26.21 : Facteurs chimiques affectant les centres respiratoires

Les facteurs chimiques tels que les variations des taux de CO_2, d'O_2 et de H^ + dans le sang artériel jouent un rôle essentiel dans l'influence de la profondeur et du rythme de la respiration. Ces variations sont détectées par des chimiorécepteurs, des capteurs spécialisés situés dans deux zones principales du corps. Les chémorécepteurs centraux se trouvent dans tout le tronc cérébral, y compris la moelle ventrolatérale, tandis que les chémorécepteurs périphériques sont situés dans l'arc aortique et les artères carotides.

Le CO_2 a une influence puissante sur la respiration et est strictement régulé. Dans des conditions normales, la pCO_2 artérielle est maintenue à 40 mm Hg avec de petites fluctuations entre 38 et 42 mm Hg. Une augmentation des niveaux de PCO_2, appelée hypercapnie, conduit à une accumulation de CO_2 dans le cerveau. Ce CO_2 est hydraté pour former de l'acide carbonique, qui se dissocie pour libérer H^ +, provoquant une baisse du pH. Cette augmentation de H^ + stimule les chémorécepteurs centraux, étroitement liés aux centres de régulation respiratoire. Il en résulte une augmentation de la profondeur et du rythme de la respiration facilitée par les chémorécepteurs centraux et périphériques. Cette ventilation accrue élimine rapidement le CO_2 du sang, augmentant ainsi le pH sanguin. Inversement, lorsque la pCO_2 est anormalement basse, la respiration ralentit et devient superficielle.

Les variations du pH artériel peuvent modifier la fréquence et le rythme respiratoires, indépendamment des niveaux de CO_2 et d'O_2. Si le pH artériel diminue, le système respiratoire tente de compenser en augmentant la fréquence et la profondeur de la respiration pour éliminer le CO_2 du sang. Ce processus est assuré par les chémorécepteurs périphériques, car H^ + ne traverse pas la barrière hémato-encéphalique.

Les chémorécepteurs périphériques sont sensibles aux niveaux d'O_2 artériel et deviennent le principal moteur de la respiration lorsque la pO_2 artérielle tombe en dessous de 60 mm Hg. Les chémorécepteurs périphériques réagissent en augmentant la ventilation de manière réflexe. Bien qu'une ventilation accrue puisse entraîner une hypocapnie et une augmentation du pH sanguin, ce qui pourrait inhiber la respiration, la volonté de corriger une hypoxie sévère prévaut généralement, en maintenant une ventilation élevée jusqu'à ce que les niveaux d'O_2 soient rétablis.