AUTOEVALUACIÓN - Capítulo 41. Energía y metabolismo II: Respiración

Cuestionario:

Distinga entre lo siguientes términos: branquias/ pulmones; tráquea/faringe/laringe; bronquios/bronquiolos/alvéolos; hemoglobina/mioglobina y hemocianina.
¿Por qué se utilizan los cálculos de presión parcial para determinar el movimiento de gases entre los líquidos y la atmósfera, y no las concentraciones?
¿Cuáles son las ventajas y las desventajas de obtener oxígeno del aire y no del agua? Usted debería pensar en otras además de las mencionadas en el texto.
Dibuje y rotule un diagrama del sistema respiratorio humano. Cuando haya terminado, compare su dibujo con la figura 41-9 del libro.
Explique la siguiente aseveración: las ranas ventilan sus pulmones por presión positiva, mientras que los mamíferos, aves y reptiles los ventilan por presión negativa.
Uno de los resultados del consumo prolongado de cigarrillos es la pérdida de los cilios bronquiales. ¿Qué efectos esperaría que esto causara en el funcionamiento normal de los pulmones?
Suponga que un nuevo remedio contra el resfrío garantiza la supresión completa de la secreción de moco del tracto respiratorio. Explique por qué usted usaría o no este medicamento durante un resfrío.
El monóxido de carbono (CO), que es extremadamente venenoso, tiene mayor afinidad por la hemoglobina que el oxígeno. El compuesto resultante, que es de un rojo más brillante que la hemoglobina normal, ya no puede combinarse con el oxígeno. A partir de estos hechos sugiera de qué forma usted reconocería y ayudaría a una víctima envenenada con monóxido de carbono.

Respuestas:

1. Distinga entre lo siguientes términos: branquias/ pulmones; tráquea/faringe/laringe; bronquios/bronquiolos/alvéolos; hemoglobina/mioglobina y hemocianina.

Las branquias son evaginaciones del epitelio que incrementan la superficie respiratoria expuesta al agua. La superficie es del grosor de una célula, y las capas pueden disponerse en plano, apiladas, o convolucionadas de varias maneras. Los pulmones son invaginaciones o cavidades del epitelio en los cuales se toma el aire con oxígeno. La superficie respiratoria de los pulmones también es del grosor de una célula.

La tráquea es un tubo membranoso largo, cubierto de células ciliadas que producen moco. Conecta la faringe con los bronquios. En los insectos y en algunos artrópodos, las tráqueas están formadas por túbulos cubiertos de quitina al final de los cuales tiene lugar el intercambio de gases. La faringe es una vía de paso al final de la boca, común al sistema respiratorio y al digestivo. Conecta la boca y las cavidades nasales con el esófago y con la laringe. La laringe es una porción modificada de la tráquea, en la parte superior del cuello. Es como una caja triangular, con la punta hacia abajo, y a través de ella se encuentran las cuerdas vocales.

Los bronquios son túbulos que conducen gases desde la tráquea a los bronquiolos. Están rodeados por finas capas de músculo liso. Los bronquiolos son vías de pasaje más pequeñas que se ramifican desde los bronquios. Los alvéolos son pequeños sacos que se agrupan alrededor de los finales de los bronquiolos más pequeños. El real intercambio de gases tiene lugar en los alvéolos.

La hemoglobina es un pigmento que se encuentra en los glóbulos rojos en todos los vertebrados y en una amplia gama de especies de invertebrados. Está compuesta de cuatro subunidades, cada una de las cuales comprende un grupo hemo y una cadena proteica. La mioglobina es un pigmento respiratorio que semeja una unidad simple de la molécula de hemoglobina. La hemocianina es una forma de hemoglobina que contiene cobre en lugar de hierro. Es el pigmento respiratorio más común de los moluscos y los artrópodos.

2.¿Por qué se utilizan los cálculos de presión parcial para determinar el movimiento de gases entre los líquidos y la atmósfera, y no las concentraciones?

La presión parcial de un gas es directamente proporcional a su concentración relativa en una mezcla de gases. En términos prácticos, la manera más fácil de medir la concentración de un gas es medir su presión parcial. Dado que la presión parcial de un gas en una solución líquida es igual a su presión parcial en el aire que lo rodea y con el cual está en equilibrio, es más fácil expresar todas las concentraciones gaseosas, ya sea en solución gaseosa (como el aire) o en una solución líquida, como presiones parciales, en vez de tratar de trabajar con dos sistemas de medición diferentes.

3.¿Cuáles son las ventajas y las desventajas de obtener oxígeno del aire y no del agua? Usted debería pensar en otras además de las mencionadas en el texto.

Las ventajas de obtener oxígeno del aire más que del agua son que el aire es, por lejos, una mejor fuente de oxígeno que el agua. Además, el aire tiene una viscosidad menor que el agua y puede ser movido más fácilmente. El oxígeno difunde mucho más rápidamente en el aire que en el agua. El aire no “desaparece”, dejando abandonados a los animales, como puede suceder en el caso del agua cuando se evapora. El aire no se “vacía” de oxígeno tan fácilmente como el agua.

La principal desventaja de obtener oxígeno del aire es que una gran superficie húmeda debe ser expuesta a la fuente de oxígeno para que ocurra la difusión. Esto puede acarrear problemas de pérdida de agua para el organismo. También, con los sistemas respiratorios de muchos organismos que respiran oxígeno del aire, no hay un flujo continuo de aire a través de la superficie respiratoria, como sí lo hay para muchos organismos que obtienen su oxígeno del agua.

4. Dibuje y rotule un diagrama del sistema respiratorio humano. Cuando haya terminado, compare su dibujo con la figura 41-9.

Véase figura 41-9 del libro.

5.Explique la siguiente aseveración: las ranas ventilan sus pulmones por presión positiva, mientras que los mamíferos, aves y reptiles los ventilan por presión negativa.

Las ranas tragan aire, forzándolo hacia adentro de sus pulmones con un movimiento de inspiración que ejerce una presión positiva. Cuando exhalan, abren la glotis. La presión en los pulmones, que es mayor que la presión atmosférica, fuerza al aire hacia afuera de nuevo. En los mamíferos, en los pájaros, y en los reptiles, alternativamente, la inspiración del aire resulta de un incremento en el tamaño de la cavidad torácica, lo cual reduce la presión de aire dentro de los pulmones (o, en el caso de los pájaros, dentro de las bolsas de aire) por debajo de la presión atmosférica. Como resultado de esta presión denominada negativa el aire fluye adentro de los pulmones. La exhalación, sin embargo, resulta de una presión positiva. Cuando el tamaño de la cavidad torácica disminuye (por una relajación de los músculos relevantes), el aire es forzado hacia afuera de los pulmones.

6.Uno de los resultados del consumo prolongado de cigarrillos es la pérdida de los cilios bronquiales. ¿Qué efectos esperaría que esto causara en el funcionamiento normal de los pulmones?

La pérdida de cilios bronquiales determina una remoción mucho menos eficiente de las partículas extrañas inhaladas. Estas partículas y las secreciones mucosas no son eliminadas del sistema respiratorio rápidamente. Su remoción requiere una tos fuerte, lo cual agrega una tensión sobre los tejidos de los pulmones y sobre el corazón. En los pulmones puede producirse una secreción mucosa normal, y especialmente, segregarse el moco agregado que se produjo durante las infecciones respiratorias lo que reduce la proporción de alvéolos disponibles para el intercambio gaseoso. La reducción en la capacidad pulmonar también incrementa la tensión en el corazón y puede, en sí misma, constituir un riesgo de muerte. La pérdida de cilios en los bronquios en personas fumadoras significa la perdida de una de las defensas más importantes contra los compuestos carcinógenos presentes en el alquitrán de los cigarrillos. El alquitrán no es eliminado eficientemente de los pulmones y queda en ellos, incrementando en cantidad en los tejidos de los pulmones.

7.Suponga que un nuevo remedio contra el resfrío garantiza la supresión completa de la secreción de moco del tracto respiratorio. Explique por qué usted usaría o no este medicamento durante un resfrío.

Podría no ser inteligente el usar un remedio que suprima completamente la secreción mucosa en todo el tracto respiratorio. La secreción normal de moco juega un papel importante en la continua limpieza del tracto respiratorio. Esta es una función crítica tanto en la enfermedad como en la salud. Además, el incremento en la producción de moco durante un resfrío u otra infección respiratoria es parte de la defensa que el cuerpo esgrime para combatir la infección. Ayuda a expulsar los virus u otros microorganismos del sistema respiratorio. Cuando la secreción de moco es tan grande que interrumpe la respiración, es de mucho valor suprimirla, pero no completamente.

8.El monóxido de carbono (CO), que es extremadamente venenoso, tiene mayor afinidad por la hemoglobina que el oxígeno. El compuesto resultante, que es de un rojo más brillante que la hemoglobina normal, ya no puede combinarse con el oxígeno. A partir de estos hechos sugiera de qué forma usted reconocería y ayudaría a una víctima envenenada con monóxido de carbono.

Los síntomas tempranos de un envenenamiento con monóxido de carbono incluyen dolor de cabeza, desorientación, y una sensación general de ebriedad (debido a una falta de oxígeno en el cerebro). La víctima eventualmente podría caer en la inconsciencia, y luego sobrevendría la muerte.

A una víctima intoxicada con monóxido de carbono se le debe administrar oxígeno. Si esto no es posible, la víctima debe, al menos, ser retirada de la fuente de monóxido de carbono inmediatamente.

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