Fysiologie (0670)
KC Ventilatie/perfusie I: Ademhaling - gaswisseling (diffusie)
Van ventilatie naar gaswisseling
• We kunnen alleen die lucht gebruiken die terecht komt in de alveoli à er is ook een deel van de lucht die daar niet
terecht komt: de dode ruimte.
VT = VA + VD
o Fysiologische dode ruimte (VD): bestaat uit anatomische + alveolaire dode ruimte
§ Anatomische dode ruimte: bovenste luchtwegen (trachea, bronchiën), dus deel van het
ademhalingsstelsel waar lucht voortgeleid wordt, maar niet gebruikt wordt voor de gaswisseling.
§ Alveolaire dode ruimte: alveoli (vaak boven in de longen), die wel geventileerd worden, maar niet
doorbloed worden (gaat wel lucht naartoe, maar kan niet meedoen aan de gaswisseling).
o Als we er van uitgaan dat ‘n gewone ademhaling 500 mL is (VT), blijft er per ademhaling 150 mL achter in de
fysiologische dode ruimte (VD) en komt er 350 mL per ademhaling in de alveoli terecht (VA).
• Alveolaire ventilatie: hoeveelheid lucht die per minuut in de alveoli terecht komt.
o V̇! = f × V!
Alleen de lucht die in de alveoli terecht komt, kan meedoen met de diffusie.
Dus:
• Ademminuutvolume: 𝑉"̇ = 𝑓 × 𝑉#
• Fysiologische dode ruimte: VT = VA + VD
• Alveolaire ventilatie: V̇! = f × V!
Rekenvoorbeeld
Bij de 22-jarige Lotte worden in rust de volgende waarden gemeten: een ademfrequentie van 15 per
minuut, 𝑉"̇ = 9 l/min, PaCO2 = 39 mmHg, PaO2 = 98 𝐸ሶ mmHg en V̇! = 6 l/min.
Wanneer zelfde PaO2?
Antwoord:
Diffusiewet van Fick
Gasuitwisseling: hoeveel O2 en CO2 er wordt uitgewisseld.
De gasuitwisseling hangt af van verschillende factoren, uitgedrukt in de Wet van Fick:
aantal mol dat per seconde oppervlakte (A) passeert à V̇$%& = diffusiesnelheid.
𝐀
• 𝐕̇𝐠𝐚𝐬 ∝ 𝐓
× 𝐃 × (𝐏𝟏 − 𝐏𝟐 )
o A = membraanoppervlak
§ Hoe groter het totale oppervlak, hoe meer lucht er kan diffunderen, dus hoe makkelijker (sneller).
o T = membraandikte
§ Hoe dikker het membraan, hoe moeilijker de diffusie.
o D = diffusiecoëfficiënt van het gas (D)
./0.&1%%23456 $%&
§ Afhankelijk van:
89.04:;;0$4<5:3=
1
, ¨ Voor grote moleculen is de diffusiecoëfficiënt dus kleiner à diffunderen moeilijker dan
kleine moleculen.
¨ O2 lost heel slecht op in het bloed (0,03 ml O2/ mmHg), CO2 lost veel beter op in bloed.
o Partiële drukverschil (P1 - P2)
§ Hoe groter een drukverschil, hoe makkelijker een gas diffundeert van de ene naar de andere ruimte.
§ PO2 van lucht in alveolus = 100 mmHg. PO2 van gemengd veneus bloed = 40 mmHg à behoorlijk
verschil à O2 diffundeert snel over membraan.
§ Voor CO2 is het drukverschil kleiner, maar doordat CO2 sneller oplost dan O2, zullen ze toch even snel
diffunderen.
Partiële druk van een gas in een gasmengsel
Luchtdruk op zeeniveau
• In een droog gasmengsel:
o Pgas = Fgas x P.
§ Pgas = de druk die het gas (O2) in het mengsel (de lucht) uitoefent (= partiële zuurstofdruk).
§ Fgas = de fractie v/h gas (fO2 = 20,93% = 0,2093)
§ =P = totale druk (Plucht op zeeniveau = 760 mmHg)
o PO2 = 0,2093 x 760 = 160 mmHg à er wordt door gasmoleculen op ons gedrukt met 760 mmHg, en 160 mmHg
daarvan wordt uitgeoefend door O2.
Van de buitenlucht naar alveoli
• In de inademingslucht (mengsel verzadigd met waterdamp):
o Pgas = Fgas x (PB - PH2O) = Fgas x (PB - 47)
§ pH2O = waterdampdruk = 47 mmHg à deze hoeveelheid druk kan dus niet worden uitgeoefend door
O2 à daarom trek je 47 van de buitenluchtdruk (PB) af.
o pIO2 = 0,2093 x (760 - 47) = 150 mmHg
§ Als we lucht hebben ingeademd, wordt nog zo’n 150 mmHg van de totale druk uitgeoefend door de
O2-moleculen.
o pICO2 ≈ 0 mmHg (zit nauwelijks CO2 in de buitenlucht, dus ook nauwelijks in de inademingslucht)
• In de alveolaire lucht:
o pAO2 ≈ 100 mmHg
§ pO2 is 50 mmHg lager dan bij de inademingslucht!
500 mL verse lucht mengt zich met de (ong.) 2500
mL vieze oude lucht die nog in de longen zit (de
functionele residuale capaciteit) à daardoor gaat de
gem. pO2 naar beneden à dan weer uitademing à
beetje verse lucht + de lucht die uit de longen komt
gaat eruit à dode ruimte vult zich weer met de al
gebruikte lucht à komt weer 500 mL verse lucht bij
etc. etc.
o pACO2 ≈ 40 mmHg
o Let erop dat het bij de pAO2 en pACO2 gaat om een hoofdletter A.
2
KC Ventilatie/perfusie I: Ademhaling - gaswisseling (diffusie)
Van ventilatie naar gaswisseling
• We kunnen alleen die lucht gebruiken die terecht komt in de alveoli à er is ook een deel van de lucht die daar niet
terecht komt: de dode ruimte.
VT = VA + VD
o Fysiologische dode ruimte (VD): bestaat uit anatomische + alveolaire dode ruimte
§ Anatomische dode ruimte: bovenste luchtwegen (trachea, bronchiën), dus deel van het
ademhalingsstelsel waar lucht voortgeleid wordt, maar niet gebruikt wordt voor de gaswisseling.
§ Alveolaire dode ruimte: alveoli (vaak boven in de longen), die wel geventileerd worden, maar niet
doorbloed worden (gaat wel lucht naartoe, maar kan niet meedoen aan de gaswisseling).
o Als we er van uitgaan dat ‘n gewone ademhaling 500 mL is (VT), blijft er per ademhaling 150 mL achter in de
fysiologische dode ruimte (VD) en komt er 350 mL per ademhaling in de alveoli terecht (VA).
• Alveolaire ventilatie: hoeveelheid lucht die per minuut in de alveoli terecht komt.
o V̇! = f × V!
Alleen de lucht die in de alveoli terecht komt, kan meedoen met de diffusie.
Dus:
• Ademminuutvolume: 𝑉"̇ = 𝑓 × 𝑉#
• Fysiologische dode ruimte: VT = VA + VD
• Alveolaire ventilatie: V̇! = f × V!
Rekenvoorbeeld
Bij de 22-jarige Lotte worden in rust de volgende waarden gemeten: een ademfrequentie van 15 per
minuut, 𝑉"̇ = 9 l/min, PaCO2 = 39 mmHg, PaO2 = 98 𝐸ሶ mmHg en V̇! = 6 l/min.
Wanneer zelfde PaO2?
Antwoord:
Diffusiewet van Fick
Gasuitwisseling: hoeveel O2 en CO2 er wordt uitgewisseld.
De gasuitwisseling hangt af van verschillende factoren, uitgedrukt in de Wet van Fick:
aantal mol dat per seconde oppervlakte (A) passeert à V̇$%& = diffusiesnelheid.
𝐀
• 𝐕̇𝐠𝐚𝐬 ∝ 𝐓
× 𝐃 × (𝐏𝟏 − 𝐏𝟐 )
o A = membraanoppervlak
§ Hoe groter het totale oppervlak, hoe meer lucht er kan diffunderen, dus hoe makkelijker (sneller).
o T = membraandikte
§ Hoe dikker het membraan, hoe moeilijker de diffusie.
o D = diffusiecoëfficiënt van het gas (D)
./0.&1%%23456 $%&
§ Afhankelijk van:
89.04:;;0$4<5:3=
1
, ¨ Voor grote moleculen is de diffusiecoëfficiënt dus kleiner à diffunderen moeilijker dan
kleine moleculen.
¨ O2 lost heel slecht op in het bloed (0,03 ml O2/ mmHg), CO2 lost veel beter op in bloed.
o Partiële drukverschil (P1 - P2)
§ Hoe groter een drukverschil, hoe makkelijker een gas diffundeert van de ene naar de andere ruimte.
§ PO2 van lucht in alveolus = 100 mmHg. PO2 van gemengd veneus bloed = 40 mmHg à behoorlijk
verschil à O2 diffundeert snel over membraan.
§ Voor CO2 is het drukverschil kleiner, maar doordat CO2 sneller oplost dan O2, zullen ze toch even snel
diffunderen.
Partiële druk van een gas in een gasmengsel
Luchtdruk op zeeniveau
• In een droog gasmengsel:
o Pgas = Fgas x P.
§ Pgas = de druk die het gas (O2) in het mengsel (de lucht) uitoefent (= partiële zuurstofdruk).
§ Fgas = de fractie v/h gas (fO2 = 20,93% = 0,2093)
§ =P = totale druk (Plucht op zeeniveau = 760 mmHg)
o PO2 = 0,2093 x 760 = 160 mmHg à er wordt door gasmoleculen op ons gedrukt met 760 mmHg, en 160 mmHg
daarvan wordt uitgeoefend door O2.
Van de buitenlucht naar alveoli
• In de inademingslucht (mengsel verzadigd met waterdamp):
o Pgas = Fgas x (PB - PH2O) = Fgas x (PB - 47)
§ pH2O = waterdampdruk = 47 mmHg à deze hoeveelheid druk kan dus niet worden uitgeoefend door
O2 à daarom trek je 47 van de buitenluchtdruk (PB) af.
o pIO2 = 0,2093 x (760 - 47) = 150 mmHg
§ Als we lucht hebben ingeademd, wordt nog zo’n 150 mmHg van de totale druk uitgeoefend door de
O2-moleculen.
o pICO2 ≈ 0 mmHg (zit nauwelijks CO2 in de buitenlucht, dus ook nauwelijks in de inademingslucht)
• In de alveolaire lucht:
o pAO2 ≈ 100 mmHg
§ pO2 is 50 mmHg lager dan bij de inademingslucht!
500 mL verse lucht mengt zich met de (ong.) 2500
mL vieze oude lucht die nog in de longen zit (de
functionele residuale capaciteit) à daardoor gaat de
gem. pO2 naar beneden à dan weer uitademing à
beetje verse lucht + de lucht die uit de longen komt
gaat eruit à dode ruimte vult zich weer met de al
gebruikte lucht à komt weer 500 mL verse lucht bij
etc. etc.
o pACO2 ≈ 40 mmHg
o Let erop dat het bij de pAO2 en pACO2 gaat om een hoofdletter A.
2
