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En un individuo saludable, el estímulo respiratorio primario se basa principalmente en la concentración de dióxido de carbono (CO2) en la sangre arterial. Este mecanismo se conoce como la hipercapnia o hipercapnia central. Cuando aumenta la concentración de CO2 en la sangre arterial, se produce un aumento en la actividad de los quimiorreceptores centrales situados en el bulbo raquídeo del cerebro. Estos quimiorreceptores son sensibles al CO2 y responden enviando señales nerviosas al centro respiratorio, que está ubicado en el tronco encefálico.

El aumento en la actividad del centro respiratorio lleva a un incremento en la frecuencia y la profundidad de la respiración, lo cual tiene como objetivo principal eliminar el exceso de CO2 y restablecer los niveles normales de gases en la sangre. Este proceso se conoce como la respuesta ventilatoria al CO2.

Además del CO2, otros factores como el pH sanguíneo y los niveles de oxígeno (O2) también pueden modular la respiración, pero el principal estímulo para iniciar la ventilación en un individuo sano es la hipercapnia, es decir, el aumento de CO2.