Ejercicios: El aparato respiratorio

Escribí 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.

Observá la imagen del aparato respiratorio. Indicá qué número señala la tráquea y cuál señala el diafragma, y describí la función de cada una de estas dos estructuras.

Explicá 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.

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

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

Explicá 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.

Indicá si estas afirmaciones son verdaderas o falsas y justificá tu respuesta: a) los pulmones son músculos que se contraen para meter el aire; b) los alvéolos están rodeados de capilares sanguíneos; c) el aire espirado contiene más dióxido de carbono que el inspirado.

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

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

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, explicá qué le ocurre al aire al atravesar las fosas nasales y por qué es recomendable respirar por la nariz.

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 infla. Explicá qué representan el globo, la botella y la goma del fondo, y señalá una limitación importante de este modelo frente al cuerpo humano real.

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

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

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

Explicá 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.

Si soplás sobre un cristal frío, se empaña con el aire espirado. Explicá qué demuestra ese fenómeno sobre el contenido del aire que expulsamos y relacionalo 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. Calculá 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, calculá cuántas veces mayor es el volumen de aire movido por hora y explicá 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. Razoná, 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.

Durante una cena, un comensal habla y ríe mientras mastica y traga. De repente, sufre un ataque violento de tos y se lleva las manos al cuello. Un testigo afirma: «Se atragantó porque la epiglotis se cerró a destiempo y desvió la comida hacia el esófago».

1. a) Rebatí la explicación del testigo: explicá la función real de la epiglotis durante la deglución, qué conducto debe proteger y hacia dónde se desvió en realidad el alimento.
2. b) Justificá por qué es anatómicamente imposible hablar y tragar a la vez, y explicá por qué el reflejo de toser con fuerza es la respuesta protectora más eficaz del aparato respiratorio en esta situación.

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) Rebatí la conclusión del estudiante: identificá 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) Explicá 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 el servicio de urgencias se atienden dos casos de atragantamiento con cuerpos extraños que obstruyen las vías respiratorias:

• Caso A: Un trozo de comida ha quedado encajado en la laringe, bloqueando la glotis.

• Caso B: Una pieza de un juguete ha descendido más allá de la tráquea y se ha encajado firmemente en el bronquio principal derecho.

El equipo médico se plantea realizar una traqueotomía de urgencia (apertura artificial en la parte delantera de la tráquea).

1. a) Predecí y justificá en cuál de los dos casos la traqueotomía solucionará la asfixia permitiendo la llegada de aire a ambos pulmones, y por qué en el otro caso esa intervención no resolverá el problema.
2. b) En el caso en el que la traqueotomía no sea eficaz, explicá qué consecuencia tendrá la obstrucción en el intercambio de gases de cada pulmón y razoná si el paciente puede sobrevivir temporalmente con un solo pulmón funcional.

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. Compará ambas composiciones, explicá qué hicieron los pulmones con el aire y razoná, a la vista de los datos, por qué el aire espirado todavía puede aprovecharse en la reanimación boca a boca.