miniatura|Ressonància magnètica en temps real del tòrax humà durant la respiració miniatura|Vídeo de radiografia d'una femella d'al·ligator americà mentre respira La ventilació pulmonar o respiració (del llatí respiratio, que vol dir 'respirar') és el procés rítmic de moure l'aire cap a dins (inhalació) i cap a fora (exhalació) dels pulmons per permetre l'intercanvi de gasos amb el medi intern, principalment per eliminar el diòxid de carboni i absorbir oxigen.
Tots els organismes aeròbics necessiten oxigen per a la respiració cel·lular, que extreu energia dels aliments i produeix diòxid de carboni com a producte residual. La respiració externa porta aire als alvèols on els gasos es mouen per difusió; el sistema circulatori transporta oxigen i diòxid de carboni entre els pulmons i els teixits.
En els vertebrats amb pulmons, la respiració consisteix en cicles repetits d'inhalació i exhalació a través d'un sistema ramificat de vies respiratòries que condueixen l'aire des del nas o la boca fins als alvèols. El nombre de cicles respiratoris per minut, el que s'anomena la freqüència respiratòria o respiratòria, és un signe vital primari. En condicions normals, la profunditat i la freqüència respiratòria es controlen inconscientment mitjançant mecanismes homeostàtics que mantenen les pressions parcials arterials de diòxid de carboni i oxigen. Mantenir estable el CO₂ arterial ajuda a mantenir el pH del líquid extracel·lular; la hiperventilació i la hipoventilació alteren el CO₂ i, per tant, el pH, i produeixen símptomes angoixants.
La respiració també afavoreix la parla, el riure i certs reflexos ( badalls, tos, esternuts ) i pot contribuir a la termoregulació (per exemple, panteixar en animals que no poden suar prou).
Mecànica miniatura|Si l'aire s'exhala per la boca en condicions de fred i humitat, el vapor d'aigua es condensarà en un núvol o boira visible. Els pulmons no s'inflen sols; només s'expandeixen quan augmenta el volum de la cavitat toràcica. En els mamífers, aquesta expansió es produeix principalment per la contracció del diafragma i, de manera limitada, per la contracció dels músculs intercostals, que aixequen la caixa toràcica. Durant la inhalació enèrgica, els músculs accessoris poden augmentar els moviments de les costelles per augmentar encara més el volum del pit. En repòs, l'exhalació és en gran part passiva, ja que els músculs inhalatoris es relaxen i la retrocés elàstic dels pulmons i la paret toràcica retorna el pit a la seva posició de repòs. En aquest punt de repòs, els pulmons contenen la capacitat residual funcional (uns 2,5-3,0 L en un humà adult).
Durant la respiració intensa ( hiperpnea ), com ara amb l'exercici, l'exhalació també implica una contracció activa dels músculs abdominals, que empeny el diafragma cap amunt i redueix el volum pulmonar al final de l'exhalació. Fins i tot amb l'exhalació màxima, un mamífer normal conserva aire residual als pulmons.
La respiració diafragmàtica (o abdominal) produeix un moviment abdominal visible; l'ús dels músculs accessoris amb elevació clavicular s'observa en la respiració dificultosa, per exemple durant l'asma greu o les exacerbacions de la malaltia pulmonar obstructiva crònica (MPOC) .
Inspiració El diafragma és un múscul que al moment de contraure es desplaça cap avall engrandint la caixa toràcica, empenyent el contingut abdominal cap avall i cap endavant, de manera que la dimensió vertical del tòrax augmenta. Aquesta acció és la principal força que produeix la inspiració. Al mateix temps que el diafragma es mou cap avall un grup de músculs intercostals externs aixeca la graella costal i l'estèrnum. Aquesta acció d'aixecament incrementa el diàmetre de la cavitat toràcica. L'increment en el volum toràcic crea una pressió negativa (depressió, pressió menor que l'atmosfèrica) al tòrax. Ja que el tòrax és una càmera tancada i l'única comunicació amb l'exterior és el sistema pulmonar a través dels bronquis i la tràquea, la pressió negativa toràcica causa que l'aire entri als pulmons. Els alvèols dels pulmons per si mateixos són passius i s'expandeixen només per la diferència de pressió d'aire en els pulmons, la qual és menor que la pressió a l'exterior dels pulmons.
Altres músculs accessoris per a la inspiració són el múscul escalè, que eleva les dues primeres costelles, i l'esternoclidomastoidal, que eleva l'estèrnum. Durant la respiració en repòs, aquests músculs presenten poca activitat, però durant l'exercici poden contreure's vigorosament, per facilitar la ventilació. Altres músculs que juguen papers menors són els alae nasi (que produeixen l'aleteig dels orificis nasals) i alguns músculs petits del cap i el coll. també hi ha disminució de la pressió intrapulmonar.
Expiració En repòs, l'expiració és un procés passiu. Durant l'expiració, es produeix la relaxació dels músculs inspiratoris, mentre que els pulmons i la caixa toràcica són estructures elàstiques que tendeixen a tornar a la seva posició d'equilibri després de l'expansió produïda durant la inspiració. L'elasticitat toràcica, combinada amb la relaxació del diafragma, redueixen el volum del tòrax, produint una pressió positiva que treu l'aire dels pulmons.
En una expiració forçada un grup de músculs abdominals empenyen el diafragma cap amunt molt poderosament. Aquests músculs també es contrauen de manera forçada durant la tos, el vòmit i la defecació. Simultàniament, els músculs intercostals interns tiren de la graella costal cap avall i cap a dins (al revés que els intercostals externs), disminuint el volum toràcic i endurint els espais intercostals. D'aquesta manera, aquests músculs apliquen pressió contra els pulmons contribuint a l'expiració forçada.
Al final de l'expiració sigui forçada o passiva, la pressió intraalveolar s'iguala amb la pressió atmosfèrica.
Transtorns Els patrons respiratoris anormals inclouen la respiració de Kussmaul, la respiració de Biot i la respiració de Cheyne-Stokes.
Altres trastorns respiratoris inclouen la dificultat per respirar (dispnea), l'estridor, l'apnea, l'apnea del son (més comunament apnea obstructiva del son), la respiració bucal i els roncs . Moltes afeccions estan associades a les vies respiratòries obstruïdes. La respiració bucal crònica pot estar associada a malalties. La hipopnea es refereix a una respiració excessivament superficial ; la hiperpnea es refereix a una respiració ràpida i profunda provocada per una demanda de més oxigen, com per exemple, per l'exercici. Els termes hipoventilació i hiperventilació també es refereixen a la respiració superficial i a la respiració ràpida i profunda, respectivament, però en circumstàncies o malalties inapropiades. Tanmateix, aquesta distinció (entre, per exemple, hiperpnea i hiperventilació) no sempre es compleix, de manera que aquests termes s'utilitzen sovint indistintament.
Es poden utilitzar diverses proves d'alè per diagnosticar malalties com ara intoleràncies dietètiques. Un rinomanòmetre utilitza tecnologia acústica per examinar el flux d'aire a través de les vies nasals.
Societat i cultura La paraula "esperit" prové del llatí spiritus, que significa alè. Històricament, l'alè sovint s'ha considerat en termes del concepte de força vital. La Bíblia hebrea es refereix a Déu que insufla l'alè de la vida a l'argila per fer d'Adam una ànima vivent ( nephesh ). També es refereix a l'alè com el retorn a Déu quan un mortal mor. Els termes esperit, prana, el mana polinesi, l'hebreu ruach i la psyche en psicologia estan relacionats amb el concepte d'alè.
En el tai-txi, l'exercici aeròbic es combina amb exercicis de respiració per enfortir els músculs del diafragma, millorar la postura i fer un millor ús del qi del cos. Diferents formes de meditació i ioga defensen diversos mètodes de respiració. Buda va introduir per primera vegada una forma de meditació budista anomenada anapanasati, que significa consciència plena de la respiració. Les disciplines de respiració s'incorporen a la meditació, a certes formes de ioga com el pranayama i al mètode Buteyko com a tractament per a l'asma i altres afeccions.
En música, alguns intèrprets d'instruments de vent utilitzen una tècnica anomenada respiració circular. Els cantants també es basen en el control de la respiració.
Les expressions culturals comunes relacionades amb la respiració inclouen: "recuperar l'alè", "em va treure l'alè", "inspiració", "expirar", "recuperar l'alè".
Estat d'ànim Certs patrons respiratoris tendeixen a aparèixer amb certs estats d'ànim. A causa d'aquesta relació, els professionals de diverses disciplines afirmen que poden afavorir l'aparició d'un estat d'ànim particular adoptant el patró de respiració amb el qual es produeix més habitualment. Es considera que una respiració més profunda que utilitza més el diafragma i l'abdomen pot afavorir la relaxació. Els professionals de diferents disciplines sovint interpreten la importància de la regulació de la respiració i la seva influència percebuda en l'estat d'ànim de maneres diferents. Els budistes poden considerar que ajuda a precipitar una sensació de pau interior, els sanadors holístics que afavoreix un estat general de salut i els assessors empresarials que proporciona alleujament de l'estrès laboral.
Exercici físic Durant l'exercici físic, s'adapta un patró de respiració més profund per facilitar més absorció d'oxigen. Una raó addicional per a l'adopció d'un patró de respiració més profund és enfortir el nucli del cos. Durant el procés de respiració profunda, el diafragma toràcic adopta una posició més baixa al nucli i això ajuda a generar pressió intraabdominal que enforteix la columna lumbar. Normalment, això permet realitzar moviments físics més potents. Per tant, sovint es recomana respirar profundament o adoptar un patró de respiració més profund quan s'aixeca pesos pesants.
Referències
Enllaços externs T. Cassany: Biohumana 2002. Aparell respiratori X. Varela: Cienciesnaturals.com Cellular Respiration and Fermentation, at Clermont College (en anglès)
Vegeu també
Respiració profunda
Categoria:Respiració