L’apparato respiratorio permette lo scambio gassoso tra l’atmosfera e il sangue per permettere una serie di reazioni biochimiche di cui il corpo non può privarsi. Tra queste reazioni troviamo le combustioni, che avvengono per creare energia con il relativo consumo di ossigeno (O2) e la relativa produzione di anidride carbonica (CO2). La respirazione assicura questi scambi attraverso gli alveoli polmonari, strutture deputate a legare l’ossigeno all’emoglobina e a separare l’anidride carbonica. L’aria inspirata passa attraverso una serie di condotti, il naso o la bocca, la faringe, la laringe, la trachea per poi arrivare ai due bronchi. Questi si suddividono in rami più piccoli, i bronchioli.
La meccanica respiratoria, oggetto della presente trattazione, non prende in esame le vie respiratorie superiori ed inferiori, ma direttamente il modo in cui avvengono gli scambi gassosi. I polmoni e il torace sono delle strutture elastiche separate dallo spazio pleurico contenente una piccola quantità di liquido che permette lo scorrimento dei polmoni sulle pareti della struttura toracica. Le forze elastiche del polmone si proiettano verso l’interno, mentre quelle della gabbia toracica verso l’esterno. La pressione che si instaura tra le due componenti si chiama pressione intrapleurica, pressione dipendente dalla grandezza delle due forze.
Nell’inspirazione tranquilla la pressione intrapleurica è mediamente inferiore alla pressione atmosferica di circa 6-8 mm di Hg, mentre nell’espirazione abbiamo valori compresi tra i 3-4 mm Hg, i dati si modificano notevolmente durante l’inspirazione e l’espirazione forzata. Il ciclo respiratorio si divide in 4 fasi:
La frequenza respiratoria varia in base all’età dell’individuo, avremo una media di 30-80 atti respiratori al minuto nei neonati, 20-40 nei bambini e 14-20 negli adulti. Il ciclo respiratorio si concretizza in due meccanismi distinti, una respirazione costale e una respirazione diaframmatica. La respirazione costale, prevalente nel sesso femminile e negli atleti, consiste in un innalzamento delle coste con un relativo aumento del diametro trasversale ed antero-posteriore del torace. La respirazione diaframmatica, prevalente nel sesso maschile, si concretizza nell’abbassamento del diaframma con un aumento del diametro verticale del torace.
Abbiamo appurato che durante la respirazione normale i muscoli interessati sono il diaframma e gli intercostali esterni, meccanica che cambia totalmente nella inspirazione forzata, dove vengono coinvolti, oltre a quelli precedentemente menzionati, i muscoli inspiratori accessori: sternocleidomastoidei, pettorali, scaleni e trapezio.
L’espirazione avviene per via della retrazione elastica dei polmoni, mentre nell’espirazione forzata intervengono i muscoli espiratori accessori, nello specifico gli intercostali interni, i muscoli addominali, il grande dorsale e il quadrato dei lombi. L’elasticità dei polmoni, oltre alle fibre elastiche in essi contenute, è dovuta alla presenza del liquido che bagna gli alveoli, una sostanza tensioattiva chiamata surfactant, la quale riduce la tensione superficiale, evitando il collasso degli alveoli durante l’espirazione. La ventilazione polmonare è favorita dalle variazioni del calibro dei bronchioli determinate dalla contrazione delle fibre muscolari lisce durante l’inspirazione, e dal conseguente rilasciamento durante l’espirazione. Da tenere in considerazione sono i parametri respiratori che determinano i volumi gassosi all’interno dei polmoni:
Di tutta l’aria inspirata una parte rimane nelle vie aeree superiori, con un valore di circa ml 150 e non partecipa all’ematosi (processo di ossigenazione del sangue).
Questo articolo è tratto dal libro A scuola di Posturale, pratico manuale di oltre 500 pagine interamente dedicato alla Ginnastica Posturale.
La meccanica respiratoria descrive il processo di scambio gassoso nei polmoni, focalizzandosi sul modo in cui l'aria entra ed esce dai polmoni grazie all'azione dei muscoli respiratori e alle variazioni di pressione.
Il ciclo respiratorio si compone di quattro fasi: inspirazione (attiva), piccola pausa, espirazione (passiva), e grande pausa.
Nella respirazione normale sono coinvolti il diaframma e gli intercostali esterni. Nell'inspirazione forzata intervengono anche sternocleidomastoidei, pettorali, scaleni e trapezio. Nell'espirazione forzata si attivano gli intercostali interni, i muscoli addominali, il grande dorsale e il quadrato dei lombi.
Il surfactant è una sostanza tensioattiva che riveste gli alveoli polmonari, riducendo la tensione superficiale e impedendo il loro collasso durante l'espirazione.
I volumi polmonari includono il volume corrente (aria inspirata/espirata in un atto normale), il volume inspiratorio di riserva (aria inspirata con sforzo), il volume espiratorio di riserva (aria espirata con sforzo), la capacità vitale (somma dei tre precedenti), l'aria residua (aria rimanente dopo espirazione forzata), la capacità totale (capacità vitale + aria residua) e la capacità funzionale residua (aria residua + volume espiratorio di riserva).
La meccanica respiratoria regola lo scambio gassoso nei polmoni, attraverso l'azione di muscoli come il diaframma e gli intercostali. L'aria entra durante l'inspirazione (attiva) e viene espulsa nell'espirazione (passiva). Volumi polmonari e la presenza del surfactant negli alveoli mantengono l'efficienza del processo, evitando il collasso polmonare.