L’organismo umano, per vivere, necessita di ossigeno e di energia. Da tali processi ne derivano altri, con complesse interazioni che creano una reazione tra l’ossigeno ed i substrati chimici alimentari.
Quando nell’organismo si ha una combinazione tra carbonio ed ossigeno si sviluppa, in seguito, calore ed anidride carbonica. Questo processo, detto “di combustione”, è, come molti altri, indispensabile per la vita, a patto che un organismo riesca ad interagire con l’esterno.
Nel caso della combustione organica l’organismo deve assumere ossigeno che si trova nell’ambiente esterno ed in seguito deve essere in grado di espellere l’anidride carbonica, quale sottoprodotto di scarto.
L’apparato adibito all’immissione di ossigeno ed all’eliminazione di anidride carbonica all’esterno dell’organismo, per avviare il processo di combustione, è costituito dai polmoni. Questi ultimi, però, non lavorano soli. Ed infatti il sangue è il veicolo che, assieme ai polmoni, trasporta l’ossigeno e scarta l’anidride carbonica. Da non dimenticare, in questo processo, che il sangue si muove grazie alla fondamentale azione cardiaca, tanto che, un arresto cardiaco, comporta immediatamente anche un arresto respiratorio. Il sangue, grazie al cuore, trasporta ossigeno a tutti i distretti del nostro corpo e porta via l’anidride carbonica che si è creata nei processi ossidativi. Tutto questo avviene in ogni cellula con il nome di “respirazione cellulare”. Per quanto riguarda i processi gassosi tra aria e sangue, i polmoni sono il luogo ove queste fasi avvengono. Questi processi si chiamano EMATOSI.
Analizzando meccanicamente la respirazione possiamo dividerla in 4 fasi:
1 In questa fase primaria, detta di VENTILAZIONE, si ha uno scambio d’aria tra atmosfera e alveoli. In questo primo step vi è dell’aria che entra ed esce dai polmoni. L’aria, distribuendosi nei polmoni sempre in grande volume, va mantenuta costante, al fine di poterla distribuire egualmente all’interno dei milioni di alveoli ivi presenti.
2 Nella fase di DIFFUSIONE si ha uno scambio di ossigeno ed anidride carbonica tra aria alveolare ed i capillari polmonari. Proprio grazie alla fase di diffusione si può notare quanto il flusso sanguigno polmonare sia importante per la distribuzione di ossigeno.
3 Grazie al sangue si ha un trasporto di ossigeno ed anidride carbonica. L’importanza di questa fase sta proprio nel rappresentare un collegamento (TRASPORTO FUNZIONALE) tra il sistema cardiovascolare e quello respiratorio.
4 Ultima e non meno importante fase è quella dello scambio attivo tra sangue e tessuti di ossigeno ed anidride carbonica (grazie al sangue che scorre lungo i capillari tissutali). Questa fase avviene per diffusione e rappresenta il ciclo finale di ventilazione.
Meccanicamente l’aria segue questo percorso:
- NASO O BOCCA
- LARINGE
- FARINGE
- TRACHEA
- BRONCHI
- BRONCHIOLI
I polmoni, grazie alle loro proprietà elastiche, possono espandersi e contrarsi. All’espansione corrisponde un’immissione di aria al loro interno, mentre, alla contrazione, corrisponde l’espulsione dell’aria in essi presente. L’associazione di espansione e contrazione prende il nome di ATTO RESPIRATORIO, composto da due fasi, dette di “inspirazione ed espirazione”.
INSPIRAZIONE: in questa fase si ha un aumento del volume della capacità toracica causato dalla contrazione dei muscoli inspiratori ( DIAFRAMMA E INTERCOSTALI ESTERNI ), come il DIAFRAMMA, primo per importanza nella respirazione. La sua funzione è quella di abbassarsi quando si contrae, in tal modo aumentando la capacità toracica e permettendo un maggior afflusso di aria nei polmoni. Diversamente, gli INTERCOSTALI ESTERNI causano un innalzamento ed uno spostamento delle costole grazie alla contrazione, anche loro in tal modo contribuendo ad un aumento toracico, assieme al diaframma.
ESPIRAZIONE: avviene del tutto involontariamente poiché consiste nel rilascio del diaframma e degli intercostali esterni che fanno ritornare al volume iniziale la gabbia toracica.
Raffigurazione del muscolo diaframma
Raffigurazione della gabbia toracica
In generale un atto respiratorio normale riesce a catturare circa 500ml di aria, ma questo volume, se sotto sforzo o per necessità avvenuta, può aumentare fino a 2000-3000ml . Un uomo normale respira circa 16 volte al minuto, mentre la donna respira un po’ meno; un bambino appena nato, invece, respira 60-70 volte al minuto. Nel nostro organismo, affinché la respirazione funzioni, deve essere presente nel sangue una certa percentuale di anidride carbonica che stimola la respirazione e chiama ossigeno nel corpo. Nel caso in cui l’anidride carbonica presente nell’aria dovesse aumentare e superare il 9%, si verificherebbero velocemente dei problemi respiratori anche gravi.
