Prikkeling van respiratoire systeem door de zuurgraad

De controle van een adequate zuurgraad door het ademhalingsstelsel bestaat uit een interactie van diverse componenten en mechanismen. Hiertoe kan men onderscheid maken tussen de volgende componenten:

1. prikkel: de concentratie H⁺ ionen in het bloed en hersenvocht en hiermee de pH is veruit de belangrijkste prikkel;
2. receptoren: centrale en perifere chemoreceptoren welke prikkels opvangen;
3. het ademhalingscentrum in de hersenen (in de hersenstam): deze interpreteert de prikkels;
4. de ademhalingsspieren: deze worden door de hersenstam aangestuurd.

Veranderingen in de arteriële PCO₂ leiden tot veranderingen in H⁺ concentratie en hiermee tot prikkeling van centrale en perifere chemoreceptoren. In de hersenstam wordt deze informatie verwerkt en op basis hiervan worden de ademhalingsspieren aangestuurd. Hoe hoger de concentratie H⁺ ionen, des te meer worden de ademhalingsspieren gestimuleerd.
Ook andere oorzaken dan een hoog PCO₂ kunnen leiden tot een hogere concentratie H⁺ ionen in het lichaam. Deze oorzaken noemt men metabool. Ook deze oorzaken leiden tot een intensievere ademhaling, meer uitstoot van CO₂ door de longen en hiermee uiteindelijk tot verlaging van de PCO₂ in het lichaam. De afwijkende pH wordt op deze manier door het ademhalingsstelsel gecorrigeerd. Dit wordt respiratoire compensatie genoemd. Het respiratoire stelsel “compenseert” de metabole afwijking.
Vele metabole oorzaken kunnen vorming van zuren en hiermee een lagere pH tot gevolg hebben. Ook deze oorzaken leiden tot stimulatie van het ademhalingsstelsel door een hogere concentratie H⁺ ionen. Dit noemt men metabole acidose. Tot de oorzaken van metabole acidose behoren:

• lactaatacidose;
• ketoacidose;
• intoxicaties met diverse drugs en medicamenten.

Toename van de concentratie H⁺ ionen kan komen door:

• respiratoire oorzaken (door verhoging van PCO₂ );
• metabole oorzaken.

Beiden zullen normaliter leiden tot prikkeling van perifere en centrale chemoreceptoren en hiermee tot prikkeling van de ademhalingsspieren door het ademhalingscentrum.
Andersom, zal een lage concentratie H⁺ ionen (een alkalose) leiden tot minder prikkeling van het ademhalingsstelsel en hiermee tot mindere ventilatie van de longen en verminderde uitstoot van CO₂. De concentratie CO₂ in het lichaam zal hierop stijgen. Als gevolg zal de pH dalen.
Dit kan als volgt samengevat worden:
pH ↓ → Ventilatie ↑ → PCO₂ ↓
pH ↑ → Ventilatie ↓ → PCO₂ ↑