Salute e malattia
Durante l'esercizio, il corpo può aumentare il fabbisogno respiratorio fino a 10 volte il normale. I polmoni forniscono esattamente l'ossigeno necessario in ogni momento e rimuovono la giusta quantità di anidride carbonica dal sangue. Le variazioni di CO₂ modificano l'acidità del sangue, e la nostra sopravvivenza dipende da un pH ematico di 7,4 (Textbook of Medical Physiology). La capacità dei polmoni di valutare il fabbisogno di O₂ e CO₂ e adeguarlo in secondi è straordinaria.
Mentre allacciate le scarpe per l'allenamento, il cervello anticipa già quanto accelererà il respiro. La corteccia (pensiero, apprendimento) segnala al centro di controllo respiratorio nel midollo. Mentre correte, altri segnali raggiungono il centro respiratorio insieme a quelli per i muscoli di braccia e gambe. Tutto avviene mentre il corpo inizia a consumare più O₂ e produrre più CO₂.
Mescolando CO₂ e acqua nel corpo si forma acido carbonico. Sia l'acidità che la CO₂ stimolano il centro respiratorio cerebrale ad aumentare la frequenza. Sorprendentemente, la bassa O₂ è un trigger meno potente. Per fortuna, perché la CO₂ nel sangue fluttua più dell'O₂. Legare il respiro a CO₂ e acidità permette ai polmoni di adattarsi precisamente ai bisogni istante per istante. Sensori nel cervello e nelle arterie carotidee del collo inviano info continue al centro respiratorio via nervi specializzati.
Anche braccia e gambe influenzano la velocità polmonare. Giunture e muscoli in movimento attivano sensori che segnalano al centro di controllo. Funziona anche se qualcuno muove le vostre gambe mentre riposate. Con l'esercizio, il fluido attorno ai muscoli si acidifica per l'acido lattico. La maggior parte degli esperti ritiene che sensori specializzati riportino questo al midollo, aumentando il respiro.
Generare calore, da esercizio o febbre, aumenta la frequenza respiratoria. Il calore agisce direttamente sul centro respiratorio cerebrale. Il vostro cane lo dimostra se lo portate a correre in una giornata calda: l'ansimare raffredda il corpo per mantenere funzionali le proteine.
Oltre ai controlli sopra, esistono molti altri modi per determinare la frequenza respiratoria ottimale: controlli volontari (parlare, trattenere il respiro, suonare la tuba), sensori irritativi in naso e polmoni (tosse, starnuti), collegamenti tra centro respiratorio e centro della frequenza cardiaca nel cervello (entrambi aumentano insieme). Tutte queste info sono integrate rapidamente dal centro respiratorio cerebrale.
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