FYSIOLOGIE - J. EGGERMONT
INHOUD
ADEMHALING .............................................................................................................................................................. 3
De mechanica van de ademhaling ............................................................................................................................. 3
Basisbegrippen ..................................................................................................................................................... 3
De gaswetten toegepast op de ademhaling ............................................................................................................ 8
Ventilatie: beweging van lucht in de luchtwegen ..................................................................................................... 9
Gasuitwisseling en gastransport in de longen ........................................................................................................... 21
Gasuitwisseling in de alveoli door diffusie ............................................................................................................ 21
Transport van O2 in het bloed .............................................................................................................................. 24
Transport van CO2 in het bloed ............................................................................................................................ 27
Regeling van de ademhaling ................................................................................................................................ 29
NIER .......................................................................................................................................................................... 31
Nierfunctie ............................................................................................................................................................. 31
Basisfuncties van de nieren ................................................................................................................................. 31
Basisbegrippen ................................................................................................................................................... 31
Glomerulaire filtratie ........................................................................................................................................... 35
Tubulaire reabsorptie en secretie ......................................................................................................................... 40
verschillende tansepitheliale vochttransporten .................................................................................................... 41
drijvende krachten voor transepitheliaal vochttransport ........................................................................................ 41
Renale klaring ..................................................................................................................................................... 45
Mictie ................................................................................................................................................................. 46
Basisbegrippen water-en zoutbalans ....................................................................................................................... 47
Water en regeling van extracellulaire osmolariteit ................................................................................................. 48
H20 reabsorptie .................................................................................................................................................. 49
Opbouw van osmotische gradiënt in medulla ....................................................................................................... 50
K+ balans ........................................................................................................................................................... 54
osmolariteit regeling ........................................................................................................................................... 56
Zuurbase homeostase ............................................................................................................................................ 58
Davenport-diagram met CO₂ / HCO₃⁻ buffersysteem............................................................................................. 60
VOORTPLANTING ...................................................................................................................................................... 65
Basisbegrippen ...................................................................................................................................................... 65
Seksueel dimorfisme en genetische geslachtsbepaling ......................................................................................... 65
Van genetisch geslacht naar biologisch geslacht .................................................................................................. 65
Regeling van de voortplanting: steroïdhormonen .................................................................................................. 67
De hypothalamo-hypofysaire-gonadale as (HHG-as) ............................................................................................. 68
Mannelijke voortplantingsfysiologie ......................................................................................................................... 69
Hormonale regeling ............................................................................................................................................. 69
1
, Spermatogenese................................................................................................................................................. 70
Fysiologie van de mannelijke seksuele daad ......................................................................................................... 71
Vrouwelijke voortplantingsfysiologie ........................................................................................................................ 73
Ovarium ............................................................................................................................................................. 73
Folliculaire ontwikkeling ...................................................................................................................................... 73
Oögenese ........................................................................................................................................................... 74
Menstruele cyclus ............................................................................................................................................... 75
Fysiologie van vrouwelijke seksuele daad ............................................................................................................. 80
Bevruchting en voortplanting ................................................................................................................................... 81
Voortplanting ...................................................................................................................................................... 81
Bevruchting ........................................................................................................................................................ 81
Zwangerschap en bevalling ..................................................................................................................................... 82
Zwangerschap .................................................................................................................................................... 83
Bevalling (arbeid) ................................................................................................................................................ 84
Lactatie ................................................................................................................................................................. 85
Veroudering ........................................................................................................................................................... 86
Menopauze ......................................................................................................................................................... 86
Andropauze ........................................................................................................................................................ 86
RESPONSIECOLLEGES…………………………………………………………………………………………………………………………………….87
2
,ADEMHALING
DE MECHANICA VAN DE ADEMHALING
BASISBEGRIPPEN
Functie luchtwegen
• Gasuitwisseling tussen lucht en bloed
• Homeostase
o Regeling van pH
o Samen met nier
• Bescherming
o Verwijderen ingeademde partikels (pathogenen)
o Epitheel is bedekt met slijmtapijt
o Slijm heeft ciliaire activiteit: pathogenen via slijmtapijt terug naar
keel
• Spraak
ADEMHALING = gasuitwisseling tussen lucht, bloed en weefsels
1) VENTILATIE
o Bewegen van lucht in en uit de longen
𝛥𝑃
O 𝑉̇ = 𝑅
▪ 𝑉̇ : luchtstroom (debiet) = volume lucht getransporteerd per tijdseenheid
▪ 𝛥𝑃: drukverschil = drijvende kracht
▪ 𝑅: weerstand van luchtwegen
2) GASTUITWISSELINGEN IN LONGEN
o Moleculaire diffusie van gas door alveolaire wand
𝐴×𝑆
o 𝑉̇ = 𝑘 𝑑 × 𝛥𝑃
▪ A: oppervlak
▪ S: oplosbaarheid
▪ D: afstand
▪ 𝛥𝑃: verschil in partiële druk
3) TRANSPORT VAN GASSEN IN HET BLOED
o Volumetransport door pompwerking van hart
o Onder verschillende vormen
▪ In oplossing
▪ Gebonden aan hemoglobine
4) GASUITWISSELIING IN WEEFSELS
o Moleculaire diffusie van gas door capillaire wand (wordt bepaald door verschil in partiële druk (𝛥𝑃))
o Cellulaire opname van O2 en afgaven van CO2
3
,Begrippen
• Bovenste luchtwegen = ventilatie
• Onderste luchtwegen (= long)
o Geleidingszone = ventilatie (trachea, bronchi, bronchioli)
o Respiratoire zone = gasuitwisseling (respiratoire bronchioli, alveoli)
• Thoraxwand en ademhalingsspieren : vormen holte waarin longen zich bevinden
• Pleuraholte: ruimte tussen thoraxwant en longen
THORAXWAND EN ADEMHALINGSSPIEREN
• Vormen holte waarin longen zich bevinden
• Ademhalingspomp werkt door beweging van thoraxwand
o Ademhalingsspieren:
▪ Inademing: diafragma, externe intercostale spieren
▪ Uitademing: interne intercosale spieren, abdominale
spieren
o Elasticiteit van thoraxwand
• Ademhalingsbeweging bepaalt de druk in de pleurholte = drijvende kracht
voor ventilatie
PLEURAHOLTE
• Gevuld met dunne vochtfilm (pleurabladen “kleven” aan elkaar)
• Intrapleurale druk: bepaalt expansie van de longen
o Negatieven Ppleura => longen trekken open (inademing)
o Varieert met de ademhaling
4
,DE LUCHTWEGEN
= vertakt buizenstelsel eindigend in alveoli
• Bovenste luchtwegen
o Neus / mond → keel → larynx en stembanden
o Functie:
▪ Ventilatie
▪ Spraak
▪ Bevochtiging
▪ Opwarming lucht
• Onderste luchtwegen
o Trachea → bronchi → bronchioli → alveoli
o Functie
▪ Ventilatie: geleiding van lucht van atmosfeer tot in respiratoire zone
▪ Gasuitwisseling in respiratoire bronchioli en alveoli
In geleidingszone:
• Lucht wordt verplaatst obv drukverschil tussen atmosfeer en alveoli
𝑉̇
• Luchtsnelheid: 𝑣 =
𝐴
In respiratoire bronchioli en alveoli:
• Lage stroomsnelheid:
o De lucht beweegt heel traag
→ Dus dan kan er diffusie plaatsvinden
= O2 gaat van een hoge naar een lage concentratie en CO 2 gaat van bloed naar alveoli
• Alveoli hebben samen een groot oppervlak → meer uitwisseling mogelijk
5
,MODIFICATIE VAN LUCHT TIJDENS ADEMHALING
ALVEOLI
Bloed-gas barrière
• < 0,3µm → snelle diffusie (want heel dun)
• Lagen:
1. Alveolaire wand
o = éénlagig epitheel
o Type I epitheelcellen = deklaag
o Type II epitheelcellen = surfactants (verlaagt oppervlaktespanning, voorkomt dat alveoli dichtklappen)
o Macrofagen = afweercellen
2. Interstitiële ruimte
o Heeft basale membraan
o Bevat: elastine + collageen → zorgt voor elasticiteit
3. Capillairen van longcirculatie
o Endotheelcellen = éénlagig
o Capillair lumen: hierin stroomt bloed (plasme, RBC)
6
,Functie:
• Gasuitwisseling tussen lucht (alveolaire ruimte) en bloed
o Opname van O2
o Afgave van CO2
𝐴×𝑆
• Mechanisme: diffusie 𝑉̇ = 𝑘 𝑑 × 𝛥𝑃
o 𝑉̇ : volume lucht getransporteerd per tijdseenheid (L s-1)
o 𝛥𝑃: verschil in partiële druk tussen alveoli en bloed →
concentratiegradiënt
o A: diffusie-oppervlak (100 m2)
o S: oplosbaarheidscoëfficiënt van het gas
o D: diffusie-afstand (micrometer schaal)
Longcirculatie = pulmonale circulatie
• Alveoli hebben een nauwe interactie met pulmonaal vaatstelsel
• start: ARTERIA PULMONALIS
o = O2-arm / CO2-rijk bloed
o Vertrekt van rechterventrikel
• Longen: capillairen
o vertakt netwerk in alveolaire wand → gasuitwisseling
• Terug: VENAE PULMONALES
o = O2-rijk /CO2-arm bloed
o Gaan naar linker atrium
• Hemodynamische eigenschappen
o Debiet (=hoeveel bloed er per inuut door longer stroomt): 5
L/min
o Longcirculatie heeft lage weerstand → dus ook een lage druk:
15 mmHg MAP (voorkomt schade aan alveoli)
o Perfusietijd in capillair (= tijd dat een RBC in capillair blijft):
0,75 s
7
, DE GASWETTEN TOEGEPAST OP DE ADEMHALING
Boyle: druk ↑ = volume ↓
Dalton: totale druk = som partiële drukken
Diffusie: afhankelijk van ΔP, A, d, S
Poiseuille: flow afhankelijk van weerstand
Verandering in partiële drukken door bevochtiging en opwarmen (implicaties voor ingeademde lucht):
Ingeademde lucht wordt aangepast voor het de alveoli bereikt
• 25°C → 37°C: H2O verdampt makkelijker = meer waterdamp in lucht = ↑PH2O
• Ptotaal blijft hetzelfde dus andere gassen moeten plaats maken (en dus dalen)
8
INHOUD
ADEMHALING .............................................................................................................................................................. 3
De mechanica van de ademhaling ............................................................................................................................. 3
Basisbegrippen ..................................................................................................................................................... 3
De gaswetten toegepast op de ademhaling ............................................................................................................ 8
Ventilatie: beweging van lucht in de luchtwegen ..................................................................................................... 9
Gasuitwisseling en gastransport in de longen ........................................................................................................... 21
Gasuitwisseling in de alveoli door diffusie ............................................................................................................ 21
Transport van O2 in het bloed .............................................................................................................................. 24
Transport van CO2 in het bloed ............................................................................................................................ 27
Regeling van de ademhaling ................................................................................................................................ 29
NIER .......................................................................................................................................................................... 31
Nierfunctie ............................................................................................................................................................. 31
Basisfuncties van de nieren ................................................................................................................................. 31
Basisbegrippen ................................................................................................................................................... 31
Glomerulaire filtratie ........................................................................................................................................... 35
Tubulaire reabsorptie en secretie ......................................................................................................................... 40
verschillende tansepitheliale vochttransporten .................................................................................................... 41
drijvende krachten voor transepitheliaal vochttransport ........................................................................................ 41
Renale klaring ..................................................................................................................................................... 45
Mictie ................................................................................................................................................................. 46
Basisbegrippen water-en zoutbalans ....................................................................................................................... 47
Water en regeling van extracellulaire osmolariteit ................................................................................................. 48
H20 reabsorptie .................................................................................................................................................. 49
Opbouw van osmotische gradiënt in medulla ....................................................................................................... 50
K+ balans ........................................................................................................................................................... 54
osmolariteit regeling ........................................................................................................................................... 56
Zuurbase homeostase ............................................................................................................................................ 58
Davenport-diagram met CO₂ / HCO₃⁻ buffersysteem............................................................................................. 60
VOORTPLANTING ...................................................................................................................................................... 65
Basisbegrippen ...................................................................................................................................................... 65
Seksueel dimorfisme en genetische geslachtsbepaling ......................................................................................... 65
Van genetisch geslacht naar biologisch geslacht .................................................................................................. 65
Regeling van de voortplanting: steroïdhormonen .................................................................................................. 67
De hypothalamo-hypofysaire-gonadale as (HHG-as) ............................................................................................. 68
Mannelijke voortplantingsfysiologie ......................................................................................................................... 69
Hormonale regeling ............................................................................................................................................. 69
1
, Spermatogenese................................................................................................................................................. 70
Fysiologie van de mannelijke seksuele daad ......................................................................................................... 71
Vrouwelijke voortplantingsfysiologie ........................................................................................................................ 73
Ovarium ............................................................................................................................................................. 73
Folliculaire ontwikkeling ...................................................................................................................................... 73
Oögenese ........................................................................................................................................................... 74
Menstruele cyclus ............................................................................................................................................... 75
Fysiologie van vrouwelijke seksuele daad ............................................................................................................. 80
Bevruchting en voortplanting ................................................................................................................................... 81
Voortplanting ...................................................................................................................................................... 81
Bevruchting ........................................................................................................................................................ 81
Zwangerschap en bevalling ..................................................................................................................................... 82
Zwangerschap .................................................................................................................................................... 83
Bevalling (arbeid) ................................................................................................................................................ 84
Lactatie ................................................................................................................................................................. 85
Veroudering ........................................................................................................................................................... 86
Menopauze ......................................................................................................................................................... 86
Andropauze ........................................................................................................................................................ 86
RESPONSIECOLLEGES…………………………………………………………………………………………………………………………………….87
2
,ADEMHALING
DE MECHANICA VAN DE ADEMHALING
BASISBEGRIPPEN
Functie luchtwegen
• Gasuitwisseling tussen lucht en bloed
• Homeostase
o Regeling van pH
o Samen met nier
• Bescherming
o Verwijderen ingeademde partikels (pathogenen)
o Epitheel is bedekt met slijmtapijt
o Slijm heeft ciliaire activiteit: pathogenen via slijmtapijt terug naar
keel
• Spraak
ADEMHALING = gasuitwisseling tussen lucht, bloed en weefsels
1) VENTILATIE
o Bewegen van lucht in en uit de longen
𝛥𝑃
O 𝑉̇ = 𝑅
▪ 𝑉̇ : luchtstroom (debiet) = volume lucht getransporteerd per tijdseenheid
▪ 𝛥𝑃: drukverschil = drijvende kracht
▪ 𝑅: weerstand van luchtwegen
2) GASTUITWISSELINGEN IN LONGEN
o Moleculaire diffusie van gas door alveolaire wand
𝐴×𝑆
o 𝑉̇ = 𝑘 𝑑 × 𝛥𝑃
▪ A: oppervlak
▪ S: oplosbaarheid
▪ D: afstand
▪ 𝛥𝑃: verschil in partiële druk
3) TRANSPORT VAN GASSEN IN HET BLOED
o Volumetransport door pompwerking van hart
o Onder verschillende vormen
▪ In oplossing
▪ Gebonden aan hemoglobine
4) GASUITWISSELIING IN WEEFSELS
o Moleculaire diffusie van gas door capillaire wand (wordt bepaald door verschil in partiële druk (𝛥𝑃))
o Cellulaire opname van O2 en afgaven van CO2
3
,Begrippen
• Bovenste luchtwegen = ventilatie
• Onderste luchtwegen (= long)
o Geleidingszone = ventilatie (trachea, bronchi, bronchioli)
o Respiratoire zone = gasuitwisseling (respiratoire bronchioli, alveoli)
• Thoraxwand en ademhalingsspieren : vormen holte waarin longen zich bevinden
• Pleuraholte: ruimte tussen thoraxwant en longen
THORAXWAND EN ADEMHALINGSSPIEREN
• Vormen holte waarin longen zich bevinden
• Ademhalingspomp werkt door beweging van thoraxwand
o Ademhalingsspieren:
▪ Inademing: diafragma, externe intercostale spieren
▪ Uitademing: interne intercosale spieren, abdominale
spieren
o Elasticiteit van thoraxwand
• Ademhalingsbeweging bepaalt de druk in de pleurholte = drijvende kracht
voor ventilatie
PLEURAHOLTE
• Gevuld met dunne vochtfilm (pleurabladen “kleven” aan elkaar)
• Intrapleurale druk: bepaalt expansie van de longen
o Negatieven Ppleura => longen trekken open (inademing)
o Varieert met de ademhaling
4
,DE LUCHTWEGEN
= vertakt buizenstelsel eindigend in alveoli
• Bovenste luchtwegen
o Neus / mond → keel → larynx en stembanden
o Functie:
▪ Ventilatie
▪ Spraak
▪ Bevochtiging
▪ Opwarming lucht
• Onderste luchtwegen
o Trachea → bronchi → bronchioli → alveoli
o Functie
▪ Ventilatie: geleiding van lucht van atmosfeer tot in respiratoire zone
▪ Gasuitwisseling in respiratoire bronchioli en alveoli
In geleidingszone:
• Lucht wordt verplaatst obv drukverschil tussen atmosfeer en alveoli
𝑉̇
• Luchtsnelheid: 𝑣 =
𝐴
In respiratoire bronchioli en alveoli:
• Lage stroomsnelheid:
o De lucht beweegt heel traag
→ Dus dan kan er diffusie plaatsvinden
= O2 gaat van een hoge naar een lage concentratie en CO 2 gaat van bloed naar alveoli
• Alveoli hebben samen een groot oppervlak → meer uitwisseling mogelijk
5
,MODIFICATIE VAN LUCHT TIJDENS ADEMHALING
ALVEOLI
Bloed-gas barrière
• < 0,3µm → snelle diffusie (want heel dun)
• Lagen:
1. Alveolaire wand
o = éénlagig epitheel
o Type I epitheelcellen = deklaag
o Type II epitheelcellen = surfactants (verlaagt oppervlaktespanning, voorkomt dat alveoli dichtklappen)
o Macrofagen = afweercellen
2. Interstitiële ruimte
o Heeft basale membraan
o Bevat: elastine + collageen → zorgt voor elasticiteit
3. Capillairen van longcirculatie
o Endotheelcellen = éénlagig
o Capillair lumen: hierin stroomt bloed (plasme, RBC)
6
,Functie:
• Gasuitwisseling tussen lucht (alveolaire ruimte) en bloed
o Opname van O2
o Afgave van CO2
𝐴×𝑆
• Mechanisme: diffusie 𝑉̇ = 𝑘 𝑑 × 𝛥𝑃
o 𝑉̇ : volume lucht getransporteerd per tijdseenheid (L s-1)
o 𝛥𝑃: verschil in partiële druk tussen alveoli en bloed →
concentratiegradiënt
o A: diffusie-oppervlak (100 m2)
o S: oplosbaarheidscoëfficiënt van het gas
o D: diffusie-afstand (micrometer schaal)
Longcirculatie = pulmonale circulatie
• Alveoli hebben een nauwe interactie met pulmonaal vaatstelsel
• start: ARTERIA PULMONALIS
o = O2-arm / CO2-rijk bloed
o Vertrekt van rechterventrikel
• Longen: capillairen
o vertakt netwerk in alveolaire wand → gasuitwisseling
• Terug: VENAE PULMONALES
o = O2-rijk /CO2-arm bloed
o Gaan naar linker atrium
• Hemodynamische eigenschappen
o Debiet (=hoeveel bloed er per inuut door longer stroomt): 5
L/min
o Longcirculatie heeft lage weerstand → dus ook een lage druk:
15 mmHg MAP (voorkomt schade aan alveoli)
o Perfusietijd in capillair (= tijd dat een RBC in capillair blijft):
0,75 s
7
, DE GASWETTEN TOEGEPAST OP DE ADEMHALING
Boyle: druk ↑ = volume ↓
Dalton: totale druk = som partiële drukken
Diffusie: afhankelijk van ΔP, A, d, S
Poiseuille: flow afhankelijk van weerstand
Verandering in partiële drukken door bevochtiging en opwarmen (implicaties voor ingeademde lucht):
Ingeademde lucht wordt aangepast voor het de alveoli bereikt
• 25°C → 37°C: H2O verdampt makkelijker = meer waterdamp in lucht = ↑PH2O
• Ptotaal blijft hetzelfde dus andere gassen moeten plaats maken (en dus dalen)
8
