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Die
Regulation der Atmung ist den Bedürfnissen des Stoffwechsels untergeordnet. Die respiratorischen Neuronen für den Atemrhythmus liegen im Stammhirn. Die größte Bedeutung kommt der
chemischen Kontrolle zu. Es bestehen Regelkreise mit dem Ziel der Konstanterhaltung der CO
2- und O
2-Partialdrucke sowie der H-Ionenkonzentration.
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Veränderungen der CO
2-, O
2- und H-Ionen-Konzentrationen (Störgröße) führen zu unterschiedlichen Anpassungen der Stellgrößen (
= Atemzeitvolumen).
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Die Fühler im Regelkreis sind die Chemorezeptoren im Glomus caroticum (N. glossopharyngeus) und die Paraganglien des Aortenbogens (N. vagus). Sie steigern ihre Impulsfrequenz beim Anstieg des PCO
2, Absinken des PO
2, steigender H-Ionenkonzentration und umgekehrt. Hier wird der PO
2 ausschließlich abgefühlt. PCO
2 und pH-Wert werden daneben und hauptsächlich durch diese von chemosensiblen Hirnstammarealen registriert.
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Verletzungen und Erkrankungen können die Steuerorgane zerstören und eine Einstellung der Atemtätigkeit verursachen (z. B. Stammhirnkontusionen). Daneben führen Veränderungen im Regelkreis, z. B. hypoxiebedingt, zu charakteristischen Abweichungen des Atemrhythmus.
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