse en porciones anteriores y posteriores. Se denominan grupos respiratorios ventral y dorsal respectivamente. El grupo respiratorio pontino consta de dos partes: el centro neumotóxico y el centro apneúsico. Estos cuatro centros están situados en el tronco cerebral y trabajan juntos para controlar la respiración involuntaria. En nuestro caso, el grupo respiratorio ventral (VRG) controla la exhalación involuntaria.
La vía neurológica de la respiración involuntaria se denomina vía bulboespinal. También se denomina vía respiratoria descendente. «La vía desciende a lo largo de la columna vertebral ventral. El tracto descendente para la inspiración autonómica se localiza lateralmente, y el tracto para la espiración autonómica se localiza ventralmente.» La inspiración autónoma está controlada por el centro respiratorio pontino y los dos centros respiratorios medulares. En nuestro caso, el VRG controla la espiración autónoma. Las señales del VRG se envían a lo largo de la médula espinal a varios nervios. Estos nervios incluyen los intercostales, los frénicos y los abdominales. Estos nervios conducen a los músculos específicos que controlan. La vía bulboespinal que desciende desde el VRG permite a los centros respiratorios controlar la relajación muscular, lo que conduce a la espiración.
BostecimientoEditar
El bostezo se considera un movimiento gaseoso no respiratorio. Un movimiento gaseoso no respiratorio es otro proceso que mueve el aire dentro y fuera de los pulmones que no incluye la respiración. El bostezo es un reflejo que tiende a interrumpir el ritmo respiratorio normal y se cree que también es contagioso. Se desconoce la razón por la que bostezamos, pero algunos piensan que lo hacemos como una forma de regular los niveles de O2 y CO2 del cuerpo. Los estudios realizados en un entorno controlado con diferentes niveles de O2 y CO2 han refutado esa hipótesis. Aunque no hay una explicación concreta de por qué bostezamos, otros piensan que las personas exhalan como mecanismo de enfriamiento de nuestro cerebro. Los estudios realizados en animales han apoyado esta idea y es posible que los humanos también estén relacionados con ella. Lo que sí se sabe es que al bostezar se ventilan todos los alvéolos de los pulmones.
ReceptoresEditar
Varios grupos de receptores del cuerpo regulan la respiración metabólica. Estos receptores indican al centro respiratorio que inicie la inhalación o la exhalación. Los quimiorreceptores periféricos están situados en la aorta y las arterias carótidas. Responden a los cambios en los niveles sanguíneos de oxígeno, dióxido de carbono y H+ enviando señales a la protuberancia y la médula. Los receptores de irritación y estiramiento en los pulmones pueden provocar directamente la exhalación. Ambos detectan partículas extrañas y promueven la tos espontánea. También se conocen como mecanorreceptores porque reconocen los cambios físicos y no los químicos. Los quimiorreceptores centrales de la médula también reconocen las variaciones químicas del H+. En concreto, controlan el cambio de pH dentro del líquido intersticial medular y del líquido cefalorraquídeo.