Respirazione
Respirare è muovere l'aria dentro e fuori i polmoni. L'aria che entra ed esce si chiama respiro. Se una persona non può respirare, morirà.
Respirare aiuta le persone a fare due cose molto importanti:
- Far entrare l'ossigeno nel corpo. Ogni parte del corpo ha bisogno di ossigeno per sopravvivere. L'unico modo in cui gli esseri umani possono ottenere ossigeno è quello di respirarlo.
- Estrarre l'anidride carbonica (CO2) dal corpo. Quando il corpo produce energia, l'anidride carbonica rimane. Il corpo ha bisogno di liberarsi dell'anidride carbonica in eccesso, perché troppa di essa è velenosa. L'unico modo in cui l'uomo può sbarazzarsi dell'anidride carbonica è quello di espellerla.
Quando una persona respira, porta aria nei polmoni. L'aria contiene ossigeno. L'ossigeno va dai polmoni nel flusso sanguigno della persona. Quando l'ossigeno entra nel flusso sanguigno, l'anidride carbonica in più esce e va nei polmoni. Questo è chiamato scambio di gas: fondamentalmente, l'ossigeno e l'anidride carbonica stanno cambiando posto. L'ossigeno è ora nel flusso sanguigno, che può portare l'ossigeno in ogni parte del corpo. Inoltre, l'anidride carbonica è ora nei polmoni, dove può essere espirata.
Gli adulti respirano circa 18 volte al minuto, ovvero più di 25.000 volte al giorno. I bambini respirano ancora più velocemente.
Scambio di gas negli esseri umani. L'ossigeno e l'anidride carbonica passano da un capillare (parte del flusso sanguigno) ad un alveolo (un sacco d'aria nei polmoni).
Come il cervello controlla la respirazione
Una parte del tronco encefalico chiamata midollo allungato controlla la respirazione. Gruppi di neuroni nel midollo allungato indicano ai muscoli respiratori quando respirare, quando respirare più velocemente e quando respirare più lentamente.
Il tronco encefalico misura la quantità di anidride carbonica nel sangue di una persona. Se c'è troppa anidride carbonica, il midollo dice al corpo di respirare più velocemente. Questo aiuta la persona a respirare l'anidride carbonica in più. Una volta che la quantità di anidride carbonica nel sangue è di nuovo normale, il midollo dice al corpo di respirare di nuovo più lentamente.
Il corpo misura anche la quantità di ossigeno nel sangue. Se non c'è abbastanza ossigeno nel sangue, il midollo dice al corpo di respirare più velocemente, di prendere più ossigeno. Una volta che c'è abbastanza ossigeno nel sangue, il midollo dice al corpo di respirare più lentamente.
Il midollo allungato (in rosso)
Muscoli respiratori
Affinché una persona possa respirare, alcuni muscoli devono contrarsi (stringersi) e rilassarsi al momento giusto. I gruppi speciali di neuroni nel midollo allungato indicano a questi muscoli respiratori quando contrarsi (il che fa respirare la persona) e quando rilassarsi (il che fa respirare la persona). Ci sono alcuni gruppi principali di muscoli che controllano la respirazione.
Il diaframma
Il diaframma è il muscolo principale che controlla la respirazione. È un foglio di muscolo che corre lungo il fondo della gabbia toracica. Quando il diaframma è rilassato, ha la forma di una cupola (come un mezzo cerchio). Quando il midollo dice al diaframma di far respirare il corpo, il diaframma si abbassa e si raddrizza. Questo crea più spazio all'interno del torace, e più spazio per i polmoni per riempirsi d'aria. L'aria entra nei polmoni (si tratta di inalazione). Quando è il momento di espirare, il diaframma si rilassa di nuovo e l'aria lascia i polmoni.
Circa il 60% - 70% della capacità di respirare di una persona proviene dal diaframma.
Il diaframma è controllato da una speciale serie di nervi chiamati nervi frenici. Il midollo dice al diaframma quando contrarsi inviando messaggi attraverso i nervi frenici. Poiché il diaframma è così importante per la respirazione, i nervi frenici sono molto ben protetti nel corpo. Si trovano nella parte superiore del midollo spinale, vicino al collo.
Gli intercostali (muscoli delle costole)
I muscoli intercostali corrono tra ogni costola. Quando una persona ha bisogno di respirare, questi muscoli si contraggono e tirano le costole verso l'alto. Questo crea più spazio all'interno del torace per il riempimento dei polmoni.
Quando una persona è a riposo, il 30%-40% circa della sua capacità di respirare proviene dai muscoli intercostali.
I muscoli intercostali sono controllati dai nervi intercostali. Il midollo dice agli intercostali quando contrarsi inviando messaggi attraverso questi nervi. I nervi intercostali non sono così protetti come i nervi frenici. I nervi intercostali corrono lungo la colonna vertebrale toracica (che si trova nella parte superiore e centrale della schiena) e si collegano ai muscoli intercostali. Ciò significa che se una persona si ferisce alla colonna vertebrale toracica, potrebbe non essere in grado di utilizzare i muscoli intercostali. Perderebbe dal 30% al 40% della sua capacità di respirare. Tuttavia, poiché i nervi che controllano il diaframma sono molto più in alto nella colonna vertebrale e meglio protetti, la persona sarebbe ancora in grado di usare il diaframma per respirare. Avrebbe ancora il 60-70% della sua capacità di respirare.
Muscoli accessori
I muscoli accessori sono muscoli che una persona usa solo quando ha bisogno di un aiuto extra per la respirazione. A volte questo è normale. Per esempio, se una persona ha appena fatto molto esercizio fisico, potrebbe aver bisogno di ossigeno extra. Il midollo dice ai muscoli accessori di entrare in gioco, per rendere più facile per la persona sollevare il petto e creare più spazio per i polmoni da riempire. I muscoli accessori più importanti sono i muscoli del torace, dell'addome e del collo.
Tuttavia, se una persona deve usare i muscoli accessori per respirare mentre è a riposo, questo è un segno che non sta ricevendo l'ossigeno di cui il suo corpo ha bisogno. Potrebbe aver bisogno di farmaci, di ossigeno supplementare somministrato attraverso una maschera, o anche di cure mediche d'emergenza per aiutarla a respirare normalmente. Ad esempio, le persone affette da asma o da broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) spesso usano un inalatore quando hanno difficoltà a respirare. L'inalatore sbuffa un farmaco come l'albuterolo nella trachea e nei polmoni. Questo rende i passaggi d'aria più ampi e aiuta la persona a respirare meglio di quanto potesse fare prima.
Animazione del funzionamento del diaframma (in verde)
Un inalatore
Pagine correlate
- Inalazione (inspirazione)
- Scambio di gas
- Respirazione cellulare
- Midollo allungato
- Apparato respiratorio
Domande e risposte
D: Che cos'è la respirazione?
R: Respirare significa far entrare e uscire l'aria dai polmoni.
D: Perché la respirazione è importante?
R: La respirazione è importante perché aiuta le persone a far entrare l'ossigeno nel corpo e a far uscire l'anidride carbonica dal corpo.
D: Perché ogni parte del corpo ha bisogno di ossigeno?
R: Ogni parte del corpo ha bisogno di ossigeno per sopravvivere, perché è necessario per la produzione di energia.
D: Cosa succede quando una persona inspira?
R: Quando una persona inspira, l'aria (che contiene ossigeno) entra nei polmoni.
D: Che cos'è lo scambio di gas?
R: Lo scambio di gas è il processo attraverso il quale l'ossigeno entra nel flusso sanguigno e l'anidride carbonica esce dal flusso sanguigno, permettendo così all'ossigeno di essere distribuito in tutto il corpo e all'anidride carbonica di essere espulsa.
D: Con quale frequenza respirano gli adulti?
R: Gli adulti respirano circa 18 volte al minuto, ossia più di 25.000 volte al giorno.
D: Perché i bambini respirano ancora più velocemente?
R: I bambini respirano ancora più velocemente degli adulti perché i loro corpi sono più piccoli e richiedono più ossigeno per chilo di peso corporeo.
