Nervni sustav regulira i kontrolira disanje. Iako u manjoj mjeri, mi djelomično možemo kontrolirati vlastito disanje. Oksigenacija je složen proces isporuke kisika plućima i njegovog transporta po cijelom tijelu. Konačni cilj oksigenacije je stanična oksigenacija, što je neophodno za sve aerobne metaboličke procese.
Za postizanje adekvatne oksigenacije, potrebno je sljedeće:
- Čisti dišni putovi
- Disanje ili respiracija
- Cirkulacija
Da biste osigurali pravilnu ventilaciju i oksigenaciju, potrebni su čisti dišni putovi. Zrak ulazi i prolazi kroz nos ili usta, prolazi kroz grlo, grkljan i dušnik. Zatim prolazi kroz glavne, režnjeve i segmentalne bronhije, bronhioli i alveolarni kanali, dosežući alveolarne vrećice.
Respiratorni dišni put završava s alveolama. Fiziološki, zrak se udiše kroz nos. Tijekom ovog procesa, protok zraka se ovlažuje, zagrijava i filtrira. Dio respiratornog sustava koji služi za provođenje zraka, ali ne sudjeluje u razmjeni plinova, naziva se mrtvi prostor. Anatomski mrtvi prostor uključuje dišne putove do i uključujući bronhiole.
Ventilacija je proces razmjene plinova između vanjskog okoliša (atmosfere) i alveola, i obratno. Ventilacija se procjenjuje pomoću kapnografije/kapnometrije, a oksigenacija se procjenjuje pomoću pulsnog oksimetra, koji mjeri zasićenost kisikom u krvi u postotcima. Normalna zasićenost je između 95 i 100%. Oksigenacija je proces kojim kisik prelazi iz alveolarne zraka u plućne kapilare.
Respiratorni ciklus sastoji se od inspiracije i ekspiracije. Inspiracija je aktivni proces koji se događa kontrakcijom inspiracijskih mišića i podizanjem rebara, pri čemu je dijafragma glavni inspiracijski mišić. Tijekom inspiracije, dijafragma se spušta, produljujući torakalnu šupljinu i povlačeći donju površinu pluća prema dolje. Podizanje rebara i sternuma drugim inspiracijskim mišićima povećava anteroposteriorni promjer prsa. To dovodi do dodatnog smanjenja negativnog intrapleuralnog tlaka, čineći ga još negativnijim, oko -8 cm H2O. Istodobno, alveolarni tlak pada s 0 cm H2O na nešto ispod atmosferskog tlaka (-1 cm H2O). Ta razlika u tlaku omogućuje protok otprilike 0,5 litara zraka iz atmosfere u alveole tijekom normalnog mirnog udaha. Ekspiracija u mirovanju je pasivan proces. Respiratorni mišići opuštaju se, što rezultira dijafragmom koja se diže prema gore, a rebra se spuštaju. To skraćuje prsa i smanjuje njihov promjer. Zahvaljujući viskoelastičnim svojstvima pluća, ona se vraćaju u svoj prvobitni položaj. To uzrokuje porast alveolarnog tlaka iznad atmosferskog tlaka, i zrak se izbacuje iz alveola zbog novostvorene razlike u tlaku.
Mirno udisanje traje dvije sekunde, izdisanje dvije do tri sekunde, a normalna stopa ventilacije iznosi između 10 i 20 udaha u minuti. Ako se volumen jednog udaha (trenutni volumen, TV) pomnoži s frekvencijom disanja (frekvencija disanja), dobiva se minutni volumen (MV). Minutni volumen obično se kreće između 5 i 10 litara u minuti.