Respiratoire fysiologie
Louis Gregoir
2DE BACHELOR GENEESKUNDE |
,Hoofdstuk 1 inleiding
1.1 Doel van het respiratoir systeem
De voornaamste functie van het respiratoir systeem is gasuitwisseling: zuurstof (O₂) opnemen en
koolstofdioxide (CO₂) afgeven via de alveolo-capillaire membraan. Dit zorgt voor de ‘arterialisatie’ van
gemengd veneus bloed. Bij pathologie kan hypoxie (te lage O₂) of hypercapnie (te hoge CO₂) optreden.
1.2 Cellulaire ademhaling
Cellulaire ademhaling gebeurt in de mitochondriën. O₂ wordt gebruikt en CO₂ geproduceerd om ATP te
vormen. Bij aerobe omstandigheden is de ATP-productie per glucosemolecule hoog, bij anaerobe
omstandigheden laag met meer CO₂-productie door buffering van lactaat. Een goed werkend
ademhalings-, cardiovasculair en cellulair systeem is nodig.
1.3 Respiratoir exchange ratio (RER)(=respiratoir quotiënt)
RER = VCO₂ (koolstofdioxide productie)/ VO₂ (zuurstofverbruik)
In rust is dit ~0.8 -> 200ml per minuut/ 250ml per minuut
RER verandert met het type voeding:
• Vetten → RER ≈ 0.7
• Koolhydraten → RER ≈ 1
• RER stijgt ook bij inspanning of een koolhydraatrijk dieet
1.4 Transport van gassen
O₂ wordt via het linkerhart en systemische circulatie naar de weefsels gebracht. Daar vindt O₂-verbruik
en CO₂/energie-productie plaats. CO₂ keert via de venen terug naar het rechterhart en wordt via de
longen uitgeademd.
1.5 Componenten van het ademhalingssysteem
• Ventilatie (V̇): luchtverplaatsing naar de alveoli
• Perfusie (Q̇): bloedstroom door de longen
• (Passieve) Diffusie: gasuitwisseling over de alveolocapillaire
membraan
• Ademcontrole: aanpassing van ademhaling via zenuwsturing
Twee pompen zorgen voor werking:
• Ademspieren en thoraxwand voor ventilatie
• Rechterhart voor perfusie
1.6 Ademcontrole
Ademhaling wordt gestuurd via een feedbacksysteem:
• Ademcentrum in de hersenstam
• Afferente signalen van chemo- en mechanoreceptoren
• Efferente signalen naar ademspieren
1.7 Functies van het respiratoir systeem
• Gasuitwisseling
• Zuur-basebalans via CO₂(via de longen)- en bicarbonaat (via de nier/urine) excretie
1
, o Je kan deze balans bereken dmv de Henderson-
Hasselbalchvergelijking
o Bij snel in en uit ademen, adem je meer CO2 uit -> pH
stijgt
o Door trager te ademen, hou je CO2 vast -> pH daalt
o PaCO2 is de partiële druk van CO2, dit is de totale bijdrage van een bepaald gas in de
totale druk
▪ Bv. de omgevingsdruk bevat 78% N₂; 21% O₂; 0,04% CO₂
▪ De totale druk op zeeniveau is 760 mmHg
▪ Dus de partiële druk van O₂ is 0,21 x 760= 160 mmHg
o 0,03 is een oplosbaarheidsconstante (in eenheden van mmol/L per mmHg)
• Immunologische afweer
• Bevochtigen/verwarmen ingeademde lucht
• Productie van surfactant en ACE (agiotensine converting enzym)
• Fonatie (stemvorming)
• Afvoer van vluchtige stoffen (zoals alcohol)
• Regulatie van waterverlies
• Bloedopslag
Hoofdstuk 2: Anatomie en Structuur van het Respiratoir Systeem
2.1 Bovenste luchtwegen
Functies:
• Bevochtigen en opwarmen van lucht
• Filteren van grote ingeademde partikels
• Reukzin
• Stemvorming en slikken (larynx)
• Immunologische functie (afweer)
• Reguleren van luchtdruk in het oor
Afwezigheid van benige structuren maakt de farynx kwetsbaar voor
vernauwing tijdens slaap of zwelling.
2
, 2.2 Faryngeale dilatatorreflex
Bij inademing daalt de druk in de farynx. De musculus genioglossus zorgt
ervoor dat de luchtweg open blijft door de tongbasis naar voren te trekken.
Deze reflex is verminderd tijdens slaap of anesthesie → risico op obstructie.
2.3 Lage luchtwegen en zones
• Rechter long: 3 kwabben, 10 segmenten
• Linker long: 2 kwabben, 8 segmenten
• Conductieve zone (generatie van luchtwegvertakkingen 0-16): geleiding
van lucht, geen gasuitwisseling (≈150 ml blijft hangen zonder
gastuiwisseling te doen)
• Transitionele zone: overgangszone
• Respiratoire zone (generatie 17-23): gasuitwisseling in alveoli
• Kleinste functionele eenheid: acinus (terminale bronchiolus)
2.4 Trompetmodel & luchtstroom
Naarmate de luchtwegen vertakken, worden ze
nauwer maar neemt het totale oppervlak toe. Hierdoor vertraagt de luchtstroom en vindt gasuitwisseling
uiteindelijk plaats door diffusie in de alveoli in plaats van massa- of bulk flow.
2.5 Celtypes en epitheel
• Centrale luchtwegen:
o Cilindrisch/kubisch epitheel met cilia, Gobletcellen, Claracellen (club cell), ionocyten
• Alveoli:
o Type 1 pneumocyten: dun, 95% van opp., gasuitwisseling
o Type 2 pneumocyten: secreteren surfactant, houden alveoli stabiel
3
Louis Gregoir
2DE BACHELOR GENEESKUNDE |
,Hoofdstuk 1 inleiding
1.1 Doel van het respiratoir systeem
De voornaamste functie van het respiratoir systeem is gasuitwisseling: zuurstof (O₂) opnemen en
koolstofdioxide (CO₂) afgeven via de alveolo-capillaire membraan. Dit zorgt voor de ‘arterialisatie’ van
gemengd veneus bloed. Bij pathologie kan hypoxie (te lage O₂) of hypercapnie (te hoge CO₂) optreden.
1.2 Cellulaire ademhaling
Cellulaire ademhaling gebeurt in de mitochondriën. O₂ wordt gebruikt en CO₂ geproduceerd om ATP te
vormen. Bij aerobe omstandigheden is de ATP-productie per glucosemolecule hoog, bij anaerobe
omstandigheden laag met meer CO₂-productie door buffering van lactaat. Een goed werkend
ademhalings-, cardiovasculair en cellulair systeem is nodig.
1.3 Respiratoir exchange ratio (RER)(=respiratoir quotiënt)
RER = VCO₂ (koolstofdioxide productie)/ VO₂ (zuurstofverbruik)
In rust is dit ~0.8 -> 200ml per minuut/ 250ml per minuut
RER verandert met het type voeding:
• Vetten → RER ≈ 0.7
• Koolhydraten → RER ≈ 1
• RER stijgt ook bij inspanning of een koolhydraatrijk dieet
1.4 Transport van gassen
O₂ wordt via het linkerhart en systemische circulatie naar de weefsels gebracht. Daar vindt O₂-verbruik
en CO₂/energie-productie plaats. CO₂ keert via de venen terug naar het rechterhart en wordt via de
longen uitgeademd.
1.5 Componenten van het ademhalingssysteem
• Ventilatie (V̇): luchtverplaatsing naar de alveoli
• Perfusie (Q̇): bloedstroom door de longen
• (Passieve) Diffusie: gasuitwisseling over de alveolocapillaire
membraan
• Ademcontrole: aanpassing van ademhaling via zenuwsturing
Twee pompen zorgen voor werking:
• Ademspieren en thoraxwand voor ventilatie
• Rechterhart voor perfusie
1.6 Ademcontrole
Ademhaling wordt gestuurd via een feedbacksysteem:
• Ademcentrum in de hersenstam
• Afferente signalen van chemo- en mechanoreceptoren
• Efferente signalen naar ademspieren
1.7 Functies van het respiratoir systeem
• Gasuitwisseling
• Zuur-basebalans via CO₂(via de longen)- en bicarbonaat (via de nier/urine) excretie
1
, o Je kan deze balans bereken dmv de Henderson-
Hasselbalchvergelijking
o Bij snel in en uit ademen, adem je meer CO2 uit -> pH
stijgt
o Door trager te ademen, hou je CO2 vast -> pH daalt
o PaCO2 is de partiële druk van CO2, dit is de totale bijdrage van een bepaald gas in de
totale druk
▪ Bv. de omgevingsdruk bevat 78% N₂; 21% O₂; 0,04% CO₂
▪ De totale druk op zeeniveau is 760 mmHg
▪ Dus de partiële druk van O₂ is 0,21 x 760= 160 mmHg
o 0,03 is een oplosbaarheidsconstante (in eenheden van mmol/L per mmHg)
• Immunologische afweer
• Bevochtigen/verwarmen ingeademde lucht
• Productie van surfactant en ACE (agiotensine converting enzym)
• Fonatie (stemvorming)
• Afvoer van vluchtige stoffen (zoals alcohol)
• Regulatie van waterverlies
• Bloedopslag
Hoofdstuk 2: Anatomie en Structuur van het Respiratoir Systeem
2.1 Bovenste luchtwegen
Functies:
• Bevochtigen en opwarmen van lucht
• Filteren van grote ingeademde partikels
• Reukzin
• Stemvorming en slikken (larynx)
• Immunologische functie (afweer)
• Reguleren van luchtdruk in het oor
Afwezigheid van benige structuren maakt de farynx kwetsbaar voor
vernauwing tijdens slaap of zwelling.
2
, 2.2 Faryngeale dilatatorreflex
Bij inademing daalt de druk in de farynx. De musculus genioglossus zorgt
ervoor dat de luchtweg open blijft door de tongbasis naar voren te trekken.
Deze reflex is verminderd tijdens slaap of anesthesie → risico op obstructie.
2.3 Lage luchtwegen en zones
• Rechter long: 3 kwabben, 10 segmenten
• Linker long: 2 kwabben, 8 segmenten
• Conductieve zone (generatie van luchtwegvertakkingen 0-16): geleiding
van lucht, geen gasuitwisseling (≈150 ml blijft hangen zonder
gastuiwisseling te doen)
• Transitionele zone: overgangszone
• Respiratoire zone (generatie 17-23): gasuitwisseling in alveoli
• Kleinste functionele eenheid: acinus (terminale bronchiolus)
2.4 Trompetmodel & luchtstroom
Naarmate de luchtwegen vertakken, worden ze
nauwer maar neemt het totale oppervlak toe. Hierdoor vertraagt de luchtstroom en vindt gasuitwisseling
uiteindelijk plaats door diffusie in de alveoli in plaats van massa- of bulk flow.
2.5 Celtypes en epitheel
• Centrale luchtwegen:
o Cilindrisch/kubisch epitheel met cilia, Gobletcellen, Claracellen (club cell), ionocyten
• Alveoli:
o Type 1 pneumocyten: dun, 95% van opp., gasuitwisseling
o Type 2 pneumocyten: secreteren surfactant, houden alveoli stabiel
3
