Samenvatting Het ademhalingsstelsel PDF

Preview

Summary

Download Samenvatting Het ademhalingsstelsel PDF

Description

Het ademhalingsstelsel Inhoud 1. Bouw ademhalingsstelsel - Neus - Farynx - Larynx - Bronchiën - Bronchiolen - Alveoli en longen 2. Gaswisseling 3. Longventilatie 4. Binding van zuurstof en koolstofdioxide 5. Regulering van de ademhaling

Inleiding - Ademhaling is meer dan het mechanische proces van in- en uitademen - We bestuderen :  de verplaatsing van lucht naar alveoli  mechanica van het ademen  hoe lucht onder invloed van ademhalingsspieren de longen in- en uitgaat  fysiologie van de ademhaling o proces van ademhaling en gaswisseling o proces van gastransport - Functies van het ademhalingsstelsel:  vorming van het oppervlak voor gaswisseling tussen lucht en bloed  verplaatsing van lucht naar oppervlak waar gaswissel zal plaatsvinden in de longen  bescherming alveolaire oppervlakken tegen: o uitdroging o temperatuurveranderingen o verdediging pathogenen o vorming van geluid o bevorderen reukzin - Onderdelen ademhalingsstelsel  Neus (incl. neusholten en sinussen)  bovenste luchtwegen  Farynx en larynx  bovenste luchtwegen  Trachea (luchtpijp)  onderste luchtwegen  Bronchiën  onderste luchtwegen  Longen  onderste luchtwegen o Bronchiolen o Alveoli

- Luchtwegen  Buizen die lucht van en naar gasuitwisselingsoppervlak vervoeren  Te verdelen in: o Deel voor geleiding van lucht » Ingang neusholte » Farynx – larynx – trachea » Bronchiën en grote bronchiolen o Deel voor de gasuitwisseling » Kleine bronchiolen » Alveoli  Niet enkel transport van lucht maar ook: o Filteren van lucht o Verwarmen van lucht o Bevochtigen van lucht  Resultaat: pathogenen verwijderd, vochtigheid en temperatuur binnen nodige grenzen (temperatuur omdat lucht niet te koud mag zijn)  Slijmvlies o Respiratoir epitheel (respiratoire mucosa) » Cilinder epitheel met trilharen » Bevat vele slijmcellen (bekercellen) » Lamina propria bevat dat slijm afgeeft aan epitheeloppervlak

» Vooral aanwezig in bovenste luchtwegen  vangen van microorganismen  afvoeren richting maag

1

Bouw van het ademhalingsstelsel

- Neus    

Verbinding buitenwereld via de uitwendige neusopeningen (neusgaten of nares) Vestibulum nasi (opening nares) Neustussenschot (septum nasale) Uitmonding in inwendige neusopeningen ins nasofarynx

- Neusholte  drie paar neusschelpen (conchae) o met slijmvlies beklede botranden o hiertussen “wervelt” de lucht (draaien)  doel: verwarming, bevochtiging en filtering lucht  bekleed met respiratoire mucosa o beschermde functie o slijmen omgeven stof en micro-organismen o doorslikken naar maag 

functies respiratoire mucosa o verwarming ingeademde lucht  aanwezigheid oppervlakkig capillair vaatbed o bevochtiging  verdamping traanvocht + afgifte vocht neusslijmvlies o zuivering  trilharen neusepitheel + kleverig slijm

 neusbijholten o neusbijholten (sinussen)  bovenkaakholten (sinus maxillares)  voorhoofdsbeenderen (sinus frontales)  wiggenbeenholten (sinus sphenoïdales)  zeefbeenholten (sinus ethmoïdales) o functie:  verwarming ademlucht  klankruimte stemvorming - farynx (verzamelnaam voor de keelholte)  loopt vanaf inwendige neusopeningen naar toegang larynx en oesophagus  bestaat uit: o nasofarynx » verbonden met neusholte via inwendige neusopeningen tot zacht gehemelte » achterwand nasofarynx bevat keelamandelen en doorgang naar Buis van Eustachius o orofarynx » vanaf zacht gehemelte naar tongbasis (os hyoideum) » laterale wanden bevatten gehemelteamandelen o laryngofarynx » vanaf niveau os hyoideum tot begin oesophagus » bekleed met gelaagd plaveiselepitheel - larynx (strottenhoofd)  ingeademde lucht komt via glottis (stemspleet) de larynx in  opgebouwd uit negen kraakbeenderen o bijeengehouden door banden en/of skeletspieren o belangrijkste kraakbeenderen larynx  strottenklepje » steekt boven stemspleet uit » tijdens slikken vouwt epiglottis over de stemspleet  voorkomt verslikken  schildkraakbeen (cartilago thyroidea) » vormt groot deel voorste en laterale delen larynx » scherpe rand vooraan voorste oppervlak = adamsappel » beschermt de stemspleet en toegang tot de trachea » aanhechtingsplaats spieren en banden van de larynx » bevat kleinere kraakbeenstukjes

» bevat twee paar banden o bovenste paar = valse stembanden  stug  preventie vreemde voorwerpen in trachea  bescherming ware stembanden o onderste paar = ware stembanden  bevatten elastische ligamenten  kleine spieren bewegen kraakbeenstukken en hebben invloed op spanning elastische ligamenten  ringvormig kraakbeen

 stembanden en vorming van geluid o lucht die de stembanden passeert doet stembanden trillen o bepalend voor toonhoogte:  diameter tussen stembanden  lengte stembanden  spanning op de stembanden  spanning op de stembanden wordt mede bepaald door skeletspieren » meer spanning = hogere toonhoogte » afgenomen spanning = lagere toonhoogte  verdere versterking stemgeluid in farynx, mondholte, neusholte en sinussen

- trachea     

taaie buigzame buis diameter +- 2,5 cm lengte +- 11 cm begint +- thv C6 – aangehecht aan ringvormig kraakbeen eindigt thv T5  splitsing in linker en rechter hoofdbronchus

 versteviging wanden door 15-20 kraakbeenstukken o U-vormig (opening dorsale zijde – tegen oesophagus) o Beschermde functie o Achterzijde kraakbeenstukken verbonden door elastisch ligament en musc. trachealis  Door samentrekking – nauwere diameter trachea

- Bronchien  Vertakking trachea in rechter en linker primaire bronchus o Bouw = trachea en primaire bronchiën  Trilhaarepitheel en kraakbeenstukken o Rechter primaire bronchus  grotere diameter en minder scherpe hoek naar long  opvang vreemde voorwerpen  Vertakking primaire bronchus in beide longen = vorming bronchusboom o Binnengaan primaire bronchiën in longen splitsen ze tot secundaire bronchi o Secundaire bronchi splitsen in negen à tien tertiaire bronchi – enz.  Trachea  primaire bronchus  secundaire bronchiën  tertiaire bronchiën  bronchioli  Bouw wand bronchiën o Kraakbeenstukken secundaire bronchiën vrij groot  Naarmate diameter afneemt worden kraakbeenstukken kleiner tot diameter +1 mm o Vanaf bronchioli circulair glad spierweefsel o Glad spierweefsel bronchioli  Weerstand luchtstroom en verdeling naar delen van de longen wordt geregeld door diameter van bronchiolen te wijzigen  Ontspanning bronchiolen – verwijding = bronchdilatatie  Samentrekking bronchiolen – vernauwing = bronchoconstrictie  Extreme bronchoconstrictie – astma - Gaswisselingsgedeelte luchtwegen  Bronchiolen o Vertakken in smalste transportbuizen – terminale bronchiolen  Vervoert lucht naar longlobje » Begrensd door bindweefseltussenschotten en krijgt lucht van één enkel terminale bronchiole  Omgeven door vertakkingen van longader en longslagader

 Ductus alveolares en alveoli o De bronchioli eindigen in ductuli alveolares  Deze eindigen in longtrechtertjes (gezamenlijk compartiment met vele afzonderlijke alveoli) » 150 miljoen alveoli  alveoli vormen het gaswisselingsoppervlak de longen (+- 140 m2) » epitheel= zeer dun eenlagig plaveiselepitheel

o tussen epitheelcellen in alveoli liggen pneumocyten  produceren surfactant » verlaagt oppervlaktespanning » nodig om te voorkomen dat dunne wanden alveoli naar elkaar zouden trekken  de respiratoire membraan o hier vindt de gaswisseling plaats o bestaat uit:  plaveiselepitheel (bekleden alveoli)  endotheelcellen van de wand van een aangrenzende capillair  versmotlen basaalmembranen (liggen tussen de cellen van de alveolus en de endotheelcellen)

o op sommige plaatsen is afstand tussen lucht in alveoli en bloed 0,1 microgram o snelle diffusie doorheen respiratoire membraan o elk longtrechtertje heeft een arteriole en is omgeven door netwerk van capillairen (onder epitheel)  gaswisseling tussen O2 en CO2 - Longen  Longkwabben o Gescheiden door diepe groeven  Rechterlong heeft 3 kwabben  Linkerlong heeft er slechts 2    

Longtoppen (apex) tot basis hals (1° rib) Longbasis rust op diafragma Costale oppervlak volgt ribbenkooi Mediastinale oppervlak bevat openingen voor bloedvaten

 Lichte en sponsachtige structuur o Grootste deel van volume met lucht gevulde doorgangen en alveoli o Bevatten veel elastische vezels – goed bestand tegen volumeveranderingen - Pleuraholten

 Thorax is kegelvormig  Elk van beide longen ligt in afzonderlijke pleuraholte – bekleedt met eigen sereus membraan: de pleura o Pariëtale pleura (borstvlies): ligt tegen de binnenste thoraxwand aan o Viscerale pleura (longvlies) volgt de contouren vann de longen zelf (tot in de groeven)  Pleuraholte is geen “echte” holte of open ruimte o Beide lagen liggen tegen elkaar o Wrijving tussen beide bladen wordt verminderd door pleuravocht (afgegeven door beide pleura)  Pneumothorax (klaplong) o Wanneer luchtledigheid tussen beide longen verbroken raakt klapt de long samen 

2

Hemothorax o Bloed in de pleuraholte

Gaswisseling

- Respiratie  Synoniem voor “ademhaling”  Twee geïntigreerde processen: o Longventilatie o Gaswisseling  Twee soorten respiratie o Externe respiratie  Alle processen die betrokken zijn bij de uitwisseling van O2 en CO2 tussen het externe mileu en ons lichaam (interstitiële vloeistoffen)  Doel: » O2 opneme en naar cellen voeren » CO2 wegvoeren van de cellen en naar extern milieu brengen  Verloop (drie geïntegreerde stappen) » Longventilatie: fysieke verplaatsing van lucht in- en uit de longen » Gaswisseling: twee plaatsen: respiratoir membraan (thv alveoli) en capillairen in lichaam (thv weefsels) » Longcapillairen en capillairen netten in andere weefsels  Afwijkingen in deze processen

» Zullen ervoor zorgen dat gasconcentraties in de interstitiële vloeistof veranderen en dus ook de celactiviteit » Zuurstoftekort = hypoxie Ernstig probleem goede celwerking » Zuurstofstop =anoxie Stopzetting en afsterven celwerking

o Interne respiratie  Opname van O2 en afgifte van CO2 door de lichaamscellen

3

Longventilatie

- Longventilatie  De fysieke verplaatsing van lucht in – en uit de luchtwegen  Ademhalingscyclus o Één cyclus van inademing – en uitademing  Ademhalingssnelheid o Aantal ademhalingen/minuut  Volwassene: 12-18/’  Kind: 18-20/’  Functie ademhaling o Handhaven voldoende alveolaire ventilatie (verplaatsing lucht in- en uit e alveolen)  Voorkomt opstapeling van CO2 in alveoli  Zorgt voor aanvoer van voldoende O2 - Druk en luchtstroom naar de longen  Gas stroomt van hoge druk naar lage druk – verschil in druk = drukgradiënt  Wijze van verandering is volume groter of kleiner maken o Volume longen neemt toe  gasdruk (lucht) neemt af en vice versa  Volume van longen is afhankelijk van het volume van de pleuraholten o Tussen pariëtale en viscerale pleura dun laagje pleuravocht  Zorgt voor beweging tussen beide bladen maar ook aantrekking o Daarom kleeft oppervlak van de longen tegen de thoraxwand en het diafragma

 Invloed bij uitzetting/samentrekking  Veranderingen volume borstholte zijn het gevolg van bewegingen van: o Het diafragma  Bodem borstholte  Koepelvormig in ontspannen toestand  Samengetrokken: afgeplat – volume borstholte neemt toe en longen worden opengerekt  Ontspanning: terug naar koepelvorm – volume borstholte neemt af o Borstkas  Verbinding tussen ribben en wervels laat volume thorax toenemen bij opwaartse beweging ribben – volume zal afnemen bij neerwaartse beweging ribben  Uitwendige tussenribspieren & hulpademhalingsspieren trekken omhoog  Inwendige tussenribspieren & hulpademhalingsspieren trekken omlaag

 Begin ademhaling: druk in de longen = druk buiten de longen o Geen luchtverplaatsing  Uitzetting thorax: druk in de longen < druk buiten de longen o Luchtverplaatsing naar longen toe  Normaal volume thorax: druk in longen > druk buiten de longen o Luchtverplaatsing naar buiten toe

- Compliantie (compliance)  Maat voor elasticiteit en vermogen tot uitzetting van de longen o hoe kleiner de compliantie – hoe meer kracht nodig is om longen te vullen en ledigen  kan tot uitputting leiden bij ernstig zieke mensen o hoe groter de compliantie – hoe makkelijker het is om longen te vullen en te ledigen - mechanisme van ademhaling  ademhalingsspieren worden in verschillende combinaties gebruikt o afhankelijk van hoeveelheid lucht die moet verplaatst worden o verdeeld in 1) rustige ademhalingen – 2) geforceerde ademhalingen  rustige ademhaling (1) o inademing (inspiratie) = actief proces  spieractiviteit nodig om diafragma en uitwendige tussenribspieren te laten samentrekken » diafragma +- 75% longventilatie » tussenribspieren voor +- 25% longventilatie o uitademing (expiratie) = passief proces  spieren ontspannen – geen spieractiviteit nodig  geforceerde ademhaling (2) o zowel inspiratie als expiratie zijn actief  bij uitademing zullen de inwendige tussenribspieren en de buikspieren zich samentrekken - longvolume en capaciteit  ademhalingscyclus = één cyclus van inademing en uitademing o hoeveelheid lucht die verplaatst wordt tijdens deze cyclus = ademvolume (tidal volume) - gemiddeld 500 ml o verschillende volumes om hoeveelheden lucht aan te duiden  expiratoir reservevolume (ERV)  naar buiten » hoeveelheid lucht die eindexpiratoir extra zou kunnen worden uitgeblazen (1000 ml)  inspiratoir reservevolume (IRV)  naar binnen » hoeveelheid lucht die bovenop tidal volume in rust kan worden ingeademd mannen: 3300 ml vrouwen: 1900 ml  vitale capaciteit (VC)  moet ons in staat stellen om extra in en uit te ademen

» VC = som (IRV + TV + ERV) » Maximale hoeveelheid lucht die bij één enkele ademhalingscyclus kan worden in- en uitgeademd  Residuvolume » Hoeveelheid lucht die na een maximale uitademing nog in de longen achterblijft Mannen: 1200 ml Vrouwen: 1100 ml » Reden: longen kleven tegen thorax – elastische vezels kunnen niet verder samentrekken  Minimumvolume » bij pneumothorax zal long samenklappen en tot minimum vervallen » surfctant belet volledige collaps van de long

 dode ruimte » niet alle ingeademde lucht bereikt respiratoir membraan » het volume dat niet tot aan het respiratoir membraan raakt en dus niet deelneemt aan gaswisseling is de dode ruimte van de longen - partiële gasdrukken en diffusie  snelheid gaswissel tussen bloed en alveolaire lucht (thv respiratoir membraan) bepaald door:

o partiële druk betrokken gassen  ingeademde lucht is een gasmengsel » N2 (stikstofmoleculen) zijn talrijkst = 78,6% » O2 (zuurstofmoleculen) = 20,9% » Rest = waterdampmoleculen, etc.  Atmosferische druk = 760 mmHg  Bijdrage gassen aan totale atmosferische druk = recht evenredig met concentratie  Druk uitgeoefende door één gas is de partiële gasdruk (P)  Som van alle P = 760 mmHg  PN2 + PO2 + PH2O + PCO2 = 760 mmHg  Partiële druk bepaald snelheid waarmee lucht in alveoli of bloed diffundeert o diffusie van moleculen tussen gas en vloeistof

 alveolaire lucht vs atmosferische lucht o eigenschappen lucht veranderen na inademing (% waterdamp stijgt) o samenstelling wijzigt:  vermenging met rest achtergebleven lucht van vorige uitademing: toename CO2 en afname O2ntov atmosferische lucht - partiële drukken in bloedsomloop GASSEN VERPLAATSEN ZICH VAN PLAATS MET HOGE DRUK NAAR PLAATS MET LAGE DRUK = DIFFUSIE  zuurstofarm bloed komt vanuit lichaam via grote bloedsomloop naar longen o aa. Pulmonalis voert O2 arm bloed van hart naar longen  PO2 is lager dan alveolaire PO2  PCO2 is hoger dan alveolaire PCO2  Diffusie tussen longlucht en longcapillairen: o PO2 bloed stijgt van 40 mmHg tot 100 mmHg o PCO2 bloed daalt van 45 mmHg tot 40 mmHg o Zuurstof van alveolus naar longcapillair o Koolstofdioxide van longcapillair naar alveolus

 Diffusie tussen interstitiële vloeistof en capillairen: o PO2 bloed daalt van 100 mmHg tot 40 mmHg o PCO2 bloed stijgt van 40 mmHg tot 45 mmHg o Zuurstof van capillair naar interstitiële vloeistof o Koolstofdioxide van interstitiële vloeistof o Koolstofdioxide van interstitiële vloeistof naar capillair

4

Binding van O2 en CO2

- Zuurstoftransport  98,5% O2 in ons lichaam is gebonden aan hemoglobine (eiwit op rode bloedcel)  vorming oxyhemoglobine  Hb + O2  HbO2  Hoeveelheid gebonden/afgegeven is afhankelijk van: o PO2 o pH o temperatuur - koolstofdioxidetransport  gevormd bij aerobe stofwisseling  CO2 in bloed kan (omkeerbaar) o Oplossen in bloedplasma  Bloedplasma snel verzadigd  +- 7% lost op in bloedplasma o Binden aan Hb in RBC  Deel wordt gebonden aan globine (deel Hb)  ontstaan carbaminohemoglobine  Hb kan zowel O2 als CO2 vervoeren  +- 23% CO2 wordt zo vervoerd o Omgezet worden in koolzuurgas (H2CO3)  +- 70% alle CO2 wordt onder de vorm van bicarbonaationen in bloedplasma vervoerd

 CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3- Betekenis van de ademhaling  Totale druk in- en uitgeademde lucht = 760 mmHg o Partiële drukken O2, N2, CO2 en H2O vormen samen totale druk  Gaswisseling op basis van gasdiffusie o Steeds van HOGE  LAGE druk (p) o Longen: alveolen  capillairen  Binding O2 op hemoglobine (Hb): O2 in bloed stijgt Hb + O2  HbO2- + H+  Afgifte van CO2 aan alveolen: CO2 in bloed neemt af HCO3- +H+  H2CO3  CO2 + H2O o Weefsels: capillairen  cellen  Afgifte van CO2 vanuit weefsels aan capillairen: CO2 in bloed stijgt CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3 Binding O2 op hemoglobin (Hb): O2 daalt in bloed H+ + HbO2-  Hb + O2

5

Reguleren van de ademhaling

- Regulatie van de ademhaling  Controle van: o Ademritme o Frequentie o Diepte  Door inademingscentrum in verlengde merg (zo nodig ook uitademingscentrum)  Prikkels voor inademingscentrum 1. Rekreceptoren: rekking van de longen bij inspiratie  sturen remmende prikkels naar inademingscentrum  expiratie (reflex van Hering – Breuer) 2. Chemoreceptoren: in aortaboog en sinus carticus (hals)

o Hoge pCO2 o Lage pO2 3. Lage pH (aanwezigheid CO2, lactaat)

Tekening  zie ppt slide 109...