Menselijke Fysiologie
Longfysiologie
__________________________________________________
Hoofdstuk 1: structuur en functie van het
ademhalingssysteem
Functie vh ademhalingssysteem = in stand houden van adequate gaswisseling
o Aanvoer van O2
o Afvoer van CO2
⇨ De structuur van de long is hierop voorzien door twee belangrijke componenten:
o Ademhalingspomp
Zorgt voor luchtverversing van de longblaasjes (het diepste van de longen)
= kunnen we actief sturen met spieractiviteit
Diep of oppervlakkig ademen
Snel of traag ademen
Pauze nemen in ademhaling
Na rustige uitademhaling, zal de long het rust- of relaxatievolume aannemen (= FRC of
Functionele Residuele Capaciteit, gemiddeld 3 liter)
Maximaal longvolume na heel diep inademen = Totale Long Capaciteit (TLC)
Longvolume na volledig uitademen = Residueel Volume (RV)
Longen bevatten nog steeds lucht !!!
Borstkas wordt volledig samengedrukt
Luchtwegen zullen door deze druk ervoor zorgen dat de kleinste luchtwegen
afsluiten (lucht blijft achter in de longen)
Bij normaal ademhalen = 500 ml lucht (= gemiddeld teugvolume of Vt)
Ademfrequentie (Af) = hoeveel we ademen (= gemiddeld 10 – 15 keer per minuut)
Ademminuutvolume (AMV of V’E) = ademfrequentie x gemiddeld teugvolume (=
gemiddeld 7,5 l/min)
o Gaswisselingsorgaan
Zorgt ervoor dat in de longblaasjes transport is van O2 en CO2 in de richting van de
longcapillairen
Twee belangrijke kenmerken om deze functie uit te voeren:
Groot oppervlak (75 m2) met aan de ene kant de longblaasjes en aan de andere
kant de longcapillairen
Dunne alveolo-capillaire wand tussen de longblaasjes en longcapillairen
Hoe dunner deze wand, hoe makkelijker de gasuitwisseling
Ongeveer 0,5 m dik
De trachea vertakt richting de twee longen in een linker- en rechter hoofdbronchus
⇨ De lucht die we inademen (inspiratoire lucht = PI) = zuurstofrijk en koolstofdioxide-arm
o Inspiratoire zuurstofspanning (PI,O2) = 150 mmHg
o Inspriatoire koolstofdioxidespanning (PI,CO2) = 0 mmHg
= partiële drukken, belangrijk in de gasuitwisseling
1
,Partiële druk van een gas X (Px) in een gasmengsel is gelijk aan het product van de totale gasdruk (=
barometer druk PB) en de volumefractie van dat gas (Fl)
⇨ De volumefractie = uitgedrukt in ‘droge’ lucht fractie: PX = Fl x (PB – PH2O)
Samenstelling van lucht op zeeniveau:
Gas Fractie (%) Droge lucht (mmHg) Fractie (%) Inspiratie lucht trachea (mmHg)
N2 78 593 73 557
O2 21 159 20 149
CO2 0 0 0 0
Ar 1 7 1 7
H2O 0 0 6 47
Totaal 100 760 100 760
PB = luchtdruk (barometer) = 760 mmHg op zeeniveau
⇨ Lucht (= 37°C, 100% vochtig) bevat PH2O = 47 mmHg
Pl,O2 = 0,209 x (760 mmHg – 47 mmHg) = 150 mmHg
Bloed komt toe in de richting van de alveoli, dat het lichaam al voorzien heeft van zuurstof
o De gemengd veneuze zuurstofspanning (Pv,O2) in de pulmonale arterie = 40 mmHg
Weefsels hebben hier zuurstof van onttrokken
o De gemengd veneuze koolstofdioxidespanning (Pv,CO2) in de pulmonale arterie = 45 mmHg
Dit bloed is langs de weefsels gepasseerd
Weefsels hebben hun afvalproduct aan het bloed toegevoegd (nu = wel CO2 in het bloed)
De inspiratoire lucht en het zuurstofarme bloed komen toe in de alveoli, waar je een reservoir krijgt van:
o Aanvoer van zuurstofrijke lucht
o Aanvoer van zuurstofarm bloed
⇨ Hier krijg je dan een uitwisseling vd zuurstof:
Zuurstof gaat van een hoge partiële spanning naar een lagere partiële spanning
Een hogere koolstofdioxidespanning in het bloed gaat in de richting van de alveoli
bewegen
We krijgen een evenwichtstoestand waarbij een alveolaire zuurstofspanning (PA,O2) van 100 mmHg en een
alveolaire koolstofdioxidespanning (PA,CO2) van 40 mmHg gaat ontstaan
⇨ Het bloedt dat de long gepasseerd is en nu via de pulmonale vene naar het hart stroomt, bevat nu ook:
o Arteriële zuurstofspanning (Pa,O2) van 100 mmHg
o Arteriële koolstofdioxidespanning (Pa,CO2) van 40 mmHg
2
,1. Het ademhalingsproces
Ademen = proces van drukverschillen creëren
o Rond de binnenzijde van de thorax = pleura pariëtalis
o Rond de longen = pleura visceralis
⇨ Beide vliezen liggen dicht bij elkaar, met een zeer dun laagje pleuravocht tussen
Zorgt dat beide vliezen als het ware aan elkaar kleven, maar kunnen wel gemakkelijk tov
elkaar verschuiven
Wanneer de long groter wordt, wordt de thorax automatisch ook groter
Bij inademing:
Diafragma wordt naar onder geduwd
Intra-thoracale ruimte wordt groter
Gasmoleculen hebben meer plaats en gaan minder snel botsen
Druk neemt af: alveolaire druk < buitendruk
Luchtstroom gaat naar binnen
Bij uitademing:
Diafragma gaat ontspannen en gaat naar zijn originele positie
terugkeren
Intra-thoracale ruimte wordt kleiner
Gasmoleculen hebben minder plaats en gaan sneller botsen
Druk neemt toe: alveolaire druk > buitendruk
Luchtstroom gaat naar buiten
Verschillende ‘generaties’ van vertakkingen in de longen:
o Generatie 0 = trachea
o Generatie 1 = hoofdbronchi
o Generatie 2 ⇨ 3 = lobaire bronchi
o Generatie 4 = segmentale bronchi
o Generatie 5 ⇨ 16 = terminale bronchiolen
⇨ Vormen samen de geleidende zone van de luchtwegen
Bevatten geen alveoli in de wand
Er vindt dus geen gasuitwisseling plaats
Primaire functie = gastransport
= anatomische dode ruimte (bevat gemiddeld 150 ml lucht)
o Generatie 17 ⇨ 19 = respiratoire bronchiolen (bevatten de eerste longblaasjes)
o Generatie 20 ⇨ 22 = alveolaire ducts
In de wand = enkel nog longblaasjes
De luchtwegwand is volledig verdwenen
o Generatie 23 = alveolair sacs of longblaasjes
3
, ⇨ Vormen samen de respiratoire zone van de luchtwegen
Primaire functie = gasuitwisseling
Bevat gemiddeld 2500 – 3000 ml lucht
De cross-sectionele oppervlak wordt steeds groter naarmate je dieper in de luchtwegen gaat: de cross-
sectionele oppervlak van de longblaasjes is het grootst
o Dit zorgt ervoor dat het gastransport in de luchtwegen veranderd:
In de eerste generaties, waar de lucht door moet om getransporteerd te worden,
passeert de lucht traag (= convectie)
In de diepere luchtwegen (vanaf generatie 16, waar de respiratoire zone begint) passeert
de lucht enorm snel, doordat de individuele diameter veel kleiner is (= diffusie)
o Dit heeft ook een invloed op de weerstand:
Hoe groter de diameter, hoe groter de weerstand
In de eerste generaties = hoogste weerstand
In de kleinere luchtwegen = kleinere weerstand
4
Longfysiologie
__________________________________________________
Hoofdstuk 1: structuur en functie van het
ademhalingssysteem
Functie vh ademhalingssysteem = in stand houden van adequate gaswisseling
o Aanvoer van O2
o Afvoer van CO2
⇨ De structuur van de long is hierop voorzien door twee belangrijke componenten:
o Ademhalingspomp
Zorgt voor luchtverversing van de longblaasjes (het diepste van de longen)
= kunnen we actief sturen met spieractiviteit
Diep of oppervlakkig ademen
Snel of traag ademen
Pauze nemen in ademhaling
Na rustige uitademhaling, zal de long het rust- of relaxatievolume aannemen (= FRC of
Functionele Residuele Capaciteit, gemiddeld 3 liter)
Maximaal longvolume na heel diep inademen = Totale Long Capaciteit (TLC)
Longvolume na volledig uitademen = Residueel Volume (RV)
Longen bevatten nog steeds lucht !!!
Borstkas wordt volledig samengedrukt
Luchtwegen zullen door deze druk ervoor zorgen dat de kleinste luchtwegen
afsluiten (lucht blijft achter in de longen)
Bij normaal ademhalen = 500 ml lucht (= gemiddeld teugvolume of Vt)
Ademfrequentie (Af) = hoeveel we ademen (= gemiddeld 10 – 15 keer per minuut)
Ademminuutvolume (AMV of V’E) = ademfrequentie x gemiddeld teugvolume (=
gemiddeld 7,5 l/min)
o Gaswisselingsorgaan
Zorgt ervoor dat in de longblaasjes transport is van O2 en CO2 in de richting van de
longcapillairen
Twee belangrijke kenmerken om deze functie uit te voeren:
Groot oppervlak (75 m2) met aan de ene kant de longblaasjes en aan de andere
kant de longcapillairen
Dunne alveolo-capillaire wand tussen de longblaasjes en longcapillairen
Hoe dunner deze wand, hoe makkelijker de gasuitwisseling
Ongeveer 0,5 m dik
De trachea vertakt richting de twee longen in een linker- en rechter hoofdbronchus
⇨ De lucht die we inademen (inspiratoire lucht = PI) = zuurstofrijk en koolstofdioxide-arm
o Inspiratoire zuurstofspanning (PI,O2) = 150 mmHg
o Inspriatoire koolstofdioxidespanning (PI,CO2) = 0 mmHg
= partiële drukken, belangrijk in de gasuitwisseling
1
,Partiële druk van een gas X (Px) in een gasmengsel is gelijk aan het product van de totale gasdruk (=
barometer druk PB) en de volumefractie van dat gas (Fl)
⇨ De volumefractie = uitgedrukt in ‘droge’ lucht fractie: PX = Fl x (PB – PH2O)
Samenstelling van lucht op zeeniveau:
Gas Fractie (%) Droge lucht (mmHg) Fractie (%) Inspiratie lucht trachea (mmHg)
N2 78 593 73 557
O2 21 159 20 149
CO2 0 0 0 0
Ar 1 7 1 7
H2O 0 0 6 47
Totaal 100 760 100 760
PB = luchtdruk (barometer) = 760 mmHg op zeeniveau
⇨ Lucht (= 37°C, 100% vochtig) bevat PH2O = 47 mmHg
Pl,O2 = 0,209 x (760 mmHg – 47 mmHg) = 150 mmHg
Bloed komt toe in de richting van de alveoli, dat het lichaam al voorzien heeft van zuurstof
o De gemengd veneuze zuurstofspanning (Pv,O2) in de pulmonale arterie = 40 mmHg
Weefsels hebben hier zuurstof van onttrokken
o De gemengd veneuze koolstofdioxidespanning (Pv,CO2) in de pulmonale arterie = 45 mmHg
Dit bloed is langs de weefsels gepasseerd
Weefsels hebben hun afvalproduct aan het bloed toegevoegd (nu = wel CO2 in het bloed)
De inspiratoire lucht en het zuurstofarme bloed komen toe in de alveoli, waar je een reservoir krijgt van:
o Aanvoer van zuurstofrijke lucht
o Aanvoer van zuurstofarm bloed
⇨ Hier krijg je dan een uitwisseling vd zuurstof:
Zuurstof gaat van een hoge partiële spanning naar een lagere partiële spanning
Een hogere koolstofdioxidespanning in het bloed gaat in de richting van de alveoli
bewegen
We krijgen een evenwichtstoestand waarbij een alveolaire zuurstofspanning (PA,O2) van 100 mmHg en een
alveolaire koolstofdioxidespanning (PA,CO2) van 40 mmHg gaat ontstaan
⇨ Het bloedt dat de long gepasseerd is en nu via de pulmonale vene naar het hart stroomt, bevat nu ook:
o Arteriële zuurstofspanning (Pa,O2) van 100 mmHg
o Arteriële koolstofdioxidespanning (Pa,CO2) van 40 mmHg
2
,1. Het ademhalingsproces
Ademen = proces van drukverschillen creëren
o Rond de binnenzijde van de thorax = pleura pariëtalis
o Rond de longen = pleura visceralis
⇨ Beide vliezen liggen dicht bij elkaar, met een zeer dun laagje pleuravocht tussen
Zorgt dat beide vliezen als het ware aan elkaar kleven, maar kunnen wel gemakkelijk tov
elkaar verschuiven
Wanneer de long groter wordt, wordt de thorax automatisch ook groter
Bij inademing:
Diafragma wordt naar onder geduwd
Intra-thoracale ruimte wordt groter
Gasmoleculen hebben meer plaats en gaan minder snel botsen
Druk neemt af: alveolaire druk < buitendruk
Luchtstroom gaat naar binnen
Bij uitademing:
Diafragma gaat ontspannen en gaat naar zijn originele positie
terugkeren
Intra-thoracale ruimte wordt kleiner
Gasmoleculen hebben minder plaats en gaan sneller botsen
Druk neemt toe: alveolaire druk > buitendruk
Luchtstroom gaat naar buiten
Verschillende ‘generaties’ van vertakkingen in de longen:
o Generatie 0 = trachea
o Generatie 1 = hoofdbronchi
o Generatie 2 ⇨ 3 = lobaire bronchi
o Generatie 4 = segmentale bronchi
o Generatie 5 ⇨ 16 = terminale bronchiolen
⇨ Vormen samen de geleidende zone van de luchtwegen
Bevatten geen alveoli in de wand
Er vindt dus geen gasuitwisseling plaats
Primaire functie = gastransport
= anatomische dode ruimte (bevat gemiddeld 150 ml lucht)
o Generatie 17 ⇨ 19 = respiratoire bronchiolen (bevatten de eerste longblaasjes)
o Generatie 20 ⇨ 22 = alveolaire ducts
In de wand = enkel nog longblaasjes
De luchtwegwand is volledig verdwenen
o Generatie 23 = alveolair sacs of longblaasjes
3
, ⇨ Vormen samen de respiratoire zone van de luchtwegen
Primaire functie = gasuitwisseling
Bevat gemiddeld 2500 – 3000 ml lucht
De cross-sectionele oppervlak wordt steeds groter naarmate je dieper in de luchtwegen gaat: de cross-
sectionele oppervlak van de longblaasjes is het grootst
o Dit zorgt ervoor dat het gastransport in de luchtwegen veranderd:
In de eerste generaties, waar de lucht door moet om getransporteerd te worden,
passeert de lucht traag (= convectie)
In de diepere luchtwegen (vanaf generatie 16, waar de respiratoire zone begint) passeert
de lucht enorm snel, doordat de individuele diameter veel kleiner is (= diffusie)
o Dit heeft ook een invloed op de weerstand:
Hoe groter de diameter, hoe groter de weerstand
In de eerste generaties = hoogste weerstand
In de kleinere luchtwegen = kleinere weerstand
4
