Orgaanfysiologie Eggermont
Hoofdstuk 4: mechanica vd ademhaling
4.1 Basisbegrippen
Functies vd luchtwegen
- ademhaling: gasuitwisseling van O2 en CO2 tussen lucht en bloed
- spraak (ontstaat in larynx: lucht over stembanden)
- homeostase: regeling vd pH → samen met nier
→ pHe (extracellulair): bij uitademen CO2 uit lichaam = zuur uit lichaam
- bescherming: verwijderen ingeademde partikels
→ epitheel bedekt met slijmtapijt
→ ciliaire activiteit: slijmtapijt → keel
Ademhaling = gasuitwisseling tssn lucht, bloed en weefsels
1. ventilatie: bewegen van lucht in en uit de longen
→ V: luchtstroom/debiet = volume lucht getransporteerd per tijdseenheid
→ ΔP: drukverschil (PA-PB) = drijvende kracht
→ R: weerstand vd luchtwegen
2. gasuitwisseling (O2,CO2) in longen
→ moleculaire diffusie van gas door alveolaire wand
→ bepaald door opp, afstand, verschil in partiële druk en opl. gas
→ opname in bloed van O2 en afgave van CO2
3. transport van gassen in het bloed
→ volumetransport door pompwerking vh hart
→ onder verschillende vormen: in opl/gebonden aan hemoglobine
4. gasuitwisseling in weefsels
→ moleculaire diffusie van gas door capillaire wand (bepaald door verschil
in partiële druk ΔP)
→ cellulaire opname van O2 (voor mitochondriale ademhaling en energie)
en afgave van CO2
Basisbegrippen van het ademhalingsstelsel
- bovenste luchtwegen (neusholte, mond, keel, strottenhoofd) = ventilatie
- onderste luchtwegen (long)
- geleidingszone = ventilatie
→ trachea, bronchi, bronchioli
- respiratoire zone = gasuitwisseling
→ respiratoire bronchioli (overgang) en alveoli
- thoraxwand en ademhalingsspieren
- holte waarin longen zich bevinden
- pleuraholte
1
, - (virtuele) ruimte tssn thoraxwand en longen → bepaald of
ademhaling kan plaatsvinden
Thoraxwand en ademhalingsspieren
- ademhalingspomp → beweging thoraxwand (uitzetten + inkrimpen)
- spieren: diafragma en intercostale spieren (inademen) (actief)
- elasticiteit van thoraxwand (passief)
- ademhalingsbeweging bepaald druk in pleuraholte → drijvende kracht
ventilatie
→ inademen: O2 van buiten naar alveoli (PA<PB)
→ uitademen: CO2 van alveoli naar buiten (PA>PB)
Pleuraholte
- gevuld met dunne vochtfilm → virtuele pleurabladen kleven aan elkaar
- intrapleurale druk bepaalt expansie vd longen:
- neg pleuradruk trekt longen open
- varieert met de ademhaling
- Plong > Ppleura: hoe negatiever, hoe meer open (hoe positiever, hoe meer
inkrimpen)
De luchtwegen
- vertakt buizenstelsel eindigend in alveoli
- bovenste luchtwegen
- neus/mond → keel → larynx en stembanden
- functie: ventilatie, spraak, bevochtigen + opwarmen van lucht
- onderste luchtwegen
- trachea → bronchi → bronchioli → alveoli
- functie
→ ventilatie: geleiding van lucht van atmosfeer tot in respiratoire
zone
→ gasuitwisseling in respiratoire bronchioli en alveoli
Luchtwegen = vertakkend buizensysteem
- in geleidingszone: luchtstroom obv drukverschil tssn atmosfeer en alveoli
- in respiratoire bronchioli en alveoli
- lage luchtsnelheid → verspreiding van gasmoleculen door diffusie
- groot opp voor uitwisseling O2 en CO2
- totaal dwarsopp stijgt met de vertakking (terwijl diameter daalt)
- luchtsnelheid daalt met de vertakking
- in elk segment altijd zelfde debiet (cte)
Modificatie van lucht tijdens ademhaling (door bovenste luchtwegen)
- lucht in omgeving: Tomg, droog, + partikels
- lucht in alveoli: 37°C, 100% vochtig (verzadigd met waterdamp), - partikels
2
,toepassing: partikels worden verwijderd door klierstructuur van epitheellaag via
slijmtapijt van mucus (cilia) waardoor slijmtapijt van perifeer naar trachea →
inslikken of ophoesten
!belangrijk tegen infectie + irritatie
Alveoli: gasuitwisseling
- longblaasjes → bloed-gas barrière (contact tussen lucht en bloed)
- eindpunt vd luchtwegen
- afgelijnd met eenlagig epitheel
- functie: gasuitwisseling tssn lucht en bloed
- opname O2 en afgave CO2
- diffusieproces → belang van afstand en opp
- nauwe interactie met pulmonaal vaatstelsel
- arteria pulmonalis = aanvoer O2 arm bloed
- venae pulmonalis = afvoer O2 rijk bloed
Bloed-gas barrière in alveoli < 0,3µm
- alveolaire wand: eenlagig epitheel
- type l epitheelcellen (deklaag)
- type ll epitheelcellen → surfactants (fosfolipidenmengsel,
opp.spanning)
- macrofagen (verdediging)
- interstitiële ruimte
- basale membraan
- elastine + collageen → elasticiteit (! ventilatie)
- capillairen van longcirculatie
- endotheelcellen: eenlagig
- capillair lumen met RBC
Alveoli: functie
- gasuitwisseling tssn alveolaire ruimte en bloed
- opname O2 en afgave CO2
- mechanisme: diffusie = moleculair proces
- V = volume getransporteerd per eenheid van tijd (l.s^-1)
- ΔP = verschil in partiële druk tssn alveoli en bloed → conc. gradiënt
- A = diffusie-opp → 100m²
- S = oplosbaarheidscoëfficiënt vh gas
- d = diffusie-afstand → µm schaal
Longcirculatie
- anatomie
- arteria pulmonalis
→ vertrekt van Re ventrikel: O2 arm/CO2 rijk bloed
- capillairen
→ vertakt netwerk in alveolaire wand: gasuitwisseling
- pulmonale venen
3
, → gaat naar Li atrium: O2 rijk/CO2 arm bloed
- hemodynamisch
- debiet: 5L/min
- lage weerstand → lage druk: 15 mm Hg MAP
- perfusietijd in capillair: 0,75s
= tijd om vh arteriële einde vh capillair naar het veneuze einde te stromen
(afhankelijke van volume, als V stijgt, grotere snelheid, perfusietijd daalt)
4.2 De gaswetten toegepast om de ademhaling
4
Hoofdstuk 4: mechanica vd ademhaling
4.1 Basisbegrippen
Functies vd luchtwegen
- ademhaling: gasuitwisseling van O2 en CO2 tussen lucht en bloed
- spraak (ontstaat in larynx: lucht over stembanden)
- homeostase: regeling vd pH → samen met nier
→ pHe (extracellulair): bij uitademen CO2 uit lichaam = zuur uit lichaam
- bescherming: verwijderen ingeademde partikels
→ epitheel bedekt met slijmtapijt
→ ciliaire activiteit: slijmtapijt → keel
Ademhaling = gasuitwisseling tssn lucht, bloed en weefsels
1. ventilatie: bewegen van lucht in en uit de longen
→ V: luchtstroom/debiet = volume lucht getransporteerd per tijdseenheid
→ ΔP: drukverschil (PA-PB) = drijvende kracht
→ R: weerstand vd luchtwegen
2. gasuitwisseling (O2,CO2) in longen
→ moleculaire diffusie van gas door alveolaire wand
→ bepaald door opp, afstand, verschil in partiële druk en opl. gas
→ opname in bloed van O2 en afgave van CO2
3. transport van gassen in het bloed
→ volumetransport door pompwerking vh hart
→ onder verschillende vormen: in opl/gebonden aan hemoglobine
4. gasuitwisseling in weefsels
→ moleculaire diffusie van gas door capillaire wand (bepaald door verschil
in partiële druk ΔP)
→ cellulaire opname van O2 (voor mitochondriale ademhaling en energie)
en afgave van CO2
Basisbegrippen van het ademhalingsstelsel
- bovenste luchtwegen (neusholte, mond, keel, strottenhoofd) = ventilatie
- onderste luchtwegen (long)
- geleidingszone = ventilatie
→ trachea, bronchi, bronchioli
- respiratoire zone = gasuitwisseling
→ respiratoire bronchioli (overgang) en alveoli
- thoraxwand en ademhalingsspieren
- holte waarin longen zich bevinden
- pleuraholte
1
, - (virtuele) ruimte tssn thoraxwand en longen → bepaald of
ademhaling kan plaatsvinden
Thoraxwand en ademhalingsspieren
- ademhalingspomp → beweging thoraxwand (uitzetten + inkrimpen)
- spieren: diafragma en intercostale spieren (inademen) (actief)
- elasticiteit van thoraxwand (passief)
- ademhalingsbeweging bepaald druk in pleuraholte → drijvende kracht
ventilatie
→ inademen: O2 van buiten naar alveoli (PA<PB)
→ uitademen: CO2 van alveoli naar buiten (PA>PB)
Pleuraholte
- gevuld met dunne vochtfilm → virtuele pleurabladen kleven aan elkaar
- intrapleurale druk bepaalt expansie vd longen:
- neg pleuradruk trekt longen open
- varieert met de ademhaling
- Plong > Ppleura: hoe negatiever, hoe meer open (hoe positiever, hoe meer
inkrimpen)
De luchtwegen
- vertakt buizenstelsel eindigend in alveoli
- bovenste luchtwegen
- neus/mond → keel → larynx en stembanden
- functie: ventilatie, spraak, bevochtigen + opwarmen van lucht
- onderste luchtwegen
- trachea → bronchi → bronchioli → alveoli
- functie
→ ventilatie: geleiding van lucht van atmosfeer tot in respiratoire
zone
→ gasuitwisseling in respiratoire bronchioli en alveoli
Luchtwegen = vertakkend buizensysteem
- in geleidingszone: luchtstroom obv drukverschil tssn atmosfeer en alveoli
- in respiratoire bronchioli en alveoli
- lage luchtsnelheid → verspreiding van gasmoleculen door diffusie
- groot opp voor uitwisseling O2 en CO2
- totaal dwarsopp stijgt met de vertakking (terwijl diameter daalt)
- luchtsnelheid daalt met de vertakking
- in elk segment altijd zelfde debiet (cte)
Modificatie van lucht tijdens ademhaling (door bovenste luchtwegen)
- lucht in omgeving: Tomg, droog, + partikels
- lucht in alveoli: 37°C, 100% vochtig (verzadigd met waterdamp), - partikels
2
,toepassing: partikels worden verwijderd door klierstructuur van epitheellaag via
slijmtapijt van mucus (cilia) waardoor slijmtapijt van perifeer naar trachea →
inslikken of ophoesten
!belangrijk tegen infectie + irritatie
Alveoli: gasuitwisseling
- longblaasjes → bloed-gas barrière (contact tussen lucht en bloed)
- eindpunt vd luchtwegen
- afgelijnd met eenlagig epitheel
- functie: gasuitwisseling tssn lucht en bloed
- opname O2 en afgave CO2
- diffusieproces → belang van afstand en opp
- nauwe interactie met pulmonaal vaatstelsel
- arteria pulmonalis = aanvoer O2 arm bloed
- venae pulmonalis = afvoer O2 rijk bloed
Bloed-gas barrière in alveoli < 0,3µm
- alveolaire wand: eenlagig epitheel
- type l epitheelcellen (deklaag)
- type ll epitheelcellen → surfactants (fosfolipidenmengsel,
opp.spanning)
- macrofagen (verdediging)
- interstitiële ruimte
- basale membraan
- elastine + collageen → elasticiteit (! ventilatie)
- capillairen van longcirculatie
- endotheelcellen: eenlagig
- capillair lumen met RBC
Alveoli: functie
- gasuitwisseling tssn alveolaire ruimte en bloed
- opname O2 en afgave CO2
- mechanisme: diffusie = moleculair proces
- V = volume getransporteerd per eenheid van tijd (l.s^-1)
- ΔP = verschil in partiële druk tssn alveoli en bloed → conc. gradiënt
- A = diffusie-opp → 100m²
- S = oplosbaarheidscoëfficiënt vh gas
- d = diffusie-afstand → µm schaal
Longcirculatie
- anatomie
- arteria pulmonalis
→ vertrekt van Re ventrikel: O2 arm/CO2 rijk bloed
- capillairen
→ vertakt netwerk in alveolaire wand: gasuitwisseling
- pulmonale venen
3
, → gaat naar Li atrium: O2 rijk/CO2 arm bloed
- hemodynamisch
- debiet: 5L/min
- lage weerstand → lage druk: 15 mm Hg MAP
- perfusietijd in capillair: 0,75s
= tijd om vh arteriële einde vh capillair naar het veneuze einde te stromen
(afhankelijke van volume, als V stijgt, grotere snelheid, perfusietijd daalt)
4.2 De gaswetten toegepast om de ademhaling
4
