Fisiologia dell'espirazione: come l'aria lascia i polmoni

L'espirazione è normalmente un processo passivo guidato dal recoil elastico, non dallo sforzo muscolare. Ecco il meccanismo.

1. Rilassamento muscoli inspiratori

• Diaframma si rilassa → risale a cupola.
• Intercostali esterni si rilassano → coste scendono.
• Volume cavità toracica diminuisce.

2. Recoil elastico polmoni e parete toracica

• Fibre elastina e collagene polmonari stirate durante inspirazione → tornano indietro (come un palloncino).
• Parete toracica ha suo proprio recoil (verso l'esterno ad alti volumi, verso l'interno a bassi volumi).
• Recoil combinato genera pressione intra-alveolare positiva (P_alv > P_atm).

3. Gradiente pressione guida flusso

L'aria fluisce da alta pressione (alveoli) a bassa pressione (atmosfera) fino a equilibrio.

• Flusso ∝ (P_alv – P_atm) / Resistenza vie aeree.
• Resistenza determinata da raggio vie aeree (legge Poiseuille: r⁴), lunghezza, viscosità gas, turbolenza.

4. Espirazione attiva (Forzata / Esercizio)

• Intercostali interni tirano coste giù.
• Muscoli addominali (retto, obliqui, trasverso) spingono contenuti addominali su → diaframma ↑ → P_alv ↑↑.
• Usata in esercizio, tosse, Valsalva, malattia ostruttiva (compressione dinamica vie aeree).

Correlati clinici

• Enfisema: Perdita elastina → perdita recoil → intrappolamento aria, espirazione prolungata, torace a botte.
• Asma/BPCO: Restringimento vie aeree ↑ resistenza → limitazione flusso, iperinflazione dinamica.
• Malattia neuromuscolare: Addominali deboli → tosse inefficace, ritenzione secrezioni.

Respiro quieto: inspirazione = lavoro attivo; espirazione = energia libera da potenziale elastico immagazzinato.