Quando você exercita, seu corpo pode aumentar a necessidade de respirar em até 10 vezes o normal. Os pulmões realizam o trabalho de fornecer a quantidade exata de oxigênio que seu corpo precisa a qualquer momento. Eles também removem a quantidade certa de dióxido de carbono do seu sangue. Mudanças nos níveis de dióxido de carbono alteram a acidez do sangue, e nossa sobrevivência depende de um pH sanguíneo de 7,4, segundo o "Textbook of Medical Physiology". A capacidade dos pulmões de avaliar a necessidade do corpo por oxigênio e dióxido de carbono, e correspondê-la em segundos, é um feito verdadeiramente notável.
Enquanto você amarra os tênis para um treino, seu cérebro já está antecipando quão rápido o exercício fará você respirar. A parte pensante e aprendente do seu cérebro, ou córtex, sinaliza o centro de controle da respiração dentro de uma parte do cérebro chamada bulbo. Enquanto você corre pela garagem, mais sinais se dispersam para o centro respiratório junto com sinais indo para os músculos dos braços e pernas. Tudo isso acontece justamente quando seu corpo começa a usar mais oxigênio e produzir mais dióxido de carbono.
Misturar dióxido de carbono e água no corpo cria ácido carbônico. Tanto a acidez quanto o dióxido de carbono disparam o centro respiratório do cérebro para aumentar a frequência respiratória. Surpreendentemente, baixo oxigênio é um gatilho menos poderoso. E que bom que isso acontece, já que níveis de dióxido de carbono no sangue flutuam mais que níveis de oxigênio. Vincular a frequência respiratória aos níveis de dióxido de carbono e acidez significa que seus pulmões podem corresponder mais precisamente às necessidades do seu corpo respiração a respiração. Sensores no cérebro, bem como nas artérias carótidas do pescoço, enviam informação contínua ao centro respiratório via nervos especializados.
Seus braços e pernas também têm palavra a dizer em quão rápido os pulmões trabalham. Articulações e músculos em movimento disparam sensores que enviam sinais ao centro de controle respiratório. Isso funciona mesmo se outra pessoa mover suas pernas enquanto você descansa. Com exercício, o fluido ao redor dos músculos torna-se mais ácido devido à produção de ácido láctico. A maioria dos especialistas acredita que sensores especializados reportam esta informação ao bulbo também. Esta acidez então aumenta sua frequência respiratória.
Gerar calor corporal, seja de exercício ou febre, disparará aumento na frequência respiratória. Calor afeta diretamente o centro respiratório do cérebro. Seu cão demonstrará isso se você o levar para correr com você em um dia quente. O arfar mantém seu corpo frio o suficiente para suas proteínas continuarem funcionando.
Além dos controles mencionados acima, existem muitas mais formas de determinar sua frequência respiratória ideal. Existem controles voluntários da respiração que permitem falar, prender a respiração e tocar tuba. Existem sensores de irritantes no nariz e pulmões que permitem tossir e espirrar. Existem até conexões do centro respiratório ao centro de frequência cardíaca no cérebro, causando aumento de ambos juntos. Toda esta informação é rapidamente integrada pelo centro respiratório do cérebro.