Ventilazione polmonare
La ventilazione polmonare (cioè la respirazione), è il processo attraverso il quale l'aria viene inalata ed esalata. Lo scopo della ventilazione è quello di introdurre la massima quantità di ossigeno negli alveoli polmonari e di eliminare l'anidride carbonica.La differenza tra la pressione nello spazio infrapleurico e quella all'interno dei polmoni (che è essenzialmente la pressione atmosferica) mantiene i polmoni espansi, impedendo loro di collassare.
Il meccanismo della ventilazione polmonare, articolato nelle due fasi dell'inspirazione e dell'espirazione, dipende dalle variazioni di pressione all'interno della cavità toracica.
1. Durante l'inspirazione, il diaframma si abbassa e i muscoli intercostali si contraggono, provocando l'allargamento della cassa toracica; si crea così una depressione che causa l'espansione dei polmoni,
richiamando in essi aria atmosferica.
2. Durante l'espirazione, il rilassamento del diaframma e dei muscoli intercostali riporta la cavità toracica nelle condizioni iniziali e l'aria viene espulsa passivamente dai polmoni.
La frequenza respiratoria in un maschio adulto è pari in media a 13 - 16 atti respiratori al minuto, mentre il volume di aria introdotta con ogni atto (volume corrente) è in media di 500 mL; quindi la ventilazione polmonare, data dal prodotto della frequenza per il volume, corrisponde mediamente a 7500 mL al minuto.
Controllo della ventilazione
La ventilazione è regolata dai neuroni dei centri respiratori, localizzati nel midollo allungato, le cui scariche ritmiche stimolano i muscoli intercostali e il diaframma a contrarsi. L'attività di questi neuroni è modulata in base ai segnali provenienti da chemiorecettori presenti sull'arco dell'aorta, sulla carotide (glomo carotideo) e nel midollo allungato stesso.Questi chemiorecettori rispondono a variazioni della concentrazione di ossigeno e di anidride carbonica, e al pH del sangue: in caso di aumento di CO2, diminuzione di O2, o diminuzione del pH, essi inviano impulsi nervosi al centro dell'inspiro, il quale, collegato al diaframma e ai muscoli intercostali tramite nervi, determina un aumento della frequenza respiratoria.
La tosse è una inspirazione seguita da un'espirazione forzata, che inizia a glottide chiusa; in questo modo l'aria esce in modo violento e facilita l'espulsione di catarro o corpi estranei. La tosse è controllata dal sistema nervoso e funziona come un riflesso, difficilmente controllabile dalla volontà.
Lo sbadiglio è un'inspirazione profonda che si verifica in seguito a stimoli nervosi di natura diversa, come noia, bisogno di sonno o difficoltà digestive.
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