Fiziologia respiratiei

Fiziologia respiratiei

In cursul schimbului de substante, organismul animal ia din mediul extern nu numai alimente, ci si oxigen; luarea oxigenului, utilizarea lui, precum si eliminarea dioxidului de carbon in mediul extern este legata de actul respiratiei. Majoritatea animalelor sunt aerobe, preluand oxigenul molecular din mediul inconjurator si numai putine anaerobe.

Rolul sistemului respirator este de a asigura o constanta a concentratiei celor doua gaze (O₂ si CO₂) in mediul intracelular, in conditiile in care are loc un consum permanent al primului si o productie neincetata a celui de-al doilea.

Respiratia este un proces fiziologic complex, in realizarea caruia putem deosebi trei momente importante:

luarea O₂ si cedarea CO₂ din si in mediul ambiant (aerian sau acvatic), la nivelul aparatului respirator

transportul acestor gaze de la aparatul respirator la tesuturi pentru oxigen si de la tesuturi la aparatul respirator pentru CO₂ (modalitatile concrete de transport difera considerabil la diferite grupe de animale)

utilizarea O₂ de catre celule in procesele de metabolism, cu formare de CO₂

La protozoare si metazoarele inferioare de talie mica, schimburile de gaze cu mediul extern se fac prin difuziune deoarece distantele de difuziune sunt mici, iar suprafetele de schimb relativ mari. La metazoarele de talie mai mare simpla difuziune devine nesatisfacatoare (cresc distantele pe care trebuie sa le parcurga gazele, realizandu-se si o reducere relativa a suprafetei - scade raportul dintre suprafata si volumul corpului: o data cu cresterea dimensiunilor, volumul creste la cub iar suprafata la patrat). Schimbul de gaze se desfasoara totusi conform necesitatilor, datorita complexificarii activitatilor respiratorii prin aparitia unor procese adecvate (transportul gazelor intre celule si zonele caracteristice de schimb cu mediul extern - prin intermediul mediului intern), precum si realizarea, cu ajutorul unor structuri si activitati particulare, a procesului de respiratie externa (schimbul cu mediul extern). Structurile respiratorii externe sunt reprezentate de epitelii specializate, foarte fine, cu o grosime de 0,5-5m, de suprafata considerabila, foarte bine vascularizate (la om, de exemplu, suprafata alveolara pulmonara este de 100 m², in timp ce suprafata corpului este de numai 2 m²). Astfel, ]n ciuda unui raport redus suprafata/volum al corpului si, frecvent, a ingrosarii tegumentelor, care devin astfel improprii pentru difuziunea gazelor, zonele externe de schimb respirator permit un schimb adecvat.

Ca suprafete respiratorii la nevertebrate intalnim:

branhiile crustaceilor, molustelor si ale unor viermi

plamanii paianjenilor si gasteropodelor pulmonate

aparatul traheal al insectelor, miriapodelor si scorpionilor

Toate au insa o caracteristica comuna: sunt formatiuni de origine ectodermica, sunt foarte subtiri, permeabile si bogat vascularizate.

La vertebrate apar branhiile si plamanii, cu origine diferita: branhiile de origine ectodermica, iar plamanii cu originea in endoteliul faringian.

Fiecare din aceste tipuri de aparate respiratorii s-a dezvoltat in stransa legatura cu modul de viata al animalelor:

aparitia aparatelor respiratorii specializate reprezinta un moment important in evolutia functiei respiratorii

al doilea moment important este reprezentat de aparitia miscarilor respiratorii specializate, ce asigura improspatarea continua a mediul ambiant respirator

al treilea moment important este reprezentat de aparitia pigmentilor respiratori in lichidele circulante ale corpului, ce asigura un transport al O₂ si CO₂ mult mai mare decat daca transportul s-ar face numai prin simpla solvare a gazelor.

Tipuri de respiratie in seria animala

1. Respiratia tegumentara - gazele respiratorii pot difuza, in masuri diferite, prin toate tipurile de invelisuri corporale; eficienta respiratorie mai mare au tegumentele subtiri si umede. La unele organisme ca: spongieri, celenterate, platelminti, nematelminti, rotifere, unele anelide, sipunculide, unele insecte acvatice - tegumentul este singurul organ de schimb respirator cu mediul inconjurator, neexistand structuri respiratorii specializate. La aceste organisme suprafata cutanata este suficienta pentru realizarea schimburilor, in conformitate cu necesitatile metabolice relativ reduse ale acestor animale. Functiile respiratorii tegumentare sunt considerabil intensificate prin irigarea adecvata a invelisului.

Ventilatia in cadrul acestei forme de respiratie se realizeaza indeosebi prin agitatia mediului, provocata de bataia cililor de la suprafata corpului sau prin deplasarea organismului in noi locuri. La polichete, oligochete si hirudinee apar miscari specializate de respiratie. La lipitoare ele se fac astfel: animalul, fixat cu ventuza posterioara de suport, face miscari ondulatorii de inot pe loc; prin acestea, apa din jurul corpului lipitorii este in continua miscare (improspatare) - cu cat gradul de oxigenare a apei este mai ridicat, cu atat numarul miscarilor este mai redus si invers. Larvele insectelor din sol, care poseda un sistem traheal, au, in acelasi timp, si o respiratie cutanata, ce le asigura preluarea unei mari cantitati de oxigen (circa 25% din oxigenul necesar). La gasteropodele pulmonate acvatice oxigenul se obtine in cantitati aproximativ egale din aer si din apa (la temperaturi joase respiratia cutanata le permite sa stea un timp indelungat sub apa).

O problema interesanta o reprezinta viermii endoparaziti, ce traiesc intr-un mediu considerat mult timp lipsit de oxigen (erau considerate animale tipic anoxice). Cercetarile au aratat ca, in anumite imprejurari, ei pot consuma oxigen; unii (Ascaris) au un pigment respirator in sange si au in tesuturi citocrom, substanta caracteristica animalelor aerobe. S-a dovedit, de asemenea, ca intestinul nu este complet lipsit de oxigen; la unele mamifere - ex: porcul - procentul de oxigen atinge valori de 8,8%.

Respiratia cutanata se intalneste si la multe vertebrate, in special la pesti si amfibieni. Krogh a aratat ca, atunci cand este impiedicata, intr-un anumit fel (legarea branhiilor si a faringelui) respiratia cutanata acopera peste 80% din nivelul schimburilor gazoase normale (dintre pesti, ea este mai intensa la speciile care traiesc in medii sarace in oxigen - tiparul - precum si la cei fara solzi - anghila).

La pesti, dupa intensificarea schimburilor gazoase la nivelul tegumentului, se deosebesc trei grupe ecologice:

in prima grupa intra pestii adaptati la un deficit permanent de oxigen, pestii din apele statatoare, calde: crap, caras, somn (procentul respiratiei cutanate este de circa 17-22% din respiratia totala, la crap ajungand la 42-80%)

din a doua grupa fac parte pestii din fam. Acipenseridelor (pastruga, nisetrul, cega) la care, cu toata forma complicata a invelisurilor corporale (prin prezenta scuturilor), respiratia cutanata reprezinta totusi 9-12% din cea generala

a treia grupa o formeaza pestii adaptati la apa cu concentratie medie sau ridicata de oxigen (Coregonus, Osmerus) la care procentul respiratiei cutanate fata de cea generala reprezinta abia 3,2-9%

Intensitatea respiratiei cutanate ramane la acelasi nivel, atat in apa cat si in aer, in timp ce respiratia branhiala dispare in aer aproape complet. In timpul saracirii in oxigen a apei, respiratia branhiala este inhibata, iar cea cutanata intensificata. De acest lucru trebuie sa se tina seama in cursul transportarii pestilor vii, mai ales a celor din prima si a doua grupa ecologica (prezentate in cursul anterior), care trebuie feriti de raniri ale tegumentului.

La amfibieni, desi exista si respiratie pulmonara, cea tegumentara este mai importanta (datorita raportului dintre suprafata tegumentara si cea pulmonara, de 3/2 - in timp ce la mamifere suprafata plamanilor este de 40-50 ori mai mare decat a tegumentului). Difuziunea gazelor prin tegument este intretinuta de umiditatea acestuia.

Respiratia cutanata joaca un rol insemnat si in schimburile gazoase ale reptilelor ce-si duc viata in mediul acvatic (are o intensitate destul de mare la pestii acvatici).

Rolul respiratiei tegumentare se reduce considerabil pe masura ce tegumentul se ingroasa si se acopera cu un strat cornos sau cu diferite formatiuni tegumentare - la pasari si mamifere. La om, prin piele se realizeaza numai circa 1% din schimburile respiratorii.

Respiratia branhiala

Branhiile sunt organe respiratorii bogat vascularizate, cu rol indeosebi in respiratia acvatica. Gama lor structurala este foarte diferita - de la cirri si simple expansiuni epiteliale (branhii externe), care suplimenteaza respiratia cutanata, pana la formatiuni complexe, alcatuite din mii de lamele specializate (ceea ce inseamna o remarcabila sporire a suprafetei respiratorii), adapostite intr-o cavitate (camera) branhiala ventilata printr-un flux continuu de apa (branhii interne).

Branhiile externe, filogenetic primitive, prezinta o serie de dezavantaje: sunt expuse lezarilor prin factori mecanici, cresc rezistenta la locomotie, sunt scaldate intermitent de curenti de apa. Ele apar la speciile acvatice de polichete, oligochete, hirudinee si mormoloci.

Toate inconvenientele prezentate anterior sunt inlaturate in cazul branhiilor interne care, fiind protejate in camerele branhiale, nu afecteaza forma hidrodinamica a corpului si beneficiaza de sisteme speciale de ventilare prin pompare.

La nivelul branhiilor, prin aranjamente speciale ale retelei capilare, se asigura un contact maxim intre sangele circulant si influxul de apa. Acest lucru se realizeaza fie prin organizarea unui sistem de numeroase anse capilare in contact cu epiteliul respirator, fie, mai adesea, prin dispunerea "in contracurent" a fluxului sanguin capilar si a celui de apa (permitand astfel instalarea unor gradienti maximali pentru schimbul gazos).

La animalele sesile ca molustele, tunicierii si unele echinoderme, circulatia apei prin camera branhiala depinde adesea de activitatea ciliara, care creeeaza un curent fin, ce transporta atat particulele alimentare, cat si oxigenul. La formele active, libere, ca si la multe animale tubicole sau semisesile, ventilatia, combinata cu locomotia si adesea cu hranirea, depinde de activitatea musculara.

Respiratia branhiala ajunge la eficienta maxima la vertebratele acvatice. La pestii teleosteeni, de exemplu, se constata cresterea pronuntata a suprafetei respiratorii, protejarea acestei suprafete, circulatia continua a apei la nivelul branhiilor, dispunerea in contracurent a fluxului de apa incarcata cu oxigen si a sangelui venos. In mod obisnuit, irigarea cu apa a branhiilor la pesti depinde de musculatura scheletica a maxilarelor, a arcurilor branhiale si a operculilor. Mecanismul este acela al unei serii de pompe: o pompa de suctiune (care aspira apa in gura), o pompa de presiune in cavitatea bucala (care expulzeaza apa prin branhii) si o pompa de suctiune posterioara, care atrage apa spre branhii.

In ceea ce priveste frecventa miscarilor respiratorii, experientele au aratat ca, atat cresterea temperaturii, cat si a cantitatii de CO₂ din apa, precum si micsorarea cantitatii de oxigen, produc o accelerare a acestora; o incalzire a apei peste 26C este urmata insa de o incetinire a acestora. Numarul respiratiilor scade in cursul noptii, cand unii pesti sunt mai linistiti sau chiar stau pe fundul bazinelor, in repaus; la pestii pelagici, care inoata continuu, variatia ritmica zilnica este mai mica.

Respiratia intestinala

La unii pesti (tipar, zvarluga), pe langa respiratia branhiala si tegumentara, un rol important il joaca si respiratia prin mucoasa cavitatii bucale sau prin peretele intestinului terminal.

Respiratia intestinala se intalneste la unii reprezentanti ai siluridelor, cobitidelor etc. La noi in tara a fost studiata de Elena Lupu, la Misgurnus fosilis si Cobitis barbatula.

Pestii de balta se ridica la suprafata apei, inghit o bula de aer, din care oxigenul trece, prin difuziune, in sange - la nivelul epiteliului intestinal, iar CO₂ din sange iese in bula de aer - aceasta fiind ulterior eliminata prin orificiul anal. In cursul trecerii de-a lungul intestinului, aerul pierde 5% din oxigen si se imbogateste cu 3% CO₂. La acesti pesti, epiteliul intestinal este lipsit de vilozitati, si-a pierdut functia de absorbtie a alimentelor si este foarte vascularizat.

Intre respiratia branhiala si cea intestinala a acestor pesti exista o stransa legatura. In conditii normale de viata, in special cand temperatura apei este scazuta, este suficienta respiratia branhiala. Cand insa temperatura apei este ridicata, cand cantitatea de oxigen dizolvat scade, pestii cu respiratie intestinala nu-si modifica ritmul respirator (ca celelalte specii), ci inghit aer, completandu-si astfel respiratia branhiala cu cea intestinala.

Experientele lui Babcic si Dedek pe tipar, au aratat ca intr-o apa curata cu temperatura de 5C, pestii ramaneau sub apa timp de 8 ore, fara a se ridica la suprafata sa inghita aer; intr-o apa la fel de curata, dar cu temperatura de 25C, pestii ieseau la suprafata, inghiteau aer si isi goleau intestinul de aer de 19 ori pe ora; intr-o apa fiarta in prealabil si racita apoi la 25C, numarul inghititurilor de aer s-a ridicat la 67/ora.

Respiratia traheala

Sistemul traheal, caracteristic artropodelor terestre, constituit dintr-o serie de tuburi pline cu aer, care patrund de la suprafata corpului pana la celule, difera fundamental de cel pulmonar, prin aceea ca asigura distributia directa a aerului catre celule, fara interventia mecanismelor de transport a gazelor prin mediul intern.

Tuburile traheale reprezinta invaginari ale suprafetei corpului si se deschid la exterior prin stigme; peretii traheelor se subtiaza pe masura ce diametrul tuburilor se micsoreaza. In cele din urma se formeaza traheole sau capilare aeriene, cu un diametru mai mic de 1m, care intra in contact intim cu membranele celulare (astfel oxigenul este adus in imediata apropiere a mitocondriilor).

La multe traheate nu se realizeaza o ventilare activa. La onicofore, miriapode, arahnoidele traheate, larvele si pupele tuturor insectelor, schimbul de gaze se realizeaza prin simpla difuzie in aerul din tuburi. Fenomenul este adecvat pentru formele mici si mai putin active. La insectele adulte, al caror metabolism este uneori foarte intens, se realizeaza ventilatia sistemului si controlul debitului si al directiei fluxului de aer prin sistem. Inchiderea-deschiderea stigmelor poate fi reglata deoarece ele prezinta valvule actionate de muschi (activitatea stigmelor se desfasoara in stransa legatura cu necesitatile metabolice datorita interventiei coordonatoare a unor mecanisme nervoase si umorale).

Ventilarea activa se realizeaza prin miscari ale corpului, care duc la comprimarea ritmica a spatiilor aeriene si deci la expulzarea aerului din ele. La multe forme, aerul circula prin trahee intr-un singur sens (ex: la lacuste, aerul intra prin stigmele toracice si iese prin cele abdominale).

Eficienta ventilatiei este sporita considerabil la unele specii, prin prezenta unor saci aerieni, care se formeaza ca dilatari traheale (ca si la pasari acestia au si alte roluri in afara respiratiei).

Numeroase insecte acvatice (odonate, plecoptere, trihoptere) au branhii traheale (traheobranhii) prin care oxigenul trece direct in traheele ramificate in profunzime. Notonecta si Dytiscus retin in submersie, fixata pe perii hidrofugi, o bula de aer atmosferic, din care preiau oxigenul prin stigme. La unele hemiptere si coleoptere acvatice, un plastron de peri foarte desi retine un strat subtire de aer, din care difuzeaza oxigen in sistemul traheal.

La capatul terminal al traheelor se afla o coloana de lichid, care sufera variatii de inaltime in functie de intensitatea proceselor metabolice celulare: coloana scade in cursul unei activitati intense deoarece lichidul este atras in celulele mai puternic incarcate cu metaboliti osmotic activi.

Schimbul de gaze la nivel celular se face prin intermediul acestor coloane - deci cu gaze dizolvate, care difuzeaza mai lent. Reducerea inaltimii coloanelor in timpul activitatii diminueaza traseul de difuziune prin lichid, rezultand un schimb de gaze mai intens. Si in cazul traheatelor, o parte importanta din CO₂ se elimina prin suprafata corpului si nu prin trahee.

Respiratia pulmonara

Plamanii - organe bogat vascularizate - au rolul de a realiza respiratia aeriana. Ei apar la o serie de nevertebrate terestre: gasteropode pulmonate, scorpionii, unii paianjeni, chilopode si izopode. La gasteropodele adaptate la viata terestra (ex: melcul de livada Helix pomatia) sau la cele adaptate secundar la mediul acvatic (Planorbis, Limnaea), functia de plaman este indeplinita de manta, bogat vascularizata, care comunica cu exteriorul printr-un orificiu respirator - pneumostom. La o serie de paianjeni si scorpioni, plamanii sunt amplasati in abdomen, pe partea ventrala a acestuia, sub forma unor saci cu peretii pliati (ce reprezinta tot invaginari ectodermice precum traheile); nu se cunoaste exact mecanismul miscarilor prin care se realizeaza primenirea aerului din camera pulmonara (unii autori considera ca, in urma contractiei fibrelor musculare din peretii camerei cu aer, volumul acesteia se micsoreaza si o parte din aer iese, iar in timpul relaxarii acestor fibre camera se umple din nou cu aer proaspat; alti autori considera ca primenirea aerului se face prin miscarile septelor traheale).

Paianjenii de apa respira din bula de aer prinsa intre perisorii corpului. Argyronecta aquatica isi construieste printre plantele acvatice un fel de clopot, pe care il umple cu aer, venind de nenumarate ori la suprafata apei si ducand jos o bula (pe care o lasa acolo); dupa ce clopotul este umplut, schimburile de O₂ si de CO₂ cu apa din jur se fac prin difuziune.

La unele specii, singura modalitate de control a schimburilor gazoase consta in reglarea aperturii pulmonare in functie de intensitatea proceselor metabolice, de temperatura sau de concentratia CO₂.

Din punct de vedere functional, principala deosebire dintre plamanii nevertebratelor si cei ai vertebratelor consta in faptul ca, la primele, nu se realizeaza activitati ventilatorii. La vertebrate, sistemul respirator prezinta anterior caile de conducere a aerului (orificiile nazale, faringe, laringe, trahee, bronhii extrapulmonare) si apoi plamanii - zonele de schimb gazos.

La pestii dipnoi intalnim cele mai simple forme de plamani - de tip sacular - de forma unor saci alungiti, ce deriva din faringe. Acelasi tip de plamani, dar cu unele cutari ce se dezvolta centripet (ceea ce mareste suprafata de schimb), apar la amfibieni si unele reptile inferioare.

La reptilele superioare (soparle, crocodili) cutarea se accentueaza iar plamanul devine o structura spongioasa cu numerosi saci aerieni (alveole).

La pasari, plamanii contin noi unitati morfo-functionale, asa-numitele "capilare aeriene" printre care se ramifica o bogata retea de capilare sanguine - la acest nivel realizandu-se schimbul de gaze. La unele pasari lipsesc alveolele pulmonare, caracteristic pentru pasari fiind prezenta sacilor aerieni.

La mamifere suprafata epiteliului pulmonar atinge dezvoltarea maxima, alveolele devin mici, strans grupate in jurul ductului alveolar, care se deschide in bronhiolele respiratorii.

Din punct de vedere structural, plamanii vertebratelor prezinta o serie de caracteristici:

existenta sistemului complex al cailor aeriene, captusite cu un epiteliu bogat in celule producatoare de mucus, pe unele portiuni puternic ciliat, care asigura: oprirea particulelor in suspensie din aerul inspirat, incalzirea si umezirea acestuia, precum si ajungerea lui, in acelasi timp, la nivelul tuturor alveolelor functionale

alveolele pulmonare - unitatile functionale ale plamanului vertebratelor (cu exceptia pasarilor) - sunt captusite cu un "epiteliu respirator" subtire, format din celule caracteristice; suprafata totala a celor 300 milioane de alveole, cu diametrul ce variaza intre 75 si 300 m - cate sunt in plamanii omului - este de 70 m² (de cirac 40 ori mai mare decat suprafata corpului); grosimea epiteliului este mai mica de 0,1 m; acest epiteliu asigura un transport de 200-300 ml O₂/minut la omul in repaus si de pana la 5500 ml O₂/minut intr-un exercitiu fizic.

la diferite grupe de vertebrate si in cadrul acestora, la diferite specii, exista o relatie intre suprafata corpului si suprafata totala a plamanilor; la batracieni suprafata corpului este mai mare decat cea a plamanilor iar la pasari si mamifere, dimpotriva, suprafata plamanilor este cu mult mai mare decat suprafata corpului. Cu cat intensitatea proceselor metabolice creste, creste si intensitatea schimburilor gazoase la nivelul plamanilor, iar suprafata acestora este proportional mai mare

epiteliul respirator este foarte bogat vascularizat, fiind sprijinit pe o retea abundenta de capilare sanguine scurte

peretele alveolelor pulmonare contine numeroase fibre elastice, motiv pentru care tesutul pulmonar este foarte elastic

plamanii sunt inveliti de cele doua pleure (viscerala si parietala).

Mecanismele ventilatiei pulmonare - prezinta variatii mari la diferitele grupe de vertebrate (se produc miscari speciale, ritmice, ce asigura actul inspiratiei si expiratiei).

La batracieni, aerul este introdus in plamani - in inspiratie - prin miscari asemanatoare celor de inghitire (deglutitie); mentinand gura inchisa, broasca face o serie de miscari ale planseului bucal, in cursul carora aerul atmosferic este aspirat in cavitatea bucala prin narine si de aici este inghitit in plamani. In expiratie, aerul este dat afara din plamani prin contractia musculaturii flancurilor si contractia fibrelor musculare din peretii plamanilor. Aceasta respiratie o completeaza pe cea tegumentara.

La chelonienii terestri, coastele fuzioneaza cu carapacea; nemaifiind posibila marirea cutiei toracice, plamanii sunt umpluti cu aer prin scoaterea membrelor si umerilor in afara; procesul de retragere a membrelor si capului diminueaza volumul pulmonar. La restul reptilelor, mecanismul miscarilor respiratorii se apropie de cel de la mamifere, avand insa caracteristicile vietii lor taratoare sau aproape taratoare. Modificarile de volum ale cutiei toracice se fac mai ales dupa diametrul longitudinal si lateral si nu dupa diametrul dorso-ventral, cum se intampla la mamifere.

Ventilatia plamanilor de pasare se face prin sacii aerieni legati de plamani (sacii aerieni apar pentru prima data la reptile si constau in dilatatia capatului terminal al mezobronhiilor principale - sacii abdominali - sau la capatul terminal al bronhiilor secundare - celelalte 4 perechi de saci aerieni). Sistemul sacilor aerieni patrunde si in oasele adiacente: stern, coaste, vertebre si printre organe, reducandu-se astfel greutatea organismului. In timpul zborului, cu ajutorul sacilor aerieni, este realizata o eficienta respiratorie sporita: muschii ce actioneaza aripile dilata si contracta sacii aerieni succesiv; cand aripile se ridica, aerul este inspirat in plamani si in sacii aerieni, iar, la coborarea aripilor, se produce expiratia - sacii sunt comprimati, iar aerul din ei este pompat in plamani si de aici, prin conducte aeriene, la exterior. Zonele de schimb - capilarele aeriene - sunt strabatute de un curent de aer proaspat, cu o compozitie apropiata de a aerului atmosferic, atat in inspiratie cat si in expiratie. De retinut: prin peretii sacilor aerieni nu se face schimb de gaze. Nu exista identitate intre compozitia aerului pulmonar si cea a aerului atmosferic, deoarece pasarile au trahee lunga si deci un important "spatiu mort", care este mai bogat in CO₂ decat aerul atmosferic, in urma difuziunii acestuia din aerul pulmonar. In respiratie, prin plamani este vehiculat un amestec de aer proaspat si aer din spatiul mort, deci cu o presiune partiala a CO₂ mai mare decat a aerului atmosferic. Acest fapt are consecinte pozitive intrucat daca, la nivelul suprafetelor respiratorii ar circula numai aer proaspat, sangele s-ar descarca aproape complet de CO₂, ceea ce ar duce la alcaloza.

La mamifere ventilatia se face prin diferenta de presiune dintre aerul atmosferic si cel pulmonar. Factorii ce asigura ventilatia sunt: miscarile cutiei toracice, elasticitatea plamanilor si toracelui, forta de adeziune interpleurala. In inspiratie, prin contractia muschilor inspiratori, crsc diametrele cutiei toracice si, ca urmare, volumul plamanilor (ca rzultat al solidaritatii acestora cu cutia toracica). Presiunea din plamani, ca urmare a dilatarii lor, scade cu 2-3 mm Hg sub presiunea atmosferica iar aerul patrunde astfel in plamani; in inspiratiile fortate presiunea intrapulmonara poate sa scada cu 60-100 mm Hg sub presiunea atmosferica. Expiratia se produce prin revenirea cutiei toracice la volumul initial, cand inceteaza actiunea muschilor inspiratori. Revenirea este determinata de forta elastica dezvoltata in cursul inspiratiei de peretii cutiei toracice si de forta de la nivelul viscerelor abdominale, comprimate in inspiratie prin contractia diafragmului.

Frecventa miscarilor respiratorii la mamifere este invers proportionala cu talia: 10 respiratii/ mi-nut la cal, 20 respiratii/minut la caine, 50 respiratii/minut la iepure, 100 respiratii/minut la vrabie, 150 respiratii/minut la soarece. La aceeasi specie, frecventa depinde de varsta: la om, la nou nascut 40-45 respiratii/minut, dupa un an 26-32 respiratii/minut, iar la adult 16-20 respiratii/minut. Efortul muscular accelereaza frecventa miscarilor respiratorii (la fel si emotiile puternice).

La poikiloterme, frecventa este strans legata de temperatura mediului si de starea de activitate sau repaus organismului.

La mamiferele adaptate secundar la viata acvatica (balene, foci, morse, delfini, castori) respiratia este tot pulmonara, dar au aparut unele modificari ale functiei respiratorii, care le dau posibilitatea sa se scufunde si sa-si caute hrana timp indelungat sub apa; casalotul poate ramane sub apa 150 minute, balena 50 minute, delfinul 15 minute. Astfel de modificari sunt: capacitatea cutiei toracice s-a marit foarte mult si a devenit mai mobila, prin dezvoltarea puternica a muschilor respiratori si prin reducerea numarului de coaste, numarul alveolelor pulmonare a crescut de circa 3 ori, branhiile au sfinctere care pot opri timp indelungat iesirea aerului din plamani etc.