Salute e malattia

Meccanica della respirazione: ventilazione, scambio gassoso e regolazione del pH

La respirazione (ventilazione polmonare) è il processo meccanico che muove l'aria tra l'atmosfera e gli alveoli per consentire lo scambio gassoso e mantenere l'equilibrio acido-base.

Fasi della ventilazione

  • Inspirazione (attiva): Il diaframma si contrae (abbassando la pressione pleurica), gli intercostali esterni sollevano le coste → espansione polmonare → l'aria entra seguendo un gradiente di pressione.
  • Esperazione (passiva a riposo): Recoil elastico di polmoni e gabbia toracica + rilassamento dei muscoli inspiratori → aumento della pressione alveolare → l'aria esce. L'espirazione forzata recluta intercostali interni e muscoli addominali.

Scambio gassoso

  • L'O₂ diffonde dagli alveoli (PO₂ ~100 mmHg) → sangue capillare polmonare (PO₂ ~40 mmHg).
  • La CO₂ diffonde dal sangue (PCO₂ ~45 mmHg) → alveoli (PCO₂ ~40 mmHg).
  • Regolato dalla legge di Fick: la diffusione dipende da superficie, spessore della membrana, gradiente di pressione parziale e coefficiente di diffusione.

Regolazione del pH

CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻. La ventilazione regola la PCO₂ arteriosa in pochi minuti per compensare i disturbi acido-base metabolici (compenso respiratorio).

Controllo della ventilazione

  • Chemiorecettori centrali (midollo): Rispondono al pH del LCR (guidato dalla PCO₂).
  • Chemiorecettori periferici (corpi carotidei/aortici): Rispondono a PO₂, PCO₂ e pH.
  • Centri superiori: Controllo volontario, influenze emotive e comportamentali.

La ventilazione è regolata con precisione per mantenere PO₂, PCO₂ e pH arteriosi entro stretti limiti fisiologici.