Qual è la relazione tra la variazione di volume e il flusso d'aria in uscita dai polmoni?

Esiste una relazione inversa tra la variazione di volume e il flusso d'aria dentro e fuori i polmoni, nota come relazione inversa della respirazione. Ciò significa che all’aumentare del volume dei polmoni, il flusso d’aria (velocità di variazione del volume) diminuisce e viceversa. Ecco come funziona questa relazione:

1. Inspirazione (inalazione):

Quando inspiri, il diaframma e i muscoli intercostali si contraggono, aumentando il volume della cavità toracica. All’aumentare del volume, la pressione all’interno dei polmoni diminuisce, creando un gradiente di pressione tra l’atmosfera e i polmoni. Questa differenza di pressione fa sì che l’aria fluisca nei polmoni, provocando l’inspirazione.

2. Espirazione (espirazione):

Durante l'espirazione il diaframma e i muscoli intercostali si rilassano, riducendo il volume della cavità toracica. Al diminuire del volume, la pressione all’interno dei polmoni aumenta, superando la pressione atmosferica. Questo gradiente di pressione ora favorisce l’uscita dell’aria dai polmoni, determinando l’espirazione.

3. Relazione inversa:

Il punto chiave qui è che quando il volume dei polmoni aumenta durante l’inspirazione, la velocità del flusso d’aria diminuisce. Questo perché il volume polmonare maggiore fornisce meno resistenza al flusso d'aria. Al contrario, quando il volume diminuisce durante l’espirazione, il flusso d’aria aumenta a causa del gradiente di pressione più elevato.

Questa relazione inversa garantisce che durante ogni respiro venga scambiata una quantità costante di aria. Man mano che i polmoni si espandono, il flusso d’aria rallenta, consentendo più tempo per lo scambio di gas tra gli alveoli e i capillari che li circondano. Poiché i polmoni si ritirano durante l’espirazione, l’aumento del flusso d’aria facilita la rimozione dell’anidride carbonica dal corpo.

In sintesi, la variazione di volume nei polmoni è inversamente proporzionale al flusso d’aria. Volumi polmonari maggiori comportano un flusso d’aria più lento, mentre volumi polmonari più piccoli determinano un flusso d’aria più veloce, supportando un efficiente scambio di gas durante la respirazione.