In che modo il midollo controlla la respirazione?

Il midollo svolge un ruolo vitale nel controllo della respirazione, in particolare nel mantenimento di un ritmo respiratorio regolare e nella regolazione dei modelli respiratori in risposta a varie condizioni. Ecco una panoramica di come il midollo controlla la respirazione:

1. Generazione del ritmo respiratorio :Il midollo contiene un gruppo di neuroni noto come centro respiratorio o generatore del ritmo respiratorio. Questi neuroni generano il ritmo di base della respirazione. Il centro respiratorio è costituito da due gruppi di neuroni:

- Gruppo respiratorio dorsale (DRG) :Situato nella parte dorsale del midollo, il DRG è responsabile dell'inspirazione (inspirazione). Invia segnali al diaframma e ai muscoli intercostali, facendoli contrarre e aspirando aria nei polmoni.

- Gruppo respiratorio ventrale (VRG) :Situato nella parte ventrale del midollo, il VRG controlla l'espirazione (espirazione). Quando attivo, il VRG inibisce l'inspirazione e favorisce il rilassamento del diaframma e dei muscoli intercostali, consentendo l'espulsione dell'aria dai polmoni.

2. Ispirazione :Durante la normale respirazione tranquilla, l'inspirazione è guidata principalmente dal DRG. Invia segnali ai nervi frenici, che innervano il diaframma, il principale muscolo della respirazione. Questi segnali fanno sì che il diaframma si contragga e si sposti verso il basso, aumentando il volume della cavità toracica. Allo stesso tempo, anche i muscoli intercostali tra le costole si contraggono, espandendo ulteriormente il torace. Di conseguenza, l'aria viene aspirata nei polmoni.

3. Scadenza :A riposo, l'espirazione è un processo passivo che avviene a causa del ritiro dei polmoni e della parete toracica. Mentre il diaframma e i muscoli intercostali si rilassano, il ritorno elastico dei polmoni li riporta alla loro forma originale, spingendo fuori l’aria. Il VRG svolge un ruolo nel modulare l'espirazione durante i respiri più profondi o durante l'aumento della richiesta respiratoria inibendo attivamente l'ispirazione.

4. Chemorecezione centrale :Il midollo contiene chemocettori che monitorano i livelli di anidride carbonica e ioni idrogeno (pH) nel liquido cerebrospinale (CSF). Questi chemocettori rilevano i cambiamenti nell'ambiente chimico e inviano segnali al centro respiratorio. Un aumento dell’anidride carbonica o degli ioni idrogeno stimola il centro respiratorio, portando ad un aumento della frequenza e della profondità della respirazione.

5. Controllo dei riflessi :Il midollo integra anche i segnali provenienti da vari recettori e riflessi coinvolti nella regolazione della respirazione, come:

- Barocettori :Situati nelle arterie carotidi e nell'arco aortico, i barocettori rilevano i cambiamenti della pressione sanguigna. L’aumento della pressione sanguigna può portare ad una diminuzione riflessa della frequenza cardiaca e della frequenza respiratoria.

- Recettori di stiramento polmonare :Situati nelle vie aeree, questi recettori rilevano il gonfiamento polmonare e avviano riflessi che inibiscono ulteriore inspirazione e promuovono l'espirazione.

- Riflesso di Hering-Breuer :Questo riflesso è innescato da un'eccessiva inflazione polmonare. Quando i polmoni sono tesi, attivano i recettori sensoriali vagali, inviando segnali al midollo che inibiscono l’ispirazione e causano l’espirazione.

6. Integrazione con i centri cerebrali superiori :Il midollo riceve segnali dai centri cerebrali superiori, come il ponte e la corteccia cerebrale. Questi segnali possono modificare il ritmo e il modello della respirazione in risposta al controllo volontario, alle emozioni e allo stato comportamentale.

Nel complesso, il midollo agisce come un centro di controllo centrale per la respirazione, generando il ritmo respiratorio di base, rispondendo ai cambiamenti chimici nel corpo, integrando gli input riflessi e coordinandosi con i centri cerebrali superiori per garantire una ventilazione adeguata.