El sistema respiratorio

Escribe el itinerario que sigue una molécula de oxígeno desde que entra por las fosas nasales hasta que llega a un alvéolo pulmonar, nombrando en orden todas las estructuras que atraviesa.

Ordena las siguientes estructuras según el recorrido del aire desde el exterior hasta los alvéolos: bronquios, tráquea, fosas nasales, laringe, bronquiolos, faringe.

Explica por qué se dice que la faringe es un «cruce de caminos» entre el aparato digestivo y el respiratorio, y qué dos tipos de sustancias pasan por ella.

Las vías respiratorias están tapizadas de moco y cilios. Explica qué es cada uno de estos elementos y cómo colaboran en limpiar el aire que respiramos.

Explica con tus palabras qué son los alvéolos pulmonares y por qué son el lugar adecuado para que se produzca el intercambio de gases entre el aire y la sangre.

Explica la diferencia entre inspiración y espiración, e indica qué gas captan principalmente los pulmones del aire inspirado y qué gas se expulsa con el aire espirado.

Las paredes de los alvéolos y de los capilares que los rodean son extremadamente finas. Explica por qué esa finura es imprescindible para el intercambio de gases y razona qué ocurriría si esas paredes fueran gruesas.

El aire inspirado contiene unos $21\ \%$ de oxígeno y un $0.04\ \%$ de dióxido de carbono; el aire espirado, unos $16\ \%$ de oxígeno y un $4\ \%$ de dióxido de carbono. Compara ambas composiciones, explica qué han hecho los pulmones con el aire y razona, a la vista de los datos, por qué el aire espirado todavía puede aprovecharse en la reanimación boca a boca.

Explica qué dos movimientos realiza la caja torácica para renovar el aire de los pulmones y qué músculo situado bajo los pulmones es el principal responsable de esos movimientos.

Describe qué les ocurre al diafragma y a las costillas durante la inspiración y durante la espiración, y explica cómo esos movimientos provocan la entrada y la salida del aire de los pulmones.

Un globo dentro de una botella con el fondo elástico es un modelo casero del aparato respiratorio: al tirar de la goma del fondo, el globo se hincha. Explica qué representan el globo, la botella y la goma del fondo, y señala una limitación importante de este modelo frente al cuerpo humano real.

Al correr, respiramos más rápido y con más profundidad. Explica qué músculos realizan los movimientos de la ventilación y por qué las células musculares necesitan más oxígeno durante el ejercicio.

Cuando respiramos por la boca de forma habitual, el aire llega a los pulmones más frío, más seco y con más partículas que cuando respiramos por la nariz. A la vista de las estructuras numeradas en la imagen, explica qué les ocurre al aire al atravesar las fosas nasales y por qué es recomendable respirar por la nariz.

Cuando tenemos la nariz congestionada por un resfriado respiramos por la boca y notamos la garganta seca e irritada. Relaciona ese malestar con las funciones que realiza el aire al atravesar las fosas nasales y explica por qué la congestión suele empeorar al tumbarnos.

Si soplas sobre un cristal frío, se empaña con el aire espirado. Explica qué demuestra ese fenómeno sobre el contenido del aire que expulsamos y relaciónalo con una de las funciones que cumplen las fosas nasales sobre el aire inspirado.

En reposo, una persona inspira unos $0.5\ \text{L}$ de aire en cada respiración y realiza unas $14$ respiraciones por minuto. Calcula el volumen de aire que mueve en una hora. Si haciendo deporte el volumen por respiración sube a $2\ \text{L}$ y la frecuencia a $30$ respiraciones por minuto, calcula cuántas veces mayor es el volumen de aire movido por hora y explica por qué el organismo necesita ese aumento.

Los fumadores destruyen con los años parte de las paredes de sus alvéolos (enfisema pulmonar), de modo que los alvéolos se fusionan en cavidades más grandes y con menos superficie total. Razona, a partir de cómo se produce el intercambio de gases, por qué estas personas se ahogan al hacer ejercicio aunque sus pulmones sigan llenándose de aire.

En un servicio de urgencias ingresan dos pacientes con problemas de oxigenación:

• Paciente 1: Sufre una crisis asmática severa; le cuesta ventilar y el aire apenas entra en sus pulmones.

• Paciente 2: Ha inhalado monóxido de carbono de un brasero defectuoso. Su frecuencia y volumen respiratorios son normales y el aire entra sin dificultad hasta sus alvéolos.

Un estudiante en prácticas afirma que el paciente 2 no corre peligro vital porque «sus pulmones introducen aire y ventilan con total normalidad».

1. a) Rebate la conclusión del estudiante: identifica en qué fase de la función respiratoria (ventilación pulmonar, difusión en los alvéolos, transporte en la sangre o respiración celular) se produce el fallo en cada paciente.
2. b) Explica por qué, a pesar de que el paciente 2 llena bien sus pulmones de aire, sus células están en riesgo inminente de morir por falta de oxígeno.

En una consulta de neumología se realiza una espirometría a dos adolescentes que practican deporte:

• Paciente 1 (sano): Expulsa $3.6\ \text{L}$ de aire en el primer segundo de una espiración forzada.

• Paciente 2 (durante una crisis de dificultad respiratoria): Solo consigue expulsar $1.5\ \text{L}$ en el primer segundo, pero tras inhalar un fármaco broncodilatador su valor sube a $3.3\ \text{L}$.

1. a) Interpreta los datos del paciente 2: deduce qué cambio físico ocurrió en el diámetro de sus bronquios y bronquiolos durante la crisis y qué efecto ha tenido el fármaco sobre la musculatura de dichos conductos.
2. b) Un familiar del paciente 2 afirma: «Si los alvéolos no están dañados, el intercambio de oxígeno con la sangre debería ser completamente normal durante la crisis». Rebate esta afirmación justificando por qué un fallo en la ventilación bronquial puede reducir el intercambio de oxígeno aunque los alvéolos estén sanos.