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U3. EJERCICIOS. RESPIRATORIO Y CIRCULATORIO (pasar a mano)
1. Si el alimento entrara en la tráquea, en lugar de hacerlo por el esófago, puede practicarse la maniobra de Heimlich
que consiste en: 1º) estando de pié detrás del accidentado, rodear su cintura con los brazos. 2º) cerrar una mano,
tomarla con la otra, colocar el puño por arriba del abdomen de la persona; ligeramente por encima del ombligo y por
debajo de la caja torácica. 3º) ejercer presión con el puño sobre el abdomen mediante un rápido empujón hacia
arriba. Explica los mecanismos que se desencadenan tras esta maniobra para que salga el alimento
Provocamos una súbita elevación del diafragma, lo que comprime los pulmones; así hacemos que salga el aire por la tráquea
y se expulse el alimento.
2. El aire atmosférico seco tiene un 21% de O2 (en volumen). Una persona está ventilando durante una hora con un
ritmo respiratorio igual a 14 inspiraciones/min. En cada inspiración incorpora 480 ml de aire, del que pasa a la sangre
un 20 % del O2 que contiene. Calcula la cantidad de O2 que se consumirá durante una hora.
14 inspirac/min · 60 min · 480 ml aire/inspirac · 21 ml O2/100 ml aire · 0,2 = 16.934 ml O2 ( ≈ 17 litros O2 )
3. En un arca herméticamente cerrada hay 200 litros de aire y una persona que ventila 12 inspirac /minuto, inhalando
500 ml aire en cada una de ellas; del aire inspirado pasa a la sangre el 16 % del O2 que contiene. Sin tener en cuenta
otros factores y suponiendo que puede incorporar todo el O 2 del arca ¿cuánto tiempo teórico puede permanecer la
persona en el arca? Dato: V O2 en el aire = 21 %
En el arca hay: 200 litros aire · 0,21 = 42 litros O2
La persona consume: 12 inspirac/min · 0,5 litros aire/ inspirac · 0,21 · 0,16 = 0,2 litros O2 /min
Por tanto: 42 litros O2 · 1 min/ 0,2 litros O2 = 210 minutos ( ≈ 3,5 h)
4. El cociente respiratorio (Volumen de CO2 producido / Volumen de O2 consumido) normalmente vale 1; sin embargo,
en condiciones de ayuno puede llegar a descender hasta 0,7. ¿Cuál puede ser la causa?
En ayuno no hay hidratos de carbono disponibles, por lo que tendrán que utilizarse las grasas como fuente de energía. Parte
del oxígeno necesario para metabolizar las grasas produce H2O, en lugar de CO2.
(recién comidos, nuestras células consumen glucosa: C6H12O6 + 6 O2
6 CO2 + 6 H2O
acabada esta, se consumen grasas:
C51H98O6
+ 72,5 O2
51 CO2 + 49 H2O )
5. Realizando un esfuerzo de aspiración intenso, la presión alveolar en los pulmones puede ser de 80 mm Hg inferior a la
presión atmosférica. En estas condiciones, ¿a qué altura máxima puede aspirarse agua con la boca, utilizando un
pequeño tubo de plástico? (d agua = 1000 kg/m3) ¿A qué altura máxima puede aspirarse ginebra mediante el mismo
dispositivo? (d ginebra = 920 kg/m3)
( Dato: 1 atmósfera = 760 mm Hg = 1,013 · 10 5 N/m2 )
Presión a alcanzar:
d · g · h = 80 mm Hg = 1,07 · 104 N/m2
si aspiramos agua:
1.000 · 9,8 · h = 1,07 · 10 4 N/m2 ; h = 1,09 metros
si aspiramos ginebra: 920 · 9,8 · h = 1,07 · 10 4 N/m2 ; h = 1,18 metros
6. Parte del CO2 puede ir disuelto en plasma: CO2 + H2O
CO3H- + H+ Esta reacción es muy lenta en el
plasma y muy rápida en el interior de los eritrocitos; ¿a qué se debe esta diferencia de velocidad?
A la anhidrasa carbónica (enzima que hay dentro de los eritrocitos), que cataliza esta reacción:
CO2 + H2O
CO3H2
CO3H- + H+
7. Calcula el gasto cardiaco (litros de sangre bombeada / minuto) de una persona en situación de reposo (bombeo de 5
litros de sangre / minuto; y requerimiento corporal de 200 ml de O 2/min) cuya sangre no tuviera eritrocitos. Dato: El
plasma lleva 0,3 ml O2/ 100 ml.
Sin eritrocitos, todo el oxígeno tendría que ir en el plasma: 0,3 ml O2/ 100 ml de plasma · 5.000 ml/min = 15 ml O2 /min
El cuerpo necesita 200 ml de O2/min.
Con una regla de tres: 15 ml O2
5 litros de sangre (o plasma)/minuto
200 ml O2
x
(x = 66,6 litros de sangre/minuto)
8. Explica qué sucede a nuestro organismo cuando: a) Hiperventilamos voluntariamente b) Ascendemos por una
montaña
Al hiperventilar (incorporamos más oxígeno) desciende el CO 2 en sangre, eso produce vasodilatación y baja la presión
arterial, bajando el riego a los tejidos (el cerebro es uno de los más sensibles, produciéndose vértigos y mareos).
Al subir por una montaña (a partir de los 3.600 m, el aire lleva bastante menos O 2), nuestra sangre se enriquece en CO2
(acidosis), eso produce vasoconstricción y sube la presión arterial (cefaleas, mareos, fatiga mental, nauseas, …).
9. ¿Cómo es la sangre que reciben las aurículas de un feto en relación a la que recibe un individuo adulto?
Placenta
Pulmones
AD
AI
VD
VI
CUERPO
FETO
El foramen oval permite el paso de sangre de la
aurícula derecha hacia la izquierda. Los pulmones no
son funcionales y la sangre es menos rica en oxígeno
que en el adulto.
AD
AI
VD
VI
Pulmones
CUERPO
ADULTO
10. a) Justifica si puede un hombre del grupo sanguíneo A dar sangre a otro del grupo 0; b) ¿y uno del grupo 0 a otro del
grupo B? c) Una madre Rh– tiene su primer hijo Rh+, ¿qué podría ocurrir en un segundo embarazo si el feto vuelve a
ser Rh+?
a) Donante A +
Receptor 0 (
)
Anti A
A
A
Anti A Anti B
(aglutinación, activación del
complemento y hemolisis)
B
b) Donante 0
+
Receptor B (
Los grupos son
incompatibles
)
Los grupos son compatibles
(no aglutinación)
Anti A
c) Ver apuntes (ampliación)
11. a) ¿Dónde es mayor la concentración de protones (H +), en la sangre o en el plasma?; b) Qué sucederá si conectamos,
mediante un tubito, la arteria pulmonar con la aorta.
a) Dentro de los hematíes:
Anhidrasa carbónica
H2CO3
H+ + - HCO3
H2O
CO2
b) Con esta experiencia parte de la sangre venosa (de la arteria pulmonar), que tendría que ir a los pulmones, pasará a la
arteria aorta y, por tanto, a las células llegará un aporte de oxígeno inferior al normal, por lo que la actividad netabólica del
ratón descenderá considerablemente. Esta situación puede ser incompatible con la vida en función de la la cantidad de sangre
venosa que se “desvíe”
12. Explica: a) La importancia de la presión osmótica “π” en el sistema circulatorio; b) Cómo aumentará el la presión en
un vaso sanguíneo cuyo diámetro se reduce a la mitad. (P = F · µ · l / d 4)
a) π se debe a la presencia de proteínas y otras sustancias en sangre, lo que permite retener H 2O. -recordad el Kwashiorkovb) P = F · µ · l/ d4
(P = presión, F = Flujo, µ = viscosidad, l= longitud del vaso sanguíneo, d = diámetro) (cte = cosntante)
P antes = cte/d4 P después = cte/(d/2)4 = cte/(d4/24) = 16 · cte/d4
Osea, aumenta 16 veces la presión
13. Calcula: a) Cantidad de hierro (en µg) que contiene 1 gramo de hemoglobina; b) Cantidad máxima de O 2 que puede
transportarse en 10 g de hemoglobina? (PM Hb = 67.500 umas; PFe = 55,85 umas)
a) Cada molécula de hemoglobina posee 4 átomos de hierro y, por tanto, en un mol de hemoglobina habrá:
Gramos de Fe en un mol de hemoglobina = 55,85 · 4 = 223,4 g
En consecuencia:
Si en 67.500 g de hemoglobina hay 223,4 g de Fe
Fe
Fe
O2
O2
En 1 g de hemoglobina habrá x
Con lo que x = 223,4/67.500 = 3,30962 · 10-3 g
Y expresado en microgramos:
Fe
Fe
O2
O2
Fe/g de hemoglobina = 3,30962 · 10 -3 · 106 = 3.309,62 µg
b) 1 mol de gas = 22,4 litros (a 0ª C y 1 atmósfera)
Hb (hemoglobina)
O2
67.500 g
4·22,4 litros (89,6)
10 g
x
x = 0,0133 litros = 13,3 ml O 2
14. En 1 litro de sangre hay 150 g de hemoglobina ¿Qué cantidad de plasma sanguíneo será necesario para transportar el
O2 que puede llevar la Hb de 1 litro de sangre? (solubilidad del O2 en agua = 5 ml/l; % agua en plasma = 91 %; PM Hb
= 67.500 dal)
Hemoglobina
O2 (a 1 atmósfera y 0ª C)
67.500 g
4 · 22,4 litros
150 g
x
x = 0,199 litros de O2 (199 ml O2)
199 ml O2 · 1.000 ml agua/5ml O2 · 100 ml plasma/91 ml agua = 43.736 ml plasma (43,736 litros de plasma)
15. Se mide la presión arterial de una persona en el brazo y resulta ser de 105 mm Hg ¿Cuál será la presión arterial que
mediríamos en el pié si el corazón de la persona está 1,40 m por encima del nivel de los pies? (d sangre = 1,05 · 103
kg/m3; 1 mm Hg = 133,5 Pascales)
∆P = d · g · h = 1,05 · 103 · 9,8 · 1,40 = 14.406 Pascales
14.406 Pascales · 1 mm Hg/133,5 Pascales ≈ 108 mm Hg
∆P = incremento de presión (P pie – P corazón)
g = aceleración de la gravedad
h = altura
P pie = 108 +105 = 213 mm Hg
Este incremento en la presión es la causa de
padecer varices en personas que permanecen
de pié largos periodos de tiempo.
16. Las jirafas tienen un cuello tan largo que su cabeza queda a unos 3 m por encima del corazón ¿Cuál ha de ser la
presión de la sangre a la salida del corazón, si para moverla a través del cerebro de este animal hace falta una presión
de 60 mm Hg? (d sangre = 1,05 · 103 kg/m3; 1 mm Hg = 133,5 N/m2)
∆P = d · g · h = 1,05 · 103 · 9,8 · 3 = 30.870 Pascales
P corazón – P cabeza = 30.870 Pascales · 1 mm Hg / 133,5 Pascales ≈ 231 mm Hg
P corazón – 60 = 231; P corazón = 291 mm Hg
La presión arterial que soportan las jirafas es la mayor presión que soporta un mamífero.
–objeto de estudio por numerosos científicos-
1. Esquematiza los pasos por los que una molécula de glucosa ingerida con el alimento llega a las células de un tejido. La
molécula de glucosa se absorbe en el intestino delgado y pasa al plasma sanguíneo. Al llegar a los capilares, pasa al plasma
intersticial, desde donde es recogido por las células.
2. ¿Qué relación tiene el plasma intersticial con la sangre? El plasma intersticial -medio líquido que actúa como medio interno
existente entre las células- mantiene un intercambio continuo con el plasma sanguíneo, del que toma nutrientes y al que cede
sustancias de excreción.
3. ¿Pueden considerarse los eritrocitos verdaderas células? En sentido estricto, los glóbulos rojos humanos no son células
completas, ya que no tienen núcleo –ni la mayoría de los orgánulos citoplasmáticos-. La carencia de núcleo implica que no pueden
reproducirse y que su periodo de vida es corto.
4. ¿Por qué las personas que viven en regiones situadas a gran altitud tienen más glóbulos rojos que las que habitan en zonas
más bajas? A grandes alturas, la cantidad de oxígeno que captan los pulmones es menor, pero para compensar esta carencia, el
organismo produce un número mayor de glóbulos rojos. De esta forma, aunque cada uno de ellos transporta menos cantidad de
oxígeno, al ser mayor el número de glóbulos rojos, se consigue el aporte correcto de oxígeno a los tejidos.
6. ¿Qué ventajas tiene un corazón compartimentado? La existencia de distintas cámaras en el corazón permite una mayor eficacia
circulatoria, ya que la que: a) hay separación entre la sangre que entra y la que va a ser impulsada estableciéndose un sentido de la
circulación b) se separa la sangre con oxígeno de la que debe ir a los pulmones a recogerlo.
7. ¿Podría el corazón ser un órgano macizo o no estar formado por músculos? ¿Por qué? Ninguna de las dos opciones sería
posible. El corazón no puede ser macizo, porque entonces no podría recoger la sangre en su interior para luego impulsarla. Por otra
parte, si no estuviera constituido fundamentalmente por tejido muscular, no sería posible la contracción que permite impulsar la
sangre.
8. ¿Qué ocurre con la presión sanguínea cuando la sangre pasa de las arterias a los capilares? ¿Por qué? Como se indica en el
libro, la presión sanguínea disminuye considerablemente cuando la sangre pasa a los capilares, ya que la suma de la sección de todos
ellos es mucho mayor que la sección de las arterias de las que proceden. Al ser mayor la sección, la presión es menor.
9. ¿Por qué cuando estamos mucho tiempo sin sentarnos se hinchan los pies? El retorno venoso es la etapa del recorrido de la
sangre que puede presentar más dificultades, por la baja presión con la que se produce. Esto es particularmente cierto en el caso de las
zonas más bajas del organismo, como los pies, en las que hay mayor recorrido en contra de la gravedad. La falta de una adecuada
circulación impide que se retire convenientemente el plasma intersticial. Al acumularse este en los tejidos, se provoca un
hinchamiento, claramente visible en los pies.
10. ¿Es lo mismo sangre arterial que sangre oxigenada? ¿Y sangre venosa que sangre desoxigenada? Aunque la mayoría de las
arterias llevan sangre oxigenada, esto no ocurre con la arteria pulmonar. Por tanto, ambos términos no pueden emplearse como
sinónimos. Algo semejante ocurre con la sangre que circula por las venas, que es desoxigenada, salvo en las venas pulmonares, las
cuales acaban de captar el oxígeno en los pulmones.
11. Describe el recorrido de una gota de sangre que parte de la pierna derecha y llega a la pierna izquierda. El recorrido será:
Vena cava inferior-aurícula derecha-ventrículo derecho-arteria pulmonar-pulmones-venas pulmonares-aurícula izquierda-ventrículo
izquierdo-arteria aorta-arteria iliaca izquierda-pierna izquierda.
12. ¿Por qué el ventrículo izquierdo es mayor y tiene la pared más gruesa que el derecho? El ventrículo izquierdo tiene que
enviar sangre a todos los lugares del organismo, excepto a los pulmones, por lo que necesita tener gran capacidad y una pared
muscular resistente. Por el contrario, el ventrículo derecho solo impulsa sangre a los pulmones, que además están próximos.. Por esta
razón es más pequeño y su pared tiene menor grosor.
13. ¿Qué tipo de sangre circula por la mitad derecha del corazón? ¿Por qué? La sangre que circula por la mitad derecha del
cuerpo del corazón es desoxigenada, ya que procede de todos los tejidos del organismo donde cedió el oxígeno que previamente
contenía.
14. ¿Existe medio interno en un organismo unicelular? Razona tu respuesta. El medio interno es aquel del cual las células de un
organismo pluricelular toman los nutrientes y al que expulsan las sustancias de desecho. Los organismos unicelulares no lo presentan,
pues viven en un medio externo que realiza estas funciones.
15. Los glóbulos rojos humanos no tienen núcleo. ¿Crees que esto representa alguna ventaja o, por el contrario, disminuye su
eficacia? Razona tu respuesta. La inexistencia de núcleo en los glóbulos rojos supone una ventaja por dos motivos: - el espacio
correspondiente al núcleo es ocupado por la hemoglobina, por lo que cada célula contiene mayor cantidad de esta molécula
transportadora de oxígeno - los eritrocitos no son células activas desde un punto de vista metabólico y, por ello, no consumen el
oxígeno que trasportan.
16. Copia en tu cuaderno el siguiente esquema de la estructura del corazón. Pon nombres a las partes señaladas con letras e
indica el sentido de la circulación de la sangre:
A: venas cavas
B: aurícula derecha
C: ventrículo derecho
D: arteria pulmonar
E: arteria aorta
F: ventrículo izquierdo
G: aurícula izquierda
H: venas pulmonares
1
17. En los dibujos se ilustran dos fases del latido cardiaco: ¿Cuáles son estas fases?
¿En qué orden se producen? Pon nombre a los vasos sanguíneos y válvulas (marcados con nº).
El dibujo de arriba corresponde al momento de la apertura de las válvulas auriculo-ventriculares al
comienzo de la sístole auricular. El de abajo representa la sístole ventricular cuando están abiertas
las válvulas sigmoideas. Esta fase del latido sigue a la sístole auricular.
1.aorta, 2.arteria pulmonar, 3.venas pulmonares, 4.vena cava superior, 5.vena cava inferior,
6.válvula tricúspide, 7.válvula sigmoidea, 8.válvula sigmoidea, 9.válvula mitral.
4
2
2
2
5
2
3
2
7
6
2
2
8
9
2
2
18. Ordena los siguientes órganos según la posición en la que se encuentran en el recorrido de la sangre, tomando como punto
de partida el ventrículo derecho: venas pulmonares, aurícula derecha, capilares de la piel, ventrículo izquierdo, arteriolas de
la piel, venas cavas, arteria aorta, arteria pulmonar, aurícula izquierda. Arteria pulmonar-venas pulmonares-aurícula izquierdaventrículo izquierdo-arteria aorta-arteriolas de la piel-capilares de la piel- venas cavas-aurícula derecha.
19. Cuando se eleva la concentración de dióxido de carbono en la sangre, ¿aumentará o disminuirá la frecuencia del latido
cardiaco? ¿Por qué? Cuando existe un exceso de dióxido de carbono en la sangre, es necesario eliminarlo rápidamente y, para ello,
aumentar la frecuencia cardíaca.
20. ¿Por qué el grosor de la pared del miocardio es mayor en los ventrículos que en las aurículas? ¿A qué se debe la
circulación de la sangre por las venas? La fuerza necesaria para impulsar la sangre desde los ventrículos a todo el cuerpo es,
lógicamente, mucho mayor que la que se precisa para llevarla de las aurículas a los ventrículos. Por este motivo, el desarrollo
muscular de los ventrículos es también mayor que el de las aurículas. Esto puede observarse en el diferente desarrollo de la pared de
ambos. La circulación de la sangre por las venas se debe a la succión del corazón durante la diástole y a la contracción de los
músculos que rodean estos vasos.
21. Completa las zonas no sombreadas del siguiente cuadro con los nombres de estos vasos sanguíneos: venas pulmonares,
arteria pulmonar, venas renales, arterias renales.
Llevan sangre hacia el corazón
Llevan sangre desde el corazón
Sangre oxigenada
Venas pulmonares
Arterias renales
Sangre con poco oxígeno
Venas renales
Arteria pulmonar