ADEMHALINGSFYSIOLOGIE
- LES 1: organisatie en mechanica van het respiratoir systeem (statisch-dynamisch)
- LES 2: O2 en CO2 transport / gasuitwisseling in de long: diffusie
- LES 3: perfusie van het respiratoir systeem / ventilatie-perfusie verhoudingen
- LES 4: controle van de ventilatie
- LES 5: toegepaste fysiologie en herhaling
HELIKOPTER-OVERZICHT: ORGANISATIE RESPIRATOIR SYSTEEM (NIET VR EXAMEN, MAAR OVERZICHT)
Koppeling long en bloedcirculatie
Les 1: Ventilatie = in- en uitademen
= convectie systeem = stap 1
= mechanisch (<> gasuitwisseling)
Les 2:
- O2 van longen bloed:
over alveolo-capillaire membraan
= lucht – bloed barrière
- Carrier draag O2 => vervoer
Les 3:
Bloed -> cel: opname O2, afgifte CO2
=> circulatie dr longen
Les 4: regulatie ademhaling in hersenen
1.ORGANISATIE EN MECHANICA
V/H RESPIRATOIR SYSTEEM,
STATISCHE VOLUMES
Organisatie van het respiratoir systeem
DEFINITIE RESPIRATOIR SYSTEEM
Respiratoir systeem = ademhalingsstelsel
=> doel longen = Externe ademhaling
= gasuitwisseling O2 en CO2 tss atmosfeer en mitochondria (O2 vr celmetabolisme)
<> interne ademhaling = proces in mitochondria (oxidatieve fosforylatie)
=> Transportprocessen voor: O2 van lucht (buiten) cellen (binnen) en CO2 van cel lucht O2
Belangrijke transportprocessen:
Diffusie: passief transport dmv concentratiegradiënt: van hoog lage [X]
=> geen E nodig, langzaam, over korte afstand
MAAR is niet voldoende: weinig efficiënt => op sommige plekken actief transportproces nodig
1
,Convectie: bulk transport van gassen/bloed via gesoficiteerde pomp en transportsystemen
= alle mechanismen samen, E nodig
bulk vervoer bv. bulk O2 transport via stromend bloed (O2 in container + op trein zetten)
bv. lucht inademen => vele moles nr binnen
ZUURSTOFTRANSPORTCASCADE (ZIE LATER)
Transport O2: inademen via lucht alveolen bloed cellen
=> PO2 verval: [O2] ↓ v. buiten nr binnen (nooit hoger [O2] in cel dan uit)
Ziekte doordat 1 v/d trapjes groter wordt
=> uiteindelijk tekort O2 in cellen
=> ziekenhuis: input pO2 start ↑, maar oorzaak probleem niet opgelost
(waar is de grote gap?)
SAMENSTELLING VAN LUCHT
Gasmengsel atmosferische lucht
- 80% N (stikstof) (78%)
- 21% O (zuurstof)
- Laag % CO2 (0.03%), kleine edelgassen (argon)
Partiële druk van gas
= druk in een gasmengsel afkomstig van een bepaald gas = concentratie v/h gas i/d lucht
elk gas heeft partiële druk in gasmengsel
Ideale gaswet: partiële druk evenredig met molaire fractie v/h gas in mengsel Pz = Xz . Ptot
Wet van Dalton: totale druk gasmengsel = som individuele drukken Ptot = Pa + Pb + Pc + …
In atmosfeer: Ptot = 760 mmHg (=1atm) en gasmengsel = 21% O2 + 80% N
=> PO2 = 159 mmHg = partiele druk O2 = concentratie i/d lucht
!Hoogte-effect op pO2: - %O2 blijft GELIJK op elke hoogte
- atmosferische druk DAALT als je stijgt (<> zeenivau)
op berg: atmosferische druk lager, maar %O2 blijft 21% => pO2 lager => O2 tekort
PCO2 = partiele druk CO2 = concentratie CO2 in lucht
Partiële druk van gassen opgelost in vloeistof (bloed)
Bloedgaswaarden = PO2 in bloed
Partiele druk = concentratie gas in gasmengsel => PO2 in lucht (gas in gasfase)
= concentratie opgelost gas in vloeistof bv. in plasma => ook P O2 in bloed
Wet van Henry: conc. O2 & CO2 opgelost in H20 is proportioneel aan partiële druk in gasfase
kommetje bloed met O2 in opgelost + vacuüm ruimte boven => diffusie: O2 gaat nr lucht
=> Wet van Henry: hoe meer O2 in bloed => meer O2 in vacuüm boven oplossing e.o.
=> er is altijd correlatie tussen gasvorm en [opgelost gas] in bloed
WANT er is uitwisseling tussen gas en vloeistoffase
2
, Kliniek: meten bloedgaswaarden
Meten PO2 en PCO2 in vacuum (lucht) => hiermee PO2 en PCO2 in bloed equibruilleren
=> geeft indirect concentratie O2 opgelost in bloed (adhv partieel drukken)
Bloed afnemen in kommetje met daarboven vacuüm
meet PO2 in vacuüm = PO2 in opgeloste vorm in bloed => geeft concentratie O2 in bloed
Dampspanning van water !!!
Lucht: PO2 = 159 mmHg = 21% van 760 mmHg
=> Inademen lucht => PO2 in mond NIET 159 mmHg
Verklaring adhv dampspanning water:
Lucht in lichaam bevochtigd: mens uit H20 + is 37°C => continue verdamping H2O in lichaam
=> H20 damp in elke holte lichaam:
=> dampspanning = 47mmHg in elke holte lichaam (bij 37°C) = partiele druk van waterdamp
Totaaldruk in mond = PO2 + PN + waterdamp = 760 mmHg = druk v/d bevochtigde lucht
=> PO2 in mond < PO2 in atmosferische lucht
= trap O2 verval (cascade) door bevochtiging ingeademde lucht
Waterdamp = GEEN gas (<> O, N, CO2), maar een fase (tegelijk gas en vloeistof-fase)
=> voldoet niet aan ideale gaswetten (Henry)
MAAR is wel partieeldruk in totaaldruk in mond
!! Correctie voor dampspanning van water in respiratoir systeem (!!! Examen bereken)
bv. Adem lucht in 760 mmHg (21% O2 + 80% N) => P02 = 159 mmHg
=> lucht in mond: 760 mmHg: 21%O2 van (760 mmHg – 47 mmHg damp) => pO2 = 150 mmHg
! % O, N altijd gelijk in lucht: 21%, 80%, maar atmosferische druk kan variëren (hoogte)
ANATOMIE RESPIRATOIR SYSTEEM
Geleidende luchtwegen: vertakkingen!
Luchtpijp bronchi verdere vertakkingen buizen zakjes/ alveool
Proximaal: geleidende luchtwegen (#generaties vertakkingen ongeweten) => lucht stroomt door buis
geleidelijk overgang nr fijnere vertakkingen
Distaal: Alveolaire vertakkingen => gasuitwisseling
Slide 18 niet: X-as = #generaties = #vertakkingen
Vertakkingen => diameter buisjes w ↓, maar # buisjes ↑ (heel veel)
=> TOTALE diameter ↑ (cfr cross-secrionele area)
=> weerstand ↓, want lucht stroomt makkelijk door kleine buisjes (cfr velocity)
DUS snelheid luchtstroom: boven: snel instroom <> diep in longen: trage stroom door kleine buisjes
De alveool = functionele unit
Structuur
- Voorstelling als druifjes aan stros, maar eigenlijk geleidelijk uitstulping in long
- Hele dunne wand: ene kant O2 (lucht), andere kant dunne bloedvaatjes (bloed)
inwendig lucht, rond blaasje capillaire netwerken
- HEEEL veel (300 miljoen): vertakkingen buizen => totale A ↑ => optimalisatie diffusie
Functie:
Gasuitwisseling dmv diffusie: O2 nr binnen en CO2 naar buiten
3
- LES 1: organisatie en mechanica van het respiratoir systeem (statisch-dynamisch)
- LES 2: O2 en CO2 transport / gasuitwisseling in de long: diffusie
- LES 3: perfusie van het respiratoir systeem / ventilatie-perfusie verhoudingen
- LES 4: controle van de ventilatie
- LES 5: toegepaste fysiologie en herhaling
HELIKOPTER-OVERZICHT: ORGANISATIE RESPIRATOIR SYSTEEM (NIET VR EXAMEN, MAAR OVERZICHT)
Koppeling long en bloedcirculatie
Les 1: Ventilatie = in- en uitademen
= convectie systeem = stap 1
= mechanisch (<> gasuitwisseling)
Les 2:
- O2 van longen bloed:
over alveolo-capillaire membraan
= lucht – bloed barrière
- Carrier draag O2 => vervoer
Les 3:
Bloed -> cel: opname O2, afgifte CO2
=> circulatie dr longen
Les 4: regulatie ademhaling in hersenen
1.ORGANISATIE EN MECHANICA
V/H RESPIRATOIR SYSTEEM,
STATISCHE VOLUMES
Organisatie van het respiratoir systeem
DEFINITIE RESPIRATOIR SYSTEEM
Respiratoir systeem = ademhalingsstelsel
=> doel longen = Externe ademhaling
= gasuitwisseling O2 en CO2 tss atmosfeer en mitochondria (O2 vr celmetabolisme)
<> interne ademhaling = proces in mitochondria (oxidatieve fosforylatie)
=> Transportprocessen voor: O2 van lucht (buiten) cellen (binnen) en CO2 van cel lucht O2
Belangrijke transportprocessen:
Diffusie: passief transport dmv concentratiegradiënt: van hoog lage [X]
=> geen E nodig, langzaam, over korte afstand
MAAR is niet voldoende: weinig efficiënt => op sommige plekken actief transportproces nodig
1
,Convectie: bulk transport van gassen/bloed via gesoficiteerde pomp en transportsystemen
= alle mechanismen samen, E nodig
bulk vervoer bv. bulk O2 transport via stromend bloed (O2 in container + op trein zetten)
bv. lucht inademen => vele moles nr binnen
ZUURSTOFTRANSPORTCASCADE (ZIE LATER)
Transport O2: inademen via lucht alveolen bloed cellen
=> PO2 verval: [O2] ↓ v. buiten nr binnen (nooit hoger [O2] in cel dan uit)
Ziekte doordat 1 v/d trapjes groter wordt
=> uiteindelijk tekort O2 in cellen
=> ziekenhuis: input pO2 start ↑, maar oorzaak probleem niet opgelost
(waar is de grote gap?)
SAMENSTELLING VAN LUCHT
Gasmengsel atmosferische lucht
- 80% N (stikstof) (78%)
- 21% O (zuurstof)
- Laag % CO2 (0.03%), kleine edelgassen (argon)
Partiële druk van gas
= druk in een gasmengsel afkomstig van een bepaald gas = concentratie v/h gas i/d lucht
elk gas heeft partiële druk in gasmengsel
Ideale gaswet: partiële druk evenredig met molaire fractie v/h gas in mengsel Pz = Xz . Ptot
Wet van Dalton: totale druk gasmengsel = som individuele drukken Ptot = Pa + Pb + Pc + …
In atmosfeer: Ptot = 760 mmHg (=1atm) en gasmengsel = 21% O2 + 80% N
=> PO2 = 159 mmHg = partiele druk O2 = concentratie i/d lucht
!Hoogte-effect op pO2: - %O2 blijft GELIJK op elke hoogte
- atmosferische druk DAALT als je stijgt (<> zeenivau)
op berg: atmosferische druk lager, maar %O2 blijft 21% => pO2 lager => O2 tekort
PCO2 = partiele druk CO2 = concentratie CO2 in lucht
Partiële druk van gassen opgelost in vloeistof (bloed)
Bloedgaswaarden = PO2 in bloed
Partiele druk = concentratie gas in gasmengsel => PO2 in lucht (gas in gasfase)
= concentratie opgelost gas in vloeistof bv. in plasma => ook P O2 in bloed
Wet van Henry: conc. O2 & CO2 opgelost in H20 is proportioneel aan partiële druk in gasfase
kommetje bloed met O2 in opgelost + vacuüm ruimte boven => diffusie: O2 gaat nr lucht
=> Wet van Henry: hoe meer O2 in bloed => meer O2 in vacuüm boven oplossing e.o.
=> er is altijd correlatie tussen gasvorm en [opgelost gas] in bloed
WANT er is uitwisseling tussen gas en vloeistoffase
2
, Kliniek: meten bloedgaswaarden
Meten PO2 en PCO2 in vacuum (lucht) => hiermee PO2 en PCO2 in bloed equibruilleren
=> geeft indirect concentratie O2 opgelost in bloed (adhv partieel drukken)
Bloed afnemen in kommetje met daarboven vacuüm
meet PO2 in vacuüm = PO2 in opgeloste vorm in bloed => geeft concentratie O2 in bloed
Dampspanning van water !!!
Lucht: PO2 = 159 mmHg = 21% van 760 mmHg
=> Inademen lucht => PO2 in mond NIET 159 mmHg
Verklaring adhv dampspanning water:
Lucht in lichaam bevochtigd: mens uit H20 + is 37°C => continue verdamping H2O in lichaam
=> H20 damp in elke holte lichaam:
=> dampspanning = 47mmHg in elke holte lichaam (bij 37°C) = partiele druk van waterdamp
Totaaldruk in mond = PO2 + PN + waterdamp = 760 mmHg = druk v/d bevochtigde lucht
=> PO2 in mond < PO2 in atmosferische lucht
= trap O2 verval (cascade) door bevochtiging ingeademde lucht
Waterdamp = GEEN gas (<> O, N, CO2), maar een fase (tegelijk gas en vloeistof-fase)
=> voldoet niet aan ideale gaswetten (Henry)
MAAR is wel partieeldruk in totaaldruk in mond
!! Correctie voor dampspanning van water in respiratoir systeem (!!! Examen bereken)
bv. Adem lucht in 760 mmHg (21% O2 + 80% N) => P02 = 159 mmHg
=> lucht in mond: 760 mmHg: 21%O2 van (760 mmHg – 47 mmHg damp) => pO2 = 150 mmHg
! % O, N altijd gelijk in lucht: 21%, 80%, maar atmosferische druk kan variëren (hoogte)
ANATOMIE RESPIRATOIR SYSTEEM
Geleidende luchtwegen: vertakkingen!
Luchtpijp bronchi verdere vertakkingen buizen zakjes/ alveool
Proximaal: geleidende luchtwegen (#generaties vertakkingen ongeweten) => lucht stroomt door buis
geleidelijk overgang nr fijnere vertakkingen
Distaal: Alveolaire vertakkingen => gasuitwisseling
Slide 18 niet: X-as = #generaties = #vertakkingen
Vertakkingen => diameter buisjes w ↓, maar # buisjes ↑ (heel veel)
=> TOTALE diameter ↑ (cfr cross-secrionele area)
=> weerstand ↓, want lucht stroomt makkelijk door kleine buisjes (cfr velocity)
DUS snelheid luchtstroom: boven: snel instroom <> diep in longen: trage stroom door kleine buisjes
De alveool = functionele unit
Structuur
- Voorstelling als druifjes aan stros, maar eigenlijk geleidelijk uitstulping in long
- Hele dunne wand: ene kant O2 (lucht), andere kant dunne bloedvaatjes (bloed)
inwendig lucht, rond blaasje capillaire netwerken
- HEEEL veel (300 miljoen): vertakkingen buizen => totale A ↑ => optimalisatie diffusie
Functie:
Gasuitwisseling dmv diffusie: O2 nr binnen en CO2 naar buiten
3
