Guyton AC. 2007. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Jakarta: EGC. Pusat Pernapasan Pusat pernapasan terdiri dari beberapa kelompok neuron yang terletak bilateral di medula oblongata dan pons pada batang otak. Daerah ini dibagi menjadi tiga kelompok neuron utama: (1) kelompok pernapasan dorsal, terletak di bagian dorsal medula, yang terutama menyebabkan inspirasi, (2) kelompok pernapasan ventral, yang terletak di ventrolateral medula, yang terutama menyebabkan ekspirasi, dan (3) pusat pneumotaksik, terletak di sebelah dorsal bagian superior pons, yang terutama mengatur kecepatan dan kedalaman napas. Kelompok neuron pernapasan dorsal memegang peranan paling mendasar dalam mengatur pernapasan. Kelompok Neuron Pernapasan DorsalPengaturannya pada Inspirasi dan Irama Pernapasan Kelompok neuron pernapasan dorsal menembati sebagian besar panjang medula. Semua atau sebagian besar neuronnya terletak di dalam nukleus traktus solitarius, walaupun neuronneuron lain yang berdekatan dengan substansia retikularis medula juga memegang peranan penting dalam mengatur pernapasan. Nukleus traktus solitarius merupakan akhir sensoris dari nervus vagus dan nervus glosofaringeus, yang mentransmisikan sinyal sensorisnya ke dalam pusat pernapasan dari (1) kemoreseptor perifer, (2) baroreseptor, dna (3) berbagai macam reseptor dalam paru. Pelepasan sinyal Inspirasi Ritmis dari Kelompok Neuron Pernapasan Dorsal Irama dasar pernapasan terutama berasal dari kelompok neuron pernapasan dorsal. Bahkan bila semua saraf perifer yang memasuki medula telah dipotong dan batang otak ditranseksi di atas dan di bawah medula, kelompok neuron ini masih mengeluarkan potensial aksi neuron inspirasi secara berulang-ulang. Namun, penyebab dasar pelepasan yang berulang-ulang ini belum diketahui. Pada hewan primitif, telah ditemukan jaringan saraf yang aktivitas sati rangkaian neuronnya mengeksitasi rangkaian kedua, yang pada alirannya akan menghambat yang pertama. Kemudian setelah beberapa waktu mekanisme ini berulang kembali terus-menerus sepanjang hidup hewan tersebut. Oleh karena itu, kebanyakan ahli fisiologi pernapasan percaya bahwa terdapat beberapa jaringan saraf semacam ini pada manusia yang seluruhnya terletak di dalam medulal kemungkinan tidak hanya melibatkan kelompok pernapasan dorsal saja tetapi juga daerah yang berdekatan pada medula, yang bertanggung jawab untuk irama dasar pernapasan Sinyal Inspirasi yang landai Sinyal saraf yang ditransmisikan ke otot inspirasi, terutama diafragma, tidak seketika itu juga menjadi potensial aksi. Sebaliknya, pada pernapasan normal, permulaannya lemah dan meningkat secara perlahan-lahan (bentuk landai) selama kira-kira 2 detik. Kemudian sekonyongkonyong berakhir selama hampir 3 detik berikutnya, yang mengakibatkan penghentian eksitasi pada diafragma dan menimbulkan sifat elastis daya lenting paru dan dinding dada untuk menghasilkan ekspirasi. Kemudian sinyal inspirasi mulai kembali untuk siklus yang berikutnya, demikian seterusnya, dengan ekspirasi di antara siklus. Jadi, sinyal inspirasi merupakan sinyal yang landai (ramp signal). Keuntungan yang nyata dari sinyal yang landai ini menyebabkan peningkatan volume paru yang mantap selama inspirasi, sehingga kita tidak terengah-engah (mengeluarkan napas inspirasi yang penghabisan = gasps).

Ada dua sifat inspirasi landai yang diatur, yaitu sebagai berikut. 1. Pengaturan kecepatan peningkatan sinyal landai, sehingga selama pernapasan yang sulit, kenaikan yang landai ini meningkat dengan cepat, dan oleh karena itu paru dapat terisi dengan cepat pula. 2. Pengaturan titik batasan tempat sinyal landai ini tiba-tiba berakhir. Ini adalah metode yang biasa dipakai untuk mengatur kecepatan pernapasanl; yaitu semakin dini sinyal landai ini berakhir, semakin singkat waktu inspirasinya. Hal ini juga akan memperpendek waktu ekspirasi. Dengan demikian, kecepatan pernapasan ditingkatkan. Pusat Pneumotaksik Membatasi Masa Inspirasi dan Meningkatkan Kecepatan Pernapasan Pusat pneumotaksik, yang terletak di sebelah dorsal nukleus parabrakialis pada pons bagian atas, mentransmisikan sinyal ke area inspirasi. Efek yang utama di sini adalah mengatur titik penghentian inspirasi landai, dengan demikian mengatur lamanya fase pengisian pada siklus paru. Bila sinyal pneumotaksik cukup kuat, inspirasi dapat berlangsung selama 0,5 detik, jadi pengisian paru hanya sedikit; tetapi bila sinyal pneumotaksik lemah, inspirasi dapat berlangsung terus selama 5 detik atau lebih, dengan demikian paru terisi dengan udara yang banyak sekali. Fungsi pusat pneumotaksik yang utama adalah membatasi inspirasi. Pusat pneumotaksik memiliki efek sekunder terhadap peningkatan kecepatan pernapasan, karena pembatasan inspirasi juga memperpendek ekspirasi dan seluruh periode pernapasan. Sinyal pneumotaksik yang kuat dapat meningkatkan kecepatan pernapasan 30 sampai 40 kali per menit, sedangkan sinyal pneumotaksik yang lemah dapat menurunkan kecepatan pernapasan menjadi hanya 3 sampai 5 kali per menit. Kelompok Neuron Pernapasan VentralFungsi pada Inspirasi dan Ekspirasi Kelompok neuron pernapasan ventral, yang dijumpai di bagian rostral dari nukleus ambigus dan bagian kaudal dari nukleus retroambigus, terletak pada setiap sisi medula, kira-kira 5 milimeter di sebelah anterior dan lateral kelompok neuron pernapasan dorsal. Fungsi kelompok neuron ini berbeda dengan kelompok pernapasan dorsal dalam berbagai hal penting: 1. Neuron-neuron dari kelompok pernapasan ventral hampir seluruhnya tetap inaktif selama pernapasan tenang dan normal. Oleh karena itu, pernapasan tenang yang normal hanya ditimbulkan oleh sinyal inspirasi berulang-ulang dari kelompok pernapasan dorsal yang terutama dijalarkan ke diafragma, dan ekspirasi yang merupakan hasil dari sifat elastis daya lenting paru dan rangka toraks. 2. Tidak ada bukti bahwa neuron pernapasan ventral ikut berpartisipasi dalam menentukan irama dasar yang mengatur pernapasan. 3. Bila rangsang pernapasan guna meningkatkan ventilasi paru menjadi lebih besar dari normal, sinyal respirasi yang berasal dari mekanisme getaran dasar di area pernapasan dorsal akan tercurah ke neuron pernapasan ventral. Akibatnya, area pernapasan ventral turut membantu merangsang pernapasan ekstra. 4. Rangsangan listrik dari beberapa neuron pada kelompok ventral menyebabkan inspirasi, sedangkan rangsangan lainnya menyebabkan ekspirasi. Oleh karena itu, neuron-neuron ini menyokong inspirasi maupun ekspirasi. Neuron tersebut terutama penting dalam menghasilkan sinyal ekspirasi yang kuat ke otot-otot abdomen selama ekspirasi yang sangat sulit. Dengan demikian, area ini bekerja lebih kurang sebagai mekanisme pendorong bila dibutuhkan ventilasi paru yang lebih besar, khususnya selama latihan fisik berat.

Pembatasan Inspirasi oleh Sinyal Inflasi ParuRefleks Inflasi Hering-Breuer Selain mekanisme pengaturan pernapasan sistem saraf pusat yang seluruhnya bekerja dalam batang otak, masih ada sinyal-sinyal saraf sensoris yang berasal dari paru untuk membantu mengatur pernapasan. Paling penting adalah yang terletak di bagian otot dinding bronkus dan bronkiolus seluruh paru, yaitu reseptor regang, yang menjalarkan sinyal melalui nervus vagus ke kelompok neuron pernapasan dorsal apabila paru-paru menjadi sangat teregang. Sinyal ini mempengaruhi inspirasi hampir sama dengan sinyal dari pusat pneumotaksik; yaitu, bila paruparu menjadi sangat terinflasi, reseptor regang mengaktifkan respons umpan balik yang mematikan inspirasi landai, dan dengan demikian menghentikan inspirasi selanjutnya. Hal ini disebut refleks inflasi Hering-Breuer. Refleks ini juga meningkatkan kecepatan pernapasan, sama seperti sinyal dari pusat pneumotaksik. Pada manusia, refleks Hering-Breuer kemungkinan tidak diaktifkan sampai volume tidal meningkat lebih dari tiga kali normal (lebih besar dari sekitar 1,5 liter tiap bernapas). Oleh karena itu, refleks ini terutama muncul sebagai mekanisme protektif untuk mencegah inflasi paru yang berlebihan daripada sebagai unsur penting pada pengaturan ventilasi normal.