FH-Fysiologie
FH-FYS 1 – cariopulmonary excercise testing
Context:
De casus van deze week is Peter, de ICT student met zijn ongezonde leefstijl en daardoor een
verhoogd risico op het ontwikkelen van bijvoorbeeld hart- en vaatziekten (HVZ), chronische
obstructief longlijden (COPD), diabetes mellitus of kanker. Vooruitlopend op de volgende
casussen, waarbij we cliënten bespreken die a.g.v. deze aandoeningen een beperkt
inspanningsvermogen hebben, is het belangrijk goed te begrijpen hoe hart, longen, bloedvaten
en spieren samenwerken tijdens inspanning. De symptoom-gelimiteerde cardiopulmonale
inspanningstest (CPET) is de gouden standaard om inspanningsvermogen te meten.
Voorbereidende opdracht:
Lees ART Cardiopulmonary exercise testing and its application. De vergelijking van Fick beschrijft
dat met slagvolume en frequentie van het hart en het arterioveneus zuurstofverschil in het bloed
de zuurstofopname berekend kan worden.
o Wat wordt bedoeld met arterioveneus zuurstofverschil?
Het verschil in zuurstofgehalte tussen arterieel bloed (bloed dat bij de spieren wordt
aangeleverd, zuurstofrijk) en veneus bloed (bloed dat de spieren verlaat, zuurstofarm).
o Welke factoren in de Fick vergelijking kunnen met training beïnvloed worden?
De spieren hebben tijdens toenemende belasting steeds meer ATP nodig. De ATP productie
verandert van aeroob naar anaeroob. (Vorig jaar heb je geleerd welke energiesystemen
bijdragen aan deze ATP productie. Bekijk indien nodig de YouTube filmpjes die onder bronnen
genoemd staan om je geheugen op te frissen.)
o Wat wordt bedoeld met ventilatory anaerobic threshold (VAT; ook wel de anaerobe drempel
genoemd)?
Punt waarop het lichaam bij inspanning niet meer voldoende zuurstof opneemt om
melkzuur dat bij verbranding van glycogeen vrijkomt te neutraliseren. Maximale
zuurstofopname (VO2max) is op dit punt bereikt. De aerobe glycolyse (verbranding van
suikers) verschuift voornamelijk anaerobe glycolyse, waarbij deze suikers niet worden
verbrand, maar zonder tussenkomst van zuurstof worden gesplitst en melkzuur als
restproduct overblijft. Het melkzuur dat boven de AD niet meer volledig wordt
afgebroken. Het gevolg is dat spieren gaan verzuren, het melkzuur hoopt zich op in de
spiercellen en hierdoor kunnen ze niet meer goed samentrekken.
Onderstaande vergelijking laat zien dat bicarbonaat (HCO3- ) het (door spiercellen
geproduceerde) melkzuur (de bron van H+) in het bloed kan bufferen, zodat de pH neutraal blijft
(behoud van homeostase). Het product van deze buffering is CO2.
H+ + HCO3- ↔ H2O + CO2
o Zie figuur 4 in het artikel. Tijdens een maximale inspanningstest lopen zuurstofopname en
kooldioxideafgifte eerst gelijk op. Kun je aan de hand van de formule uitleggen waarom de
kooldioxide productie ná de VAT sterker zal stijgen?
De toename van kooldioxide productie is een belangrijke aanjager van de ademhaling. De
toename in ademvolume zorgt er dan voor dat er geen stapeling van kooldioxide in het bloed
plaatsvindt.
o Ademminuutvolume (VE, een maat voor de hoeveelheid lucht die iemand in en uitademt)
wordt uitgedrukt in liter per minuut (L/min). Beredeneer welke metingen we nodig hebben
om VE te berekenen. Hint: het is vergelijkbaar met cardiac output.
Ademminuutvolume is de totale hoeveelheid lucht die geïnspireerd wordt. Aantal
ademhalingen per minuut vermenigvuldigd met het ademvolume.
Adem/teugvolume beschrijft de hoeveelheid lucht die per inademing (inspiratie) de mond
passeert.
, o Wat zou er gebeuren als VE niet zou toenemen, met andere woorden als we de CO2
onvoldoende uitademen? Beredeneer je antwoord aan de hand van de formule.
Het kan tijdens een training belangrijk zijn onder de anaerobe drempel te blijven. Dit is niet direct
meetbaar, dus wordt vaak gezegd dat het belangrijk is dat je kunt blijven praten.
o Leg uit waarom dit een indicatie is dat het inspanningsniveau onder de ventilatoire
anaerobe drempel is.
Tijdens CPET wordt een electrocardiogram (ECG) gemaakt. Meer informative hierover vind je in
de e-learning module Circulatie. Voor nu kun je deze link gebruiken om de volgende vragen te
beantwoorden:
o Waarom wordt een normaal hartritme een sinus ritme genoemd?
Omdat het interval tussen iedere slag min of meer gelijk is, de elektrische stimuli komt
vanuit de SA-knoop.
o Wat betekenen de P-wave, QRS-complex en T-wave?
P-wave: atriale contractie (boezem)
QRS-complex: depolarisatie van de rechter en linker ventrikels.
T-wave: repolarisatie van de ventrikels
Cardiopumonary excercise testing:
Zuurstoftransport keten
1. Pulmonaire ventilatie
2. Gaswisseling tussen alveoli en blood (diffusie)
3. Transport van O2 (en CO2) in bloed binding, cardiac output, circulatie
4. Capillaire gaswisseling tussen capillair en werkende spier
Kennis van inspanningsbeperking verbetert de conditionering:
Waar zit de ‘beperking’ bij gezonde mensen?
o Maximale HR is genetisch bepaald en leeftijdsafhankelijk
o De ‘conditie’ van de spier bepaalt hoeveel arbeid nog geleverd kan worden. Goede
spierfunctie = massa + capillarisatie + aantal mitochondriën en oxidatieve enzymen
Inspanningscapaciteit:
Wat is de gouden standaard om inspanningsvermogen te meten?
o VO2max: maximale zuurstofopname (in ml/kg/min)
o Wmax: maximale belasting (in Watt)
Maximale VO2 inspanningscapaciteit:
Determinanten van maximale VO2
o Fick’s vergelijking VO2 = HR x SV x (CaO2 – CvO2)
Indicatie voor evaluatie van uithoudingsvermogen:
Bepalen van functionele beperking of vermogen (piek VO 2)
FH-FYS 1 – cariopulmonary excercise testing
Context:
De casus van deze week is Peter, de ICT student met zijn ongezonde leefstijl en daardoor een
verhoogd risico op het ontwikkelen van bijvoorbeeld hart- en vaatziekten (HVZ), chronische
obstructief longlijden (COPD), diabetes mellitus of kanker. Vooruitlopend op de volgende
casussen, waarbij we cliënten bespreken die a.g.v. deze aandoeningen een beperkt
inspanningsvermogen hebben, is het belangrijk goed te begrijpen hoe hart, longen, bloedvaten
en spieren samenwerken tijdens inspanning. De symptoom-gelimiteerde cardiopulmonale
inspanningstest (CPET) is de gouden standaard om inspanningsvermogen te meten.
Voorbereidende opdracht:
Lees ART Cardiopulmonary exercise testing and its application. De vergelijking van Fick beschrijft
dat met slagvolume en frequentie van het hart en het arterioveneus zuurstofverschil in het bloed
de zuurstofopname berekend kan worden.
o Wat wordt bedoeld met arterioveneus zuurstofverschil?
Het verschil in zuurstofgehalte tussen arterieel bloed (bloed dat bij de spieren wordt
aangeleverd, zuurstofrijk) en veneus bloed (bloed dat de spieren verlaat, zuurstofarm).
o Welke factoren in de Fick vergelijking kunnen met training beïnvloed worden?
De spieren hebben tijdens toenemende belasting steeds meer ATP nodig. De ATP productie
verandert van aeroob naar anaeroob. (Vorig jaar heb je geleerd welke energiesystemen
bijdragen aan deze ATP productie. Bekijk indien nodig de YouTube filmpjes die onder bronnen
genoemd staan om je geheugen op te frissen.)
o Wat wordt bedoeld met ventilatory anaerobic threshold (VAT; ook wel de anaerobe drempel
genoemd)?
Punt waarop het lichaam bij inspanning niet meer voldoende zuurstof opneemt om
melkzuur dat bij verbranding van glycogeen vrijkomt te neutraliseren. Maximale
zuurstofopname (VO2max) is op dit punt bereikt. De aerobe glycolyse (verbranding van
suikers) verschuift voornamelijk anaerobe glycolyse, waarbij deze suikers niet worden
verbrand, maar zonder tussenkomst van zuurstof worden gesplitst en melkzuur als
restproduct overblijft. Het melkzuur dat boven de AD niet meer volledig wordt
afgebroken. Het gevolg is dat spieren gaan verzuren, het melkzuur hoopt zich op in de
spiercellen en hierdoor kunnen ze niet meer goed samentrekken.
Onderstaande vergelijking laat zien dat bicarbonaat (HCO3- ) het (door spiercellen
geproduceerde) melkzuur (de bron van H+) in het bloed kan bufferen, zodat de pH neutraal blijft
(behoud van homeostase). Het product van deze buffering is CO2.
H+ + HCO3- ↔ H2O + CO2
o Zie figuur 4 in het artikel. Tijdens een maximale inspanningstest lopen zuurstofopname en
kooldioxideafgifte eerst gelijk op. Kun je aan de hand van de formule uitleggen waarom de
kooldioxide productie ná de VAT sterker zal stijgen?
De toename van kooldioxide productie is een belangrijke aanjager van de ademhaling. De
toename in ademvolume zorgt er dan voor dat er geen stapeling van kooldioxide in het bloed
plaatsvindt.
o Ademminuutvolume (VE, een maat voor de hoeveelheid lucht die iemand in en uitademt)
wordt uitgedrukt in liter per minuut (L/min). Beredeneer welke metingen we nodig hebben
om VE te berekenen. Hint: het is vergelijkbaar met cardiac output.
Ademminuutvolume is de totale hoeveelheid lucht die geïnspireerd wordt. Aantal
ademhalingen per minuut vermenigvuldigd met het ademvolume.
Adem/teugvolume beschrijft de hoeveelheid lucht die per inademing (inspiratie) de mond
passeert.
, o Wat zou er gebeuren als VE niet zou toenemen, met andere woorden als we de CO2
onvoldoende uitademen? Beredeneer je antwoord aan de hand van de formule.
Het kan tijdens een training belangrijk zijn onder de anaerobe drempel te blijven. Dit is niet direct
meetbaar, dus wordt vaak gezegd dat het belangrijk is dat je kunt blijven praten.
o Leg uit waarom dit een indicatie is dat het inspanningsniveau onder de ventilatoire
anaerobe drempel is.
Tijdens CPET wordt een electrocardiogram (ECG) gemaakt. Meer informative hierover vind je in
de e-learning module Circulatie. Voor nu kun je deze link gebruiken om de volgende vragen te
beantwoorden:
o Waarom wordt een normaal hartritme een sinus ritme genoemd?
Omdat het interval tussen iedere slag min of meer gelijk is, de elektrische stimuli komt
vanuit de SA-knoop.
o Wat betekenen de P-wave, QRS-complex en T-wave?
P-wave: atriale contractie (boezem)
QRS-complex: depolarisatie van de rechter en linker ventrikels.
T-wave: repolarisatie van de ventrikels
Cardiopumonary excercise testing:
Zuurstoftransport keten
1. Pulmonaire ventilatie
2. Gaswisseling tussen alveoli en blood (diffusie)
3. Transport van O2 (en CO2) in bloed binding, cardiac output, circulatie
4. Capillaire gaswisseling tussen capillair en werkende spier
Kennis van inspanningsbeperking verbetert de conditionering:
Waar zit de ‘beperking’ bij gezonde mensen?
o Maximale HR is genetisch bepaald en leeftijdsafhankelijk
o De ‘conditie’ van de spier bepaalt hoeveel arbeid nog geleverd kan worden. Goede
spierfunctie = massa + capillarisatie + aantal mitochondriën en oxidatieve enzymen
Inspanningscapaciteit:
Wat is de gouden standaard om inspanningsvermogen te meten?
o VO2max: maximale zuurstofopname (in ml/kg/min)
o Wmax: maximale belasting (in Watt)
Maximale VO2 inspanningscapaciteit:
Determinanten van maximale VO2
o Fick’s vergelijking VO2 = HR x SV x (CaO2 – CvO2)
Indicatie voor evaluatie van uithoudingsvermogen:
Bepalen van functionele beperking of vermogen (piek VO 2)
