La ventilazione polmonare, comunemente chiamata respirazione, è il processo ritmico di spostamento dell'aria dentro (inalazione o inspirazione) e fuori (espirazione) dai polmoni, per consentire lo scambio dei gas con l'ambiente interno: espulsione di anidride carbonica (CO2) e ritenzione di ossigeno (O2).
Grazie alla funzione degli alveoli (micro-unità del polmone), l'aria ambientale può essere sottoposta a diffusione con il sangue circolante, che, grazie al sistema circolatorio, trasporterà il sangue "rinnovato" (+O2 e -CO2) verso le cellule, dove avverrà la respirazione cellulare.
Infatti, tutte le creature aerobiche hanno bisogno di ossigeno per la respirazione cellulare, che ricava energia dalla reazione dell'ossigeno con le molecole caloriche derivate dal cibo, producendo anidride carbonica e acqua come prodotto di scarto.
La ventilazione di tutti i vertebrati dotati di polmoni consiste in cicli ripetitivi di inspirazione ed espirazione, attraverso le vie aeree, cioè un sistema altamente ramificato di grossi e piccoli condotti, che partono dal naso e terminano, appunto, agli alveoli.
La frequenza respiratoria si definisce come la quantità dei cicli respiratori completi al minuto, ed è uno dei quattro segni vitali primari.
In condizioni fisiologiche, la profondità e la frequenza della respirazione sono automaticamente e inconsciamente controllate da diversi meccanismi omeostatici, che mantengono costanti le pressioni parziali di CO2 e O2 nel sangue arterioso. Mantenere invariata la pressione parziale della CO2 nel sangue arterioso contribuisce in modo significativo al controllo del pH dei fluidi extracellulari (ECF).
- Una respirazione eccessiva è detta iperventilazione, ed ha la funzione di aumentare la pressione parziale arteriosa di CO2, causando un aumento del pH nei ECF.
- Una respirazione insufficiente è detta ipoventilazione, ed ha la funzione di diminuire la pressione parziale arteriosa di CO2, causando un abbassamento del pH dell'ECF.
Quanto il pH dei ECF viene modificato, si innescano sintomi disagevoli.
La respirazione ha, inoltre, altre funzioni importanti:
- Fornisce il meccanismo per la parola;
- Viene utilizzata per vari riflessi, come sbadigli, tosse e starnuti.
- Gli animali che non possono termoregolare tramite la sudorazione, perché non hanno sufficienti ghiandole sudoripare, possono disperdere calore per evaporazione attraverso l'espirato.
Come avviene?
I polmoni non sono in grado di gonfiarsi da soli e si espandono solo quando aumenta il volume della cavità toracica.
Negli esseri umani, come negli altri mammiferi, questo avviene principalmente attraverso la contrazione del diaframma, ma anche dei muscoli intercostali, che "tirano" la gabbia toracica verso l'alto e verso l'esterno.
Durante l'inspirazione forzata, i muscoli accessori dell'inspirazione - che collegano le costole e lo sterno alle vertebre cervicali e alla base del cranio, in molti casi attraverso un inserzione intermedia alle clavicole - enfatizzano il movimento, determinando un maggiore aumento nel volume della cavità toracica.
Durante l'espirazione, a riposo, tutti i muscoli dell'inspirazione si rilassano, riportando il torace e l'addome in una posizione chiamata "di riposo", che è determinata dalla loro elasticità anatomica. A questo punto, i polmoni contengono la capacità residua funzionale dell'aria, che, nell'uomo adulto, ha un volume di circa 2,5-3,0 litri.
Durante l'iperpnea (aumento della profondità degli atti), come, ad esempio, nell'esercizio fisico, l'espirazione è provocata dal rilassamento di tutti i muscoli dell'inspirazione (allo stesso modo di quando si è a riposo), ma, in aggiunta, i muscoli addominali, invece di essere passivi, ora si contraggono fortemente, facendo sì che la gabbia toracica venga tirata verso il basso (davanti e ai lati). Ciò non solo riduce le dimensioni della gabbia toracica, ma spinge anche gli organi addominali verso l'alto, contro il diaframma, che, di conseguenza, si alza verso il torace. Il volume polmonare di fine espirazione è ora inferiore alla "capacità residua funzionale" a riposo. Tuttavia, in un mammifero normale, i polmoni non possono essere svuotati completamente. In un essere umano adulto rimane sempre almeno un litro d'aria residua dopo l'espirazione massimale.
La respirazione diaframmatica fa sì che l'addome si gonfi ritmicamente e rientri. Per questo motivo, viene spesso definita "respirazione addominale". Questi termini vengono usati in modo intercambiabile, perché descrivono la stessa azione.
Come anticipato, quando i muscoli accessori dell'inspirazione vengono attivati, specialmente durante la respirazione affannosa, le clavicole vengono tirate verso l'alto. Questa manifestazione, talvolta definita respirazione clavicolare, si osserva specialmente durante gli attacchi d'asma e nelle persone con broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO).
Autore
Cambiamenti climatici: tutti gli effetti sulla salute umana
Perché si sospira?
