Come funziona lo scambio di ossigeno e anidride carbonica: dalla respirazione alla respirazione cellulare

1. Ventilazione polmonare: movimento dell'aria dentro e fuori

• Inspirazione: Il diaframma e i muscoli intercostali esterni si contraggono, espandendo la cavità toracica. La pressione intrapolmonare scende sotto quella atmosferica, richiamando aria ricca di ossigeno negli alveoli.
• Esperazione: I muscoli si rilassano, il ritorno elastico riduce il volume polmonare, la pressione sale e l'aria ricca di anidride carbonica viene espulsa.

2. Respirazione esterna: scambio gassoso alveolare

L'ossigeno diffonde dall'aria alveolare (pressione parziale ~100 mmHg) nel sangue capillare (pO₂ ~40 mmHg). L'anidride carbonica si muove nella direzione opposta — dal sangue capillare (pCO₂ ~45 mmHg) all'aria alveolare (pCO₂ ~40 mmHg). Questi scambi sono guidati interamente dai gradienti di pressione parziale.

3. Trasporto dei gas nel sangue

• Ossigeno: 98% legato all'emoglobina; 2% disciolto nel plasma.
• Anidride carbonica: 70% come bicarbonato (HCO₃⁻), 23% come carbaminoemoglobina, 7% disciolta.

4. Respirazione interna: scambio gassoso tissutale

A livello dei capillari sistemici, l'ossigeno diffonde dal sangue nei tessuti (bassa pO₂), mentre l'anidride carbonica diffonde dai tessuti (alta pCO₂) nel sangue per tornare ai polmoni.

5. Regolazione della respirazione

I chemiorecettori centrali nel midollo e quelli periferici nei corpi carotidei e aortici monitorano pH, pCO₂ e pO₂ del sangue, regolando frequenza e profondità della ventilazione per mantenere l'omeostasi.

Questo ciclo continuo sostiene il metabolismo aerobico e l'equilibrio acido-base in tutto l'organismo.