La biomeccanica della respirazione

Lo studio della biomeccanica della gabbia toracica e della funzione dei muscoli respiratori è molto complicata a causa delle differenze anatomiche tra le diverse parti che compongono questa regione corporea. L'autore Lee et al. (2007) suddivide la gabbia toracica in due parti: la parte superiore chiamata polmonare e la parte inferiore denominata addominale mentre Ferrigno et al. (1994) hanno evidenziato come la gabbia toracica è suddivisa in tre porzioni: la parte superiore, la parte inferiore e la parte addominale.

Visione interna della gabbia toracica da cadavere, anatomia ossea del torace

Secondo l'autore Leelarungrayub, 2012 esistono tre diversi movimenti delle coste: il movimento delle coste superiori si esercita attorno ad un asse parallelo al piano frontale, quindi causano un aumento del diametro antero-posteriore del torace (movimento a braccio di pompa) il movimento delle coste medie si sviluppa attorno un asse posto a 45 ° determinando un aumento di entrambi i diametri del torace (movimento a fisarmonica) le coste inferiori si muovono lungo un asse parallelo al piano sagittale, causando così un aumento del diametro trasversale o laterale del torace (movimento a manico di secchio).

Biomeccanica del torace durante l'inspirazione e l'espirazione

Da un punto di vista anatomico esistono 2 tipi di muscoli (Ratnovsky et al, 2008): i muscoli inspiratori comprendono: diaframma, intercostali esterni, parasternale, sternocleidomastoideo e scaleni i muscoli espiratori includono: intercostali interni, retto addominale, obliquio interno ed esterno e trasverso dell'addome. Fisiologicamente è presente una differenza tra l'azione del muscoli inspiratori ed di quelli espiratori (Binazzi et al, 2008). L'azione dei muscoli inspiratori ha la stessa intensità durante il ciclo inspiratorio infatti la loro azione è paragonabile ad un triangolo in cui l'ipotenusa rappresenta il costante aumento della forza durante tale fase; a questa condizione fa seguito un calo immediato della forza corrispondente alla conclusione dell'atto di inalazione. La contrazione dei muscoli inspiratori si sviluppa a spirale dalla parte craniale alla porzione caudale della gabbia toracica (De Troyer et al, 2005) quindi dalla regione più vicino al collo fino alla regione addominale. Durante la vita quotidiana i muscoli inspiratori sono coinvolti sia durante sforzi a bassa intensità sia ad alta intensità. A differenza dei precedenti, la forza esercitata dai muscoli espiratori può avere il loro picco all'inizio o in corrispondenza della metà dell'atto espiratorio, dopo il quale vi è un graduale declino della forza esercitata. I muscoli espiratori sono coinvolti solo durante sforzo ad alta intensità. Questa differenza tra i due tipi di muscolatura è dovuto al fatto che la fase espiratoria è gestita dal ritorno elastico (azione passiva) del polmone e della gabbia toracica (Ratnovsky et al, 2005) senza l'ausilio della muscolatura espiratoria durante sforzi lievi.

Muscolatura respiratoria (freccia in alto = musc. insp., freccia in basso = musc. esp.)

In conclusione, conoscendo questi concetti base di fisiologia della respirazione è possibile distinguere quale muscoli è coinvolto in caso di dolore cervicale, intercostale, toracico, dorsale o addominale qualora il dolore sia imputabile alla muscolatura.