Section V: The respiratory system
Chapter 26: Organization of the respiratory system
Functionele anatomie
Vertakkingen trachea tot alveoli: 23 generaties
Anatomisch dode ruimte (conducting airways, tot vertakking generatie 16):
• Neus, farynx, larynx, trachea, bronchi, bronchiole, terminale bronchiole
• Functie:
o zuiveren (fijn stof), opwarmen lucht, bevochtigen van de ingeademde
lucht H20 saturatie
o cellaag met cilia/trilharen: transport van mucus/particles naar boven
o kraakbeen (cartillage) support tot generatie 11 (beïnvloedt compliance)
Alveolaire ruimte (generaties 17-23):
• respiratoire bronchiolus, alveolaire ductus
• Functie:
o geen kraakbeen support
o dun epitheel (betere uitwisseling O2 en CO2)
o 300.000.000 alveoli, oppervlakte: ~ 70 m2 (betere uitwisseling O2 en CO2)
o alveoli: type I & II pneumocyten, type II belangrijk voor productie
surfactant
Perfusie van bloed:
• Alveoli: pulmonaire circulatie, geen toevoer zuurstofrijk bloed want lokaal
uitwissling van zuurstof dus geen gebrek
• Luchtwegen tem terminal bronchioli: geen zuurstofuitwisseling dus systemische
circulatie. Veneuze return, venen die naar vena pulmonalis leiden
Longwand:
• Intrapleurale ruimte: geen directe koppeling tussen longparenchym met
thoraxwande meer intrapleurale ruimte gevuld met intrapleuraal vocht (luchtvrij)
o Sub-atmosferische druk
Spierfunctie:
• Inademen door beweging middenrif en borstkas, uitzetten thoraxwand en alveoli
• Bij inademen genereer je onderdruk en tijdens uitademen overdruk in
intrapleurale ruimte
• Deze onder/overdruk beinvloedt ook de bloedcirculatie in pulmonaire circuit
47
, Processen die respiratie bepalen
1) Ventilatie: inspiratie (vullen) en expiratie (ledigen) van lucht in longen
• Long volume en dood volume:
- “forced” Vital Capacity: is maximale volume lucht dat je kan in/uit
ademen
- tidal volume: volume lucht dat je per cyclus in/uitademt (afhankelijk
van inspanning)
- residueel volume: is hoeveelheid dat je niet kan uitademen
• Minute (alveolar) ventilation: is hoeveelheid lucht dat je per minuut
in/uitademt en is dus afhankelijk van tidal volume (TV) en aantal keer dat je
in/uitademt per minuut (ritme, RR)
- Minute ventilation (MV) = TV x RR
• Luchtweg weerstand trachea <-> bronchioles:
- In bronchiolen wordt straal van luchtweg gereguleerd door glad
spierweefsel waarbij OSy stimulatie resulteert in dilatatie en PSy
stimulatie in constrictie
circadian-clock effect op ademhaling waarbij de weerstand in
de luchtwegen van de bronchiolen toeneemt tijdens slaapt en
PSy stimulatie.
• Compliance (elasticiteit) van de longen: hoe makkelijk kunnen ze uitzetten
2) Perfusie van bloed: doorbloeding van de bloedvaten in alveoli
3) Diffusie van O2/CO2 tussen alveoli en bloedvaten: alveolar ventilatie/oxigenatie
Long volume & ventilatie (spirometrie)
Tidal Volume (TV), bij normale ademhaling: ±500 ml
Inspiratory Reserve Volume IRV: ±2500 ml
Expiratory Reserve Volume ERV: ±1300 ml
Residual Volume RV: ±1700 ml (belet collapse van
longen/alveoli)
Total Long Capacity TLC: ± 6000 ml (= RV + ERV + TV
+ IRV)
Vital Capacity VC: ±4300 ml (= ERV + TV + IRV)
Functional Residual Capacity FRC: ±3000 ml (= RV +
ERV)
Inspiratory Capacity IC: ±3000 m
48
, Dynamisch (in/uitademen)
Ademhalingsdebiet = TV x Ademhaling-frequentie
In rust is frequentie ~12/minute en TV ongeveer 0.5 L dit geeft ademhalingsdebiet van ->
0.5 L x 12 = 6 L/min
Maximaal AH debiet > 100 L/min
Maximale expiratie debiet (1 sec waarde, FVC1, FEV1)
Forced Vital Capacity = 4300 ml (= VC geforceerd uitgeademd)
FVC1/FEV1
Normaal ≥ 80% VC
Pathologie die resulteren in verminderd ademhalingsdebiet: spierkracht ➘, alveolaire
weerstand ➚
Spirogram: evaluatie van longcapaciteit en snelheid van in/uitademen
FVC = “forced” Vital Capacity
FEV1 = “forced” expiratoy volume in 1 second, dus
volume dat je geforceerd in 1 seconde uitademt
Ratio FEV1/FVC geeft weer of het gaat om:
1) Een verminderde longcapaciteit = restrictive
pulmonary disorder
2) Een belemmering van in/uitademen =
obstructive pulmonary disorder
Fysiologische regulatie door ANS in de longen
OSy stimulatie => relaxatie van gladde spiercellen en dus uitzetten van luchtwegen
zonder kraakbeen en verminderde weerstand
PSy stimulatie => contrictie van gladde spiercellen en dus vernauwing luchtwegen en
verhoogde weerstand (verminderde ventilatie tijdens slaap)
Pathologische condities
Acute bronchitis:
• Obstructie van trachea/bronchi luchtwegen door infectie en vervolgens
inflammatie
49
Chapter 26: Organization of the respiratory system
Functionele anatomie
Vertakkingen trachea tot alveoli: 23 generaties
Anatomisch dode ruimte (conducting airways, tot vertakking generatie 16):
• Neus, farynx, larynx, trachea, bronchi, bronchiole, terminale bronchiole
• Functie:
o zuiveren (fijn stof), opwarmen lucht, bevochtigen van de ingeademde
lucht H20 saturatie
o cellaag met cilia/trilharen: transport van mucus/particles naar boven
o kraakbeen (cartillage) support tot generatie 11 (beïnvloedt compliance)
Alveolaire ruimte (generaties 17-23):
• respiratoire bronchiolus, alveolaire ductus
• Functie:
o geen kraakbeen support
o dun epitheel (betere uitwisseling O2 en CO2)
o 300.000.000 alveoli, oppervlakte: ~ 70 m2 (betere uitwisseling O2 en CO2)
o alveoli: type I & II pneumocyten, type II belangrijk voor productie
surfactant
Perfusie van bloed:
• Alveoli: pulmonaire circulatie, geen toevoer zuurstofrijk bloed want lokaal
uitwissling van zuurstof dus geen gebrek
• Luchtwegen tem terminal bronchioli: geen zuurstofuitwisseling dus systemische
circulatie. Veneuze return, venen die naar vena pulmonalis leiden
Longwand:
• Intrapleurale ruimte: geen directe koppeling tussen longparenchym met
thoraxwande meer intrapleurale ruimte gevuld met intrapleuraal vocht (luchtvrij)
o Sub-atmosferische druk
Spierfunctie:
• Inademen door beweging middenrif en borstkas, uitzetten thoraxwand en alveoli
• Bij inademen genereer je onderdruk en tijdens uitademen overdruk in
intrapleurale ruimte
• Deze onder/overdruk beinvloedt ook de bloedcirculatie in pulmonaire circuit
47
, Processen die respiratie bepalen
1) Ventilatie: inspiratie (vullen) en expiratie (ledigen) van lucht in longen
• Long volume en dood volume:
- “forced” Vital Capacity: is maximale volume lucht dat je kan in/uit
ademen
- tidal volume: volume lucht dat je per cyclus in/uitademt (afhankelijk
van inspanning)
- residueel volume: is hoeveelheid dat je niet kan uitademen
• Minute (alveolar) ventilation: is hoeveelheid lucht dat je per minuut
in/uitademt en is dus afhankelijk van tidal volume (TV) en aantal keer dat je
in/uitademt per minuut (ritme, RR)
- Minute ventilation (MV) = TV x RR
• Luchtweg weerstand trachea <-> bronchioles:
- In bronchiolen wordt straal van luchtweg gereguleerd door glad
spierweefsel waarbij OSy stimulatie resulteert in dilatatie en PSy
stimulatie in constrictie
circadian-clock effect op ademhaling waarbij de weerstand in
de luchtwegen van de bronchiolen toeneemt tijdens slaapt en
PSy stimulatie.
• Compliance (elasticiteit) van de longen: hoe makkelijk kunnen ze uitzetten
2) Perfusie van bloed: doorbloeding van de bloedvaten in alveoli
3) Diffusie van O2/CO2 tussen alveoli en bloedvaten: alveolar ventilatie/oxigenatie
Long volume & ventilatie (spirometrie)
Tidal Volume (TV), bij normale ademhaling: ±500 ml
Inspiratory Reserve Volume IRV: ±2500 ml
Expiratory Reserve Volume ERV: ±1300 ml
Residual Volume RV: ±1700 ml (belet collapse van
longen/alveoli)
Total Long Capacity TLC: ± 6000 ml (= RV + ERV + TV
+ IRV)
Vital Capacity VC: ±4300 ml (= ERV + TV + IRV)
Functional Residual Capacity FRC: ±3000 ml (= RV +
ERV)
Inspiratory Capacity IC: ±3000 m
48
, Dynamisch (in/uitademen)
Ademhalingsdebiet = TV x Ademhaling-frequentie
In rust is frequentie ~12/minute en TV ongeveer 0.5 L dit geeft ademhalingsdebiet van ->
0.5 L x 12 = 6 L/min
Maximaal AH debiet > 100 L/min
Maximale expiratie debiet (1 sec waarde, FVC1, FEV1)
Forced Vital Capacity = 4300 ml (= VC geforceerd uitgeademd)
FVC1/FEV1
Normaal ≥ 80% VC
Pathologie die resulteren in verminderd ademhalingsdebiet: spierkracht ➘, alveolaire
weerstand ➚
Spirogram: evaluatie van longcapaciteit en snelheid van in/uitademen
FVC = “forced” Vital Capacity
FEV1 = “forced” expiratoy volume in 1 second, dus
volume dat je geforceerd in 1 seconde uitademt
Ratio FEV1/FVC geeft weer of het gaat om:
1) Een verminderde longcapaciteit = restrictive
pulmonary disorder
2) Een belemmering van in/uitademen =
obstructive pulmonary disorder
Fysiologische regulatie door ANS in de longen
OSy stimulatie => relaxatie van gladde spiercellen en dus uitzetten van luchtwegen
zonder kraakbeen en verminderde weerstand
PSy stimulatie => contrictie van gladde spiercellen en dus vernauwing luchtwegen en
verhoogde weerstand (verminderde ventilatie tijdens slaap)
Pathologische condities
Acute bronchitis:
• Obstructie van trachea/bronchi luchtwegen door infectie en vervolgens
inflammatie
49
