Fisiologia e biofisica - respirazione

Fisiologia: decima lezione - respirazione

Prima di iniziare a parlare di respirazione nel senso specifico, dobbiamo per forza ricordare che cosa noi respiriamo: aria, cioè utilizziamo una miscela di gas. Capiamo anche l'importanza delle leggi dei gas applicate al nostro sistema.

Pressione atmosferica e composizione dell'aria

Prima di tutto dobbiamo dire che c'è una pressione atmosferica, cioè l'aria pesa ed è chiaro che questo peso è maggiore sulla superficie che non su una montagna, perché c'è meno aria. Quindi man mano che saliamo la pressione che esercita l'aria tende a diminuire; questo perché qui in superficie le molecole dell'aria sostanzialmente sono più vicine tra di loro e si urtano di più; infatti si dice che in montagna l'aria è rarefatta, cioè le molecole sono più lontane tra di loro e la possibilità che si urtino è minore.

Le scorse lezioni dicemmo anche come è fatta l'aria: l'80% circa di azoto, il 20% circa di ossigeno e l'anidride carbonica è quasi assente salvo inquinamenti e altre cose. Quindi non è fatta di ossigeno, ma, praticamente, è tutta azoto, l'ossigeno è poco.

L'importanza dell'ossigeno

Anzi, di per sé l'ossigeno è un gas che non favorisce la respirazione, ma inibisce la respirazione: se ce n'è troppo io iperventilo di meno, respiro di meno, e non c'è il tempo per la regolazione della pressione. Questo gas è importante per la respirazione mitocondriale, ma il problema è: come ci arriva l'ossigeno al livello dei mitocondri? Deve arrivare da fuori attraverso un sistema respiratorio e poi attraverso il sangue con un percorso lungo e abbastanza complesso.

Trasporto dei gas nel sangue

Noi abbiamo dei gas e rispondiamo alle leggi fisiche di base, ma nel sangue non c'è l'aria; la maggior parte dei gas li troviamo legati a qualche cosa. I gas per arrivare nella cellula devono entrare nel sangue, devono essere trasportati e poi arrivano nella cellula. Ma nel sangue possono esistere i gas come tali? Noi non possiamo iniettare aria in un paziente, si verrebbero a creare gli emboli che bloccano il sistema circolatorio. Quindi nel sangue i gas non devono esistere come tali.

Leggi fisiche e respirazione

Partiamo dalle leggi della fisica di base: Boyle-Mariotte, Gay-Lussac, Henry, Dalton... Se nell'apparato respiratorio entra dell'aria, essa risponde a queste leggi: cioè il volume del polmone e la pressione rispondono sempre a queste leggi. Partiamo dalla legge di Henry: ad una data temperatura, un gas si scioglie in un liquido in modo direttamente proporzionale alla pressione che viene esercitata, e la domanda è: come si scioglie un gas in un liquido?