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Adattamenti della funzione respiratoria

La funzione respiratoria può adattarsi, entro certi limiti, a particolari condizioni ambientali o necessità dell’organismo. Ad esempio, una maggiore attività fisica comporta una maggiore richiesta di energia, che si traduce nella necessità per l’organismo di “bruciare” maggiori quantità di ossigeno, mediante la respirazione cellulare; per tale motivo, in tali condizioni si osserva un aumento della ventilazione polmonare, cioè un incremento del numero di inspirazioni ed espirazioni compiute dall’organismo in un certo lasso di tempo.

In particolari ambienti poveri di ossigeno, gli animali sviluppano adattamenti comportamentali o fisiologici atti a ottimizzare la captazione di questo gas. Ad esempio, le popolazioni che vivono sulle Ande, a 3000 metri o più di altitudine, sono caratterizzate da polmoni più voluminosi dei popoli che si trovano a quote più basse, sistemi di capillari più ramificati e un battito cardiaco più rapido di chi vive ad altitudini minori; il sangue contiene il 30% in più di globuli rossi rispetto al valore medio della specie umana, consentendo all’organismo di utilizzare in modo più efficiente la minore quantità di ossigeno a disposizione. Vedi Acclimatazione.

Generalmente i mammiferi acquatici hanno polmoni voluminosi e sistemi vascolari complessi, che contengono un volume sanguigno che può raggiungere, come nel caso di foche e balene, fino al 50% in più, per chilogrammo di peso corporeo, del volume di sangue dell’uomo. Ciò permette a questi animali acquatici di rifornire per molto tempo i loro tessuti di sangue ossigenato, senza dover tornare in superficie per respirare: i cetacei possono, ad esempio, restare immersi per un periodo di tempo variabile, a seconda della specie, tra 15 minuti e più di un’ora, mentre gli elefanti marini possono rimanere sott’acqua per 30 minuti. Il contenuto di ossigeno nel sangue arterioso della foca è pari al 20%; sott’acqua il battito cardiaco di questo animale passa da 150 a 10 battiti al minuto; la foca riemerge in superficie solo quando il livello dell’ossigeno arriva vicino al 2%.