Exercicis: L'aparell respiratori

Escriu l'itinerari que segueix una molècula d'oxigen des que entra per les fosses nasals fins que arriba a un alvèol pulmonar, anomenant per ordre totes les estructures que travessa.

Observa la imatge de l'aparell respiratori. Indica quin número assenyala la tràquea i quin assenyala el diafragma, i descriu la funció de cadascuna d'aquestes dues estructures.

Explica amb les teves paraules què són els alvèols pulmonars i per què són el lloc adequat perquè es produeixi l'intercanvi de gasos entre l'aire i la sang.

Explica la diferència entre inspiració i expiració, i indica quin gas capten principalment els pulmons de l'aire inspirat i quin gas s'expulsa amb l'aire expirat.

Ordena les següents estructures segons el recorregut de l'aire des de l'exterior fins als alvèols: bronquis, tràquea, fosses nasals, laringe, bronquíols, faringe.

Explica per què es diu que la faringe és una «cruïlla de camins» entre l'aparell digestiu i el respiratori, i quins dos tipus de substàncies hi passen.

Indica si aquestes afirmacions són verdaderes o falses i justifica la teva resposta: a) els pulmons són músculs que es contreuen per fer entrar l'aire; b) els alvèols estan envoltats de capil·lars sanguinis; c) l'aire expirat conté més diòxid de carboni que l'inspirat.

Les vies respiratòries estan entapissades de moc i cilis. Explica què és cadascun d'aquests elements i com col·laboren a netejar l'aire que respirem.

Descriu què els passa al diafragma i a les costelles durant la inspiració i durant l'expiració, i explica com aquests moviments provoquen l'entrada i la sortida de l'aire dels pulmons.

Quan respirem per la boca de manera habitual, l'aire arriba als pulmons més fred, més sec i amb més partícules que quan respirem pel nas. Tenint en compte les estructures numerades a la imatge, explica què li passa a l'aire en travessar les fosses nasals i per què és recomanable respirar pel nas.

Un globus dins d'una ampolla amb el fons elàstic és un model casolà de l'aparell respiratori: en estirar la goma del fons, el globus s'infla. Explica què representen el globus, l'ampolla i la goma del fons, i assenyala una limitació important d'aquest model respecte al cos humà real.

En córrer, respirem més ràpid i amb més profunditat. Explica quins músculs realitzen els moviments de la ventilació i per què les cèl·lules musculars necessiten més oxigen durant l'exercici.

Les parets dels alvèols i dels capil·lars que els envolten són extremadament fines. Explica per què aquesta finesa és imprescindible per a l'intercanvi de gasos i raona què passaria si aquestes parets fossin gruixudes.

Quan tenim el nas tapat per un refredat respirem per la boca i notem la gola seca i irritada. Relaciona aquest malestar amb les funcions que realitza l'aire en travessar les fosses nasals i explica per què la congestió sol empitjorar en estirar-nos.

Explica quins dos moviments realitza la caixa toràcica per renovar l'aire dels pulmons i quin múscul situat sota els pulmons és el principal responsable d'aquests moviments.

Si bufes sobre un vidre fred, s'entela amb l'aire expirat. Explica què demostra aquest fenomen sobre el contingut de l'aire que expulsem i relaciona-ho amb una de les funcions que compleixen les fosses nasals sobre l'aire inspirat.

En repòs, una persona inspira uns $0,5\ \text{L}$ d'aire en cada respiració i realitza unes $14$ respiracions per minut. Calcula el volum d'aire que mou en una hora. Si fent esport el volum per respiració puja a $2\ \text{L}$ i la freqüència a $30$ respiracions per minut, calcula quantes vegades més gran és el volum d'aire mogut per hora i explica per què l'organisme necessita aquest augment.

Els fumadors destrueixen amb els anys part de les parets dels seus alvèols (emfisema pulmonar), de manera que els alvèols es fusionen en cavitats més grans i amb menys superfície total. Raona, a partir de com es produeix l'intercanvi de gasos, per què aquestes persones s'ofeguen en fer exercici encara que els seus pulmons continuïn omplint-se d'aire.

Durant un sopar, un comensal parla i riu mentre mastega i engoleix. De sobte, pateix un atac violent de tos i s'agafa el coll amb les mans. Un testimoni afirma: «S'ha ennuegat perquè l'epiglitis s'ha tancat a destemps i ha desviat el menjar cap a l'esòfag».

1. a) Rebat l'explicació del testimoni: explica la funció real de l'epiglitis durant la deglució, quin conducte ha de protegir i cap a on s'ha desviat en realitat l'aliment.
2. b) Justifica per què és anatòmicament impossible parlar i engolir alhora, i explica per què el reflex de tossir amb força és la resposta protectora més eficaç de l'aparell respiratori en aquesta situació.

En un servei d'urgències ingressen dos pacients amb problemes d'oxigenació:

• Pacient 1: Pateix una crisi asmàtica severa; li costa ventilar i l'aire amb prou feines entra als seus pulmons.

• Pacient 2: Ha inhalat monòxid de carboni d'un braser defectuós. La seva freqüència i el seu volum respiratoris són normals i l'aire entra sense dificultat fins als seus alvèols.

Un estudiant en pràctiques afirma que el pacient 2 no corre perill vital perquè «els seus pulmons introdueixen aire i ventilen amb total normalitat».

1. a) Rebat la conclusió de l'estudiant: identifica en quina fase de la funció respiratòria (ventilació pulmonar, difusió als alvèols, transport a la sang o respiració cel·lular) es produeix la fallada en cada pacient.
2. b) Explica per què, tot i que el pacient 2 omple bé els pulmons d'aire, les seves cèl·lules estan en risc imminent de morir per falta d'oxigen.

La taula següent mostra l'evolució de dos paràmetres en la sang d'un ciclista durant la seva preparació esportiva:

1. a) Interpreta les dades: justifica per què el seu organisme va augmentar la producció de glòbuls vermells a la muntanya, relacionant-ho amb la menor pressió d'oxigen en l'aire i la difusió als alvèols.
2. b) Prediu en quin moment (just en baixar de la muntanya o al cap de quatre setmanes) obtindrà més avantatge competitiu en una cursa a nivell del mar i explica per què aquesta millora fisiològica desapareix amb el temps.

Al servei d'urgències s'atenen dos casos d'ennuegament amb cossos estranys que obstrueixen les vies respiratòries:

• Cas A: Un tros de menjar ha quedat encaixat a la laringe, bloquejant la glotis.

• Cas B: Una peça d'una joguina ha baixat més enllà de la tràquea i s'ha encaixat fermament al bronqui principal dret.

L'equip mèdic es planteja fer una traqueotomia d'urgència (obertura artificial a la part davantera de la tràquea).

1. a) Prediu i justifica en quin dels dos casos la traqueotomia solucionarà l'asfíxia permetent l'arribada d'aire a tots dos pulmons, i per què en l'altre cas aquesta intervenció no resoldrà el problema.
2. b) En el cas en què la traqueotomia no sigui eficaç, explica quina conseqüència tindrà l'obstrucció en l'intercanvi de gasos de cada pulmó i raona si el pacient pot sobreviure temporalment amb un sol pulmó funcional.

En una consulta de pneumologia es fa una espirometria a dos adolescents que practiquen esport:

• Pacient 1 (sa): Expulsa $3,6\ \text{L}$ d'aire en el primer segon d'una espiració forçada.

• Pacient 2 (durant una crisi de dificultat respiratòria): Només aconsegueix expulsar $1,5\ \text{L}$ en el primer segon, però després d'inhalar un fàrmac broncodilatador el seu valor puja a $3,3\ \text{L}$.

1. a) Interpreta les dades del pacient 2: dedueix quin canvi físic va ocórrer en el diàmetre dels seus bronquis i bronquíols durant la crisi i quin efecte ha tingut el fàrmac sobre la musculatura d'aquests conductes.
2. b) Un familiar del pacient 2 afirma: «Si els alvèols no estan danyats, l'intercanvi d'oxigen amb la sang hauria de ser completament normal durant la crisi». Rebat aquesta afirmació justificant per què una fallada en la ventilació bronquial pot reduir l'intercanvi d'oxigen encara que els alvèols estiguin sans.

L'aire inspirat conté un $21\ \%$ d'oxigen i un $0,04\ \%$ de diòxid de carboni; l'aire expirat, un $16\ \%$ d'oxigen i un $4\ \%$ de diòxid de carboni. Compara ambdues composicions, explica què han fet els pulmons amb l'aire i raona, a la vista de les dades, per què l'aire expirat encara es pot aprofitar en la reanimació boca a boca.