la respirazione - Prof. Renato Atzeni

1.10 LA RESPIRAZIONE
La respirazione ha normalmente un ritmo semplice e naturale che è regolato, come
tutte le funzioni che non dipendono dalla volontà, da una parte specifica del sistema
nervoso. Quest'ultimo è formato dal sistema simpatico e da quello parasimpatico che
innervano gli organi interni e hanno un'azione antagonista. li primo stimola le funzioni
del corpo il secondo le rallenta; l'equilibrio nell'azione dei due sistemi garantisce il
buon funzionamento dell'organismo. Spesso, però, il ritmo respiratorio viene alterato
e disturbato, a volte anche in modo permanente.
Quali fattori possono condizionare un meccanismo così perfezionato?
Tra i fattori fisici, le cattive abitudini di posizione possono causare una compressione
dello sterno e delle costole e impedire una corretta attività respiratoria. Anche le
emozioni, però, possono influenzare l'attività dei polmoni, causando accelerazioni o
vistose irregolarità nel ritmo respiratorio. Per fortuna i polmoni sono tra i pochi
organi interni sulla cui attività spontanea possiamo intervenire volontariamente e
direttamente; possiamo infatti controllare i muscoli intercostali e il diaframma, che
sono direttamente coinvolti negli atti respiratori.
Il controllo della respirazione può essere utile nella vita quotidiana per diminuire
l'ansia dei momenti difficili e, durante l'attività sportiva, per dosare le nostre energie
e favorire il recupero dalla fatica. Per esercitarlo pienamente occorre conoscere i
meccanismi della respirazione.
Controllare la respirazione vuol dire diminuire l'ansia e la fatica!
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APPARATO RESPIRATORIO E RESPIRAZIONE
L'apparato respiratorio è incaricato di far penetrare nell'organismo l'ossigeno e di
depurare lo stesso organismo dall'anidride carbonica, prodotto di scarto dell'attività
delle cellule.
L'apparato respiratorio è costituito da:


VIE RESPIRATORIE o AEREE
POLMONI
VIE RESPIRATORIE
Sono i canali di comunicazione tra l'esterno del corpo e i polmoni; permettono quindi
all'ossigeno di arrivare ai polmoni e all'anidride carbonica di essere evacuata.
Le vie respiratorie sono costituite da:
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 NASO e FOSSE NASALI:
Dove l'aria viene riscaldata, inumidita e liberata dalla polvere.
L'aria penetra nelle vie aeree attraverso le narici e la bocca. È preferibile respirare
attraverso il naso perché nelle cavità nasali l'aria inspirata viene depurata dalle ciglia,
riscaldata e umidificata grazie alla mucosa.
 FARINGE (GOLA):
Incrocio tra le vie respiratorie e le vie digestive. Situata dietro al naso e alla bocca è
la faringe, un canale muscolo-membranoso attraverso il quale passano sia l'aria sia il
cibo.
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 EPIGLOTTIDE:
È una membrana mobile che ha il compito di chiudere alternativamente l'esofago e la
trachea; durante l'atto respiratorio viene chiuso l'esofago, in modo che l'aria passi
attraverso la trachea. Durante la deglutizione l'epiglottide chiude la trachea, in modo
che il bolo alimentare non cada nei polmoni.
Nel punto terminale della faringe, canale alimentare e canale respiratorio si separano;
qui si trova l'epiglottide, che, al momento della deglutizione, chiude le vie respiratorie
impedendo al cibo di penetrarvi. L'epiglottide è sostenuta da un anello cartilagineo, la
glottide, comunemente chiamato «pomo d'Adamo».
 LARINGE:
Il centro principale della voce,dove si trovano le corde vocali.
La faringe si immette quindi nella laringe, un organo fibrocartilagineo nel quale si
trovano due sottili membrane elastiche, le corde vocali, che, sotto l'azione dell'aria,
vibrano producendo la voce.
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
TRACHEA:
E' un canale rigido che che scende attraverso il collo, fino al torace.
La laringe prosegue nella trachea, un canale di forma cilindrica, flessibile ed elastico,
lungo circa 10-12 cm e rivestito nella parte anteriore da semianelli di cartilagine che
consentono di mantenere aperto il condotto per il passaggio dell'aria. Anche nella
trachea vi sono muco e cellule con ciglia che purificano ulteriormente l'aria prima che
arrivi nei due grandi bronchi, all'interno dei quali c'è la mucosa, ricoperta anch'essa di
ciglia che respingono le particelle estranee.
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
BRONCHI:
si formano dalla divisione in due dalla trachea. Ogni bronco si suddivide a destra e a
sinistra in bronchi sempre più sottili sino ai bronchioli terminali; al termine di queste
ramificazioni si trovano gli alveoli polmonari.
Le fibre muscolari che circondano le pareti dei bronchi, contraendo-si, regolano
l'afflusso di aria. I due bronchi, destro e sinistro, penetrano nei polmoni e vi portano
l'aria inspirata. All'interno dei polmoni, i bronchi si dividono in numerosi rami, sempre
più piccoli, i bronchioli, che fanno giungere l'aria sino agli alveoli.
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
ALVEOLI POLMONARI:
Sono delle celle in cui avviene lo scambio dei gas nel sangue.
Gli alveoli formano una struttura a grappolo, le cui pareti, sottilissime, sono costituite
di fibre elastiche e circondate dalla rete di capillari arteriosi e venosi con i quali
avviene lo scambio dei gas respiratori (ossigeno e anidride carbonica). Questo scambio
permette l'introduzione dell'ossigeno necessario ai processi chimici che si svolgono
nell'organismo e l'eliminazione dell'anidride carbonica, prodotto di scarto delle
reazioni chimiche.
A contatto con la parete degli alveoli ci sono numerosi vasi sanguigni, sottilissimi.
L'aspetto generale di un alveolo e' simile a quello di un uovo avvolto da una ragnatela.
Le pareti dell'alveolo e dei vasi sono sottilissime, in modo da permettere il passaggio,
attraverso di esse, di ossigeno e anidride carbonica. Si calcola che la superficie totale
di tutti gli alveoli abbia una misura di 150-200 metri quadrati. In questo modo si ha
una grandissima superficie di contatto aria-sangue e quindi un'enorme possibilità di
scambio dei gas.
POLMONI
Sono gli organi principali della respirazione. Hanno l'aspetto di due masse spugnose ed
elastiche e si trovano nel torace, ai due lati del cuore. La struttura polmonare è
formata dall'insieme degli alveoli e dalle ramificazioni dei bronchi.
I polmoni sono rivestiti da una sottile membrana, la pleura, che riveste anche la gabbia
toracica. si forma così un sacco a doppia parete che li contiene. Il foglietto a contatto
col polmone si chiama pleura viscerale, mentre quello in contatto con la cassa toracica
si chiama pleura parietale.
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Tra le membrane della pleura esiste una pressione negativa (ovvero un vuoto relativo),
che le mantiene unite. I foglietti sono lubrificati dal liquido pleurico, che permette lo
scivolamento. In questo modo i polmoni possono seguire gli spostamenti del torace
senza subire trazioni.
I polmoni sono organi di forma conica e consistenza spugnosa, situati nella cavità toracica a ciascun lato del cuore. Il polmone destro, di dimensioni leggermente superiori
rispetto a quello sinistro (pesa circa 700 g) si divide in tre lobi (superiore, medio e
inferiore); il polmone sinistro, che pesa circa 100 g in meno, si divide in due lobi
(superiore e inferiore).
I polmoni sono delimitati in basso dal diaframma, un muscolo che, insieme ai muscoli
intercostali, consente la contrazione e il rilassamento dei tessuti polmonari. Le pareti
interne ed esterne dei polmoni sono ricoperte da sottili membrane protettive, le
pleure. Nello spazio tra le due membrane vi è un liquido lubrificante che evita il
contatto diretto tra le pareti polmonari e le cestole.
I polmoni (e il cuore) sono protetti dalla gabbia toracica, che si dilata e si contrae
contemporaneamente agli atti respiratori.
Un muscolo a forma di cupola, il diaframma, separa la cavità toracica da quella
addominale.
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LA RESPIRAZIONE
La respirazione si divide in due fasi: INSPIRAZIONE ed ESPIRAZIONE.
 INSPIRAZIONE
Durante l'inspirazione il diaframma si abbassa, mentre i muscoli costali espandono il
torace. In questo modo i polmoni sono obbligati ad espandersi, per seguire il
movimento della cassa toracica. All'interno degli alveoli si forma una pressione
negativa che richiama aria dall'esterno.
 ESPIRAZIONE
Durante l'espirazione il diaframma torna verso l'alto e la cassa toracica si restringe,
provocando una pressione positiva nei polmoni. In questo modo l'aria ricca di anidride
carbonica viene espulsa.
Ad ogni inspirazione l'alveolo si riempie di aria ricca di ossigeno. L'ossigeno passa,
attraverso la parete dell'alveolo, nel circolo sanguigno; allo stesso tempo l'anidride
carbonica passa dal sangue all'alveolo, per essere eliminata.
L'ossigeno si lega ad una sostanza, l'emoglobina, contenuta nei globuli rossi, e viene da
questi trasportato alle cellule. Allo stesso modo, a livello dei capillari, l'ossigeno si
stacca dall'emoglobina, che riceve l'anidride carbonica, che viene quindi portata ai
polmoni.
La normale frequenza di respirazione, nell'adulto, e' di circa 16 atti al minuto. Questo
valore cambia con l'età: il neonato ha infatti 40 atti al minuto.
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1. Ritmo respiratorio
La frequenza respiratoria in un neonato è di 30-40 atti respiratori (dati da
un'inspirazione e un'espirazione) al minuto, diminuisce a partire dai 14 anni per
stabilizzarsi intorno ai 13-16 atti respiratori al minuto.
La frequenza normale è modificata da numerose condizioni fìsiologiche e patologiche:
l'attività muscolare, gli aumenti di temperatura esterna o interna (febbre), le
influenze psichiche, gli stati emozionali, la deglutizione, ecc.
Nei vari casi determinati dalle suddette circostanze si distinguono:
 Volume aria x minuto
E’ il volume d’aria che viene utilizzata in un minuto.
Generalmente, in condizioni di riposo, vengono ventilati circa 6-8 litri di aria per
minuto; durante l'attività muscolare, aumentano la frequenza e la profondità del
respiro e la ventilazione può giungere a circa 60 litri per minuto ; nel lavoro faticoso di
un uomo robusto, questo valore può salire, per breve tempo, ad oltre 130 litri.
 Aria corrente
E’ l’aria introdotta durante un normale atto respiratorio, circa 0,5 litri.
 Aria complementare
E’ l’aria che si assume tramite un'inspirazione profonda, circa 1,5 litri.
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 Aria di riserva
E’ l’aria che dopo un'inspirazione viene espulsa tramite un'espirazione forzata, circa
1,5 litri.
 Capacità totale
E’ la capacità totale del volume di aria che i polmoni riescono a contenere, circa 5
litri.
 Capacità vitale
In genere, su 5 litri di aria contenuta nei polmoni, ne scambiamo 3,5 con l'atmosfera.
 Aria residua
L’1,5 litri che rimane negli alveoli costituisce l’aria residua che viene utilizzata
dall'organismo solo nelle emergenze (per esempio, in caso di asfissia o annegamento).
Attenzione.
Anche la respirazione più energica non riesce ad espellere tutta l’aria dai polmoni,
infatti, il torace non può mai comprimersi al punto da determinare un “collasso” dei
polmoni, perchè rimane sempre una certa quantità di aria, intorno ai 1.500 cc.
chiamata aria residua.
2. La respirazione e lo sport
Chi fa sport deve abituarsi a respirare con il naso il più a lungo possibile. Quando lo
sforzo è troppo intenso e l'aria non penetra più a sufficienza attraverso le cavità
nasali per la troppa resistenza delle cavità nasali stesse, che sono tortuose, il corpo
passa automaticamente alla respirazione con la bocca. È bene che questo tipo di
educazione alla respirazione sia insegnata nella pratica di attività sportive. Possiamo
intervenire sulla respirazione, che è un atto quasi sempre involontario, aumentando sia
la quantità di aria inspirata ed espirata in ogni singolo atto, sia accelerando o
rallentando il ritmo respiratorio, a seconda delle necessità; per esempio, possiamo
accentuare il volume della cassa toracica spingendo in basso con il diaframma e/o
dilatando i muscoli intercostali; possiamo, al contrario, aumentare la quantità di aria
espirata rilassando il diaframma e contraendo i muscoli intercostali.
3. Il centro respiratorio
II controllo dell'attività respiratoria è esercitato nel centro respiratorio, situato nel
Bulbo (parte del sistema nervoso centrale). Da questo centro nervoso hanno origine gli
impulsi che arrivano alle corna anteriori del midollo spinale e da queste ai muscoli
inspiratori di cui provocano la contrazione.
L'espirazione non è controllata dal centro respiratorio, ma è provocata semplice
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mente dalla diminuzione del volume della gabbia toracica. Il centro respiratorio è
regolato anche dalla concentrazione di anidride carbonica contenuta nel sangue:
un aumento della concentrazione di CO2 provoca un aumento della frequenza
respiratoria. Oltre un certo limite (aria contenente tassi di CO2 oltre il 9%) si ha
un effetto contrario, con diminuzione della frequenza respiratoria. Se la percentuale
di ossigeno nel sangue scende oltre una certa soglia, il centro respiratorio si
attiva aumentando la frequenza.
Quelli che abbiamo descritto sono i più importanti meccanismi regolatori del ciclo
respiratorio, ma non sono i soli.
MECCANISMI DI DIFESA NELLA RESPIRAZIONE
Esistono a livello delle vie respiratorie due meccanismi fondamentali atti a mantenerle
sempre libere e a evitare l'eventuale ostruzione:
TOSSE:
E' un meccanismo involontario che si manifesta ogni volta che qualsiasi sostanza solida
o liquida si trova nelle vie aeree inferiori. Dei recettori rivelano la presenza di corpi
estranei, e il sistema nervoso manda un impulso ai muscoli costali e al diaframma,
provocando una improvvisa contrazione. Il flusso d'aria generato ha quindi lo scopo di
rimuovere la sostanza indesiderata.
DEGLUTIZIONE:
Anche questo è un meccanismo involontario che provoca la chiusura completa delle vie
respiratorie ogni volta che qualcosa di liquido o solido si trova nella faringe, e quindi
deve scendere nell'esofago.

4. Cosa succede durante la respirazione
Nella respirazione tranquilla gli alveoli polmonari modificano di poco la loro capacità,
nonostante che il polmone aumenti tutti i suoi diametri durante l'inspirazione e
corrispondentemente si accresca il volume dell'aria che in esso può essere contenuta.
Ma sono soprattutto i bronchioli che subiscono importanti cambiamenti di volume e, in
particolare, i bronchioli respiratori e i dotti alveolari.
Quando la respirazione diventa più frequente e più profonda come avviene durante il
lavoro muscolare, anche gli alveoli partecipano attivamente alla ventilazione,
espandendosi e ritraendosi in rapporto alle maggiori modificazioni di volume cui va
incontro la cavità toracica.
L'aria espirata proviene in parte dagli alveoli e in parte dai condotti respiratori, naso,
faringe, laringe, trachea, bronchi, ecc. Queste cavità costituiscono il
cosiddetto spazio morto, a livello del quale non avviene alcuno scambio gassoso. Da un
punto di vista funzionale ha quindi solo importanza il volume di aria che giunge a livello
degli alveoli e che prende quivi il nome di aria alveolare. L'aria contenuta nello spazio
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morto viene espulsa nella prima parte della espirazione; l'aria che proviene dagli
alveoli viene invece espulsa durante l'ultima parte della espirazione; pertanto, gli
alveoli si modificano di poco in ampiezza durante il ciclo di una respirazione tranquilla.
Apnea
L’ apnea volontaria è la sospensione del respiro protratta volontariamente entro certi
limiti di tempo.
Tale possibilità è da attribuire alla capacità dei centri superiori di inibire la
ventilazione, nonostante la progressiva eccitazione del centro respiratorio. La
capacità dei meccanismi volontari ad inibire l'impulso respiratorio può, con
l’allenamento, essere portata ad un massimo che si conserva costante almeno entro un
certo periodo di tempo. Dopo una profonda espirazione seguita dalla inspirazione più
profonda possibile, il respiro dell'uomo sano e alquanto allenato può essere sospeso
per circa 60-80" (secondi), sebbene alcuni atleti (immersioni) possano spingere questi
limiti oltre i 120 secondi.
Iperpnea
È caratterizzata da una respirazione difficile e faticosa:
l'individuo ha la sensazione precisa dello sforzo che compie per aumentare la
profondità e la frequenza del proprio respiro.
L'allenamento migliora, come sappiamo, la coordinazione delle attività muscolari
eliminando movimenti ed atteggiamenti superflui, onde un certo lavoro può essere
compiuto con un minimo dispendio di energia.
L'efficienza meccanica di un atleta oscilla intorno al 30%; l'individuo non allenato e
senza esercizio, compiendo lo stesso lavoro consuma molto di più e l'efficienza
meccanica non arriva al 20%. È evidente, pertanto, che anche il rapporto di ossigeno e
quindi la ventilazione polmonare dovranno essere proporzionalmente maggiori che in un
atleta. Dato, inoltre, che l'efficienza dei muscoli respiratori non è molto alta, la
dispnea e in seguito anche i fenomeni della fatica si manifestano molto più presto nel
soggetto non allenato che in quello allenato.
Eupnea
È il tipo di respirazione ritmica ordinaria .
Dispnea
È un aumento irregolare in profondità e in frequenza tale da rendere la respirazione
difficile e faticosa.
Anossia
è una deficienza di ossigeno nei tessuti
Gli effetti provocati dall'anossia sono molteplici: a carico del sistema nervoso centrale
può verificarsi la perdita della coscienza preceduta anche da fenomeni allucinatori.
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Sintomi minori sono:
apatia, nevralgie, depressione generale, notevole affaticamento dei muscoli. Riguardo
al sistema digerente si osserva: nausea, perdita di appetito, vomito. Si ha aumento di
frequenza del battito cardiaco e un lieve innalzamento della pressione arteriosa; il
cuore tende a dilatarsi e si manifesta cianosi.
Anossiemia
è una deficienza di ossigeno nel sangue circolante.
L'anossiemia si manifesta nel soggiorno a grandi altezze per la bassa pressione di
ossigeno nell'aria inspirata e può avere serie conseguenze.
L'atmosfera di un determinato ambiente può avere una bassa tensione di ossigeno pur
avendo la pressione barometrica valori pressoché normali. Ciò si verifica quando altri
gas sono presenti in modo da spostare l'ossigenò e ridurne la percentuale nell'aria
inspirata.
PER SAPERNE DI PIU'
Mal di montagna
Nelle ascensioni rapide a grandi altezze si manifesta una sindrome complessa, detta
mal di montagna, che è la sintomologia dell'anossia in genere, cioè mancanza di
ossigeno nei tessuti. L'individuo non avverte subito l'anossia di modico grado; però se
la pressione parziale dell'ossigeno nell'aria inspirata viene ridotta alla metà o ad un
terzo del normale, detta sindrome si manifesta rapidamente in tutta la sua gravita; i
primi segni compaiono ad una altezza di circa 3.000 metri e consistono in un aumento
della ventilazione polmonare e nella sensazione di una respirazione alquanto penosa.
Tali sintomi variano a seconda del soggetto e della rapidità con cui si raggiunge una
determinata altezza. Oltre l'aumentata ventilazione polmonare un altro importante
meccanismo di adattamento rapido è rappresentato da un aumento della frequenza del
polso. Questo è spesso il primo sintomo che si manifesta anche in soggetti allenati. Se
il soggetto permane a notevoli altitudini per qualche tempo, si manifestano lenti
adattamenti (acclimatazione) in base ai quali può essere compatibile anche un discreto
lavorò muscolare.
Naturalmente il mal di montagna insorge assai più prontamente nei soggetti non
allenati che in quelli allenati, i cui muscoli funzionano molto più economicamente. Negli
individui allenati anche se compaiono turbe respiratorie, queste si dileguano in pochi
minuti ed il soggetto può continuare l'esercizio senza altri inconvenienti (secondo
respiro).
La sintomatologia del mal di montagna è caratterizzata, oltre che da iperpnea, anche
da torpore mentale, debolezza muscolare, cefalea, spesso vomito e cianosi; si giunge
rapidamente alla perdita della coscienza, dopo un periodo relativamente breve di
euforia e di ipereccitabilità psichica che porta il soggetto ad esplicare atti di forza e
di ardimento sconsiderati, i quali sono spesso causa di incidenti mortali.
Frequentemente si ha tachicardia, cardiopalmo ed extrasistoli (che compaiono
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irregolarmente già a 3.000-3.500 metri) e disturbi vasomotori. A carico dell'apparato
digerente si verifica diarrea.
Talvolta tutti questi sintomi possono manifestarsi con un certo ritardo, perfino di
otto-dieci ore da quando il soggetto si trova in condizioni anossiche.
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