RESPIRAZIONE. - Con questo termine si intende lo scambio tra organismo e ambiente esterno di quelle sostanze che si trovano nell'ambiente allo stato gassoso, cioè l'ossigeno (O2) e l'anidride carbonica (CO2).
L'ossigeno è l'elemento indispensabile per la degradazione ossidativa delle sostanze organiche e l'anidride carbonica è, insieme con l'acqua, il termine finale di queste ossidazioni.
Non sempre esistono negli organismi animali strutture specificamente differenziate adibite a questi particolari scambi. Negli organismi unicellulari, nei più bassi invertebrati e, nei primi stadi di sviluppo, anche negli organismi superiori, la superficie esterna dell'organismo è la superficie attraverso cui si verifica il passaggio dell'O2 e del CO2. Man mano che si sale nell'organizzazione zoologica e nella mole degli organismi, la superficie esterna diventa sempre più inadeguata ad assicurare gli scambi respiratori, e si sviluppano organi respiratori con superfici respiratorie adatte ai bisogni dell'animale; tale è il significato dei polmoni e delle tracce per la ra, aerea, e delle branchie per la r. in ambiente acquoso.
Per facilitare gli scambi gassosi, l'aria (o l'ambiente acquoso) viene continuamente cambiata sulla superficie respiratoria, mediante opportuni movimenti. Nei mammiferi e nell'uomo tali movimenti consistono negli atti respiratori, ciascuno dei quali consta di una inspirazione seguita da una espirazione; parte dell'aria polmonare si rinnova ad ogni atto respiratorio. La dilatazione dei polmoni nell'inspirazione e l'afflosciamento nell'espirazione sono determinati dall'aumento e rispettivamente dalla diminuzione della capacità della cassa toracica per effetto della contrazione dei muscoli inspiratori, e rispettivamente del rilasciamento elastico di essi.
Il susseguirsi degli atti respiratori è dovuto all'attività ritmica automatica di centri respiratori situati nel midollo allungato; sono essi che provocano attraverso vie efferenti motorie la contrazione dei muscoli respiratori. Tale attività, però, e conseguentemente la frequenza e la profondità degli atti respiratori, è regolata da vie afferenti (v. FISIOLOGIA) messe in eccitamento da stimoli meccanici che insorgono nei polmoni stessi e da vie afferenti provenienti da altri organi periferici.
Anche la pressione di ossigeno e di anidride carbo-
nìa che regna nel sangue ha una grande importanza per la regolazione dei movimenti respiratori; questi ultimi fattori influiscono sia direttamente sui centri respiratori stessi (per via sanguigna) sia sui chemocettori periferici in corrispondenza del seno carotide e per essi attraverso vie afferenti sui centri respiratori (fig. a col. 80o).
Ad es., durante il lavoro muscolare aumenta l’attività respiratoria e tale aumento è dovuto, in parte, alla salita della pressione di anidride carbonica nel sangue causata dall’intensificarsi dei processi ossidativi; la maggiore pressione di anidride carbonica eccita sia direttamente che indirettamente i centri respiratori. La ventilazione polmonare aumenta nel lavoro muscolare anche per effetto di eccitamenti partenti dai muscoli che si contraggono e dalla corteccia cerebrale e che raggiungono i centri respiratori.
I gus si diffondono dai polmoni nel sangue (ossigeno) e dal sangue nei polmoni (anidride carbonica) per la differenza di pressione parziale dei suddetti gas tra ambiente interno ed ambiente esterno. Nel sangue però tali gas non si trovano solo disciolti come gas, ma in massima parte combinati chimicamente e precisamente l’ossigeno combinato con l’emoglobina, il pigmento dei globuli rossi del sangue, e l’anidride carbonica combinata soprattutto come bicarbonato. Queste combinazioni conferiscono al sangue una capacità molto maggiore per questi gas e facilitano di molto il trasporto dell’ossigeno dai polmoni ai tessuti dove viene utilizzato, e dell’anidride carbonica dai tessuti, dove si forma, ai polmoni dove viene eliminata (cf. CIRCOLAZIONE).