Дыхательный центр продолговатого мозга автоматически контролирует состояние дыхательных мышц через грудобрюшной нерв в диафрагме и че­рез множество межреберных нервов. При необходимости дыхательный центр вовлекает в дыхание дополни­тельные мышцы. Дыхательный центр имеет два ис­точника информации о дыхательной функции: степень растяжения легких и уровень углекислого газа в крови. Растяжение легких при вдохе кон­тролируется рецепторами блуждаю­щих нервов, которые рефлекторно за­держивают вдох и позволяют про­изойти выдоху. Колебания уровня уг­лекислого газа воспринимаются нерв­ными окончаниями каротидных телец аорты и рецепторами венечных арте­рий. Увеличение содержания углекис­лого газа повышает кислотность кро­ви, которая, стимулируя дыхательный центр, увеличивает частоту дыхания (усиленное дыхание, гиперпноэ).

Произвольное, быстрое усиленное дыхание снижает уровень углекисло­го газа в организме, и за этим следует период задержки дыхания (апноэ). Постоянно повышенное содержание углекислого газа в крови при неко­торых формах сердечных и легочных заболеваний контролируется дыха­тельным центром, что выражается одышкой.

При вдохе легкие растягиваются и в рецепторах, расположенных в стенках легких, возникает возбуждение, которое по центростремительным волокнам блуждающего нерва достигает дыхательного центра и затормаживает активность нейронов центра вдоха, при этом в центре выдоха по механизму обратной индукции возникает возбуждение. В результате дыхательные мышцы расслабляются, грудная клетка уменьшается и происходит выдох. По такому же механизму выдох стимулирует вдох.