funzione fondamentale della vita che, mediante assunzione di ossigeno dall’ambiente esterno, consente la liberazione, dalle sostanze nutritizie, dell’energia necessaria ai processi vitali. È detto respirazione anche il meccanismo con il quale avvengono gli scambi gassosi tra cellule e tessuti con i liquidi circolanti nell’organismo (respirazione cellulare) o tra ambiente esterno e organismo (respirazione esterna).
Il percorso dell’aria
L’aria che entra tramite le narici nella parte alta dell’apparato respiratorio (rinofaringe) viene filtrata grazie alla presenza di un epitelio ciliato capace di fissare e di trattenere i corpi estranei. A tale livello l’aria viene quindi modificata, riscaldata, purificata e soprattutto umidificata. Attraverso la trachea, i grossi bronchi e i bronchioli l’aria giunge ai polmoni diffondendosi negli alveoli. La parte dell’albero bronchiale che arriva ai bronchioli respiratori è deputata alla funzione di trasporto; la parte dei dotti alveolari è per il 50% addetta agli scambi gassosi; man mano che ci si addentra nel polmone la funzione di scambio prevale su quella di trasporto. A livello degli alveoli la muscolatura liscia scompare, cosicché essi vengono ad avere una struttura molto semplice: epitelio, capillari sanguigni e fibre elastiche. Nei punti di maggior contatto tra epitelio e capillari le loro membrane basali si fondono, per cui la barriera aria-sangue nell’alveolo diventa sottilissima. Tra la membrana alveolare e quella del capillare è poi interposto un sottile strato di liquido interstiziale.
Il meccanismo della respirazione polmonare
Dal punto di vista meccanico la respirazione polmonare può essere paragonata al funzionamento di una pompa ad aria; i due movimenti respiratori che assicurano l’assunzione di aria dall’ambiente esterno e l’eliminazione dell’anidride carbonica sono il movimento inspiratorio e quello espiratorio. Inspirazione ed espirazione sono dovute a movimenti della gabbia toracica e del diaframma , mentre il punto di appoggio è rappresentato dalla colonna vertebrale, dotata di una relativa fissità. Un aumento di capacità della gabbia toracica porta come conseguenza immediata l’aumento di capacità del polmone, che segue passivamente i movimenti toracici. Ciò è quanto si verifica nell’inspirazione, mentre nell’espirazione si assiste al fenomeno opposto. Durante l’inspirazione si ha il sollevamento delle costole e una loro lieve rotazione verso l’esterno; si ha così un aumento del diametro antero-posteriore della gabbia toracica. I movimenti del diaframma si ripercuotono invece sull’asse longitudinale. L’inspirazione è un processo attivo, nel quale entrano in gioco, oltre al diaframma, i muscoli intercostali esterni e i sollevatori delle costole. Di norma l’espirazione è un processo passivo. Nell’espirazione forzata è tuttavia necessario l’intervento dei muscoli. I polmoni sono separati dalla parete toracica e dal diaframma mediante il cavo pleurico: si tratta di una cavità virtuale, in quanto tra il foglietto viscerale e quello parietale della pleura è interposto solo un velo di liquido. Alla nascita il primo atto respiratorio distende la gabbia toracica e la pleura parietale che a essa aderisce. Inoltre, per l’inespansibilità del liquido di separazione, viene distesa anche la pleura viscerale aderente al polmone. Questo di conseguenza si espande e l’abbassamento di pressione nel suo interno richiama aria dall’esterno. La pressione misurabile all’interno dell’albero tracheobronchiale (pressione intrapolmonare) presenta lievi oscillazioni di 2-3 mmHg rispetto ai valori della pressione atmosferica. L’attività dei muscoli respiratori adegua la ventilazione ai bisogni dell’organismo, cosicché la quantità di anidride carbonica eliminata è pari a quella prodotta dai tessuti e, nello stesso tempo, la quantità di ossigeno introdotta è pari a quella consumata. Il controllo nervoso della respirazione è organizzato come un arco riflesso, nel quale si distinguono: afferenze, centri nervosi e vie efferenti, che ordinano ai muscoli respiratori i movimenti adeguati. Le afferenze di varia natura influenzano l’attività dei centri respiratori, dai quali originano impulsi che attraverso le vie efferenti giungono ai motoneuroni spinali: questi agiscono poi sui muscoli respiratori. I centri respiratori sono localizzati nel bulbo e nel ponte di Varolio ; a livello bulbare si riconoscono un centro inspiratorio e un centro espiratorio. All’attività coordinata di questi centri si devono la ritmicità e l’adeguata frequenza della respirazione.