Fysiologie van de ademhaling
1. Algemene aspecten
Het groeien van organismen tijdens de evolutie had 1 belangrijke beperkende factor:
diffusiecapaciteit van O2! Bij evolutie van 1-celligen naar meercelligenà obligaat vergroten
van contactoppervlak om O2 uitwisseling te garanderen.
à bij verder ontwikkelen: circulatiestelsel nodig! Dit is het eerste wat een groeiend embryo
intwikkelt
à Cellen met een hoge O2 nood hebben veel mitochondriën met veel cristae
à Diffusie van O2 alleen is niet genoegà ontwikkeling van O2 dragende eiwitten:
hemoglobine, myoglobine.
Snelgroeiende kanker:
Een tumor die snel groeit, loopt tegen hetzelfde probleem aan als een embryo: de cellen in
de kern van de tumor komen te ver van de bestaande bloedvaten te liggen. De kern van de
tumor krijgt te weinig O2 (hypoxie). Om te overleven “dwingt” de kanker het lichaam om
nieuwe bloedvaten naar de tumor toe te laten groeien (angiogenese). Veel moderne
kankertherapieën richten zich op het remmen van deze vaatgroei om de tumor als het ware
uit te hongeren.
Belangrijke begrippen:
Respiratie Uitwisseling van gas tussen atmosfeer en lichaamscellen
Ventilatie Transport van lucht in en uit de longen
Gasuitwisseling Uitwisseling van vooral CO2 en O2 tussen lucht en longen en
het bloed
Cellulaire respiratie Intracellulaire oxdiatie van organische moleculen met productie
van H2O en CO2
Respiratoir minuut Hoeveelheid lucht geïnhaleerd per minuut
volume à 30% = dood volume
à 70% is alveolaire ventilatie
Slechts beperkt deel van de lucht in de alveolen
wordt bij inspiratie vervangen. Dus O2 en CO2
uitwisseling is een continu proces
- Zuurstoftransport:
Zuurstof lost van nature erg slecht op in water. Om voldoende O2 naar de organen te
krijgen, gebruikt het lichaam hemoglobine. Dankzij dit eiwit kan het bloed veel meer O2
vervoeren dan op basis van alleen de fysieke oplosbaarheid mogelijk zou zijn.
- Koolstofdioxidetransport:
CO2 lost veel beter op in bloed dan O2. Ondanks die betere oplosbaarheid, wordt het
grootste deel van het CO2 (ongeveer 70%) omgezet in bicarbonaat. Bicarbonaat is namelijk
nog beter oplosbaar in water en helpt bovendien bij het bufferen van de zuurgraad (pH) van
,het bloed. Een klein deel van het CO2 wordt gebonden op Hg (op andere
plek waar O2 bindt).
Reactievergelijking:
à In de weefsels schuift deze reactie naar rechts (opname CO2); in de
longen schuift hij naar links (afgifte CO2).
Gasuitwisseling thv de alveolen en de weefsels wordt gedreven door
concentratiegradiënten.
Proces van ademhaling (4 fasen):
1. Externe conventie: Het verversen van lucht in de longen (in- en
uitademen). Dit wordt aangestuurd door controlecentra in de
medulla (hersenen), die signalen sturen naar de ademhalingsspieren
op basis van O2, CO2 en pH-waarden.
2. Pulmonaire diffusie: De uitwisseling van gassen tussen de longblaasjes (alveolen)
en het bloed.
3. Interne convectie: Het transport van gassen via de bloedbaan (het hart pompt het
bloed rond).
4. Weefseldiffusie: De uitwisseling van gassen tussen het bloed en de cellen. De cellen
gebruiken O2 in de mitochondriën voor energieproductie en produceren CO2 als
afvalstof.
Andere belangrijke fysiologische functies van de ademhaling:
à veneuze retour stimuleren (respiratiepomp)
à zuur-base evenwicht regelen
à thermoregulatie
à geluid en communicatie (vocalisatie)
à metabole functie: omvormen en verwijderen van hormonen en andere bio-actieve stoffen.
2. De luchtwegen
Transport van lucht naar alveolenà vertakkend tubulair systeem
Functies luchtwegen:
- Voorverwarmen van de ingeademde lucht
- Bevochtigen van de ingeademde lucht om uitdroging van alveolair epitheel te
vermijden
- Filteren en zuiveren
Mondholte Minder efficiënte opwarming en bevochtiging
à paarden ademenen nooit door mond zelfs niet bij extreme inspanning
(sterk uitzetbare neusgaten)
Farynx Kruising van voedsel en lucht (sterk gecontroleerd proces)
à reflectorische apnee tijdens slikken met sluiten van de epiglottis en
stemspleet. Voedsel passeert over en langs epiglottis naar oesofagus
(reflex valt weg bij anesthesie: risico op aspiratie)
à verbinding met buis van eustachuis voor beluchting van het oor
, Larynx à strottenhoof
à stembanden
à hoestreflex (*)
Niezen, hoesten en skilreflex beschermen de dieper gelegen delen van het
AH stelsel
Trachea = kraakbeenringen met ligamenten
à gecilieerd epitheel met slijlbekercellen
= mucociliar transport voor uitdrijven van stof en pathogenen
Bronchen Primaire bronchen: vertakken verder waarbij aandeel van kraakbeen
en afneemt en aandeel glad spierweefsel in wand toenemt
bronchiolen Terminale bronchiolen: vormen overgang naar respiratorie zone: veel
gladde spiercellen, geen kraakbeen, cilia en slijmbekercellen
à 20 tot 24 vertakking om in avleolen te komen: enorme opp toename
Glad spierweefsel in bronchen en bronchiolen: bronchoconstrictie/ -
dilatatie
Verschillende receptoren:
1) β2 receptor: Deze receptor reageert op (nor)adrenaline van het
sympatisch ZS. Effect= bronchodilatatie (luchtwegen worden
wijder).
à wordt gebruikt als doelwit voor medicijnen tegen
bronchospasmenà activatie beta2 receptoren.
2) Muscarinereceptor: reageert op acetylcholine van het
parasympatisch ZS. Effect= bronchoconstrictie+ meer slijmsecretie
(bv inademen van koude lucht)
Histamine (asthma)à induceren bronchoconstrictie en bronchosecretie
Behandelen met sympathicocomimetica en cortisol!
*de hoestreflex verloopt in stappen
1) Prikkel: Een irritatie in de luchtpijp (trachea) of het strottenhoofd geeft een signaal
aan het lichaam.
2) Inademen
3) Afsluiten: stembanden sluiten de doorgang volledig af
4) Druk opbouwen: De borst- en buikspieren trekken krachtig samen, waardoor de
druk in de longen enorm toeneemt.
5) Explosie: De glottis (de stemspleet) gaat plotseling open. De lucht schiet naar buiten
met een snelheid van 100 tot 150 km/u, waardoor de irriterende stof naar buiten
wordt geblazen.
Pulmonale circulatie (blauw): Zuurstofarm bloed uit
de rechterkant van het hart stroomt via de pulmonary
artery (longslagader) naar de alveoli (longblaasjes) om
zuurstof op te nemen.
Bronchiale arterie (rood): Zuurstofrijk bloed uit de
linkerkant van het hart stroomt via de bronchial artery
(bronchiale slagader) naar de conducting airways (de
luchtwegen zelf) om het weefsel daar van voeding en
zuurstof te voorzien.
Shunt: Nadat het zuurstofrijke bloed van de bronchiale
slagader de luchtwegen heeft gevoed, wordt het
zuurstofarm. In plaats van via een aparte ader terug te
keren naar het hart, stroomt een deel van dit gebruikte,
zuurstofarme bloed direct in de pulmonary vein.
1. Algemene aspecten
Het groeien van organismen tijdens de evolutie had 1 belangrijke beperkende factor:
diffusiecapaciteit van O2! Bij evolutie van 1-celligen naar meercelligenà obligaat vergroten
van contactoppervlak om O2 uitwisseling te garanderen.
à bij verder ontwikkelen: circulatiestelsel nodig! Dit is het eerste wat een groeiend embryo
intwikkelt
à Cellen met een hoge O2 nood hebben veel mitochondriën met veel cristae
à Diffusie van O2 alleen is niet genoegà ontwikkeling van O2 dragende eiwitten:
hemoglobine, myoglobine.
Snelgroeiende kanker:
Een tumor die snel groeit, loopt tegen hetzelfde probleem aan als een embryo: de cellen in
de kern van de tumor komen te ver van de bestaande bloedvaten te liggen. De kern van de
tumor krijgt te weinig O2 (hypoxie). Om te overleven “dwingt” de kanker het lichaam om
nieuwe bloedvaten naar de tumor toe te laten groeien (angiogenese). Veel moderne
kankertherapieën richten zich op het remmen van deze vaatgroei om de tumor als het ware
uit te hongeren.
Belangrijke begrippen:
Respiratie Uitwisseling van gas tussen atmosfeer en lichaamscellen
Ventilatie Transport van lucht in en uit de longen
Gasuitwisseling Uitwisseling van vooral CO2 en O2 tussen lucht en longen en
het bloed
Cellulaire respiratie Intracellulaire oxdiatie van organische moleculen met productie
van H2O en CO2
Respiratoir minuut Hoeveelheid lucht geïnhaleerd per minuut
volume à 30% = dood volume
à 70% is alveolaire ventilatie
Slechts beperkt deel van de lucht in de alveolen
wordt bij inspiratie vervangen. Dus O2 en CO2
uitwisseling is een continu proces
- Zuurstoftransport:
Zuurstof lost van nature erg slecht op in water. Om voldoende O2 naar de organen te
krijgen, gebruikt het lichaam hemoglobine. Dankzij dit eiwit kan het bloed veel meer O2
vervoeren dan op basis van alleen de fysieke oplosbaarheid mogelijk zou zijn.
- Koolstofdioxidetransport:
CO2 lost veel beter op in bloed dan O2. Ondanks die betere oplosbaarheid, wordt het
grootste deel van het CO2 (ongeveer 70%) omgezet in bicarbonaat. Bicarbonaat is namelijk
nog beter oplosbaar in water en helpt bovendien bij het bufferen van de zuurgraad (pH) van
,het bloed. Een klein deel van het CO2 wordt gebonden op Hg (op andere
plek waar O2 bindt).
Reactievergelijking:
à In de weefsels schuift deze reactie naar rechts (opname CO2); in de
longen schuift hij naar links (afgifte CO2).
Gasuitwisseling thv de alveolen en de weefsels wordt gedreven door
concentratiegradiënten.
Proces van ademhaling (4 fasen):
1. Externe conventie: Het verversen van lucht in de longen (in- en
uitademen). Dit wordt aangestuurd door controlecentra in de
medulla (hersenen), die signalen sturen naar de ademhalingsspieren
op basis van O2, CO2 en pH-waarden.
2. Pulmonaire diffusie: De uitwisseling van gassen tussen de longblaasjes (alveolen)
en het bloed.
3. Interne convectie: Het transport van gassen via de bloedbaan (het hart pompt het
bloed rond).
4. Weefseldiffusie: De uitwisseling van gassen tussen het bloed en de cellen. De cellen
gebruiken O2 in de mitochondriën voor energieproductie en produceren CO2 als
afvalstof.
Andere belangrijke fysiologische functies van de ademhaling:
à veneuze retour stimuleren (respiratiepomp)
à zuur-base evenwicht regelen
à thermoregulatie
à geluid en communicatie (vocalisatie)
à metabole functie: omvormen en verwijderen van hormonen en andere bio-actieve stoffen.
2. De luchtwegen
Transport van lucht naar alveolenà vertakkend tubulair systeem
Functies luchtwegen:
- Voorverwarmen van de ingeademde lucht
- Bevochtigen van de ingeademde lucht om uitdroging van alveolair epitheel te
vermijden
- Filteren en zuiveren
Mondholte Minder efficiënte opwarming en bevochtiging
à paarden ademenen nooit door mond zelfs niet bij extreme inspanning
(sterk uitzetbare neusgaten)
Farynx Kruising van voedsel en lucht (sterk gecontroleerd proces)
à reflectorische apnee tijdens slikken met sluiten van de epiglottis en
stemspleet. Voedsel passeert over en langs epiglottis naar oesofagus
(reflex valt weg bij anesthesie: risico op aspiratie)
à verbinding met buis van eustachuis voor beluchting van het oor
, Larynx à strottenhoof
à stembanden
à hoestreflex (*)
Niezen, hoesten en skilreflex beschermen de dieper gelegen delen van het
AH stelsel
Trachea = kraakbeenringen met ligamenten
à gecilieerd epitheel met slijlbekercellen
= mucociliar transport voor uitdrijven van stof en pathogenen
Bronchen Primaire bronchen: vertakken verder waarbij aandeel van kraakbeen
en afneemt en aandeel glad spierweefsel in wand toenemt
bronchiolen Terminale bronchiolen: vormen overgang naar respiratorie zone: veel
gladde spiercellen, geen kraakbeen, cilia en slijmbekercellen
à 20 tot 24 vertakking om in avleolen te komen: enorme opp toename
Glad spierweefsel in bronchen en bronchiolen: bronchoconstrictie/ -
dilatatie
Verschillende receptoren:
1) β2 receptor: Deze receptor reageert op (nor)adrenaline van het
sympatisch ZS. Effect= bronchodilatatie (luchtwegen worden
wijder).
à wordt gebruikt als doelwit voor medicijnen tegen
bronchospasmenà activatie beta2 receptoren.
2) Muscarinereceptor: reageert op acetylcholine van het
parasympatisch ZS. Effect= bronchoconstrictie+ meer slijmsecretie
(bv inademen van koude lucht)
Histamine (asthma)à induceren bronchoconstrictie en bronchosecretie
Behandelen met sympathicocomimetica en cortisol!
*de hoestreflex verloopt in stappen
1) Prikkel: Een irritatie in de luchtpijp (trachea) of het strottenhoofd geeft een signaal
aan het lichaam.
2) Inademen
3) Afsluiten: stembanden sluiten de doorgang volledig af
4) Druk opbouwen: De borst- en buikspieren trekken krachtig samen, waardoor de
druk in de longen enorm toeneemt.
5) Explosie: De glottis (de stemspleet) gaat plotseling open. De lucht schiet naar buiten
met een snelheid van 100 tot 150 km/u, waardoor de irriterende stof naar buiten
wordt geblazen.
Pulmonale circulatie (blauw): Zuurstofarm bloed uit
de rechterkant van het hart stroomt via de pulmonary
artery (longslagader) naar de alveoli (longblaasjes) om
zuurstof op te nemen.
Bronchiale arterie (rood): Zuurstofrijk bloed uit de
linkerkant van het hart stroomt via de bronchial artery
(bronchiale slagader) naar de conducting airways (de
luchtwegen zelf) om het weefsel daar van voeding en
zuurstof te voorzien.
Shunt: Nadat het zuurstofrijke bloed van de bronchiale
slagader de luchtwegen heeft gevoed, wordt het
zuurstofarm. In plaats van via een aparte ader terug te
keren naar het hart, stroomt een deel van dit gebruikte,
zuurstofarme bloed direct in de pulmonary vein.
