Apparato respiratorio e gli adattamenti della respirazione all’esercizio fisico
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Apparato respiratorio e gli adattamenti della respirazione all’esercizio fisico

Il processo di adattamento a breve, medio e lungo termine, dell’apparato respiratorio e della respirazione all’esercizio fisico.

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Circolazione e respirazione sono due elementi fisiologici estremamente interconnessi, fondamentali per l'attività motoria, per il corretto funzionamento della muscolatura e, prima ancora, per la stessa sopravvivenza dell'individuo.
Il rapporto esistente fra queste funzioni corporee è talmente prossimo che, per alcuni versi, è difficoltoso scindere le due aree. La circolazione sanguigna da e verso i capillari ad esempio, è a tal punto fondamentale nel contesto respiratorio da essere ritenuta parte integrante. Del resto rappresenta lo strumento di veicolazione dell'ossigeno e rimozione di anidride carbonica.

Anatomicamente parlando l'apparato respiratorio è costituito dalle cavità nasali, dalla faringe, dalla laringe, dalla trachea, dai bronchi e dai polmoni.
La funzione dell'apparato respiratorio è quella di consentire l'ossigenazione dei tessuti, a tal proposito è deputato ad immettere all'interno dei polmoni ossigeno, che sarà poi ceduto al torrente ematico per il trasporto all'interno dell'organismo, favorendo al contempo l'eliminazione dal corpo di sostanze di rifiuto di natura gassosa (queste ultime trasportate dalla periferia verso i polmoni).
Parlando di respirazione è possibile effettuare un distinguo tra respirazione interna (processo di scambio gassoso fra cellule ed ambiente corporeo) ed esterna (processo di scambio gassoso fra organismo ed ambiente esterno).

Gli scambi gassosi sopra descritti sono consentiti mediante la ventilazione polmonare, un processo meccanico automatico, ritmico e regolato dai centri superiori. La ventilazione polmonare è attivata dalla contrazione e rilassamento dei muscoli scheletrici, del diaframma, e della gabbia toracica, che consentono il ricambio di aria negli alveoli.

Nel dettaglio l'inspirazione è diretta conseguenza della contrazione dei muscoli, l'espirazione è un fenomeno passivo, che sfrutta il rilassamento muscolare e la pressione atmosferica per l'espulsione di gas dai polmoni.
La funzione polmonare è proprio quella di consentire lo scambio gassoso tra le unità funzionali del polmone, ossia gli alveoli polmonari, ed i capillari polmonari, mantenendo costanti le pressioni parziali dei gas.
La comprensione di talune variabili respiratorie passa dalla definizione di alcuni termini. La capacità vitale è uno di questi, e rappresenta il massimo volume d'aria espirabile a seguito di una inspirazione profonda. Tale valore si attesta, a livelli massimi, intorno ai 3500 ml per un soggetto adulto di sesso maschile, e circa 3000 ml per un soggetto adulto di sesso femminile.

La capacità funzionale residua rappresenta invece il volume di gas che resta nei polmoni alla fine di una espirazione, ed è pari a circa 2 litri ovvero il 40% del volume polmonare massimo.

È possibile valutare l'efficienza respiratoria partendo dai dati sulla ventilazione polmonare ossia dal prodotto degli atti respiratori per il volume di ciascun atto (in un minuto).

Gli atti respiratori compiuti in situazioni fisiologiche normali sono compresi fa i 15 e i 30, naturalmente aumentano all'incrementare della richiesta di ossigeno, ad esempio durante l'attività motoria, sino a raggiungere i 40-50 atti respiratori.

Nel corso dei processi respiratori, il sangue ossigenato viene trasportato dalle vene polmonari verso l'atrio sinistro del cuore, il ventricolo sinistro lo pompa, mediante le arterie, verso i capillari dell'intero organismo, le vene sistemiche raccolgono il sangue ricco di CO2 riportandolo al cuore e, da qui, ai polmoni per l'eliminazione.
Questo tipo di gestione del circolo sanguigno consente di individuare una circolaizone polmonare (o piccola circolazione) ed una circolaizone sistemica (o grande circolazione). La prima col ruolo di trasporto di sangue dai polmoni verso il cuore e dal cuore ai polmoni, la seconda col ruolo di trasporto del sangue dal cuore agli altri distretti corporei e, da questi, verso il cuore.

Il trasporto dell'ossigeno (poco idrosolubile) è mediato dall'emoglobina contenuta negli eritrociti (globuli rossi), dotata di notevole capacità di fissaggio reversibile dell'ossigeno. Sempre all'emoglobina compete il legame e trasporto della CO2.

Se in condizioni di riposo l'emoglobina cede ai tessuti solo il 25% dell'O2 trasportato in caso di forte lavoro, e quindi anche nel corso di impegni sportivi, la percentuale può salire sino al 50% e, il flusso sanguigno, può triplicare.

Questo non è che uno degli adattamenti dell'apparato respiratorio alle mutate esigenze dell'organismo durante un'intensa attività fisica. Il sistema respiratorio è infatti fra i comparti maggiormente deputati ad un grande lavoro di compensazione, per fronteggiare le variazioni della pressione di ossigeno e anidride carbonica nel sangue.

In un soggetto adulto, a riposo, possiamo rilevare un consumo medio di ossigeno pari a 250ml/minuto. Gli stimoli allenanti aumentano notevolmente la ventilazione polmonare ed il consumo di ossigeno pertanto, durante l'attività sportiva di massima intensità, i valori medi possono subire incrementi sino a 20 volte.
La ventilazione polmonare può giungere ai 100/110 litri/minuto, il che significa quasi la massima capacità respiratoria, che si attesta intorno ai 150/170 litri al minuto.
Migliorare la capacità respiratoria massimale consente di intraprendere attività sportive in situazioni difficoltose (es. in altitudine) e comunque agevola la pratica sportiva in situazioni normali.
La captazione di ossigeno a livello polmonare in situazioni di metabolismo aerobico massimale (VO2Max), tende a migliorare di circa il 10% con l'allenamento, con picchi del 45% nei fondisti. Anche la capacità di diffusione dell'ossigeno dagli alveoli al circolo ematico migliora con la pratica sportiva, passando dai 23 ml/min di un sedentario a riposo, agli 80 ml/min di un maratoneta.