Regolazione della respirazione

Il fabbisogno di ossigeno dell'organismo durante il riposo e durante il lavoro non è lo stesso; pertanto, la frequenza e la profondità della respirazione devono cambiare automaticamente per adattarsi alle mutevoli condizioni. Durante il lavoro muscolare, il consumo di ossigeno da parte dei muscoli e di altri tessuti può aumentare di 4-5 volte. La respirazione richiede la contrazione coordinata di molti singoli muscoli; questa coordinazione viene effettuata dal centro respiratorio, un gruppo speciale di cellule situato in una delle parti del cervello chiamata midollo allungato.

Da questo centro vengono inviate ritmicamente raffiche di impulsi al diaframma e ai muscoli intercostali, provocando una contrazione regolare e coordinata dei muscoli corrispondenti ogni 4-5 secondi. In condizioni normali, i movimenti respiratori avvengono automaticamente, senza il controllo della nostra volontà. Ma quando i nervi che vanno al diaframma (nervi frenici) e ai muscoli intercostali vengono tagliati o danneggiati (ad esempio nella paralisi infantile), i movimenti respiratori si interrompono immediatamente.

Naturalmente, una persona può modificare arbitrariamente la frequenza e la profondità della respirazione; può anche non respirare del tutto per qualche tempo, ma non riesce a trattenere il respiro per un tempo così lungo da provocare danni notevoli: entra in azione il meccanismo automatico che provoca l'inalazione. Sorge spontanea la domanda: perché il centro respiratorio invia periodicamente raffiche di impulsi? Attraverso una serie di esperimenti si è scoperto che se le connessioni del centro respiratorio con tutte le altre parti del cervello vengono interrotte, cioè se vengono interrotti i nervi sensoriali e le vie provenienti dai centri cerebrali superiori, allora il centro respiratorio invia un flusso continuo di impulsi ed i muscoli coinvolti nella respirazione, essendosi contratti, rimangono in uno stato contratto.

Pertanto, il centro respiratorio, lasciato a se stesso, provoca la contrazione completa dei muscoli coinvolti nella respirazione. Se invece i nervi sensoriali o le vie provenienti dai centri cerebrali superiori rimangono intatti, i movimenti respiratori continuano a svolgersi normalmente. Ciò significa che la normale respirazione richiede un'inibizione periodica del centro respiratorio affinché smetta di inviare impulsi che causano la contrazione muscolare.

Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che il centro pneumotassico, situato nel mesencefalo (Fig. :268), insieme al centro respiratorio forma un “percorso circolare riverberante”, che funge da base per la regolazione della frequenza respiratoria.

Inoltre, lo stiramento delle pareti degli alveoli durante l'inspirazione stimola le cellule nervose sensibili alla pressione situate in queste pareti e queste cellule inviano impulsi al cervello che inibiscono il centro respiratorio, che porta all'espirazione. Il centro respiratorio viene anche stimolato o inibito dagli impulsi che gli arrivano lungo molte altre vie nervose. Un forte dolore in qualsiasi parte del corpo provoca un aumento riflesso della respirazione.

Inoltre, nella mucosa della laringe e della faringe sono presenti dei recettori che, se irritati, inviano impulsi al centro respiratorio che inibiscono la respirazione. Questi sono importanti dispositivi di sicurezza. Quando un qualsiasi gas irritante, come l'ammoniaca oi vapori acidi forti, entra nelle vie respiratorie, stimola i recettori della laringe, che inviano impulsi inibitori al centro respiratorio, e involontariamente “ci togliamo il respiro”; Grazie a ciò, la sostanza nociva non penetra nei polmoni.

Allo stesso modo, quando il cibo entra accidentalmente nella laringe, irrita i recettori della mucosa di questo organo, inducendoli a inviare impulsi inibitori al centro respiratorio. La respirazione si interrompe immediatamente e il cibo non entra nei polmoni, dove potrebbe danneggiare il delicato epitelio. Durante il lavoro muscolare, la frequenza e la profondità della respirazione devono aumentare per soddisfare l'aumentato bisogno di ossigeno dell'organismo e prevenire l'accumulo di anidride carbonica.

La concentrazione di anidride carbonica nel sangue è il principale fattore che regola la respirazione. Maggiore contenuto di carbone