Meccanica del processo respiratorio

La respirazione è una delle funzioni vitali più importanti dell'uomo e degli altri mammiferi, poiché garantisce lo scambio di gas tra la cellula e l'ambiente. Il processo di respirazione nell'uomo consiste di tre fasi: respirazione esterna, trasferimento di gas attraverso il sangue e respirazione interna. In questo articolo esamineremo i meccanismi della respirazione esterna, che è il processo meccanico di riempimento dei polmoni con aria (inspirazione) e rilascio di quest'aria (espirazione).

Il ciclo respiratorio, costituito da inspirazione ed espirazione, si ripete nell'uomo 15-18 volte al minuto. Quando inspiri, i muscoli intercostali si contraggono, tirando le estremità anteriori delle costole in alto e in avanti a causa della “cerniera” delle costole con la colonna vertebrale. Allo stesso tempo, il diaframma, che forma il fondo della cavità toracica, si contrae e diventa meno convesso nella sua parte superiore, il che aumenta anche il volume della cavità toracica. Lo spazio della cavità toracica è chiuso e questo aumento di volume porta ad una diminuzione della pressione nei polmoni. Quando la pressione scende al di sotto della pressione atmosferica, l'aria esterna scorre attraverso la trachea e i bronchi nelle sacche alveolari e negli alveoli.

Quando espiri, l'aria viene espulsa dai polmoni a causa dell'elasticità dei polmoni stessi e della pesantezza delle pareti toraciche. Durante l'inspirazione, i polmoni si espandono riempiendosi d'aria. Dopo il rilassamento dei muscoli intercostali, le costole sono in grado di ritornare nella loro posizione originale, e il simultaneo rilassamento del diaframma porta al fatto che, sotto la pressione degli organi situati nella cavità addominale, assume nuovamente la sua cupola precedente forma a forma di. Di conseguenza, il volume della cavità toracica diminuisce, il che consente al tessuto elastico allungato dei polmoni di comprimere ed espellere l'aria entrata nei polmoni durante l'inspirazione.

Anche i muscoli della parete addominale si contraggono, facendo sì che gli organi addominali premano verso l'alto sul diaframma e quindi accelerino ulteriormente la compressione elastica dei polmoni. Durante la respirazione, le pareti della cavità toracica non esercitano mai pressione sui polmoni e non ne spremono l'aria; la riduzione del volume della cavità toracica consente solo ai polmoni di restringersi a causa della loro stessa elasticità.

Tosse e starnuti sono forme di espirazione forzata in cui, grazie alla vigorosa contrazione muscolare, l'albero bronchiale e gli alveoli dei polmoni vengono rapidamente liberati da muco, polvere e altre particelle nocive.

Quindi, la meccanica della respirazione esterna consiste nel riempire i polmoni d'aria quando inspiri e spingere fuori l'aria quando espiri. Questo processo è controllato dal centro respiratorio situato nel cervello, che regola la frequenza e la profondità della respirazione in base alle esigenze del corpo di ossigeno e anidride carbonica.

Anche se la respirazione è un processo automatico, possiamo controllarla consapevolmente, ad esempio, quando eseguiamo vari esercizi fisici o durante la meditazione. Inoltre, una corretta respirazione può aiutare a gestire lo stress e migliorare la salute generale.