3.1 Gaswisseling
De bouw van het ademhalingsstelsel
Ademhalingsstelsel bestaat uit longen en luchtwegen
- Gaswisseling = het lichaam neemt gassen uit de lucht op en geeft gassen aan de lucht af
Neusholte
- Neusslijmvlies = laag cellen waarmee de neusholte is bekleed: trilhaarepitheel = buitenste
laag cellen van het neusslijmvlies met slijmproducerende cellen en trilhaarcellen
- Neusharen houden grote ingeademde stofdeeltjes tegen
- Kleine stofdeeltjes en ziekteverwekkers blijven aan het slijm op het neusslijmvlies kleven
- Bewegingen van trilharen brengen het slijm naar de keelholte, waar het met speeksel wordt
doorgeslikt: binnenstromende lucht wordt door het slijm vochtig gemaakt en door het bloed
in het neusslijmvlies verwarmd
- Bijholten = verbinding tussen de neusholten en holten in de schedelbeenderen (kaakholten /
voorhoofdsholte): bekleed met slijmvlies wat wordt afgevoerd via de neusholte
- Verkoudheid: neus- en bijholteslijmvlies zwelt op -> uitgangen van bijholten afgesloten ->
slijm hoopt zich op -> verstopt
Keelholte
Hierin bevinden zich de huig en het strotklepje
Strottenhoofd = deel tussen de keelholte en de luchtpijp
- Stembanden = stevige vliezen in het strottenhoofd die gaan trillen als er lucht langskomt ->
geluid
Luchtpijp = buis waardoor lucht van het strottenhoofd richting de longen en terug wordt vervoerd:
wand bevat hoefijzervormige kraakbeenringen en is bekleed met slijmvlies
Bronchiën = vertakkingen van de luchtpijp waardoor lucht richting longen en terug wordt vervoerd:
wand bevat hoefijzervormige kraakbeenringen en is bekleed met slijmvlies
- Bronchiolen = kleine zijtakjes van de bronchiën: wand is bekleed met slijmvlies en heeft
spierweefsel waardoor de bronchiolen zich kunnen vernauwen of verwijden -> is van invloed
op de hoeveelheid lucht die per ademhaling wordt in- en uitgeademd
Wand wordt beïnvloed door autonome zenuwstelsel (orthosympatische deel)l en door
hormonen
Trilhaareptiheel = buitenste laag cellen van het neusslijmvlies met
slijmproducerende cellen en trilhaarcellen
Longblaasjes / Alveoli = blaasjes aan de uiteinden van de fijnste
bronchiolen
- Alveolair vocht = dun laagje vocht aan de binnenkant van de
longblaasje
Zuurstof, koolstofdioxide en stikstof
Partiële zuurstofdruk / pO2 = het aandeel van zuurstof in de luchtdruk (21,2 kPa)
Alveolaire lucht = lucht in de longblaasjes : diffusie in de longen vindt plaats vanuit de alveolaire
lucht naar het alveolaire vocht waarvanuit diffusie plaatsvindt naar het bloed in de longhaarvaten
, - Diffusie wordt veroorzaakt door verschil in partiële gasdruk tussen alveolaire vocht en
bloedplasma: gehandhaafd doordat lucht in longblaasjes continu wordt ververst en het bloed
langs de longblaasjes blijft stromen
- Door verschil in partiële koolstofdioxidedruk (pCO2) vindt er diffusie plaats van bloedplasma
naar alveolaire vocht waarvanuit koolstofdioxide wordt afgegeven aan alveolaire lucht
- Er is geen verschil in partiële stikstofdruk (pN2) tussen de lucht in longblaasjes en
bloedplasma
Wet van Fick (BINAS 83A)
Diffusie is afhankelijk van diffusieoppervlak, diffusieafstand en
concentratie- of drukverschil
Wet van Fick =
Het transport van zuurstof
Zuurstof in het bloed wordt voor het grootste deel gebonden aan hemoglobine (Hb) in de rode
bloedcellen: ondanks diffusie van zuurstof naar bloedplasma blijft er een verschil in
zuurstofconcentratie tussen alveolaire vocht en bloedplasma
Oxyhemoglobine / HbO2 = verbinding van hemoglobine en zuurstof: evenwichtsreactie
- Ontstaat doordat een hemoglobinemolecuul uit een grote eiwit globine en vier
heemgroepen, die elk een ijzeratoom bevatten, bestaat. Elk ijzeratoom kan een
zuurstofmolecuul binnen
- Omgeving met lage zuurstofconcentratie: evenwichtsreactie verloopt naar links (zuurstof laat
los)
- Omgeving met hoge zuurstofconcentratie (longhaarvaten):
evenwichtsreactie verloopt naar rechts: vrijgekomen
zuurstofmoleculen diffunderen via weefselvloeistof naar cellen
- Verzadigd (95%-100%): als alle hemoglobine is omgezet in
oxyhemoglobine -> zuurstofconcentratie van bloedplasma is gelijk aan
alveolaire vocht
- Bloed met veel oxyhemoglobine is lichtrood
- Bloed met veel hemoglobine is donkerrood
, Een verzadigingskromme (BINAS 83D)
Hoeveelheid vrijkomende zuurstofmoleculen is afhankelijk van de pO2 die in een weefsel heerst
pO2 is afhankelijk van activiteit van de cellen van weefsel
- Weefsel in rust: pO2 = 5,3 kPa
- Weefsel actief: pO2 = laag
pH van bloed wordt beïnvloed door de temperatuur (bindt minder goed) en de CO2-concentratie:
Bohr-effect = verschuiving van de evenwichtsreactie van oxyhemoglobine (naar links): bij een
toename van de CO2-concentratie (lagere pH, afhankelijk van melkzuur) komen meer
zuurstofmoleculen vrij
- Weefsel in rust: pCO2 = 2,7 kPa
- Weefsel actief: pCO2 = 7,4 kPa -> 11 kPa
Zuurstofverzadiging van moeder is altijd lager dan die van het kind: anders zou reactie naar rechts
gaan
Slechte bloedvoorziening -> minder zuurstofverzadiging
Van de 100 mL bloed zit 20 mL HbO2 en 0,5 mL O2
- 0,5 : 20,5 x 100% = 1,5 % bloed
- 20 : 20,5 x 100% = 98,5%
Het transport van koolstofdioxide (BINAS 83E)
Bij dissimilatie ontstaat koolstofdioxide wat door diffusie naar het
bloed in de haarvaten wordt getransporteerd
- Grootste deel (70%) wordt vervoerd als
waterstofcarbonaationen / HCO3- = grootste deel van CO2
in het bloed dat als waterstofcarbonaationen wordt
vervoerd: ontstaan in de rode bloedcellen: worden
opgelost in bloedplasma vervoerd of als opgenomen en
gebonden aan hemoglobine in rode bloedcellen vervoerd
Koolzuuranhydrase = enzym in rode bloedcellen dat de
evenwichtsreactie CO2 + H2O <-> H2CO3 versnelt
- Koolstofdioxide bind met water tot H2CO3 wat zeer instabiel is en meteen uitvalt
- HCO3-ionen die ontstaan, worden gefundeerd naar het bloedplasma
- Uittreden van HCO3- kan elektrische ladingsverschil van celmembraan van rode bloedcellen
te verstoren: voorkomen doordat CI- zich vanuit bloedplasma verplaatsen naar de rode
bloedcellen -> H+ die ontstaan worden gebonden aan hemoglobine waardoor O2 vrijkomt
- Longhaarvaten: opgeloste CO2 diffundeert vanuit bloedplasma naar alveolaire vocht: CO2
dat aan hemoglobine is gebonden en gebonden H+ komen vrij -> HCO3- diffunderen vanuit
bloedplasma naar rode bloedcellen -> vormt samen met H+ H2CO3 -> wordt meteen
gesplitst in CO2 en H2O: CO2 verlaat de rode bloedcellen en diffundeert naar het alveolaire
vocht
Gaswisseling bij insecten
Tracheeën = sterk vertakte adembuizen bij insecten waardoor gaswisseling plaatsvindt
- Opengehouden door spiraalvormige verdikkingen van chitine (hoornachtige stof)
- Stigmata = openingen van een trachee in het achterlijf van een insect
- Ververst lucht door pompende bewegingen met het achterlijf te maken
De bouw van het ademhalingsstelsel
Ademhalingsstelsel bestaat uit longen en luchtwegen
- Gaswisseling = het lichaam neemt gassen uit de lucht op en geeft gassen aan de lucht af
Neusholte
- Neusslijmvlies = laag cellen waarmee de neusholte is bekleed: trilhaarepitheel = buitenste
laag cellen van het neusslijmvlies met slijmproducerende cellen en trilhaarcellen
- Neusharen houden grote ingeademde stofdeeltjes tegen
- Kleine stofdeeltjes en ziekteverwekkers blijven aan het slijm op het neusslijmvlies kleven
- Bewegingen van trilharen brengen het slijm naar de keelholte, waar het met speeksel wordt
doorgeslikt: binnenstromende lucht wordt door het slijm vochtig gemaakt en door het bloed
in het neusslijmvlies verwarmd
- Bijholten = verbinding tussen de neusholten en holten in de schedelbeenderen (kaakholten /
voorhoofdsholte): bekleed met slijmvlies wat wordt afgevoerd via de neusholte
- Verkoudheid: neus- en bijholteslijmvlies zwelt op -> uitgangen van bijholten afgesloten ->
slijm hoopt zich op -> verstopt
Keelholte
Hierin bevinden zich de huig en het strotklepje
Strottenhoofd = deel tussen de keelholte en de luchtpijp
- Stembanden = stevige vliezen in het strottenhoofd die gaan trillen als er lucht langskomt ->
geluid
Luchtpijp = buis waardoor lucht van het strottenhoofd richting de longen en terug wordt vervoerd:
wand bevat hoefijzervormige kraakbeenringen en is bekleed met slijmvlies
Bronchiën = vertakkingen van de luchtpijp waardoor lucht richting longen en terug wordt vervoerd:
wand bevat hoefijzervormige kraakbeenringen en is bekleed met slijmvlies
- Bronchiolen = kleine zijtakjes van de bronchiën: wand is bekleed met slijmvlies en heeft
spierweefsel waardoor de bronchiolen zich kunnen vernauwen of verwijden -> is van invloed
op de hoeveelheid lucht die per ademhaling wordt in- en uitgeademd
Wand wordt beïnvloed door autonome zenuwstelsel (orthosympatische deel)l en door
hormonen
Trilhaareptiheel = buitenste laag cellen van het neusslijmvlies met
slijmproducerende cellen en trilhaarcellen
Longblaasjes / Alveoli = blaasjes aan de uiteinden van de fijnste
bronchiolen
- Alveolair vocht = dun laagje vocht aan de binnenkant van de
longblaasje
Zuurstof, koolstofdioxide en stikstof
Partiële zuurstofdruk / pO2 = het aandeel van zuurstof in de luchtdruk (21,2 kPa)
Alveolaire lucht = lucht in de longblaasjes : diffusie in de longen vindt plaats vanuit de alveolaire
lucht naar het alveolaire vocht waarvanuit diffusie plaatsvindt naar het bloed in de longhaarvaten
, - Diffusie wordt veroorzaakt door verschil in partiële gasdruk tussen alveolaire vocht en
bloedplasma: gehandhaafd doordat lucht in longblaasjes continu wordt ververst en het bloed
langs de longblaasjes blijft stromen
- Door verschil in partiële koolstofdioxidedruk (pCO2) vindt er diffusie plaats van bloedplasma
naar alveolaire vocht waarvanuit koolstofdioxide wordt afgegeven aan alveolaire lucht
- Er is geen verschil in partiële stikstofdruk (pN2) tussen de lucht in longblaasjes en
bloedplasma
Wet van Fick (BINAS 83A)
Diffusie is afhankelijk van diffusieoppervlak, diffusieafstand en
concentratie- of drukverschil
Wet van Fick =
Het transport van zuurstof
Zuurstof in het bloed wordt voor het grootste deel gebonden aan hemoglobine (Hb) in de rode
bloedcellen: ondanks diffusie van zuurstof naar bloedplasma blijft er een verschil in
zuurstofconcentratie tussen alveolaire vocht en bloedplasma
Oxyhemoglobine / HbO2 = verbinding van hemoglobine en zuurstof: evenwichtsreactie
- Ontstaat doordat een hemoglobinemolecuul uit een grote eiwit globine en vier
heemgroepen, die elk een ijzeratoom bevatten, bestaat. Elk ijzeratoom kan een
zuurstofmolecuul binnen
- Omgeving met lage zuurstofconcentratie: evenwichtsreactie verloopt naar links (zuurstof laat
los)
- Omgeving met hoge zuurstofconcentratie (longhaarvaten):
evenwichtsreactie verloopt naar rechts: vrijgekomen
zuurstofmoleculen diffunderen via weefselvloeistof naar cellen
- Verzadigd (95%-100%): als alle hemoglobine is omgezet in
oxyhemoglobine -> zuurstofconcentratie van bloedplasma is gelijk aan
alveolaire vocht
- Bloed met veel oxyhemoglobine is lichtrood
- Bloed met veel hemoglobine is donkerrood
, Een verzadigingskromme (BINAS 83D)
Hoeveelheid vrijkomende zuurstofmoleculen is afhankelijk van de pO2 die in een weefsel heerst
pO2 is afhankelijk van activiteit van de cellen van weefsel
- Weefsel in rust: pO2 = 5,3 kPa
- Weefsel actief: pO2 = laag
pH van bloed wordt beïnvloed door de temperatuur (bindt minder goed) en de CO2-concentratie:
Bohr-effect = verschuiving van de evenwichtsreactie van oxyhemoglobine (naar links): bij een
toename van de CO2-concentratie (lagere pH, afhankelijk van melkzuur) komen meer
zuurstofmoleculen vrij
- Weefsel in rust: pCO2 = 2,7 kPa
- Weefsel actief: pCO2 = 7,4 kPa -> 11 kPa
Zuurstofverzadiging van moeder is altijd lager dan die van het kind: anders zou reactie naar rechts
gaan
Slechte bloedvoorziening -> minder zuurstofverzadiging
Van de 100 mL bloed zit 20 mL HbO2 en 0,5 mL O2
- 0,5 : 20,5 x 100% = 1,5 % bloed
- 20 : 20,5 x 100% = 98,5%
Het transport van koolstofdioxide (BINAS 83E)
Bij dissimilatie ontstaat koolstofdioxide wat door diffusie naar het
bloed in de haarvaten wordt getransporteerd
- Grootste deel (70%) wordt vervoerd als
waterstofcarbonaationen / HCO3- = grootste deel van CO2
in het bloed dat als waterstofcarbonaationen wordt
vervoerd: ontstaan in de rode bloedcellen: worden
opgelost in bloedplasma vervoerd of als opgenomen en
gebonden aan hemoglobine in rode bloedcellen vervoerd
Koolzuuranhydrase = enzym in rode bloedcellen dat de
evenwichtsreactie CO2 + H2O <-> H2CO3 versnelt
- Koolstofdioxide bind met water tot H2CO3 wat zeer instabiel is en meteen uitvalt
- HCO3-ionen die ontstaan, worden gefundeerd naar het bloedplasma
- Uittreden van HCO3- kan elektrische ladingsverschil van celmembraan van rode bloedcellen
te verstoren: voorkomen doordat CI- zich vanuit bloedplasma verplaatsen naar de rode
bloedcellen -> H+ die ontstaan worden gebonden aan hemoglobine waardoor O2 vrijkomt
- Longhaarvaten: opgeloste CO2 diffundeert vanuit bloedplasma naar alveolaire vocht: CO2
dat aan hemoglobine is gebonden en gebonden H+ komen vrij -> HCO3- diffunderen vanuit
bloedplasma naar rode bloedcellen -> vormt samen met H+ H2CO3 -> wordt meteen
gesplitst in CO2 en H2O: CO2 verlaat de rode bloedcellen en diffundeert naar het alveolaire
vocht
Gaswisseling bij insecten
Tracheeën = sterk vertakte adembuizen bij insecten waardoor gaswisseling plaatsvindt
- Opengehouden door spiraalvormige verdikkingen van chitine (hoornachtige stof)
- Stigmata = openingen van een trachee in het achterlijf van een insect
- Ververst lucht door pompende bewegingen met het achterlijf te maken
