Muscoli Inspiratori: Quali sono e a Cosa Servono

Muscoli Inspiratori: Quali sono e a Cosa Servono
Ultima modifica 17.03.2020
INDICE
  1. Generalità
  2. Cosa sono
  3. Suddivisione
  4. Funzione
  5. Patologie

Generalità

I muscoli inspiratori sono i muscoli del corpo umano che prendono parte al meccanismo di inspirazione dell'aria.

https://www.my-personaltrainer.it/imgs/2020/03/10/muscoli-inspiratori-orig.jpeg Shutterstock

Distribuiti a livello del tronco, i muscoli inspiratori si dividono in principali e accessori.
I muscoli inspiratori principali sono i protagonisti della fase inspiratoria della respirazione a riposo; i muscoli inspiratori accessori, invece, costituiscono un supporto all'attività degli inspiratori principali, nel momento in cui la respirazione diviene forzata.

Cosa sono

Definizione di Muscoli Inspiratori

I muscoli inspiratori sono i muscoli della respirazione coinvolti nel meccanismo di inspirazione dell'aria.

I muscoli inspiratori si distribuiscono sul tronco, per lo più a livello toracico.
Resistenti alla fatica, i muscoli inspiratori appartengono alla categoria dei muscoli striati (o muscoli scheletrici o muscoli volontari); tuttavia, c'è una parte importante di essi per cui la contrazione è dettata non soltanto da un'attività nervosa volontaria (esattamente come tutti gli altri muscoli scheletrici), ma anche da un'attività nervosa involontaria (come i muscoli lisci).
Ciò non deve stupire: la contrazione involontaria dei muscoli inspiratori è correlata alla natura prevalentemente inconscia della respirazione; del resto, se così non fosse, l'essere umano dovrebbe impegnarsi continuamente nell'attivare i muscoli inspiratori, come fa per esempio per i muscoli che gli permettono la locomozione o il sollevamento di oggetti pesanti.

I muscoli inspiratori si aggiungano a un altro fondamentale gruppo di muscoli coinvolti nel processo respiratorio: i muscoli espiratori; come suggerisce il nome, i muscoli espiratori sono i muscoli della respirazione che prendono parte al meccanismo di espirazione dell'aria.  

La Respirazione: un breve ripasso

La respirazione è il processo fisiologico, fondamentale per la vita, che permette all'organismo umano di prelevare dall'aria l'ossigeno necessario alla sopravvivenza di organi e tessuti, e, al tempo stesso, di smaltire l'anidride carbonica generata dall'attività cellulare (l'anidride carbonica è paragonabile a un prodotto di scarto).

Fenomeno per lo più inconscio, la respirazione consta di due momenti che si alternano ciclicamente: il momento inspiratorio (o inspirazione), attraverso cui l'organismo umano incamera l'aria atmosferica nei polmoni e preleva da questa l'ossigeno scambiandolo con l'anidride carbonica, e il momento espiratorio (o espirazione), mediante il quale l'organismo espelle dai polmoni l'aria atmosferica ormai povera di ossigeno ma ricca di anidride carbonica.

Anche ai fini della comprensione di questo articolo, è interessante segnalare che durante il momento inspiratorio si assiste a un aumento volumetrico della gabbia toracica (e conseguentemente della cavità toracica), mentre durante il momento espiratorio si assiste a una riduzione volumetrica della gabbia toracica (e della cavità toracica); l'aumento volumetrico della gabbia toracica accompagna l'espansione dei polmoni – i quali in questa fase si stano riempiendo d'aria – mentre la riduzione volumetrica della gabbia toracica asseconda il ridimensionamento dei polmoni – i quali, invece, in questo momento si stanno svuotando dell'aria incamerata.

Lo sapevi che…

L'alternanza continua tra inspirazione ed espirazione è detta anche ciclo respiratorio.

Suddivisione

I muscoli inspiratori si suddividono in due categorie: i muscoli inspiratori principali e i muscoli inspiratori accessori (o ausiliari).
Come suggeriscono i loro nomi, i muscoli inspiratori principali e i muscoli inspiratori accessori hanno una rilevanza diversa all'interno della fase inspiratoria della respirazione: mentre i primi (i principali) hanno un ruolo di spicco in ogni occasione, i secondi (gli accessori o ausiliari) assumono importanza soltanto in specifiche situazioni.

Anche per i muscoli espiratori della respirazione è possibile una suddivisione analoga: esistono, infatti, i muscoli espiratori principali e i muscoli espiratori accessori.

Muscoli Inspiratori Principali

I muscoli inspiratori principali sono il diaframma e gli intercostali esterni.
Oltre a essere fondamentali per l'inspirazione dell'aria, questi muscoli sono anche i principali  muscoli espiratori, ossia i muscoli più importanti del processo di espirazione dell'aria.

Nella loro doppia funzione di muscoli inspiratori principali e di muscoli espiratori principali, il diaframma e i muscoli intercostali esterni hanno un ruolo primario nell'intero processo di respirazione: essi, infatti, sono i muscoli respiratori protagonisti della respirazione inconscia, ossia la respirazione a riposo, autonoma, spontanea, quella che caratterizza ogni momento della vita di un individuo.
Come il lettore ricorderà, i muscoli preposti alla respirazione inconscia – che ora si è appreso essere diaframma e intercostali esterni – si contraddistinguono per essere muscoli striati controllati non soltanto da meccanismi nervosi volontari, ma anche da meccanismi nervosi involontari; il controllo involontario di questi muscoli è alla base della respirazione inconscia.

A occuparsi della respirazione inconscia e del controllo involontario di diaframma e muscoli intercostali esterni è il tronco encefalico, tramite il midollo allungato e il ponte di Varolio.

Diaframma

Il diaframma è un muscolo impari, cupoliforme e laminare.

Considerato il muscolo della respirazione più importante, esso risiede sul margine inferiore della gabbia toracica, segnando di fatto il confine tra la cavità toracica e la cavità addominale.
Per la posizione occupata, il diaframma rappresenta, allo stesso tempo, il pavimento della cavità toracica e il tetto della cavità addominale.

Come tutti i muscoli striati, anche il diaframma dispone di punti di ancoraggio sull'impalcatura scheletrica del corpo umano; in particolare, presenta inserzioni su: le vertebre lombari L1-L3, il processo xifoideo dello sterno, il margine interno di 6°, 7°, 8°, 9° e 10° paio di cartilagini costali e il margine interno delle ultime due paia di costole.

Entro i confini della sua superficie, il diaframma è fornito di 3 aperture (iato cavale, iato esofageo e iato aortico), i quali servono a garantire il passaggio a organi, vasi sanguigni e/o strutture nervose.

Lo sapevi che…

Durante lo sviluppo embrionale dell'essere umano, il diaframma comincia a formarsi già a partire dalla terza settimana dopo il concepimento.

Intercostali Esterni

I muscoli intercostali esterni sono in tutto 11 paia.

Raggruppamento più superficiale dei muscoli intercostali, i muscoli intercostali esterni corrispondono a fasce di tessuto muscolare che decorrono dal bordo inferiore di una costola al bordo superiore della costola immediatamente sottostante. 

Muscoli Inspiratori Accessori (o Ausiliari)

Fanno parte dei muscoli inspiratori accessori quei muscoli del corpo umano capaci di supportare l'attività inspiratoria di diaframma e intercostali esterni durante la cosiddetta respirazione forzata; la respirazione forzata è la respirazione messa in atto quando c'è necessità di un maggiore apporto di ossigeno, come per esempio in occasione di uno sforzo fisico o di una condizione clinica che deprime le capacità respiratorie a riposo.

I muscoli inspiratori accessori non partecipano alla respirazione a riposo; come si è detto in precedenza, infatti, per quest'ultima sono sufficienti diaframma a intercostali esterni.
I muscoli inspiratori accessori prendono parte al processo respiratorio solo quando l'organismo necessita di una maggiore introduzione di ossigeno (respirazione forzata).
È doveroso segnalare, inoltre, che questi muscoli ricoprono varie funzioni; non sono, quindi, unicamente al servizio di un'eventuale respirazione forzata.

Ancora oggi, non c'è uniformità di giudizio nel classificare i muscoli inspiratori accessori; tuttavia, nella maggior parte dei casi, l'elenco relativo a questi muscoli della respirazione comprende:

Tutti i muscoli inspiratori accessori sopra riportati sono muscoli pari.

Con l'intervento dei muscoli inspiratori accessori, la fase inspiratoria del processo respiratorio è detta più propriamente inspirazione attiva.

Innervazione

N.B: questa sezione è dedicata all'innervazione dei muscoli inspiratori più rilevanti.

L'innervazione del diaframma spetta, principalmente, al nervo frenico e, in misura minore, alle ultime 6-7 paia di nervi intercostali.
L'innervazione dei muscoli intercostali esterni spetta ai nervi intercostali da T1 a T11.
A innervare il muscolo sternocleidomastoideo è il nervo accessorio (XI nervo cranico)
Infine, l'innervazione dei muscoli scaleni è compito dei nervi spinali cervicali C4, C5 e C6.

Vascolarizzazione

N.B: questa sezione è dedicata alla vascolarizzazione dei muscoli inspiratori più rilevanti.

A rifornire di sangue ricco di ossigeno il diaframma sono l'arteria pericardio-frenica, le arterie freniche inferiori e l'arteria muscolo-frenica.
A garantire l'apporto di sangue ossigenato ai muscoli intercostali esterni sono le arterie intercostali.
Ad approvvigionare di sangue ricco di ossigeno il muscolo sternocleidomastoideo sono l'arteria occipitale e l'arteria tiroidea superiore.
Infine, a rifornire di sangue ossigenato i muscoli scaleni è l'arteria cervicale ascendente.

Funzione

https://www.my-personaltrainer.it/imgs/2020/03/10/muscoli-della-respirazione-funzione-orig.jpeg Shutterstock

I muscoli inspiratori concorrono ad aumentare il volume della cavità toracica, affinché i polmoni possano espandersi e incamerare più aria possibile; la loro attività si contrappone a quella dei muscoli espiratori, i quali, per contro, contribuiscono a ridurre il volume della cavità toracica, al fine di favorire l'espulsione dell'aria dai polmoni.

Quando il volume della cavità toracica aumenta, la pressione al suo interno diminuisce e diviene più bassa di quella esterna; questa situazione favorisce l'ingresso dell'aria dall'esterno.

Quando invece il volume della cavità toracica diminuisce, la pressione al suo interno cresce e diviene più alta di quella esterna; questa situazione, diversamente dalla precedente, favorisce l'emissione dell'aria presente a livello polmonare.

Come agiscono i Muscoli Inspiratori Principali

La fase respiratoria di inspirazione dell'aria vede i muscoli diaframma e intercostali esterni agire di contrazione; quando di contraggono,

  • Il diaframma si sposta verso il basso, determinando una compressione degli organi addominali ed elevando le costole inferiori della gabbia toracica, e
  • I muscoli intercostali esterni elevano le costole e lo sterno.

Il risultato finale è l'aumento volumetrico della cavità toracica e una condizione pressoria all'interno dei polmoni che tende a favorire l'ingresso dell'aria dall'esterno.

Cosa fanno Diaframma e Intercostali Esterni durante l'Espirazione?

Durante la fase espiratoria della respirazione, i muscoli diaframma e intercostali esterni si limitano a rilassarsi; il loro rilassamento promuove la fuoriuscita dell'aria dai polmoni, in quanto determina una riduzione della cavità toracica e l'abbassamento delle costole.

Come agiscono i Muscoli Inspiratori Accessori

I muscoli inspiratori accessori agiscono di contrazione; la loro contrazione induce il sollevamento delle costole e, in alcuni casi, dello sterno.
Il tutto si traduce in un'ulteriore espansione volumetrica della cavità toracica e in un maggior ingresso di aria nei polmoni.

Ecco nello specifico l'azione di alcuni muscoli inspiratori accessori:

  • Il muscolo sternocleidomastoideo eleva lo sterno;
  • I muscoli scaleno anteriore, scaleno medio e scaleno posteriore  elevano le costole superiori;
  • I muscoli grande pettorale e piccolo pettorale "tira" le costole verso l'esterno;
  • Il muscolo dentato (o serrato) anteriore,eleva le costole quando le scapole sono fisse;
  • Il muscolo latissimus dorsi eleva le costole inferiori.

Patologie

Varie condizioni di salute possono influenzare l'attività dei muscoli inspiratori e della respirazione più in generale; tra queste si segnalano in particolare la paralisi diaframmatica e la distrofia muscolare di Duchenne.

Paralisi Diaframmatica

La paralisi diaframmatica, o paralisi del diaframma, è la condizione clinica che scaturisce da un danno a carico del nervo frenico (ossia il nervo deputato a controllare l'attività del diaframma).
La paralisi diaframmatica provoca il movimento paradosso del diaframma, ossia quest'ultimo si eleva durante l'inspirazione, mentre si abbassa durante l'espirazione (normalmente avviene il contrario).
La paralisi del diaframma può manifestarsi con dispnea da sforzo, scarsa tolleranza all'esercizio fisico, ortopnea e stanchezza ricorrente.
A causare la paralisi diaframmatica può essere un trauma diretto al nervo frenico (occorso per esempio durante un intervento chirurgico), la compressione del nervo frenico (dovuta per esempio a un tumore), una miopatia (es: miastenia gravis) o una neuropatia (es: neuropatia da diabete).

Distrofia Muscolare di Duchenne

La distrofia muscolare di Duchenne (o DMD) è una malattia genetica ereditaria, collegata al cromosoma X, che colpisce più spesso gli individui di sesso maschile.
Patologia dall'esito infausto, la distrofia muscolare di Duchenne si caratterizza per la mancata produzione di livelli adeguati di distrofina, una proteina fondamentale per il corretto funzionamento dei muscoli scheletrici (o volontari).
La distrofia muscolare di Duchenne comporta l'indebolimento e l'atrofia dei muscoli volontari.
I primi muscoli a essere coinvolti sono quelli degli arti; successivamente, risentono della malattia anche gli altri muscoli scheletrici, compresi i muscoli della respirazione e il miocardio.
Inizialmente, il paziente affetto da distrofia muscolare di Duchenne presenta problemi di locomozione (non riesce a camminare, a correre ecc.); quindi, nel giro di 10-20 anni, quando la patologia si diffonde anche al miocardio e ai muscoli della respirazione (inspiratori ed espiratori), il malato sviluppa problemi cardiaci e respiratori, che si riveleranno poi essere la causa di morte.

Autore

Dott. Antonio Griguolo
Laureato in Scienze Biomolecolari e Cellulari, ha conseguito un Master specialistico in Giornalismo e Comunicazione istituzionale della scienza