Respirazione

La respirazione 

Molti articoli di questo blog sono stati dedicati ai disturbi delle vie respiratorie. Mi sembra particolarmente utile diffondere queste note di approfondimento che descrivono i numerosi muscoli impegnati in questa attività all'apparenza così semplice. 

Un atto respiratorio si svolge in 4 fasi: 

—inspirazione

—pausa (apnea)

—espirazione

—pausa.

Ad ogni inspirazione l’aria entra dalle narici.

Dato che nell’aria possono essere presenti odori o altre sostanze direttamente o non direttamente manifeste alla nostro ordinario stato di coscienza, voglio sottolineare che esse vengono percepite in quanto i lobi olfattivi sono direttamente prospicienti alla radice del naso. La presenza di questi odori o sostanze quindi viene trasmessa dal bulbo olfattivo al sistema limbico e al sistema nervoso vegetativo. Quindi possiamo considerare il fatto che l’aria inspirata compie un percorso doppio. Una piccola parte si dirige direttamente al bulbo olfattivo e il resto si dirige attraverso la laringe alla trachea e quindi ai bronchi per andare infine  a collabire, adeguatamente umidificata e riscaldata, la superficie interna dei polmoni.

Ecco un richiamo a tutte le ossa e i muscoli coinvolti tratto dal testo La respirazione, di P.E.Souchard.

Diaframma

È formato da tre elementi 

-- il setto traverso o centro frenico

-- la membrana pleuro--peritoneale

-- il meso-esofago da cui originano i pilastri del diaframma.

La parte periferica del diaframma è costituita dalla giustapposizione di sottili muscoli digastrici i cui tendini mediali si intrecciano a formare il centro frenico. La parte muscolare si divide a sua volta in una porzione vertebrale, una costale e una sternale.

Inoltre dobbiamo prestare particolare attenzione alle intersezioni 

aponeurotiche dei muscoli, in quanto il sistema fibroso aponeurotico crea una continuità tra muscolo e muscolo, contribuendo così alla formazione di catene muscolari che rendono inoperante ogni correzione che sia riferita a un singolo muscolo o segmento.

Sistema sospensore del diaframma

l’aponeurosi cervicale profonda, o fascia prevertebrale, si continua a livello toracico con l’ispessimento posteriore della fascia endocardica. 

la guaina viscerale diviene la guaina dell’esofago, o fascia periesofagea, che prosegue fino al diaframma raccogliendo lateralmente i legamenti del polmone. le guaine dei grossi vasi sono rinforzate dalle espansioni del pericardio. il foglietto profondo dell’aponeurosi media e un’espansione della guaina viscerale formano insieme l’aponeurosi cervico-pericardica. Il foglietto superficiale si continua con il legamento sterno-pericardico superiore.

Attraverso questa serie di fasce e legamenti, il diaframma è come sospeso alla base del cranio, alla colonna cervico-dorsale fino a T4 e alla parte alta del torace. (al di sotto di T4 la fascia non aderisce ma resta sospesa)

in questa zona cervico-toracica troviamo una catena fasciale molto solida che chiameremo tendine del diaframma. la catena fibrosa continua senza interrompersi al di sotto del diaframma i cui pilastri sono fissati alla colonna lombare tramite una robusta porzione fibrosa. Le loro inserzioni sulle vertebre lombari, insieme a quelle del muscolo psoas, all’aponeurosi posteriore del trasverso, della fascia trasversalis e dei suoi rinforzi posteriori (legamenti lombo-costali di Henlé) offrono un solido punto di attacco alla fascia iliaca che scende fino all’arto inferiore. A questo livello non troviamo più una catena fasciale anteriore, come al di sopra del diaframma, ma due catene laterali, destra e sinistra, che scendono da entrambi i lati fino al bacino e agli arti inferiori.

Vediamo ora come si svolge la funzione respiratoria

in generale tutte le funzioni necessarie alla sopravvivenza (respirazione, circolazione, digestione e metabolismo ecc) sono garantite e gestite dal sistema nervoso vegetativo. Il diaframma rappresenta un’eccezione a questa regola, potendo essere attivato sia volontariamente che automaticamente. Ogni volta che il suo funzionamento dipende dal controllo automatico, il diaframma svolge un ruolo essenziale per la sopravvivenza, sul piano circolatorio e digestivo, attraverso un’azione di pompa nel corso della quale il centro frenico resta mobile. Per assicurarsi funzioni meno indispensabili alla vita come la fonazione o la statica (sollevare pesi), il comando volontario può comportare una momentanea fissazione del diaframma e del suo centro frenico. Questa azione deve necessariamente essere limitata nel tempo poiché durante tale periodo, la funzione respiratoria, che è essenziale, non è più assicurata. Ecco quindi un esempio di come in alcuni casi si ha una superiorità (del tutto transitoria) che il sistema nervoso cosciente può esercitare su quello autonomo.

Il diaframma è dunque un muscolo molto importante per quanto riguarda il controllo nervoso, ed è l’esempio per eccellenza della relatività delle funzioni: concetto così scomodo e difficile da accettare per l’epistemologia occidentale non olistica. Ad esempio basti pensare a come blocchiamo il nostro respiro quando siamo sotto stress.

Il blocco diaframmatico, in virtù della catena fasciale appena descritta, può avere come conseguenza un blocco in flessione della zona occipitale e quindi ecco come una difficoltà respiratoria e persino una sinusite può avere cause distali oltre che locali (prime vie aeree).

INSPIRAZIONE

— di piccola ampiezza.

è molto economica ed è prodotta unicamente dal diaframma. Se la fascia cervico-toraco-diaframmatica (tendine del diaframma) è rilasciata, la zona lombare e le ultime coste risultano maggiormente bloccate rispetto al centro frenico che si abbassa da 1,5 a 3 cm

—di media ampiezza

quando il centro frenico si abbassa mette in tensione il suo tendine che provoca l’arresto della sua discesa. Esso si blocca rispetto alle coste più basse, le ultime delle quali sono false e fluttuanti  proprio per offrire la minor resistenza possibile all’elevazione. Le ultime sei coste si sollevano, dunque, debolmente, soprattutto in senso laterale.

Le respirazioni di piccola e media ampiezza si distinguono difficilmente e variano in funzione della posizione che il soggetto assume (distesa, seduta, eretta). Nella respirazione di media ampiezza possiamo constatare una certa attività degli intercostali e degli scaleni.

— di grande ampiezza

qui si verifica obbligatoriamente, oltre alla contrazione del diaframma, anche quella dei muscoli inspiratori accessori. La vigorosa contrazione del diaframma fa abbassare il centro frenico di circa cinque centimetri. Questo abbassamento, insieme allo sforzo di raddrizzamento spinale, mette notevolmente in tensione il tendine. Il centro frenico si fissa, le ultime sei coste si sollevano; le fibre muscolari più lunghe e poco influenzate dalla massa viscerale si appiattiscono, la regione dorsale bassa e quella lombare alta si incavano leggermente. Tutto questo si svolge in realtà come se il diaframma, grazie al suo tendine, agisse direttamente a partire dalla base del cranio e della nuca fino alle coste basse.

nota: alcune scosse possono attraversare il diaframma.

—tosse, riso, starnuto, eruttazione provocano scosse verso l’alto

—singhiozzo, sbadiglio, deglutizione, sospiro scosse verso il basso.

LE COSTE

a livello vertebrale, il movimento delle coste, che è di rotazione, si effettua intorno all’asse che congiunge l’articolazioe costo-trasversaria all’articolazione costo-vertebrale 

L’orientamento più che altro antero-posteriore di questo asse provoca l’elevazione laterale delle ultime 6 coste, mentre l’orientamento delle articolazioni costo-vertebrali determina in particolare il loro allargamento. Per le prime sei coste l’orientamento trasversale dell’asse provoca un’elevazione soprattutto anteriore. Per quanto riguarda lo sterno, le cartilagini costali gli permettono qualche movimento in senso verticale a livello condro-costale.

I movimenti di rotazione non sono mai puri, né unicamente articolari, ma si compiono in virtù dell’elasticità della cartilagine che si comporta come una barra di torsione, restituendo nell’espirazione la forza immagazzinata durante l’inspirazione.

La lunghezza delle cartilagini delle coste inferiori e l’assenza di inserzione diretta di queste sullo sterno, facilitano enormemente l’allargamento del basso torace.

Nell’inspirazione il manubrio sternale si orizzontalizza mentre lo sterno si solleva. L’angolo di Louis si chiude.

MUSCOLI  INSPIRATORI  ACCESSORI

Entrano in funzione solo in caso di respirazione di grande ampiezza , tranne gli intercostali e scaleni che possono svolgere una modica attività nella respirazione di media ampiezza.

La loro varietà ed abbondanza trova spiegazione nella costante necessità di reperire un muscolo inspiratorio accessorio disponibile, qualunque sia l’azione in corso. Così tra i quattro grandi gruppi che vengono distinti, e cioè inspiratori toracici, scapolari, nucali e spinosi, sarà possibile ad esempio utilizzare gli sterno-cleido-mastoidei e gli scaleni, quando gli arti superiori sono in azione; al contrario, potranno essere contratti gli inspiratori di origine scapolare, quando siano in movimento la testa e il collo. Ciò spiega perché alcuni sport provochino più affanno di altri. E’ questo il caso del basket rispetto alla semplice corsa a piedi. nella pratica del primo la testa, la nuca e le scapole sono costantemente in movimento e ciò impedisce ai muscoli inspiratori accessori, che vi si inseriscono, di assolvere permanentemente la loro funzione respiratoria.

Dei muscoli accessori diamo solo un elenco, poiché l’argomento ci porterebbe “fuori dal seminato”, riservandoci un approfondimento in sede di un corso successivo.

INSPIRATORI NUCALI 

— sterno-cleido-mastoideo

—scaleno anteriore, medio e posteriore

—trapezio superiore

—succlavio

inspiratori scapolari

—piccolo pettorale

—trapezio medio

—grande pettorale

—romboidei

—gran dentato

—gran dorsale

INSPIRATORI SPINALI

—multifido

—semispinoso toracico e cervicale

—semispinoso della testa

—rotatori lombari, toracici e cervicali

—lungo dorsale

—sacro-lombare

—spino-spinoso

INSPIRATORI TORACICI

—intercostali esterni

—intercostali medi e interni

—sottocostali

—sovracostali

—piccolo dentato posteriore e superiore

MUSCOLI ESPIRATORI

L’espirazione è un movimento passivo che nasce dall’arresto della contrazione dei muscoli inspiratori. Nello sforzo, nel grido nella tosse ecc, cioè nelle attività fortemente dinamiche, intervengono soltanto gli espiratori. I muscoli espiratori sono pertanto degli espiratori accessori.

ADDOMINALI

piccolo obliquo

grande obliquo

trasverso dell’addome

grande retto

piramidale dell’addome

quadrato dei lombi

 piccolo dentato posteriore e inferiore

triangolare dello sterno.

FISIOLOGIA della respirazione

i centri bulbari controllano i muscoli della respirazione.

le informazioni provengono

—dalla corteccia

la respirazione è una funzione automatica, ma è anche sottoposta a un controllo volontario o emozionale dipendente dalla corteccia somato-motrice e limbica. Gli ordini passano attraverso la formazione reticolare bulbare e raggiungono il midollo per mezzo dei fasci corticospinali. Le zone corticali premotrici sono eccitatorie per la ventilazione. Le parti mediane e inferiori degli emisferi e le circonvoluzioni limbiche sono inibitorie. La formazione reticolare mesencefalica svolge una funzione nel controllo dei centri buobo-pontini e ciò permette la riduzione del ritmo durante il sonno.

—dal diencefalo

—dal polmone

Il nervo vago trasporta messaggi di origine differente: i riflessi nasali provenienti dalla mucosa nasale, che inducono tra l’altro una costrizione bronchiale e laringea; i riflessi della tosse; i riflessi di aspirazione derivanti dalla parte posteriore delle fosse nasali e che inducono una forte inspirazione per mezzo della contrazione del diaframma e degli intercostali, mirante a sbloccare il condotto nasale; i riflessi di irritazione bronchiale, distinti da quelli della tosse poiché sembrano indurre, al contrario, una inspirazione profonda; il riflesso di inflazione di Hering-Brever. Questi autori hanno mostrato che l’espansione del polmone inibisce l’inspirazione e provoca l’espirazione, rivestendo così un ruolo di autoregolazione. Questo riflesso, sviluppato nell’animale, è molto poco evidente nell’uomo, salvo che nei primi giorni di vita.

—dai bronchi e dagli alveoli tramite il pneumogastrico

—dalla parete toracica tramite i fusi neuromuscolari, il sistema di Golgi e i recettori articolari

—dal sangue tramite i chemiocettori arteriosi (carotidei)

—dal liquido cefalorachidiano tramite i chemiocettori centrali.

— controllo propriocettivo

serve al mantenimento della respirazione a volume costante, in qualsiasi posizione, e nella scelta della frequenza da adottare per conservare il volume degli scambi.

—regolazione metabolica

permette una stabilità notevole delle proporzioni di O2 e CO2 nel sangue arterioso. Malgrado le variazioni del consumo di ossigeno e quelle della composizione dell’aria, queste proporzioni rimangono comprese entro limiti molto ristretti. L’ipossia e l’acidosi inducono immediatamente una iperventilazione; l’iperossia e l’alcalosi una ipoventilazione. I chemiocettori arteriosi collegati al bulbo dai nervi glossofaringeo e dal seno carotideo, reagiscono ai cambiamenti di O2.