DEEL 1: fysiologie en gezondheidsaspecten van
het kind
Fysiologie van het ademhalingsstelsel
Functie ademhalingsstelsel:
- aan- en afvoeren van ademhalingsgassen
- uitwisseling van ademhalingsgassen met het bloed
Trachea
Longe
n
Hoofdbronchi
1 1
Bronchi
oli
Alveol 2
i 2
3
De longen beschikken over bijzondere eigenschappen die zorgen voor een efficiënte gasuitwisseling.
1. Fysiologie en fysicochemie van de ademhaling
1.1 De wet van Laplace
De oppervlaktespanning (T) is de kracht die werkzaam is aan de grens tussen een vloeistof en de lucht. De
oppervlaktespanning zorgt ervoor dat de vloeistof bij elkaar blijft en niet in de lucht oplost.
Watermoleculen zijn verbonden door waterstofbruggen en trekken elkaar hierdoor aan. Dit noemen we de
intermoleculaire cohesiekracht. Aangezien er geen watermoleculen boven het grensoppervlak zijn
resulteert in een kracht naar binnen toe. De kracht/oppervlaktespanning trekt met andere woorden de
moleculen naar binnen toe en maakt het grensoppervlak zo klein mogelijk. Om de oppervlaktespanning te
kunnen overwinnen moeten we een kracht generen die groter is dan de oppervlaktespanning.
De alveolen van een volwassene zijn een bol lucht die omgeven zijn met water, maar bij een foetus hebben
we het omgekeerde. Bij een foetus hebben we longvloeistof dat omgeven is door lucht. Bij een volwassene
gaat de oppervlaktespanning de bol lucht in de alveoli proberen te verkleinen waardoor de druk in de
longblaasjes stijgt en ze collaberen/hun vorm verliezen. Als er evenwicht is dan is de grasdruk en de
oppervlaktespanning gelijk.
Wet van Laplace:
P = 2T/r
(P = druk, T = oppervlaktespanning en r = straal)
,Hoe kleiner de straal, hoe groter de gasdruk.
In een evenwichtstoestand (gasdruk = oppervlaktespanning) geldt hoe kleiner de straal, hoe groter de
oppervlaktespanning. Dit zou dus willen zeggen dat de oppervlaktespanning toeneemt naarmate de longe
kleiner worden, maar het blijkt echter dat de oppervlaktespanning in de longblaasjes kleiner is dan we
uitkomen volgens de formule van Laplace. Dit kunnen we verklaren door de aanwezigheid van een
oppervlaktespanning verlagende stof genaamd surfactant.
1.2 Surfactant: definitie
Surfactant is een oppervlaktespanningverlagende stof die expansie van de longen toelaat. Zonder
surfactant zouden de wanden van de alveolen door de oppervlaktespanning naar elkaar toe getrokken
worden en zouden de longen collaberen.
Surfactant heeft een hydrofiele (water aantrekkend) kant en een hydrofobe (water afstottende) kant.
1.3 Productie van surfactant
Surfactant wordt geproduceerd door de alveolaire type II cellen. De secretie ervan gebeurt via exocytose
vanaf ongeveer 22w, rond 28w neemt de productie van surfactant toe en tussen 33-35w en vlak voor de
geboorte bereikt de productie zijn piek.
De aanwezigheid van surfactant is een belanrijke factor voor de overleveningskansen van een prematuur
geboren kindje. Slechts als er voldoende surfactant aanwezig is kunnen de longblaasjes open gehouden
worden. Als men ziet dat er een vroeggeboorte (< 34w) dreigt dan gaat men corticoïden toedienen om de
productie van surfactant te versnellen zodat de pasgeborene hopelijk zelfstandig kan ademen.
1.4 Samenstelling van surfactant
Surfactant bestaat uit een mengeling van stoffen, maar de belangrijkste zijn lecithine en sphingomyeline.
1.5 Surfactant test = longrijpheidstest
De longrijpheid van een foetus kunnen we bepalen door de L/S-ratio in het vruchtwater. Voor 32-33w is er
in verhouden evenveel lecithine als sphingomyeline waardoor we L/S = 1 hebben en na 32-33w neemt de
hoeveelheid lecithin toe waardoor we rond 34w L/S = 2 hebben. Hier geldt hoe hoger de L/S-ratio, hoe
beter en dus hoe kleiner de kans dat de foetus na de geboorte de hyaliene-membraanziekte zal
ontwikkelen.
2. De longventilatie
Het ademhalingsproces bestaat uit 3 stappen:
- longventilatie
- gasuitwisseling
- gastransport
,2.1 De ademhalingsbewegingen
Bij elke in- en uitademing/ademhalingscyclus wordt ongeveer 0,5l lucht verplaats en dat noemen we het
ademvolume.
De ademhalingsfrequentie bedraagt gemiddeld 12x/min.
Het ademminuutvolume is het luchtvolume dat per minuut ingeademd wordt en dat is gemiddeld 6l/min.
2.2 De rusttoestand van de thorax
De inademingsbeweging gaat uit van de ruststand van de thorax. Echter is in deze stand nog de longen
noch de thorax in rust.
De longen liggen in een gerekte stand in de borstkas zodat ze tractie uitoefenen op de thoraxwand,
middenrif en mediastinum. Hierdoor wordt de thoraxwand naar binnen toe getrokken. De thoraxwand
biedt door zijn elastisch karakter weerstand waardoor er eigenlijk 2 veren zijn die elkaar tegenwerken. De
longen kunnen niet loskomen van de thoraxwand door de aanwezigheid van pleurabladen waartussen een
dunne laag vloeistof zit die beide bladen aan elkaar houdt.
Men kan enkel actief, dus door behulp van spierkracht, uit deze evenwichttoestand geraken en men kan er
enkel passief weer in de evenwichtstoestand geraken.
De ademhalingsspieren kunnen we indelen in primaire ademhalingsspieren en hulp-ademhalingsspieren.
2.3 De inademing
2.3.1 De inademingsspieren
De primaire inademhalingsspieren:
- buikademhaling
▪ diafragma
Bij de inademing wordt het diafragma afgeplat waardoor er meer ruimte ontstaat in de
thorax en de longen kunnen uitzetten.
- borstademhaling
Bij een meer internsere ademhaling wordt de thorax actief betroken en gebruiken we volgende
spieren:
▪ m. intercostales externi
De m. intercostales externi loopt schuin van boven achteraan naar onder vooraan.
▪ m. scaleni
De m. scaleni trekt de bovenste ribben naar boven.
De hulp-ademhalingsspieren:
- m. sternocleidomastoideus
- m. serratus anterior
Afhankelijk van de positie waarin we ons bevinden maken we gebruik van andere hulp-ademhalingsspieren.
2.3.2 Gevolgen van de inwerking van de inademingsspieren
Door de samentrekking van de inademhalingsspieren:
- nemen afmetingen van thorax toe in 3 richtingen
▪ verticale diameter neemt toe door samentrekken van diafragma
▪ voor-achterwaartse diameter neemt toe door de opwaartse beweging van de ribben
▪ de later-laterale diameter van de thorax neemt toe door de opwaartse beweging van de
ribben
- volume van longen neemt toe
- druk in de longen daalt
- luchtstroom van buiten naar longen (hoog naar laag drukgebied)
, 2.4 De uitademing
2.4.1 De uitademingsspieren
Normaal gebeurt de uitademing passief waarbij we dus geen spieren nodig hebben. Bij een geforceerde
ademhaling is de uitademhaling sneller en dieper en maken we gebruik van onze primaire
ademhalingsspieren
De primaire uitademhalingsspieren:
- diafragma
- m. intercostales interni
De m. intercostales interni staat loodrecht op de m. intercostalis externi waardoor ze een
tegenovergestelde werking hebben. Ze trekken de ribben dichter bij elkaar en de thorax naar
beneden.
De hulp-ademhalingsspieren:
- rechte buikspieren
- schuine buikspieren
2.4.2 Gevolgen van de inwerking van de uitademingsspieren
Het volume van de thorax daalt doordat het middenrif omhoog komt en de ribben naar beneden gaan.
Hierdoor stijgt de druk in de longen waardoor er een luchtstroom is van de longen naar de buitenwereld
(hoog naar laag drukgebied).
3. Drukverandering van de thorax
Longventilatie treedt op als gevolg van drukverandering in de longen.
Wet van Boyle
P x V = constant
Hoe hoger de druk, hoe kleiner het volume. Hoe kleiner het volume, hoe hoger de druk.
(P = druk, V = volume, constant = als ene stijgt, daalt andere en omgekeerd)
3.1 Alveolaire druk (‘intrapulmonale druk’)
Als we een ademstilstand hebben en open luchtwegen hebben dan is de alveolaire druk gelijk aan de
atmosferische druk.
Bij een rustige inademing neemt het volume toe en verlaagt de druk. Hierdoor is de alveolaire druk lager
dan de atmosferische druk, maar dit verschil is bij een rustige inademing klein. Door het drukverschil
krijgen we een luchtstroom naar binnen toe.
Bij een expiratie verkleint het volume van de thorax waardoor de druk in de longen stijgt tot de alveolaire
druk weer gelijk is aan de atmosferische druk. Als de 2 gelijk zijn dan stopt de luchtstroom.
3.2 Intrapleurale druk (‘thoracale druk’ = 𝑷𝒑𝒍 )
De intrapleurale druk is de druk die inwerkt op beide pleurabladen van de pleurale ruimte. De pleurale
ruimte is de ruimte tussen de pleurabladen waartussen een dunne laag vloeistof zit die beide bladen aan
elkaar houdt. De beide bladen zijn makkelijk langs elkaar te schuiven, maar er is heel veel kracht nodig om
de bladen van elkaar los te trekken. Wanneer het buitenste pleurablad door de ademhalingsspieren naar
buiten wordt getrokken bij de inademing geldt dit ook voor het binnenste pleurablad.
het kind
Fysiologie van het ademhalingsstelsel
Functie ademhalingsstelsel:
- aan- en afvoeren van ademhalingsgassen
- uitwisseling van ademhalingsgassen met het bloed
Trachea
Longe
n
Hoofdbronchi
1 1
Bronchi
oli
Alveol 2
i 2
3
De longen beschikken over bijzondere eigenschappen die zorgen voor een efficiënte gasuitwisseling.
1. Fysiologie en fysicochemie van de ademhaling
1.1 De wet van Laplace
De oppervlaktespanning (T) is de kracht die werkzaam is aan de grens tussen een vloeistof en de lucht. De
oppervlaktespanning zorgt ervoor dat de vloeistof bij elkaar blijft en niet in de lucht oplost.
Watermoleculen zijn verbonden door waterstofbruggen en trekken elkaar hierdoor aan. Dit noemen we de
intermoleculaire cohesiekracht. Aangezien er geen watermoleculen boven het grensoppervlak zijn
resulteert in een kracht naar binnen toe. De kracht/oppervlaktespanning trekt met andere woorden de
moleculen naar binnen toe en maakt het grensoppervlak zo klein mogelijk. Om de oppervlaktespanning te
kunnen overwinnen moeten we een kracht generen die groter is dan de oppervlaktespanning.
De alveolen van een volwassene zijn een bol lucht die omgeven zijn met water, maar bij een foetus hebben
we het omgekeerde. Bij een foetus hebben we longvloeistof dat omgeven is door lucht. Bij een volwassene
gaat de oppervlaktespanning de bol lucht in de alveoli proberen te verkleinen waardoor de druk in de
longblaasjes stijgt en ze collaberen/hun vorm verliezen. Als er evenwicht is dan is de grasdruk en de
oppervlaktespanning gelijk.
Wet van Laplace:
P = 2T/r
(P = druk, T = oppervlaktespanning en r = straal)
,Hoe kleiner de straal, hoe groter de gasdruk.
In een evenwichtstoestand (gasdruk = oppervlaktespanning) geldt hoe kleiner de straal, hoe groter de
oppervlaktespanning. Dit zou dus willen zeggen dat de oppervlaktespanning toeneemt naarmate de longe
kleiner worden, maar het blijkt echter dat de oppervlaktespanning in de longblaasjes kleiner is dan we
uitkomen volgens de formule van Laplace. Dit kunnen we verklaren door de aanwezigheid van een
oppervlaktespanning verlagende stof genaamd surfactant.
1.2 Surfactant: definitie
Surfactant is een oppervlaktespanningverlagende stof die expansie van de longen toelaat. Zonder
surfactant zouden de wanden van de alveolen door de oppervlaktespanning naar elkaar toe getrokken
worden en zouden de longen collaberen.
Surfactant heeft een hydrofiele (water aantrekkend) kant en een hydrofobe (water afstottende) kant.
1.3 Productie van surfactant
Surfactant wordt geproduceerd door de alveolaire type II cellen. De secretie ervan gebeurt via exocytose
vanaf ongeveer 22w, rond 28w neemt de productie van surfactant toe en tussen 33-35w en vlak voor de
geboorte bereikt de productie zijn piek.
De aanwezigheid van surfactant is een belanrijke factor voor de overleveningskansen van een prematuur
geboren kindje. Slechts als er voldoende surfactant aanwezig is kunnen de longblaasjes open gehouden
worden. Als men ziet dat er een vroeggeboorte (< 34w) dreigt dan gaat men corticoïden toedienen om de
productie van surfactant te versnellen zodat de pasgeborene hopelijk zelfstandig kan ademen.
1.4 Samenstelling van surfactant
Surfactant bestaat uit een mengeling van stoffen, maar de belangrijkste zijn lecithine en sphingomyeline.
1.5 Surfactant test = longrijpheidstest
De longrijpheid van een foetus kunnen we bepalen door de L/S-ratio in het vruchtwater. Voor 32-33w is er
in verhouden evenveel lecithine als sphingomyeline waardoor we L/S = 1 hebben en na 32-33w neemt de
hoeveelheid lecithin toe waardoor we rond 34w L/S = 2 hebben. Hier geldt hoe hoger de L/S-ratio, hoe
beter en dus hoe kleiner de kans dat de foetus na de geboorte de hyaliene-membraanziekte zal
ontwikkelen.
2. De longventilatie
Het ademhalingsproces bestaat uit 3 stappen:
- longventilatie
- gasuitwisseling
- gastransport
,2.1 De ademhalingsbewegingen
Bij elke in- en uitademing/ademhalingscyclus wordt ongeveer 0,5l lucht verplaats en dat noemen we het
ademvolume.
De ademhalingsfrequentie bedraagt gemiddeld 12x/min.
Het ademminuutvolume is het luchtvolume dat per minuut ingeademd wordt en dat is gemiddeld 6l/min.
2.2 De rusttoestand van de thorax
De inademingsbeweging gaat uit van de ruststand van de thorax. Echter is in deze stand nog de longen
noch de thorax in rust.
De longen liggen in een gerekte stand in de borstkas zodat ze tractie uitoefenen op de thoraxwand,
middenrif en mediastinum. Hierdoor wordt de thoraxwand naar binnen toe getrokken. De thoraxwand
biedt door zijn elastisch karakter weerstand waardoor er eigenlijk 2 veren zijn die elkaar tegenwerken. De
longen kunnen niet loskomen van de thoraxwand door de aanwezigheid van pleurabladen waartussen een
dunne laag vloeistof zit die beide bladen aan elkaar houdt.
Men kan enkel actief, dus door behulp van spierkracht, uit deze evenwichttoestand geraken en men kan er
enkel passief weer in de evenwichtstoestand geraken.
De ademhalingsspieren kunnen we indelen in primaire ademhalingsspieren en hulp-ademhalingsspieren.
2.3 De inademing
2.3.1 De inademingsspieren
De primaire inademhalingsspieren:
- buikademhaling
▪ diafragma
Bij de inademing wordt het diafragma afgeplat waardoor er meer ruimte ontstaat in de
thorax en de longen kunnen uitzetten.
- borstademhaling
Bij een meer internsere ademhaling wordt de thorax actief betroken en gebruiken we volgende
spieren:
▪ m. intercostales externi
De m. intercostales externi loopt schuin van boven achteraan naar onder vooraan.
▪ m. scaleni
De m. scaleni trekt de bovenste ribben naar boven.
De hulp-ademhalingsspieren:
- m. sternocleidomastoideus
- m. serratus anterior
Afhankelijk van de positie waarin we ons bevinden maken we gebruik van andere hulp-ademhalingsspieren.
2.3.2 Gevolgen van de inwerking van de inademingsspieren
Door de samentrekking van de inademhalingsspieren:
- nemen afmetingen van thorax toe in 3 richtingen
▪ verticale diameter neemt toe door samentrekken van diafragma
▪ voor-achterwaartse diameter neemt toe door de opwaartse beweging van de ribben
▪ de later-laterale diameter van de thorax neemt toe door de opwaartse beweging van de
ribben
- volume van longen neemt toe
- druk in de longen daalt
- luchtstroom van buiten naar longen (hoog naar laag drukgebied)
, 2.4 De uitademing
2.4.1 De uitademingsspieren
Normaal gebeurt de uitademing passief waarbij we dus geen spieren nodig hebben. Bij een geforceerde
ademhaling is de uitademhaling sneller en dieper en maken we gebruik van onze primaire
ademhalingsspieren
De primaire uitademhalingsspieren:
- diafragma
- m. intercostales interni
De m. intercostales interni staat loodrecht op de m. intercostalis externi waardoor ze een
tegenovergestelde werking hebben. Ze trekken de ribben dichter bij elkaar en de thorax naar
beneden.
De hulp-ademhalingsspieren:
- rechte buikspieren
- schuine buikspieren
2.4.2 Gevolgen van de inwerking van de uitademingsspieren
Het volume van de thorax daalt doordat het middenrif omhoog komt en de ribben naar beneden gaan.
Hierdoor stijgt de druk in de longen waardoor er een luchtstroom is van de longen naar de buitenwereld
(hoog naar laag drukgebied).
3. Drukverandering van de thorax
Longventilatie treedt op als gevolg van drukverandering in de longen.
Wet van Boyle
P x V = constant
Hoe hoger de druk, hoe kleiner het volume. Hoe kleiner het volume, hoe hoger de druk.
(P = druk, V = volume, constant = als ene stijgt, daalt andere en omgekeerd)
3.1 Alveolaire druk (‘intrapulmonale druk’)
Als we een ademstilstand hebben en open luchtwegen hebben dan is de alveolaire druk gelijk aan de
atmosferische druk.
Bij een rustige inademing neemt het volume toe en verlaagt de druk. Hierdoor is de alveolaire druk lager
dan de atmosferische druk, maar dit verschil is bij een rustige inademing klein. Door het drukverschil
krijgen we een luchtstroom naar binnen toe.
Bij een expiratie verkleint het volume van de thorax waardoor de druk in de longen stijgt tot de alveolaire
druk weer gelijk is aan de atmosferische druk. Als de 2 gelijk zijn dan stopt de luchtstroom.
3.2 Intrapleurale druk (‘thoracale druk’ = 𝑷𝒑𝒍 )
De intrapleurale druk is de druk die inwerkt op beide pleurabladen van de pleurale ruimte. De pleurale
ruimte is de ruimte tussen de pleurabladen waartussen een dunne laag vloeistof zit die beide bladen aan
elkaar houdt. De beide bladen zijn makkelijk langs elkaar te schuiven, maar er is heel veel kracht nodig om
de bladen van elkaar los te trekken. Wanneer het buitenste pleurablad door de ademhalingsspieren naar
buiten wordt getrokken bij de inademing geldt dit ook voor het binnenste pleurablad.
