Toetsmatrijs integrale kennistoets periode 1
VBS7&8 beroepssituatie 7 en 8
1. Kan het proces van gaswisseling in de longen (pulmones) en in de weefsels uitleggen en kan het
capillair uitwisselingsproces beschrijven
Voor de gaswisseling is het van belang diffusie te begrijpen. Moleculen in de lucht bewegen continu
en verplaatsen zich in de richting van de laagste concentratie vanaf de hoogste concentratie. Net
zolang tot beide concentraties gelijk zijn. Bij de gaswisseling is de partiële druk van groot belang,
omdat daarmee de snelheid van de diffusie wordt bepaald. De partiële druk van elke gas is bepalend
voor de snelheid waarmee het gas tussen de lucht in de alveoli en het bloed diffundeert. De lucht die
wij inademen is ongeveer 760 mmHg. Deze druk kan je opsplitsen in de druk per type gas → de
partiële druk. De som van alle partiële druk is de totale druk.
N2 (mmHg) O2(mmHg) H2O(mmHg) CO2(mmHg)
ingeademde 597 (78,6%) 159 (20,9%) 3,7 (0,5%) 0,3 (0,04%)
lucht (droog)
Aan de hand van de druk zal de diffusiesnelheid bepaald worden. Bij externe respiratie wordt er gas
uitgewisseld tussen de lucht in de alveoli en de lucht van de alveolaire capillairen. Bij externe
respiratie wordt koolstofdioxide afgegeven aan de alveoli en zal zuurstof worden opgenomen in de
haarvaten. Interne respiratie is gaswisseling in het weefsel. Hier wordt gas uitgewisseld binnen de
capillairen van de grote bloedsomloop en de interstitiële vloeistof. Hier zal zuurstof worden
opgenomen en koolstofdioxide worden afgegeven om de concentraties gelijk te krijgen.
Zuurstof is slecht oplosbaar in het plasma en wordt daardoor in het bloed vervoerd door rode
bloedcellen (erytrocyten) gebonden aan hemoglobine.
Hb + O2 <-> HbO2
De hoeveelheid zuurstof die kan binden is afhankelijk van de zuurstofdruk in de omgeving. Als de
zuurstof druk heel hoog is in de omgeving zal er veel zuurstof gaan binden. De hoeveelheid
zuurstofafgifte is afhankelijk van de activiteit van weefsels. Als de weefsels heel actief zijn heerst daar
een lagere zuurstofdruk. De zuurstofconcentratie in de capillairen en de interstitiële vloeistof is
daardoor groter en daardoor zal er meer zuurstof worden gebonden. Hoe hoger de pH en de
temperatuur is hoe meer zuurstof er wordt afgegeven.
Koolstofdioxide kan voor 7% worden opgelost in het bloedplasma, 23% wordt gebonden aan
hemoglobine en het overige deel gaat ook de rode bloedcel binnen. Deze 70% wordt omgezet in de
rode bloedcel in koolzuur, wat vervolgens wordt omgezet naar bicarbonaat.
CO2 + H2O <-> H2CO3 <-> H+ + HCO3-
De H+ blijft in de erytrocyt en wordt hier gebonden. Als er te veel waterstofatomen in het plasma
terecht zouden komen zou het bloed veelste zuur worden. Daar is het lichaam niet bestand tegen.
,2. Kan het principe van zuur-base-evenwicht uitleggen en de rol van de longen hierin herkennen
Het zuur-base-evenwicht is het evenwicht tussen de hoeveelheid zuren en basen in een bepaalde
oplossing. Dat wordt uitgedrukt in de zuurgraad, pH. De pH staat voor de concentratie
waterstofionen. De pH ligt tussen de 0 en 14. Wanneer de pH waarde kleiner is dan 7, dan is de
oplossing zuur. Wanneer de pH waarde groter is dan 7, dan is de oplossing base. Voor homeostase
(evenwicht) in het lichaam moet de pH waarde altijd liggen tussen de 7,35 en 7,45. Als de pH waarde
lager is dan 7,35 wordt de toestand een acidose genoemd. Als de pH waarde hoger is dan 7,45 wordt
de toestand een alkalose genoemd. Als er sprake is van een acidose of alkalose kan dit de stabiliteit
van celmembranen verstoren. Ook kunnen eiwitstructuren veranderen en enzymen worden
beïnvloed, waardoor een levensbedreigende situatie kan optreden. Dit kan zich in het gehele lichaam
voordoen, maar met name het zenuwstelsel en bloedvatenstelsel zijn gevoelig voor veranderingen in
de pH. Bij een ernstige acidose kan een patiënt in coma raken, omdat het centrale zenuwstelsel niet
meer goed functioneert. Er kunnen symptomen van hartfalen ontstaan door een verminderde
pompkracht van het hart en de bloeddruk kan dalen. Een pH waarde lager dan 6,8 of hoger dan 7,7 is
niet met het leven verenigbaar.
Koolzuur is een belangrijk zuur in lichaamsvloeistoffen. In de longen valt koolzuur uiteen in
koolstofdioxide en water. Het kooldioxide diffundeert de alveoli in. In de perifere weefsels reageert
koolstofdioxide in oplossing met water en wordt koolzuur gevormd. De koolzuurmoleculen vallen
vervolgens uiteen waarbij waterstofionen en bicarbonaat worden gevormd.
Om in het lichaam de homeostase te bereiken maakt het lichaam gebruik van meerdere
buffersystemen. Om hiermee waterstof te binden of juist los te laten. Zo kunnen zuren die tijdens de
stofwisseling vrijkomen tijdelijk geneutraliseerd worden.
- eiwit buffer
- fosfaatbuffer
- bicarbonaat buffer
Een buffer bestaat uit een zwak zuur wat waterstofionen kan afstaan of een zwakke base dat
waterstofionen kan opnemen. De eiwitbuffer regelt de pH zowel intra- als extracellulair. De
fosfaatbuffer is voornamelijk intracellulair actief, omdat hier de concentratie fosfaationen hoog is. De
bicarbonaatbuffer werkt voornamelijk extracellulair.
CO2 + H2O <-> H2CO3 <-> HCO3- + H+
zuur base zuur
Koolzuur gedraagt zich als een voorraad van zowel zuren als basen. Het kan bicarbonaat afstaan, een
base die bij een lage bloed pH zuur kan binden. Koolzuur kan ook waterstofionen, zuren, afstaan. Bij
een hoge bloed pH kan dit zuur (het waterstofion) base binden en zo neutraliseren. In geval van een
acidose, een teveel aan waterstofionen, zal bicarbonaat zich binden aan het overschot aan
waterstofionen. Er ontstaat dan koolzuur wat zich vervolgens weer splits in koolstofdioxide en water.
Het koolstofdioxide wordt vervolgens weer uitgeademd. In het geval van een alkalose, een tekort aan
waterstofionen, zal koolzuur zich splitsen in waterstof en bicarbonaat. Bicarbonaat wordt via de
nieren uitgescheiden en de waterstofionen zullen in het lichaam worden vastgehouden. Hiermee
stijgt de concentratie waterstofionen in het lichaam, waardoor de pH daalt en de homeostase wordt
bereikt. De uiteindelijke langetermijnoplossing om de pH waarde binnen de normaalwaarden te
houden wordt verzorgd door het ademhalingsstelsel en de nieren. Het ademhalingsstelsel verzorgt
de mate van uitscheiding van koolstofdioxide door de longventilatie te reguleren. De nieren
verzorgen de mate waarin bicarbonaat en waterstofionen worden uitgescheiden.
,Buffers kunnen uitgeput raken als het onderliggende probleem niet wordt opgelost. Er kan dan een
acidose of alkalose ontstaan waarbij de onderliggende reden in de longen of nieren ligt.
Acidose pH < 7,35
Oorzaken
- respiratoire acidose:
- hypoventilatie, insufficiënte ademhaling
- metabole acidose:
- nieren, stofwisseling
Compensatie mechanismen
- respiratoire acidose:
- metabole compensatie door nieren (bicarbonaat vasthouden)
- metabole acidose:
- respiratoire compensatie door longen (CO2 afblazen)
Alkalose pH > 7,45
Oorzaken
- respiratoire alkalose:
- hyperventilatie
- metabole alkalose:
- nieren, stofwisseling
Compensatie mechanismen
- respiratoire acidose:
- metabole compensatie door nieren (bicarbonaat uitscheiden)
- metabole acidose:
- respiratoire compensatie door longen (hypoventilatie, langzamer ademhalen)
Om de pH waarde bij een patiënt te kunnen bepalen en hoe de verhoudingen tussen de zuren en de
base liggen kan een arteriële bloedgasanalyse (astrup) worden gedaan. Hierbij wordt bij voorkeur
bloed afgenomen uit een arteriële slagader. Om verstoring in het zuur-base-evenwicht te bepalen zijn
met name de pH, de pCO2 en de hoeveelheid HCO3- van belang.
, 3. Kan beschrijven hoe de ademhaling wordt bewaakt, welke parameters hierbij van belang zijn en
afwijkingen hierin interpreteren
Cellen nemen voortdurend zuurstof op en vormen koolstofdioxide. Onder normale omstandigheden
is de snelheid waarmee cellen zuurstof opnemen en koolstofdioxide vormen gelijk aan de snelheid
waarmee zuurstof wordt aangevoerd en koolstofdioxide wordt afgevoerd. Ook staat de snelheid
gelijk aan de snelheid waarmee zuurstof in de longen wordt opgenomen en koolstofdioxide wordt
uitgescheiden. Als deze snelheden niet langer in evenwicht zijn, moeten de activiteiten van het
bloedvatenstelsel en ademhalingsstelsel worden aangepast. Homeostatische processen herstellen
het evenwicht. Deze processen omvatten:
1. veranderingen van de doorbloeding en de zuurstofafgifte door plaatselijke regulering
2. veranderingen van de diepte en snelheid van de ademhaling, onder invloed van het
ademhalingscentrum in de hersenen
De snelheid van zuurstofafgifte en de efficiëntie waarmee zuurstof in de longen wordt opgenomen
worden plaatselijk geregeld. Wanneer de activiteit in cellen toeneemt, daalt de PO2 in het bloed en
stijgt de PCO2. De partiële druk is de druk die wordt uitgeoefend door één gas. Deze waarden zijn
belangrijk, omdat de partiële druk van elke gas bepalend is voor de snelheid waarmee dit gas tussen
de lucht in de alveoli en het bloed diffundeert. Door de verandering in partiële druk wordt het
verschil tussen de partiële druk in de cellen en de partiële druk in het aangevoerde bloed groter,
waardoor meer zuurstof wordt afgegeven en meer koolstofdioxide wordt afgevoerd. In de longen zijn
gladde spieren in de wanden van de bronchioli gevoelig voor de PCO2 van de lucht die ze bevatten.
Als de PCO2 stijgt, verwijden de bronchiolen zich. Wanneer de PCO2 afneemt, trekken de
bronchiolen samen.
De regeling van de ademhaling heeft zowel onbewuste als bewuste componenten. De onbewuste
ademhalingscentra in de hersenen reguleren de ademhalingsspieren, de frequentie en de diepte van
de ademhaling. Dit doen ze als reactie op sensorische informatie die aankomt vanuit de longen en
andere delen van de luchtwegen. De bewuste regulering van de ademhaling is het gevolg van
activiteit in de hersenschors die invloed heeft op de output van ademhalingscentra of op motorische
neuronen die de ademhalingsspieren aansturen.
Tijdens een rustige ademhaling verhogen de neuronen van het inademingscentrum geleidelijk de
prikken van de inademingsspieren. Daarna wordt het inademingscentrum gedurende 3 seconden
inactief. Tijdens deze periode van inactiviteit ontspannen de inademingsspieren en passieve
uitademing volgt. Het inademingscentrum handhaaft dit basale ritme, zelfs in afwezigheid van
prikkels.
Het functioneren van deze ademhalingscentra kan worden beïnvloed door de stofwisseling of de
chemische activiteit van zenuwweefsel. Door een verhoogde lichaamstemperatuur wordt de
ademhaling bijvoorbeeld versneld. Door een verlaagde lichaamstemperatuur wordt de
ademhalingsfrequentie verlaagd.
Een normale ademhaling vindt automatisch plaats, zonder bewuste regulering. De activiteiten van de
ademhalingscentra worden gewijzigd door sensorische informatie van mechanoreceptoren en
chemoreceptoren. De teweeggebrachte veranderingen worden ademhalingsreflexen genoemd.
