Regolazione della respirazione e impatto dell'iperventilazione

Percezione dell'ossigeno nel sangue

Le variazioni della concentrazione dell’ossigeno nel sangue sono percepite da regioni chemiorecettrici periferiche situate nell’aorta (glomo aortico dell’arco aortico) e alla biforcazione dell’arteria carotide comune (glomo carotideo). Questi, a loro volta, inviano stimoli al midollo allungato quando il livello ematico dell’ossigeno si abbassa. Per quanto ogni cellula dell’organismo abbia bisogno di ossigeno per vivere, è la necessità dell’organismo di liberarsi del diossido di carbonio (non di assumere ossigeno) lo stimolo più importante per la respirazione in una persona sana. La diminuzione del livello di ossigeno diventa uno stimolo importante soltanto quando il livello è pericolosamente basso.

Meccanismi omeostatici respiratori

Negli individui sani i meccanismi omeostatici dell’apparato respiratorio sono evidenti. Quando il diossido di carbonio o altre sorgenti di acidità cominciano ad accumularsi nel sangue e il pH del sangue comincia a diminuire, iniziamo a respirare più profondamente e più rapidamente. Va notato che questo tipo di respirazione, l’iperventilazione, fa espellere più diossido di carbonio e riduce la quantità di acido carbonico, riportando il pH del sangue ai valori normali.

D’altra parte, quando il sangue comincia a divenire lievemente alcalino (per qualsiasi ragione), il respiro rallenta e diventa più superficiale; questo consente l’accumulo di diossido di carbonio nel sangue e riporta il pH del sangue entro i limiti normali. In effetti il controllo della respirazione a riposo è rivolto principalmente alla regolazione della concentrazione di ioni idrogeno nell’encefalo. L’ipoventilazione (la respirazione estremamente lenta o superficiale) o l’iperventilazione possono modificare drasticamente la quantità di acido carbonico nel sangue. L’acido carbonico aumenta considerevolmente nell’ipoventilazione e diminuisce in modo consistente nell’iperventilazione. In entrambe le situazioni è probabile che la capacità tampone del sangue sia sopraffatta: il risultato è l’acidosi o l’alcalosi.

Effetti dell'iperventilazione e ipoventilazione

L’iperventilazione, spesso dovuta ad attacchi d’ansia, porta frequentemente a brevi periodi di apnea (interruzione del respiro) fino a quando il diossido di carbonio del sangue aumenta di nuovo. Se il respiro si interrompe per un tempo prolungato può comparire cianosi, come conseguenza di una insufficiente concentrazione di ossigeno nel sangue. Inoltre l’iperventilazione può provocare stordimento e svenimento, perché l’alcalosi che ne consegue determina costrizione dei vasi sanguigni cerebrali.