Figura arată cum se schimbă volumul cutiei toracice în timpul ventilației pulmonare, adică al deplasării aerului în ambele sensuri între alveolele pulmonare și atmosferă. Panoul a prezintă inspirația, iar panoul b, expirația. În ambele, toracele este văzut din profil: sternul în față, coloana vertebrală în spate și, între ele, coastele, care formează pereții laterali. Printre coaste se văd plămânii, iar sub ei, diafragma, ca o boltă. Fiecare panou are trei săgeți. Cea de sus, pe căile respiratorii care urcă spre gât (Figura 94), arată în ce sens circulă aerul, iar celelalte două arată încotro se mișcă coastele și diafragma.

Cum urmează plămânii mișcările toracelui

Aerul intră și iese pe rând pentru că volumul cutiei toracice variază ciclic, iar plămânii se mișcă în același sens cu ea. Legătura dintre plămâni și torace o face pleura, seroasa care învelește fiecare plămân. Foița ei parietală căptușește pereții toracelui, foița viscerală acoperă plămânul, iar între ele se află cavitatea pleurală, o cavitate virtuală cu o lamă fină de lichid pleural. Aici, presiunea pleurală este în mod normal negativă (mai mică decât cea atmosferică), din cauza sucțiunii permanente a lichidului din acest spațiu, și variază cu fazele respirației.

Variația de volum are loc prin două mișcări de sens opus, mișcarea inspiratorie și mișcarea expiratorie, câte una în fiecare panou.

Două căi prin care se schimbă volumul

Dimensiunile plămânilor variază prin distensie și retracție în două moduri, iar desenul le arată pe amândouă deodată:

• Diafragma, mușchiul lat în formă de cupolă care separă cutia toracică de cavitatea abdominală, are fața boltită spre torace. Când coboară, alungește cavitatea toracică, iar când urcă, o scurtează.
• Coastele se pot ridica și coborî. Ridicarea lor mărește diametrul antero-posterior al cavității toracice, iar coborârea îl micșorează.

În respirația normală, de repaus, aproape toată variația de volum se datorează diafragmei.

(a) Inspirația

Diafragma se contractă și coboară (săgeata de la bază, orientată în jos), trăgând după ea fața bazală a plămânilor. Coastele se ridică (săgeata din față, orientată în sus și înainte). În repaus, grilajul costal este coborât, iar sternul stă aproape de coloana vertebrală. Când grilajul se ridică, proiectează sternul înainte, departe de coloană, așa că în inspirația maximă diametrul antero-posterior este cu aproximativ 20% mai mare decât în expirație. Grilajul costal este ridicat de mușchii inspiratori, mai ales de mușchii gâtului.

Pentru ca aerul să poată intra, presiunea din interiorul alveolelor, presiunea alveolară, trebuie să scadă sub cea atmosferică. În repaus, cu glota deschisă, aerul nu circulă, iar în tot arborele respirator presiunea este egală cu cea atmosferică, considerată 0 cm $\ce{H2O}$. Într-o inspirație normală, presiunea alveolară coboară la $-1$ cm $\ce{H2O}$. Deși mică, această presiune negativă este suficientă pentru ca aproximativ 500 mL de aer să intre în plămâni în cele două secunde cât ține inspirația, în sensul săgeții de sus. La lucrarea practică a capitolului, manualul reproduce acest mecanism cu aparatul Donders și conchide că inspirația este un proces activ.

(b) Expirația

Diafragma se relaxează și urcă (săgeata de la bază, orientată acum în sus), iar coastele se lasă (săgeata din față, orientată în jos și înapoi). În expirația liniștită, odată cu relaxarea diafragmei, plămânii sunt comprimați de retracția elastică a lor înșiși, a peretelui toracic și a structurilor abdominale. Grilajul costal este coborât de mușchii expiratori, de exemplu mușchii drepți abdominali.

Presiunea alveolară variază acum în sens opus: crește la aproximativ $+1$ cm $\ce{H2O}$, peste cea atmosferică, și forțează 500 mL de aer să iasă din plămâni în cele 2-3 secunde cât durează expirația, cum arată săgeata de sus. Acest volum de aer inspirat și expirat într-o respirație normală, în medie 500 mL, este volumul curent.

Forțele elastice pulmonare (de recul)

Expirația se bazează pe două tipuri de forțe elastice: cele ale țesutului pulmonar însuși și cele produse de tensiunea superficială a lichidului tensioactiv (surfactant) care căptușește la interior pereții alveolari și celelalte spații aeriene pulmonare. Tensiunea superficială apare pentru că fața internă a alveolelor este acoperită de acest strat subțire de lichid, iar în alveole se află aer. Cum fenomenul are loc în toate spațiile aeriene ale plămânului, rezultă o forță a întregului plămân, forța de tensiune superficială, care se adaugă elasticității țesutului pulmonar și favorizează expirația.