In genere, la respirazione è un processo automatico, controllato inconsciamente dal centro respiratorio posto alla base del cervello. La respirazione continua durante il sonno e normalmente anche in stato di incoscienza. La respirazione può essere controllata anche volontariamente, per esempio, quando si parla, canta o quando si trattiene volontariamente il respiro. Gli organi sensoriali situati nel cervello, nell’aorta e nelle carotidi monitorano e rilevano livelli ematici insufficienti di ossigeno o troppo elevati di anidride carbonica. Nei soggetti sani, l’aumento della concentrazione di anidride carbonica rappresenta lo stimolo di maggiore importanza per una respirazione più profonda e rapida. Al contrario, quando la concentrazione di anidride carbonica nel sangue è bassa, il cervello riduce la frequenza e la profondità del respiro. Nella respirazione in condizioni di riposo, un soggetto adulto inspira ed espira circa 12-20 volte al minuto.
(Vedere anche Panoramica sull’apparato respiratorio.)
Muscoli respiratori
I polmoni non hanno una muscolatura scheletrica propria. Il lavoro respiratorio viene svolto da
Diaframma
Muscoli tra le costole (muscoli intercostali)
Muscoli del collo
Muscoli addominali
Il diaframma, un muscolo appiattito a forma di cupola che separa la cavità toracica dall’addome, è il muscolo più importante per l’ingresso dell’aria nei polmoni (definita inalazione o inspirazione). Questo muscolo è collegato alla base dello sterno, alle coste inferiori della gabbia toracica e alla colonna vertebrale. Quando il diaframma si contrae, si sposta verso il basso e aumenta la lunghezza e il diametro della cavità toracica, facendo espandere i polmoni.
I muscoli intercostali e i muscoli del collo favoriscono il movimento della gabbia toracica e assistono pertanto la respirazione.
I muscoli addominali sono talvolta coinvolti nell’espirazione. In condizioni di riposo, l’aria viene espulsa in modalità passiva (processo definito esalazione o espirazione). Al rilassamento dei muscoli inspiratori, l’elasticità dei polmoni e della parete toracica, che sono attivamente distesi durante l’inspirazione, ne consente il ritorno alla forma tipica della condizione di riposo con conseguente espulsione di aria. In condizioni di riposo, pertanto, l’espirazione non richiede alcuno sforzo. Tuttavia, durante un’intensa attività fisica, numerosi muscoli coadiuvano l’espirazione. I più importanti sono i muscoli addominali; essi si contraggono, aumentano la pressione all’interno dell’addome e, comprimendo il diaframma sui polmoni, determinano l’espulsione dell’aria.
Tutti i muscoli usati nella respirazione si contraggono solo se i nervi che li connettono al cervello sono integri. In alcune lesioni del collo e della schiena, il danneggiamento del midollo spinale può causare la necessità di un macchinario (ventilatore meccanico) per poter respirare (vedere ventilazione meccanica).
Ruolo del diaframma nella respirazione
Quando il diaframma si contrae e si muove più lentamente, la cavità toracica si espande, riducendo la pressione polmonare interna. Per compensare la differenza di pressione, nei polmoni entra aria. Quando il diaframma si rilassa e torna in posizione, l’elasticità dei polmoni e della parete toracica consente la loro retrazione e l’aria viene spinta fuori. |
