Respiratoire Fysio: Les 2
dinsdag 3 oktober 2023 20:41
LES 1 is een overzicht, is geen examenleerstof :)
Lucht, Volume & Flow: Inspiratie en Expiratie
• Benodigdheden: pomp (actief transport), diffusie van 02 naar bloed, convectie via het bloed,
afstemming tussen pomp en convectie.
RUST
• Hoeveel lucht kan er in u longen? Hangt af van de omstandigheden, wordt ook in verschillende
termen beschreven (convectioneel)
○ Teugvolume (TV): rustig in en uit ademen, dit is ongeveer 0,5L/min dat je per keer in/uit
ademt
○ Vitale Capaciteit (VC) verschil tussen maximaal IN en maximaal UIT
○ Functioneel Residuele Capaciteit (FRC): hoeveel lucht er nog in je longen zit na het
teugvolume uitademen (3,5L). Wordt ook het RUSTVOLUME genoemd.
○ Rest Volume (RV): hoeveel lucht er nog in je longen zit na het maximaal uitademen. Dit is
ALTIJD aanwezig, behalve bij je laatste adem.
○ Inspiritoire capaciteit (IC): verschil tussen maximaal IN en RUST.
○ Total Lung Capacity (TLC): totaal volum
KENNEN!!!
Mechanica van de ventilatie
Statische eigenschappen (zonder dat er lucht stroomt, zonder beweging. We bespreken vandaag dus enkel
rustsituaties)
• Een long is zoals een ballon: moeite om zich op te blazen, maar neigt altijd om plat te vallen. MAAR de
longen zitten in de thoraxwand wat een tweede elastisch lichaam zit. Dit heeft NIET de neiging om plat te
vallen, maar om naar buiten te springen! Dit maakt het zeer interessant.
○ De ruimte tussen de thoraxwand en de long heeft dus een negatieve druk (intrapleurale ruimte met de
intrapleurale druk)
○ De druk in de atmosfeer stellen we gelijk aan 0. Zo krijgen we een licht negatieve of licht positieve
drukken en geen grote getallen. We drukken dit ook uit in cm/water en niet mmHg.
De intrapleurale druk is gemiddeld IN RUST -5cm/water. (5cm/water lager dan de Atm druk).
MAAR de long is zeer zwaar en dus lager in de long is er een hogere druk. Vanonder de
intrapleurale ruimte zal het dus -2,5 cm/water zijn, en vanboven -10 cm/water. Door de
zwaartekracht!
• Hoe ademen we?
○ De long is geen spier en is dus volledig afhankelijk van de thoraxwand. Belangrijkste spier is het
diaphragma.
Bij het inademen maak je de thoraxwand groter met u spieren. Zo wordt het longvolume
vergroot, en laat je u intrapleurale druk zakken. Naar ong. -10 cm/water.
Bij uitademen laat je u spierkracht gewoon los en ga je terug naar een evenwichtsituatie. De
elastischiteit van de long zorgt ervoor dat dit passief gebeurd. (maar buikspieren enzo kunnen u
actief helpen om sneller uit te ademen)
○ Je hebt ook hulpademhalingspieren en spieren die helpen inademen bij zware inspanning. NTK.
• De druk-volume relatie van de long
○ We zoomen nu in op de long, geisoleerd van de thoraxwand. (dus valt plat)
○ De eigenschappen van dit elastisch lichaam kunnen we uitdrukken in een druk-volume relatie. Bij een
stijve ballon is de druk op één liter groter dan bij een slappe ballon.
○ Dit lijkt complex, maar is belangrijk. We drukken de elasticiteit uit via de druk-volume relatie
• Volume op Y, druk op X (omg als bij bloedsomloop)
• Voor de druk zien we een negatieve druk door de intrapleurale ruimte.
Hierdoor zal de long opblazen en neemt het volume toe. Dit is geen lineair
verband, de long is een moeilijke organische structuur.
○ We zien ook dat de drukverandering anders loopt bij een inspiratie
dan bij een expiratie. Dit noemen we hysteresis.
• Dit wordt statisch genoemd omdat er nog steeds geen lucht stroomt. Dit
wordt gewoon voor verschillende momenten en verschillende
longvullingen gemeten.
○ Het begrip "compliance" (afgeleid uit de druk-volume relatie)
Op de grafiek zie je een stukje ingezoomd op de druk-volume relatie
Een compliante ballon is een soepele ballon, een minder complante ballon is stijf. De
compliantie wil dus iets zeggen over hoe soepel je long is. Alle longen verschillen en hebben dus
een verschillende compliantie.
Eigenlijk is de compliantie gewoon de rico van de curve. Als je een hoge volumeverandering hebt
voor een lage drukverandering heb je een zeer stijle curve die zeer compliant is. Bereken de
∆
compliantie door: 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑙𝑖𝑎𝑛𝑐𝑒 = ⎯⎯ ∆
(𝑚𝑙/𝑐𝑚𝐻 𝑂)
Een lage compliantie (vb. bij premature baby's) zorgt ervoor dat je enorm veel energie moet
investeren om te ademen. Dit gebruiken we in het ziekenhuis dus ook vaak.
nier en ademhaling Pagina 1
, ○ Het begrip "compliance" (afgeleid uit de druk-volume relatie)
Op de grafiek zie je een stukje ingezoomd op de druk-volume relatie
Een compliante ballon is een soepele ballon, een minder complante ballon is stijf. De
compliantie wil dus iets zeggen over hoe soepel je long is. Alle longen verschillen en hebben dus
een verschillende compliantie.
Eigenlijk is de compliantie gewoon de rico van de curve. Als je een hoge volumeverandering hebt
voor een lage drukverandering heb je een zeer stijle curve die zeer compliant is. Bereken de
∆
compliantie door: 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑙𝑖𝑎𝑛𝑐𝑒 = ⎯⎯ (𝑚𝑙/𝑐𝑚𝐻 𝑂)
∆
Een lage compliantie (vb. bij premature baby's) zorgt ervoor dat je enorm veel energie moet
investeren om te ademen. Dit gebruiken we in het ziekenhuis dus ook vaak.
• Wat bij een penetratie van de long door een scherp voorwerp?
○ De negatieve intrapleurale druk die normaal negatief is wordt 0. Dit komt omdat de druk weg kan door
de penetratie. Hierdoor zal de thoraxwand zijn gang kunnen gaan, naar buiten uitzetten, en de long
gaat naar binnen vallen. Dit noemt men een pneumothorax (klaplong). We zien vaak bij de patienten
dat aan de kant van de pneumothorax de thoraxwand meer uitgezet is
○ Hoe kunnen we de long terug opblazen?
Terug de intrapleurale druk negatief maken
Druk in long= alveolaire druk= 𝑃
Beademen zodat de druk binnenin de long positiever te maken.
( is in rust altijd 0)
○ We gaan spreken over transmurale en transpulmonale druk
Interpleurale druk = 𝑃
We willen niet meer spreken over de negatieve druk interpleuraal of de positieve druk in de
(normaal is deze -5 cmH20)
long. We willen dit algemener maken:
□ Transmurale druk: Het maakt niet uit of de long vanbinnenuit opgeblazen wordt ofdat hij
Atmosferische druk = Pa = 0
via een negatieve intrapleurale druk in volume stijgt. We hebben gewoon een bepaald
verschil nodig over de longwand.
--> de transmurale druk over de long, dit
□ De transmurale druk: "druk binnenzijde" - "druk buitenzijde" !!!!!
noemt de transpulmonale druk is met deze
□ In principe kan je 2x een transmurale druk berekenen: die over de wand van de long OF
cijfers 5 cmH20.
die over de thoraxwand.
Voor de transmurale druk over de long zien we in een normale situatie een positief
--> de transmurale druk over de thorax wand is
getal. Een transmurale druk die positief is, heeft de neiging om plat te vallen!
met deze cijfers -5 cmH20
We kunnen ook de transmurale druk berekenen over de thoraxwand. Hier merken
we normaal een negatief getal op. Een transmurale druk die negatief is, heeft de
Deze transmurale drukken zijn altijd het
neiging om uit te zetten!
tegengestelde van elkaar in rust!
□ Transpulmonale druk is de naam die we geven aan de transmurale druk over de longwand.
Bij statische eigenschappen!
Waarom valt de long plat?
□ Morfologische aspecten: Bevat elastische vezels zoals collageen en elastine (maar dit is
niet de belangrijkste reden)
□ Als je een zeepbel blaast en je laat die niet vliegen, dan valt die vanzelf ook terug weer
plat. De zeepbel heeft de neiging om spontaan plat te vallen, ookal bevat die geen elastiek
ofzo.
Hoe komt dit? Oppervlaktespanning.
OPPERVLAKTESPANNING
Wat hebben we nodig om van oppervlaktespanning te spreken.
□ Oppervlaktespanning is eigenelijk een fenoneem dat ontstaat als er een scheidingslijn is
tussen vloeistof en lucht.
In u water zitten allemaal watermolecullen die in evenwicht zijn, zijn mooi evenredig
verdeeld. MAAR er zitten ook watermolecullen in het oppervlak zelf. Deze zijn niet in
evenwicht en ondervinden geen evenredige krachten. Deze hebben de neiging om
naar dieper in het water te duiken. Hierdoor creeeren ze een soort spanning die het
oppervlak kleiner wil maken.
De kracht die in dit oppervlak ontstaat noemen we de oppervlaktespanning. Dit is
tegelijk dus ook de kracht die je nodig hebt, in de andere richting, om te beletten dat
dit oppervlak werkelijk kleiner wordt.
□ Als we nu gaan kijken naar een luchtbel met aan de buitenkant water: we zien dat er een
oppervlaktespanning ontstaat met een kracht die eigenlijk de waterbel wil verkleinen. Er
ontstaat dus een druk in deze bol. Deze druk is evenredig aan de oppervlaktespanning.
□ Dit is eigenlijk exact wat een alveool is. Heeft ook een waterrand met aan de binnenkant
lucht. Heeft ook de neiging om constant plat te vallen door de oppervlaktespanning en dit
verklaart ook de neiging van gans de long om dicht te vallen.
□ De wet die hierbij hoort is de wet van LaPlace: 𝑃 = 2𝑇 / 𝑟 . De druk die in de bol ontstaat
is 2 maal de oppervlaktespanning gedeeld door de straal.
Grootte van de alveool is dus belangrijk, bij andere straal gaat een andere druk
ontstaan ookal is de oppervlaktespanning gelijk.
nier en ademhaling Pagina 2
, ○ Dit creert een aantal problemen voor de long:
Alle kleine alveole zouden groter willen worden omdat ze dan in verhouding minder druk
hebben voor enzelfde oppervlaktespanning. Dit willen we niet want we willen zoveel mogelijk
alveolen voor diffusie. Dit zorgt dus voor instabiliteit
De oppervlaktespanning is te krachtig. De long zou veel te fel platvallen en de long zou veel te
stijf zijn. De compliantie is dus zeer laag.
○ Oplossing?
Detergent, surfactant, kan de oppervlaktespanning verlagen. Heeft een hydrofiele kop een twee
hydrofobe staartjes. De surfactans gaat zicht orienteren met het hydrofiele kopje in het water,
waarna de hydrofobe staartjes elkaar gaan wegduwen. Zo werkt dit in tegen de neiging om het
oppervlak te verkleinen. We hebben altijd surfactant aanwezig in de alveoolwand.
□ Dit maakt de long meer compliant en meer soepel. We kunnen bij een pasgeboren baby
ook een beetje surfactant toedienen zodat zijn longen soepeler worden.
Surfactant verlaagt niet enkel de oppervlaktespanning, maar doet dit in functie van de grootte
van het oppervlak!!
□ In een grote bol ligt de surfactant te ver van elkaar
□ In een kleine bol ligt de surfactant dichter bij elkaar en kunnnen MEER de
oppervlaktespanning verlagen. Dit zal ervoorzorgen dat surfactant meer effect heeft in
kleine alveolen.
Het einde van deze les is NTK.
nier en ademhaling Pagina 3
, Respiratoire Fysio: Les 3
dinsdag 7 november 2023 11:07
Vorige les focusten we vooral op een statische situatie. Er was geen luchtstroom. In deze les komen we los van
deze rustsituatie en gaan we lucht laten stromen.
• We zagen in de vorige les samengevat dat we energie nodig hebben voor het opspannen van de long.
• In deze les zien we dat we ook energie nodig gaan hebben voor circulatie van lucht en de stroming hiervan
door de luchtwegen. Vrij complexe fysica.
DE DYNAMISCHE KRACHTEN VAN DE LONG
• Deze afbeelding vervat eigenlijk alles wat we vandaag gaan zien:
• De lucht die stroomt door een buis bepaald opzicht de weerstand. Als je een heel dunne buis hebt, ga je
meer weerstand hebben dan bij een dikkere buis. Heel veel problemen hebben temaken met de
luchtwegen, en minder met de longen zelf.
○ We kunnen de wet van ohm toepassen: hoe hoger de weerstand hoe minder flow EN de luchtflow is
evenredig met het drukverschil over de buis. Drukverschil tussen Pa (alveolen) en Pb (barometerdruk,
omgeving). Alleen als de alveolische druk verschillend is dan 0 zal lucht gaan stromen (want Pb is 0).
Als de alveolische druk positief is dan zal lucht naar buiten stromen
Als de alveolische druk negatief is dan zal lucht naar binnen stromen
○ Welke luchtstromen zullen door de buis stromen?
Laminaire flow (zeer weinig weerstand, de snelheid van de lucht is overal gelijk)
Turbulente flow (zeer veel weerstand, minder efficiente flow)
Transitionele flow (tussenin, is het meest voorkomend)
□ Is veroorzaakt door de vele vertakkingen in onze luchtwegen.
-->Het flowpatroon bepaald dus mee hoeveel energie je gaat nodig hebben, want het flowpatroon
bepaald de weerstand! We weten uit de fysica dat we de weerstand kunnen weergeven bij laminaire
flow (wet van poiseuille). Bij turbulente flow is de weerstand veel hoger!! Bij laminaire flow is de
snelheid rechtevenredig met het drukverschil, maar bij turbulente flow is de snelheid rechtevenredig
MET DE WORTEL VAN het drukverschil.
De snelheid van de stroming zorgt ook mee voor welke soort flow!
○ In de kleinste luchtwegen vinden we vooral laminaire flow, omdat de lucht hier zodanig traag stroomt.
○ In de grootste luchtwegen vinden we vooral turbulente flow.
FACTOREN DIE DE WEERSTAND KUNNEN GAAN BEPALEN
○ De luchtstroom en het stromingstype: dit is bovenstaand uitgelegd (het flowpatroon en de snelheid)
○ Regulatie door het autonoom zenuwstelsel
De zenuwbanen van de luchtwegen bezenuwen de ademhaling
□ ParaS: Ach zorgt voor bronchoconstrictie, waardoor de weerstand verhoogt
□ OrthoS: Noradrenaline zorgt voor bronchodilatatie, waardoor de weerstand verlaagt.
OrthoS wel in mindere mate effectief!!!
○ Regulatie door humorale factoren
Adrenaline: bronchodilatatie (afgeleide van adrenaline zit ook in puffers van astmapatienten)
Histamine: bronchocostrictie (belangrijk bij allergische reactie --> adrenaline inspuiten als
remedie)
○ Effect van longvolume zelf op de weerstand
Bij een klein volume van de long, is de weerstand in de luchtwegen groter . Bij een groot volume
van de longen is de weerstand van de luchtwegen lager.
□ Dit komt doordat de luchtwegen worden platgeduwd door de longen
□ EN dit komt door mechanical tethering. Bij het uitzetten van de longen gaan de alveolen
nog meer gaan trekken op de luchtwegen. De luchtwegen zullen zo ook gaan dilateren
waardoor de weerstand verlaagd
PATHOLOGIEN
nier en ademhaling Pagina 1
