I processi di inspirazione (inspirazione) ed espirazione (espirazione) sono vitali per fornire ossigeno ai tessuti e rimuovere l’anidride carbonica dal corpo. L’ispirazione avviene attraverso la contrazione attiva dei muscoli – come il diaframma-mentre l’espirazione tende ad essere passiva, a meno che non sia forzata.
In questo articolo, vedremo la fisiologia della ventilazione – il processo di ispirazione ed espirazione, come questo differisce tra respirazione silenziosa e forzata e le loro correlazioni cliniche.,
I polmoni e la respirazione
Lo spazio tra la superficie esterna dei polmoni e la parete toracica interna è noto come spazio pleurico. Questo è solitamente riempito con liquido pleurico, formando un sigillo che tiene i polmoni contro la parete toracica dalla forza della tensione superficiale. Questo sigillo assicura che quando la cavità toracica si espande o si riduce, i polmoni subiscono l’espansione o la riduzione delle dimensioni di conseguenza.
Durante la respirazione, la contrazione e il rilassamento dei muscoli agiscono per modificare il volume della cavità toracica., Mentre la cavità toracica e i polmoni si muovono insieme, questo cambia il volume dei polmoni, a sua volta cambiando la pressione all’interno dei polmoni.
La legge di Boyle afferma che il volume del gas è inversamente proporzionale alla pressione (quando la temperatura è costante). Pertanto:
- Quando il volume della cavità toracica aumenta – il volume dei polmoni aumenta e la pressione all’interno dei polmoni diminuisce.
- Quando il volume della cavità toracica diminuisce – il volume dei polmoni diminuisce e la pressione all’interno dei polmoni aumenta.,
Processo di ispirazione
L’ispirazione è la fase di ventilazione in cui l’aria entra nei polmoni. È iniziato dalla contrazione dei muscoli inspiratori:
- Diaframma – appiattisce, estendendo la dimensione superiore / inferiore della cavità toracica.
- Muscoli intercostali esterni-eleva le costole e lo sterno, estendendo la dimensione anteriore/posteriore della cavità toracica.
L’azione dei muscoli inspiratori provoca un aumento del volume della cavità toracica., Poiché i polmoni sono tenuti contro la parete toracica interna dal sigillo pleurico, subiscono anche un aumento di volume.
Secondo la legge di Boyle, un aumento del volume polmonare si traduce in una diminuzione della pressione all’interno dei polmoni. La pressione dell’ambiente esterno ai polmoni è ora maggiore dell’ambiente all’interno dei polmoni, il che significa che l’aria si muove nei polmoni lungo il gradiente di pressione.
Processo di espirazione passiva
L’espirazione è la fase di ventilazione in cui l’aria viene espulsa dai polmoni., È iniziato dal rilassamento dei muscoli inspiratori:
- Diaframma-si rilassa per tornare alla sua posizione di riposo, riducendo la dimensione superiore/inferiore della cavità toracica.
- Muscoli intercostali esterni-rilassarsi per deprimere le costole e lo sterno, riducendo la dimensione anteriore/posteriore della cavità toracica.
Il rilassamento dei muscoli inspiratori provoca una diminuzione del volume della cavità toracica. Il rinculo elastico del tessuto polmonare precedentemente espanso consente loro di tornare alle dimensioni originali.,
Secondo la legge di Boyle, una diminuzione del volume polmonare provoca un aumento della pressione all’interno dei polmoni. La pressione all’interno dei polmoni è ora maggiore rispetto all’ambiente esterno, il che significa che l’aria esce dai polmoni lungo il gradiente di pressione.
Respirazione forzata
La respirazione forzata è una modalità attiva di respirazione che utilizza muscoli aggiuntivi per espandere e contrarre rapidamente il volume della cavità toracica. Si verifica più comunemente durante l’esercizio.,
Ispirazione attiva
L’ispirazione attiva comporta la contrazione dei muscoli accessori della respirazione (oltre a quelli dell’ispirazione tranquilla, del diaframma e degli intercostali esterni). Tutti questi muscoli agiscono per aumentare il volume della cavità toracica:
- Scaleni-eleva le costole superiori.
- Sternocleidomastoideo-eleva lo sterno.
- Pettorale maggiore e minore-tira le costole verso l’esterno.
- Serratus anterior-eleva le costole (quando le scapole sono fisse).
- Gran dorsale-eleva le costole inferiori.,
Espirazione attiva
L’espirazione attiva utilizza la contrazione di diversi muscoli toracici e addominali. Questi muscoli agiscono per diminuire il volume della cavità toracica:
- Parete addominale anterolaterale-aumenta la pressione intra-addominale, spingendo ulteriormente il diaframma verso l’alto nella cavità toracica.
- Intercostale interno-deprime le costole.
- Intercostale più interno-deprime le costole.
Rilevanza clinica: Paralisi diaframmatica
Il nervo frenico fornisce innervazione motoria al diaframma., Se il nervo viene danneggiato, può risultare la paralisi del diaframma. Le cause della paralisi del nervo frenico includono:
- Trauma meccanico – legatura o danno al nervo durante l’intervento chirurgico.
- Compressione-dovuta a un tumore all’interno della cavità toracica.
- Sindrome di Guillian-Barre-debolezza muscolare indotta da auto-immune, spesso innescata dall’infezione.
- Malattia neuromuscolare – come la sclerosi multipla o la malattia del motoneurone.
La paralisi del diaframma produce un movimento paradossale., Il lato interessato del diaframma si muove verso l’alto durante l’inspirazione e verso il basso durante l’espirazione. Una paralisi diaframmatica unilaterale è solitamente asintomatica ed è più spesso un reperto incidentale sui raggi X. Se entrambe le parti sono paralizzate (nota come paralisi diaframmatica bilaterale), il paziente può sperimentare scarsa tolleranza all’esercizio, ortopnea e affaticamento. I test di funzionalità polmonare mostreranno un deficit restrittivo.
La gestione della paralisi diaframmatica è duplice. In primo luogo, la causa sottostante deve essere identificata e trattata (se possibile)., In una paralisi diaframmatica unilaterale, i pazienti di solito non richiedono supporto ventilatorio, a meno che non abbiano già una significativa malattia polmonare o siano sintomatici. In una paralisi bilaterale, il paziente può richiedere un supporto ventilatorio come la ventilazione positiva non invasiva o, nei casi più gravi, l’intubazione e la ventilazione invasiva.
