La respirazione: un atto volontario o involontario?

di ​Enrica Manni

Gonfiare un palloncino comporta un’inspirazione ed un’espirazione forzate, volontarie

Riflettendoci su un attimo verrebbe da dire che la respirazione sia un atto involontario, perché respiriamo in ogni singolo secondo della nostra vita ma non pensiamo continuamente a questo; eppure, prima di gonfiare un palloncino inspiriamo a pieni polmoni, volontariamente…quale è allora la risposta corretta a questa domanda?
La respirazione in realtà è un atto in parte sotto il controllo della nostra volontà e in parte assolutamente involontario. Per prima cosa bisogna dire che respirare nasce dalla necessità dell’organismo di modulare la pressione parziale di ossigeno e di anidride carbonica presenti nel circolo sanguigno. Questi valori vengono recepiti da recettori periferici, definiti chemocettori, localizzati in corrispondenza dell’arco dell’aorta (in prossimità del cuore) e della biforcazione delle carotidi (nel collo, poco al di sotto dell’angolo della mandibola). Quando la concentrazione di ossigeno nel sangue si riduce rallenta anche il metabolismo cellulare e questo conduce alla chiusura dei canali del potassio, con conseguente accumulo di potassio a livello intracellulare che porta alla depolarizzazione della cellula stessa, con relativa apertura dei canali del calcio e rilascio di dopamina. Un processo simile, anche se non perfettamente identico, porta, in conseguenza all’aumento di CO2 nel sangue arterioso, al medesimo risultato. Le informazioni captate da questi recettori vengono trasportate tramite due nervi, il nervo vago per quanto riguarda i recettori carotidei e il nervo ricorrente per gli aortici ai centri di controllo della respirazione, a livello del tronco encefalico, dove abbiamo ben 4 centri che si occupano del controllo del respiro:

Centri di controllo della respirazione

• Centro apneustico responsabile del respiro apneustico, con lunghe pause inspiratorie
• Centro pneumotassico il quale si occupa di inibire la lunga pausa inspiratoria determinata dai neuroni del centro apneustico avviando il processo espiratorio.
• Centro respiratorio dorsale, costituito da neuroni Ra ed Rb che si occupano di promuovere l’attivazione dei muscoli implicati nel respiro (come ad esempio il diaframma)
• Centro respiratorio ventrale, di composizione più complessa, costituito da diversi nuclei costituiti alternativamente da neuroni inspiratori o espiratori (nucleo= raggruppamento di neuroni) fra cui emerge tuttavia anche il nucleo di pre-Botzinger, dalla composizione singolare dal momento che è costituito da neuroni con funzione di pacemaker, che “dettano” il ritmo respiratorio e riflettono perfettamente l’alternanza fra atti inspiratori e successivi atti espiratori. Va sottolineato che in caso di raffreddamento estremo di tale nucleo la respirazione semplicemente si arresta.

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Quindi, sembrerebbe questo il centro di controllo di tutto il movimento “automatico”, involontario. Ma allora come si fa a inspirare profondamente prima di un’immersione? O come si può sbuffare svogliatamente quando ci si annoia? Per svolgere queste attività volontarie interviene l’encefalo, le afferenze corticali che possono o promuovere gli atti volontari, o adeguare la respirazione al nostro sistema limbico, emozionale…Avrete certamente notato che quando si prende un grosso spavento la respirazione accelera decisamente, no?!
Altro caso in cui la frequenza respiratoria aumenta è in caso di svolgimento di attività fisica: generalmente prima dell’inizio della stessa il respiro si rileva assolutamente regolare, non appena tuttavia lo sforzo fisico ha inizio la frequenza degli atti respiratori comincia ad aumentare fino a raggiungere il massimo nel corso dello svolgimento e rimanendo tale fino al termine dell’attività. È possibile però che ancor prima dell’inizio dello sforzo alcune afferenze corticali, su stimolazione del sistema limbico/emozionale, promuovano l’accelerazione degli atti inspiratori ed espiratori anche se di fatto il soggetto è ancora fermo.
Rispondiamo al quesito iniziale dicendo quindi che la respirazione è un atto involontario, ma qualora lo si desideri potrebbe altresì diventare volontario.

Immagini tratte da:
https://www.guiainfantil.com/videos/videoblog/como-inflar-un-globo-sin-aire-experimento-para-ninos/
Fiorenzo Conti, Fisiologia Medica, ​Vol. II, Milano, Edi.Ermes, 2003, p. 323 

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