3. Il meccanismo della respirazione

3 Il meccanismo della respirazione

Come avvengono inspirazione ed espirazione?

Osserva le illustrazioni che rappresentano un atto respiratorio, cioè un’inspirazione, un’espirazione e la breve pausa che si verifica tra i due momenti. Poiché i polmoni sono privi di muscoli, sono organi passivi, in essi l’aria entra ed esce grazie ai movimenti dei muscoli intercostali della gabbia toracica, in cui i polmoni sono alloggiati, e del diaframma, un muscolo piatto che separa il torace dall’addome.

- Durante l’inspirazione i muscoli intercostali si contraggono facendo sollevare le costole, il diaframma si abbassa e fa aumentare il volume della gabbia toracica, perciò la pressione interna ai polmoni diminuisce e richiama l’aria dall’esterno.

- Durante l’espirazione i muscoli intercostali si rilassano facendo abbassare le costole, il diaframma si rilassa e si solleva, fa diminuire il volume della gabbia toracica, aumenta la pressione all’interno dei polmoni e l’aria fuoriesce.

Inspirazione

La fase della respirazione polmonare in cui si introduce aria nell’apparato respiratorio.

Inspiration

The phase of respiration in which air is introduced in the respiratory tract.

Espirazione

La fase della respirazione polmonare in cui l’aria fuoriesce dall’apparato respiratorio.

Expiration

The phase of respiration in which air is released from the respiratory tract.

HAI CAPITO CHE...

I movimenti dei muscoli intercostali e del diaframma creano dei cambiamenti nella pressione dell’aria interna ai polmoni: l’aria entra nei polmoni quando il volume della gabbia toracica aumenta ed esce quando il volume della gabbia toracica diminuisce.

Quanta aria entra nei polmoni? Quanta ne esce? Qual è la capacità dei polmoni?

In un atto respiratorio (inspirazione + espirazione) entrano circa 0,5 litri d’aria nei polmoni e ne escono altrettanti. Nel corso di un’intensa attività fisica o durante un’inspirazione profonda e una massima espirazione, l’aria scambiata può raggiungere anche 3,5 litri (iperventilazione). Nei polmoni rimangono però sempre circa 1,5 litri d’aria (volume residuo) che impediscono ai polmoni di svuotarsi completamente, collassando. La capacità polmonare è la quantità massima di aria che può essere contenuta nei polmoni; varia da persona a persona ma si aggira intorno ai 5 litri.

1 = volume dell’aria scambiata in un atto respiratorio: 0,5 litri

Che cos’è la frequenza respiratoria? Da che cosa dipende?

Avrai sicuramente notato che se sei tranquillo e a riposo respiri lentamente mentre se sei affannato o impegnato in uno sforzo la respirazione si fa più frequente. I grafici rappresentano la registrazione del numero di atti respiratori in un soggetto a riposo ( 7 ) e in un soggetto che sta compiendo un’attività fisica ( 8 ). Ogni curva dei grafici corrisponde a un atto respiratorio, sull’asse orizzontale è segnato il tempo in secondi. Come puoi osservare, il numero di atti respiratori aumenta notevolmente nella figura 8. Il fatto si spiega in modo semplice pensando che durante lo sforzo fisico il corpo ha bisogno di una maggiore quantità di ossigeno e quindi aumenta il numero di atti respiratori.

La frequenza respiratoria è il numero di atti respiratori compiuti in un minuto; è maggiore dopo uno sforzo fisico e diminuisce con l’età: in un neonato è di 30-40 atti respiratori, nell’adulto 18-20. La frequenza respiratoria è controllata da recettori nervosi situati tra due grosse arterie poste vicino al cuore: essi percepiscono la quantità di ossigeno nel sangue. Se non c’è ossigeno a sufficienza, i recettori nervosi inviano il messaggio a una parte dell’encefalo che fa aumentare la frequenza respiratoria.

per saperne di più

Qualità dell’aria e salute

Spesso nelle grandi città l’aria è irrespirabile a causa dei numerosi inquinanti prodotti dalle industrie, dagli impianti di riscaldamento, dagli scarichi dei mezzi di trasporto, dagli inceneritori di immondizia… La presenza nell’aria di un’alta concentrazione di tali inquinanti è responsabile di molte malattie respiratorie che dipendono anche dalla durata dell’esposizione.

Qual è la qualità dell’aria che respiri in classe?

Senz’altro ti è capitato, dopo qualche ora di lezione nell’aula chiusa e affollata di alunni, di cominciare a sbadigliare, avere mal di testa e far fatica a concentrarti. Il problema è la diminuzione dell’ossigeno e l’aumento dell’anidride carbonica nell’aria, come è documentato nel grafico. Osservalo e rispondi. Che cosa accade alla CO2 dalle 8 alle 10? E dopo le 10, le 12, le 14? Quale ipotesi puoi fare per spiegare l’andamento della concentrazione di CO2? Quale comportamento evita che l’aria della classe sia troppo inquinata? Anche nella nostra abitazione spesso l’aria è ricca di inquinanti: anidride carbonica emessa con la respirazione, sostanze derivate dalla cottura del cibo, dai prodotti per la pulizia, dalle vernici… In ogni caso per fare il pieno di aria pulita è importante aprire sovente le finestre!

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