Fisiologia della Respirazione
La respirazione si articola in due fasi, inspirazione ed espirazione. Nel corso dell’inspirazione, il diaframma e i muscoli del torace si muovono. Il diaframma si contrae verso il basso, comprimendo gli organi addominali e aumentando il volume della parte bassa dei polmoni; i muscoli del torace con la loro dilatazione, spostano le coste verso l’esterno contribuendo all’espansione della cassa toracica in alto.
Controllo nervoso della respirazione: L’automaticità della respirazione è controllata da cellule del Sistema Nervoso Centrale riunite in gruppi per formare i centri respiratori, localizzati in zone del tessuto cerebrale: il Bulbo e il Ponte.
Il centro respiratorio bulbare è diviso in due sezioni: centro inspiratorio e centro espiratorio, entrambi sensibili agli stimoli chimici legati alla concentrazione arteriosa dell’Anidride Carbonica (C O2).
Nel ponte sono presenti altri due centri respiratori: il centro apneustico e il centro pneumotassico, che hanno compiti ben precisi nel controllo nervoso della respirazione. Il centro apneustico rappresenta il punto di partenza dello stimolo all’inspirazione mentre il centro pneumotassico si occupa della regolazione automatica del respiro.
centri respiratori cerebrali: il Centro Respiratorio Bulbare stabilisce il ritmo del respiro e risente in maniera notevole di ogni aumento della C O2 a cui risponde aumentando la ventilazione.
Controllo chimico della respirazione: Il compito dell’apparato respiratorio è di mantenere in equilibrio i livelli della C O2 e dell’O2 nel sangue entro quei limiti idonei ad assicurare le funzioni vitali. Infatti, le variazioni delle pressioni parziali di tali gas nell’organismo, influenzano in via riflessa il ritmo e l’ampiezza dell’attività ventilatoria. Tra i due gas quello che ha maggiore importanza sull’attività respiratoria è indubbiamente la CO2, in quanto sono le sue variazioni che stimolano le risposte dei centri respiratori. Infatti ogni variazione della CO2 nel sangue, sia in aumento che in diminuzione, causa una stimolazione dei recettori chimici bulbari che porta alla reazione di uno dei due centri respiratori pontini (apneustico o pneumotassico), che a loro volta inviano uno stimolo a uno dei due centri bulbari (inspiratorio ed espiratorio). L’aumento della concentrazione della C O2 nel sangue provoca una stimolazione della respirazione, ma poiché sott’acqua non è possibile inspirare, l’aumento della C O2 nel sangue scatena la comparsa delle contrazioni diaframmatiche, che rappresentano il campanello d’allarme più evidente per indicare il limite raggiunto.
Durante la respirazione invece, una consistente diminuzione della CO2 ematica, come avviene nell’iperventilazione, è in grado di allontanare nel tempo la comparsa dello stimolo inspiratorio con le contrazioni del diaframma perché lo stimolo al centro bulbare arriva solo quando la concentrazione della CO2 nel sangue raggiunge determinati valori che con l’iperventilazione ritardano ad arrivare perché riduce il livello iniziale di CO2 nel sangue fin da prima dell’inizio dell’apnea. L’Iperventilazione quindi allontana il segnale di allarme che l’organismo utilizza per avvertire che sono sopraggiunti i limiti; il pericolo è costituito dal fatto che prima che il livello di CO2 sia abbastanza da inviare stimoli a respirare, potrebbe essere sceso troppo quello dell’ossigeno, fino a livelli insopportabili. Per questo motivo ma anche per altri, l’iperventilazione è fortemente sconsigliata: abbassa i livelli di difesa dell’organismo senza apportare benefici. Nella sezione Sicurezza in Apnea verrà spigato in modo più dettagliato.
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