脳は呼吸数の主要なコントローラーです。 血液中の酸素と二酸化炭素のレベルを検出するセンサーから入力を受け取ります。 血液のpH（相対的な酸性度またはアルカリ度の反映）も呼吸数に影響します。 活動レベルと薬物またはアルコールの存在は、呼吸数に影響を与える他の重要な要因です。
脳幹リズムセンター
呼吸は通常、意識の外で行われます。 脳幹のリズミシティセンターは、この機能を制御します。 このセンター内には、吸気を制御するいわゆるI神経細胞と、呼気を制御するE神経細胞があります。 I神経細胞とE神経細胞は交互に吸入と呼気のリズムパターンを調整します。 脳幹卒中など、リズミシティセンターを損傷する状態は、しばしば破局的であり、呼吸停止、つまり呼吸停止を引き起こします。
大脳皮質入力
ろうそくを吹き消したりヨガを練習したことがある人なら誰でも知っているように、あなたは自発的に呼吸をコントロールすることができます。 意識的な呼吸の制御は、大脳皮質と呼ばれる脳の領域の指示の下にあります。大脳皮質は、すべての自発的な筋肉の動きを制御します。 大脳皮質の特定の領域の脳卒中および人の意識レベルを低下させる状態は、呼吸の自発的な制御を妨げる可能性があります。
血中二酸化炭素
血液中の二酸化炭素の量は、呼吸数に大きな影響を及ぼします。 活動レベルが上がると、細胞、特に筋肉細胞が二酸化炭素の量を増やします。 脳幹のリズミシティセンターは二酸化炭素の増加を検出し、呼吸数を増やして過剰を排除します。 肺は呼気中に二酸化炭素を空気中に放出します。 血中の二酸化炭素レベルは、睡眠中の呼吸を制御する重要な要素です。
血中酸素
血中酸素含有量は、呼吸数に二次的な影響を及ぼします。 通常、血中酸素濃度は80〜100 mmHgです。 呼吸数は50未満に低下すると刺激されます。50未満の血中酸素レベルは非常に低いため、この呼吸制御は呼吸数調節の他のメカニズムと比較して二次的に重要です。
血のpH
大動脈および頸動脈体と呼ばれるセンサーは、血液のpHの変化を検出します。 肺と腎臓は共同で血液のpHを制御します。 異常に低い血中pHは呼吸数を増加させます。 急速な呼吸は、血液pHの主要な決定要因である二酸化炭素の量を増加させます。 過剰な二酸化炭素が急速な呼吸によって排出される場合（過呼吸などで発生する場合）、めまいや気分が悪くなることがあります。 二酸化炭素を吸い込んで血中濃度を正常に戻すため、紙袋に吸い込むとこの感覚が緩和されます。 過換気で目眩がするのは、血のpHと二酸化炭素含有量の突然の変化に対する体の絶妙な感受性を示しています。
薬物とアルコール
麻薬性鎮痛剤や鎮静剤などの特定の処方薬、およびストリートドラッグヘロインは、脳幹の呼吸リズムセンターの活動を抑制する可能性があります。 血中アルコール濃度が高い場合も同じ効果があります。 急性アルコール中毒の患者は、呼吸を機械的にサポートするために頻繁に入院しなければなりません。 薬物とアルコールに関連した呼吸数の低下は、アルコール中毒と麻薬の過剰摂取による死亡の最も一般的な原因である呼吸停止を引き起こす可能性があります。
