NIER EN ADEMHALING: ADEMHALING FYSIOLOGIE
1. ORGANISATIE VAN HET RESPIRATOIR SYSTEEM – STATISCHE LONGVOLUMES – BASISBEGRIPPEN
! Examen !
Leg fysiologisch uit waarom Covid-patienten op hun buik worden beademend
Respiratoir systeem:
“Externe Ademhaling” is de uitwisseling van O2 en CO2 tussen de atmosfeer en de mitochondria.
In de mitochondria vindt het proces van “interne ademhaling” plaats – Oxidatieve fosforylatie
- Diffusie (over korte afstanden): passief transport via concentratiegradienten
- Convectie (over langere afstanden): het vervoer van de gassen in bulk via gesofisticeerde pomp en
transportsystemen
- Oppervlakte (longresectie)
- Transportcapaciteit
Hartpomp: circulatoire pomp, belangrijke rol in transporteren van zuurstof
Lucht: 21% O2 – 78% stikstof
In een mengsel van gassen heeft elk gas een partiële druk:
➔ Druk van het mengsel dat afkomstig is van dit gas
➔ Druk die er zou heersen als je alle andere gasmoleculen wegneemt
Volgens de ideale gaswet is de partiële druk evenredig met de ‘molaire fractie’ van dat gas in het mengsel:
PZ=XS . Ptot
Volgens de Wet van Dalton is de totale druk van een gasmengsel de som van hun partiële drukken
PO2= partiële druk van zuurstof
PCO2= partiële druk van stikstof
De partiële drukken die gebruikt worden om een concentratie van een gas in een gasmengsel weer te geven,
kunnen ook gebruikt worden wanneer dit gas oplost in een vloeistof, zoals plasma.
Wet van Henry: concentratie van O2 en CO2 opgelost in water is proportioneel aan de partiële druk in de
gasfase.
(O2)dis = S (oplosbaarheidsconstante) x PO2
Bloedgaswaarden (bloed uit arterie halen): zelfs al is er geen gasfase in evenwicht met het bloedstaal, toch
wordt de concentratie O2 en CO2 uitgedrukt met partiële drukken.
➔ Partieel drukken zijn de waarden waarmee het bloedstaal moet equilibreren om
deze bepaalde concentratie aan O2 in het staal te bekomen
Bij 37°C zal water zich ook in een dampfase bevinden en zelf een partiële druk aannemen:
Dampspanning van water voldoet niet aan de ideale gaswetten (tegelijk gas en vloeistof-
fase) en moet voor gecorrigeerd worden wanneer de lucht bevochtigd wordt in ons
respiratoir systeem.
➔ Alles wat we inademen wordt onmiddellijk vermengd met waterdamp,
hoeveelheid is afhankelijk van de temperatuur
➔ Totaal druk verandert nooit!
➔ PO2 in mond is ook 21% . 760 mmHg
Bij inademen is zo het aantal moleculen O2 al enorm verlaagd
De alveool: de functionele unit:
- 300 000 000 longblaasjes
- Totale oppervlakte 50-100 m2
- Meest distale vertakking van de long
- Heel veel capillairen die nauw contact hebben met blaasje
(dunne wand zodat diffusie vlot verloopt)
,PAO2: partiele druk in alveool (binnenkant)
PaO2: partiele druk in arterie (aorta) (nog verschil met capillair -c)
Circulatie van de long is heel complex: dubbele bloedsvoorziening
Functies van het respiratoir systeem:
- Geurzin
- Processen van ingeademende lucht:
Verwarmen (oplosbaarheid zakt door luchtbellen)
Bevochtigen
Filteren
- Bloedreservoir voor het linker hart (440 ml)
- “Filteren” van het bloed
- Metabole functies
Op 1 minuut loopt er ongeveer 5 liter bloed door de longen
➔ Perfecte filter voor vuiligheid die uit de circulatie gehaald moet worden
Bloedklonter in long= longembolie
Spirometer: machine om volumes en capaciteiten van de longen te meten (adhv waterklok)
Men vraagt om zachtjes in en uit, maximaal in en uit te ademen (geeft andere uitlezing)
➔ Expiratie: bel van de spirometer gaat omhoog bewegen: tekent de resultaten van het stijgen en dalen
van de bel met een pen op een recorder (counter balance weight rond katrol)
Spirographic record:
IRV: inspiratoir reserve volume
ERV: expiratoir reserve volume
TV: teugvolume: het uit en inademen in rust (500ml)
RV: restvolume (onmogelijk om longen helemaal leeg te blazen)
TLC: totale longcapaciteit (van nul tot maximale inademing)
FEV1: maximale afstand tussen maximaal in en uitademen
VC: vitale capaciteit
IC: inspiratoire capaciteit
FRC: functioneel residuele capaciteit (volume bij normale
uitademing nog in de longen aanwezig, “rustvolume” ongeveer
iets van een 3 liter na normaal uitademen)
Factoren voor volumes en capaciteiten van de long:
- Het actuele volume
- Long compliantie en thoraxwand
- Spierkracht
- Comfort
- Flexibiliteit van het skelet
- Houding
2. MECHANICA VAN DE VENTILATIE (STATISCH EN DYNAMISCH )
Statische eigenschappen: de fysische eigenschappen wanneer er geen lucht stroomt
➔ Momentopnames, niet denken dat lucht stroomt
Dynamische eigenschappen: fysische eigenschappen wanneer er wel lucht stroomt
STATISCH:
Balans tussen long en thoraxwand:
Long is een ballon, heeft neiging om plat te vallen
➔ Opblazen vraagt energie, loslaten van de long is passief
Thoraxwand is omgekeerde, doos met veren, neiging om uit te zetten in rust
➔ Bij indrukking springt de thorax vanzelf weer naar buiten, uitzetten is passief
, De inwaarts gerichte krachten zijn bij rust in evenwicht met de uitwaart gerichte krachten
De intrapleurale ruimte:
Ruimte tussen long en thoraxwand (afgelijnd door viscerale en parietale pleura) (virtuele ruimte)
Intrapleurale druk PIP is “negatief” ten opzichte van atmosfeer
(in respiratoire fysiologie worden drukken weergegeven ten opzichte van atmosferische druk
(gelijk aan “nul”)
Eenheid voor drukken betreffende ventilatie: cmH2O (mmHg: intravasculaire bloeddrukken)
PIP is niet overal gelijk: gradient van apex naar basis (wordt bepaald door de zwaartekracht,
belang van houding!)
Bv. op handen staan zou de cijfers doen omdraaien door de zwaartekracht
Gemiddelde intrapleurale druk in rust= -5 cmH2O
Inademing (inspiratie) wordt veroorzaakt door contractie van het diafragma en bepaalde
intercostaalspieren.
➔ PIP meer negatief, grotere intra-thoracale vacuum (thorax groter maken dus nog lagere druk)
Geforceerde inademing vergt bijkomende spieren (hulpademhalingsspieren):
- Interscalenus spieren
- Sternocleidomastoideus
- (nek en rug spieren)
- (spieren in de bovenste luchtwegen)
Zal vooral het volume vergroten.
➔ Buckethandle: laterale vergroting van de thorax (sternum naar voren trekken)
Uitademing (expiratie) verloopt normaal passief op basis van de elasticiteit van de long zelf en een relaxatie
van de inademingsspieren.
Kan ook actief verlopen en dit vergt bijkomende spieren:
- Buikspieren
- Intercostaalspieren
- Nek- en rugspieren
Geforceerde uitademing zal vooral de weerstand van de luchtstroom overwinnen.
➔ Volume verandert niet, het gaat gewoon sneller en krachtiger
De druk-volume (P-V) relatie van de long:
Long gedraagt zich als elastisch lichaam met de neiging om plat te vallen
Long heeft bij iedereen andere eigenschappen, sommige zijn soepeler dan andere.
Long nemen en plaatsen in glazen bokaal (nabootsing van lichaam).
Dan druk rond ballon verlagen zodat de lucht binnenstroomt
➔ Negatief wegtrekken rond long of positief in long duwen:
maakt niet veel verschil
Er zijn geen elastische eigenschappen in de bokaal (compliantie long!)
- Long stijf: kleinere volumeverandering
- Long soepel: zelfde drukverandering maar grotere
volumeverandering
Hysteresis: het “inspiratoire pad” is verschillend van het “expiratoire
pad” (sigmoidaal verloop, niet-lineair)
De “negatieve drukken” zijn ten opzichte van de atmosferische druk en uitgedrukt in cmH 2O.
Bij een bepaald longvolume is het drukverschil over de long altijd hetzelfde → Transpulmonale druk
vb. wanneer de luchtweg wordt afgesloten en de PIP naar 0 wordt gebracht
Verschil tussen positieve en negatieve druk: zelfde P-V relatie
PIP kan gemeten worden rechtstreeks in de slokdarm (ook negatief zoals in intrapleurale druk)
1. ORGANISATIE VAN HET RESPIRATOIR SYSTEEM – STATISCHE LONGVOLUMES – BASISBEGRIPPEN
! Examen !
Leg fysiologisch uit waarom Covid-patienten op hun buik worden beademend
Respiratoir systeem:
“Externe Ademhaling” is de uitwisseling van O2 en CO2 tussen de atmosfeer en de mitochondria.
In de mitochondria vindt het proces van “interne ademhaling” plaats – Oxidatieve fosforylatie
- Diffusie (over korte afstanden): passief transport via concentratiegradienten
- Convectie (over langere afstanden): het vervoer van de gassen in bulk via gesofisticeerde pomp en
transportsystemen
- Oppervlakte (longresectie)
- Transportcapaciteit
Hartpomp: circulatoire pomp, belangrijke rol in transporteren van zuurstof
Lucht: 21% O2 – 78% stikstof
In een mengsel van gassen heeft elk gas een partiële druk:
➔ Druk van het mengsel dat afkomstig is van dit gas
➔ Druk die er zou heersen als je alle andere gasmoleculen wegneemt
Volgens de ideale gaswet is de partiële druk evenredig met de ‘molaire fractie’ van dat gas in het mengsel:
PZ=XS . Ptot
Volgens de Wet van Dalton is de totale druk van een gasmengsel de som van hun partiële drukken
PO2= partiële druk van zuurstof
PCO2= partiële druk van stikstof
De partiële drukken die gebruikt worden om een concentratie van een gas in een gasmengsel weer te geven,
kunnen ook gebruikt worden wanneer dit gas oplost in een vloeistof, zoals plasma.
Wet van Henry: concentratie van O2 en CO2 opgelost in water is proportioneel aan de partiële druk in de
gasfase.
(O2)dis = S (oplosbaarheidsconstante) x PO2
Bloedgaswaarden (bloed uit arterie halen): zelfs al is er geen gasfase in evenwicht met het bloedstaal, toch
wordt de concentratie O2 en CO2 uitgedrukt met partiële drukken.
➔ Partieel drukken zijn de waarden waarmee het bloedstaal moet equilibreren om
deze bepaalde concentratie aan O2 in het staal te bekomen
Bij 37°C zal water zich ook in een dampfase bevinden en zelf een partiële druk aannemen:
Dampspanning van water voldoet niet aan de ideale gaswetten (tegelijk gas en vloeistof-
fase) en moet voor gecorrigeerd worden wanneer de lucht bevochtigd wordt in ons
respiratoir systeem.
➔ Alles wat we inademen wordt onmiddellijk vermengd met waterdamp,
hoeveelheid is afhankelijk van de temperatuur
➔ Totaal druk verandert nooit!
➔ PO2 in mond is ook 21% . 760 mmHg
Bij inademen is zo het aantal moleculen O2 al enorm verlaagd
De alveool: de functionele unit:
- 300 000 000 longblaasjes
- Totale oppervlakte 50-100 m2
- Meest distale vertakking van de long
- Heel veel capillairen die nauw contact hebben met blaasje
(dunne wand zodat diffusie vlot verloopt)
,PAO2: partiele druk in alveool (binnenkant)
PaO2: partiele druk in arterie (aorta) (nog verschil met capillair -c)
Circulatie van de long is heel complex: dubbele bloedsvoorziening
Functies van het respiratoir systeem:
- Geurzin
- Processen van ingeademende lucht:
Verwarmen (oplosbaarheid zakt door luchtbellen)
Bevochtigen
Filteren
- Bloedreservoir voor het linker hart (440 ml)
- “Filteren” van het bloed
- Metabole functies
Op 1 minuut loopt er ongeveer 5 liter bloed door de longen
➔ Perfecte filter voor vuiligheid die uit de circulatie gehaald moet worden
Bloedklonter in long= longembolie
Spirometer: machine om volumes en capaciteiten van de longen te meten (adhv waterklok)
Men vraagt om zachtjes in en uit, maximaal in en uit te ademen (geeft andere uitlezing)
➔ Expiratie: bel van de spirometer gaat omhoog bewegen: tekent de resultaten van het stijgen en dalen
van de bel met een pen op een recorder (counter balance weight rond katrol)
Spirographic record:
IRV: inspiratoir reserve volume
ERV: expiratoir reserve volume
TV: teugvolume: het uit en inademen in rust (500ml)
RV: restvolume (onmogelijk om longen helemaal leeg te blazen)
TLC: totale longcapaciteit (van nul tot maximale inademing)
FEV1: maximale afstand tussen maximaal in en uitademen
VC: vitale capaciteit
IC: inspiratoire capaciteit
FRC: functioneel residuele capaciteit (volume bij normale
uitademing nog in de longen aanwezig, “rustvolume” ongeveer
iets van een 3 liter na normaal uitademen)
Factoren voor volumes en capaciteiten van de long:
- Het actuele volume
- Long compliantie en thoraxwand
- Spierkracht
- Comfort
- Flexibiliteit van het skelet
- Houding
2. MECHANICA VAN DE VENTILATIE (STATISCH EN DYNAMISCH )
Statische eigenschappen: de fysische eigenschappen wanneer er geen lucht stroomt
➔ Momentopnames, niet denken dat lucht stroomt
Dynamische eigenschappen: fysische eigenschappen wanneer er wel lucht stroomt
STATISCH:
Balans tussen long en thoraxwand:
Long is een ballon, heeft neiging om plat te vallen
➔ Opblazen vraagt energie, loslaten van de long is passief
Thoraxwand is omgekeerde, doos met veren, neiging om uit te zetten in rust
➔ Bij indrukking springt de thorax vanzelf weer naar buiten, uitzetten is passief
, De inwaarts gerichte krachten zijn bij rust in evenwicht met de uitwaart gerichte krachten
De intrapleurale ruimte:
Ruimte tussen long en thoraxwand (afgelijnd door viscerale en parietale pleura) (virtuele ruimte)
Intrapleurale druk PIP is “negatief” ten opzichte van atmosfeer
(in respiratoire fysiologie worden drukken weergegeven ten opzichte van atmosferische druk
(gelijk aan “nul”)
Eenheid voor drukken betreffende ventilatie: cmH2O (mmHg: intravasculaire bloeddrukken)
PIP is niet overal gelijk: gradient van apex naar basis (wordt bepaald door de zwaartekracht,
belang van houding!)
Bv. op handen staan zou de cijfers doen omdraaien door de zwaartekracht
Gemiddelde intrapleurale druk in rust= -5 cmH2O
Inademing (inspiratie) wordt veroorzaakt door contractie van het diafragma en bepaalde
intercostaalspieren.
➔ PIP meer negatief, grotere intra-thoracale vacuum (thorax groter maken dus nog lagere druk)
Geforceerde inademing vergt bijkomende spieren (hulpademhalingsspieren):
- Interscalenus spieren
- Sternocleidomastoideus
- (nek en rug spieren)
- (spieren in de bovenste luchtwegen)
Zal vooral het volume vergroten.
➔ Buckethandle: laterale vergroting van de thorax (sternum naar voren trekken)
Uitademing (expiratie) verloopt normaal passief op basis van de elasticiteit van de long zelf en een relaxatie
van de inademingsspieren.
Kan ook actief verlopen en dit vergt bijkomende spieren:
- Buikspieren
- Intercostaalspieren
- Nek- en rugspieren
Geforceerde uitademing zal vooral de weerstand van de luchtstroom overwinnen.
➔ Volume verandert niet, het gaat gewoon sneller en krachtiger
De druk-volume (P-V) relatie van de long:
Long gedraagt zich als elastisch lichaam met de neiging om plat te vallen
Long heeft bij iedereen andere eigenschappen, sommige zijn soepeler dan andere.
Long nemen en plaatsen in glazen bokaal (nabootsing van lichaam).
Dan druk rond ballon verlagen zodat de lucht binnenstroomt
➔ Negatief wegtrekken rond long of positief in long duwen:
maakt niet veel verschil
Er zijn geen elastische eigenschappen in de bokaal (compliantie long!)
- Long stijf: kleinere volumeverandering
- Long soepel: zelfde drukverandering maar grotere
volumeverandering
Hysteresis: het “inspiratoire pad” is verschillend van het “expiratoire
pad” (sigmoidaal verloop, niet-lineair)
De “negatieve drukken” zijn ten opzichte van de atmosferische druk en uitgedrukt in cmH 2O.
Bij een bepaald longvolume is het drukverschil over de long altijd hetzelfde → Transpulmonale druk
vb. wanneer de luchtweg wordt afgesloten en de PIP naar 0 wordt gebracht
Verschil tussen positieve en negatieve druk: zelfde P-V relatie
PIP kan gemeten worden rechtstreeks in de slokdarm (ook negatief zoals in intrapleurale druk)
