In fisiologia, la respirazione è il movimento dell’ossigeno dall’ambiente esterno alle cellule all’interno dei tessuti, e la rimozione dell’anidride carbonica nella direzione opposta.
La definizione fisiologica di respirazione differisce da quella biochimica, che si riferisce a un processo metabolico attraverso il quale un organismo ottiene energia (sotto forma di ATP e NADPH) ossidando i nutrienti e rilasciando prodotti di scarto. Anche se la respirazione fisiologica è necessaria per sostenere la respirazione cellulare e quindi la vita negli animali, i processi sono distinti: la respirazione cellulare ha luogo nelle singole cellule dell’organismo, mentre la respirazione fisiologica riguarda la diffusione e il trasporto di metaboliti tra l’organismo e l’ambiente esterno.
Lo scambio di gas nel polmone avviene tramite ventilazione e perfusione. La ventilazione si riferisce al movimento in entrata e in uscita dell’aria dei polmoni e la perfusione è la circolazione del sangue nei capillari polmonari. Nei mammiferi, la respirazione fisiologica comporta cicli respiratori di inspirazione ed espirazione. L’inalazione (inspirazione) è di solito un movimento attivo che porta l’aria nei polmoni dove avviene il processo di scambio di gas tra l’aria negli alveoli e il sangue nei capillari polmonari. La contrazione del muscolo diaframma causa una variazione di pressione, che è uguale alle pressioni causate dalle componenti elastiche, resistive e inerziali del sistema respiratorio. Al contrario, l’espirazione è di solito un processo passivo.
Il processo di respirazione non riempie gli alveoli di aria atmosferica durante ogni inspirazione (circa 350 ml per respiro), ma l’aria inspirata è accuratamente diluita e accuratamente mescolata con un grande volume di gas (circa 2,5 litri nell’uomo adulto) noto come capacità funzionale residua che rimane nei polmoni dopo ogni espirazione, e la cui composizione gassosa differisce notevolmente da quella dell’aria ambiente. La respirazione fisiologica coinvolge i meccanismi che assicurano che la composizione della capacità funzionale residua si mantenga costante, e si equilibri con i gas disciolti nel sangue capillare polmonare, e quindi in tutto il corpo. Quindi, nell’uso preciso, le parole respirazione e ventilazione sono iponimi, non sinonimi, di respirazione; ma questa prescrizione non è seguita coerentemente, anche dalla maggior parte degli operatori sanitari, perché il termine frequenza respiratoria (RR) è un termine ben stabilito in ambito sanitario, anche se dovrebbe essere coerentemente sostituito con frequenza di ventilazione se si volesse seguire l’uso preciso.