Cosa determina il ritmo respiratorio nel corpo?

Il ritmo respiratorio nel corpo è determinato da una complessa interazione di diversi fattori, tra cui:

1. Generatori di pattern respiratori centrali:

Il controllo primario del ritmo respiratorio è esercitato da gruppi specializzati di neuroni all’interno del tronco encefalico, noti come generatori di pattern respiratori centrali (CRPG). Questi neuroni si trovano nel midollo allungato e nel ponte. I CRPG generano e coordinano il ritmo di base della respirazione.

2. Chemocettori:

I chemocettori sono recettori sensoriali sensibili ai cambiamenti nella composizione chimica del sangue e del liquido cerebrospinale. Esistono due tipi di chemocettori coinvolti nel controllo respiratorio:

a. Chemocettori periferici:

I chemocettori periferici si trovano nei corpi carotidei, che sono piccoli gruppi di cellule situati vicino alle arterie carotidi nel collo, e nei corpi aortici, che si trovano vicino all'arco aortico nel torace. Questi chemocettori rilevano i cambiamenti nella pressione parziale dell’ossigeno (PaO2), nella pressione parziale dell’anidride carbonica (PaCO2) e nel pH del sangue. Quando la PaO2 diminuisce, la PaCO2 aumenta o il pH diminuisce, i chemocettori periferici inviano segnali ai centri respiratori nel tronco encefalico, portando ad un aumento della frequenza e della profondità respiratoria.

b. Chemocettori centrali:

I chemocettori centrali si trovano nel midollo allungato, vicino ai CRPG. Rispondono principalmente ai cambiamenti della PaCO2 e del pH del liquido cerebrospinale. Quando la PaCO2 aumenta o il pH diminuisce, i chemocettori centrali stimolano i centri respiratori, determinando un aumento dell’attività respiratoria.

3. Meccanocettori:

I recettori di stiramento polmonare sono meccanorecettori situati nelle vie aeree e nei tessuti polmonari. Percepiscono i cambiamenti nel volume polmonare e nella resistenza delle vie aeree. Quando i polmoni si gonfiano durante l’inspirazione, i recettori dello stiramento inviano segnali al tronco encefalico, inibendo i centri respiratori e portando all’espirazione. Questo riflesso è noto come riflesso di Hering-Breuer.

4. Centri cerebrali superiori:

Anche i centri cerebrali superiori, tra cui la corteccia cerebrale e il sistema limbico, possono influenzare il ritmo respiratorio. Il controllo volontario della respirazione, come trattenere il respiro o fare un sospiro profondo, è mediato attraverso queste regioni cerebrali superiori. Le emozioni e lo stress possono anche influenzare i modelli respiratori.

Il ritmo respiratorio è un processo dinamico che risulta dall'integrazione di segnali provenienti da chemocettori, meccanorecettori e centri cerebrali superiori, sotto il controllo dei generatori di schemi respiratori centrali. Questa complessa interazione garantisce che il corpo mantenga una ventilazione adeguata per soddisfare le richieste metaboliche e l’apporto di ossigeno ai tessuti eliminando al contempo l’anidride carbonica.