CR Samenvatting (Mees Louwen)
Fysiologie respiratie
Ademhaling – longmechanica
Convectie
Convectie is het transport van een vloeistof of gas over een afstand als gevolg van het
bewegen van het fluïdum zelf. Om het bloed of de lucht te kunnen laten bewegen is er
een pomp nodig die zorgt voor drukverschillend. De weerstand in de bloedvaten en de
longen bepaalt de grootte van de stroom.
The work of breathing
The work of breathing (WOB) verwijst naar de hoeveelheid energie die wordt gebruikt
door skeletspieren om lucht in en uit te ademen. Dit fysiologische proces is essentieel
voor het handhaven van een adequate ventilatie en oxygenatie van het bloed. WOB
wordt beïnvloed door verschillende factoren:
- Compositie van de ingeademde lucht (hoeveel zuurstof en CO2 zit er in).
- Alveolaire ventilatie: deze is afhankelijk van de snelheid en diepte van de
ademhaling, de luchtwegweerstand en de longelasticiteit (compliantie).
- De zuurstof diffusie tussen de alveoli en het bloed, deze hangt af van de
oppervlakte, de diffusie afstand, dus de membraan dikte en de hoeveelheid
interstitiële vloeistof.
- Perfusie van de alveoli.
Luchtwegweerstand
Het drukverschil tussen de mond (Patm) en de alveoli (PAlv) gedeeld door airflow Q is de
luchtwegweerstand (Raw). Dus P = Q x R. Is de druk in de alveoli hoger dan de druk in de
buitenwereld, dan stroomt de lucht je longen uit. Is de druk in de alveoli lager
dan stroomt de lucht je longen in. In de pulmonaire fysiologie wordt de
atmosferische druk gelijk gezet aan 0 vandaar de formule zoals hiernaast.
Inademen: Bij een inademing wordt je borstkas groter, en
neemt je longvolume toe want de longen zitten “vast” aan je
borstkas. PAlv wordt dan lager dan Patm dus stroomt lucht de
longen in.
Uitademen: Bij een uitademing wordt je borstkas kleiner en
neemt je longvolume af en daarmee neemt PAlv hoger dan
Patm en stroomt lucht de longen uit.
,Wet van Boyle
De wet van Boyle stelt dat wanneer je in een
afgesloten ruimte het volume 2 keer zo groot
maakt, dat de druk dan 2 keer zo klein wordt
(Wet van Boyle: P1V1 = P2V2). Als een alveolus
dus groter in volume wordt bij inademing,
dan daalt de druk en zal lucht naar binnen
stromen. Als de borstkas vervolgens
ontspant dan gaat de druk omhoog en zal
lucht weer naar buiten stromen.
Poiseuille’s wet
De wet van Poiseuille stelt dat hoe langer de
luchtweg (l), hoe kleiner de straal (r) en hoe hoger de viscositeit van het gas
(η) → hoe hoger de weerstand (R). Doordat de straal tot de macht 4 is, zal
een verdubbeling van de straal de weerstand met een factor 16 laten
afnemen. De straal wordt beïnvloed door bronchodilatatie en
bronchoconstrictie. Bronchiolen worden omgeven door gladde spiercellen.
Deze bevatten β2-adrenoreceptoren die zorgen voor bronchodilataie
(adrenaline – sympatisch) en Muscarine cholinerge receptoren die zorgen voor
bronchoconstrictie (ACh – parasympatisch).
Long compliantie
Long compliantie is de elasticiteit. Compliantie verwijst naar het gemak waarmee de
longen en de borstkas kunnen uitzetten.
Hoe hoger de compliantie, hoe makkelijker de longen uitgerekt kunnen worden.
Hoe lager de compliantie, hoe moeilijker het is en hoe meer energie het dus kost (WOB).
De longcompliantie kan worden bepaald door het longvolume uit te zetten tegen de
intrapleurale druk (Pip). De steilheid van deze relatie is de compliantie. De compliantie
(C) is dus de verandering in volume gedeeld door (ten gevolge van) de verandering in
intrapleurale druk (Pip).
,Elastic recoil van de longen
De tegenhanger van compliantie is de elastic recoil. Er moet energie gebruikt worden
om deze te overwinnen. Elastic recoil omvat het feit dat de longen zich graag weer klein
willen maken, de elasticiteit dus. Als deze hoog is, dan heb je een lage compliantie
gezien de long niet makkelijk meegeeft als je hem wil vergroten. Een lage elastic recoil,
dan heb je een hoge compliantie omdat de long makkelijker meegeeft. De elastic recoil
wordt gebruikt tijdens het passieve uitademen.
De elastic recoil van de longen bestaat uit twee componenten:
1. Een anatomische component gerelateerd aan de
elasticiteit van de pulmonaire cellen en de ECM
(elastine en collageen).
2. De oppervlakte spanning, deze heeft een grotere
bijdrage aan de elastic recoil. In de alveoli ligt een dun
laagje water. Er is altijd een relatief tekort aan
watermoleculen aan het oppervlak en daardoor trekken
deze water moleculen naar elkaar toe. Hierdoor
ontstaat de oppervlakte spanning (T). Deze zorgt ervoor dat de alveolus kleiner
wil worden, wat bijdraagt aan de elastic recoil.
Surfactant
Door surfactant te produceren
wat gedaan wordt door type II
pneumocyten, wordt de
oppervlakte spanning verlaagd.
Hierdoor neemt de elastic recoil
af. Verder zorgt het er ook voor dat
de druk tussen de grote en kleine
alveoli gelijk blijft.
Als surfactant er niet zou zijn zou
de druk in kleine alveoli veel hoger
zijn dan de druk in grote alveoli wat
ervoor zorgt dat alleen via daar
maar airflow zou zijn. Elke alveolus heeft surfactant, maar hoe kleiner de straal hoe
hoger de concentratie surfactant (om druk te verlagen).
- Een tekort bij premature baby’s leidt tot verhoging elastic recoil en dus verlaging
compliantie en dus ademhalingsproblemen.
- Long fibrose, een teveel aan collageen, zorgt voor toename elastic recoil en dus
verlaging compliantie waardoor het zwaarder wordt om te ademen.
- Long emfyseem veroorzaakt een gebrek aan elastine, wat zorgt voor minder
elastic recoil en dus verhoogde compliantie.
, Drukken in de borstkas
Intrapleurale druk
De longen liggen in de thorax.
De pariëtale en de viscerale longvliezen
bewegen langs elkaar en zitten als het ware
aan elkaar vast door het dunne laagje
vloeistof wat er tussen zit. Op deze manier zitten de longen “vast” aan de thoraxwand.
De longen willen kleiner worden maar de ribben willen ze naar buiten trekken dus is er
een intrapleurale druk (Pip) tussen die twee pleura. Er wordt van twee kanten getrokken
aan de intrapleurale ruimte waardoor die druk dus altijd negatief is/er is altijd een
onderdruk.
Alveolaire druk
De alveolaire druk (PAlv) is de druk die heerst in de alveoli. Tijdens een normale
ademhalingscyclus varieert de alveolaire druk. Tijdens inademing (inspiratie) daalt de
druk onder de atmosferische druk, waardoor lucht de longen binnenstroomt. Tijdens
uitademing (expiratie) stijgt de druk boven de atmosferische druk, waardoor lucht de
longen verlaat.
Transpulmonaire druk
De transpulmonaire druk (Ptp) is het verschil tussen de alveolaire druk en de
intrapleurale druk (Ptp = PAlv – Pip). Een hogere transpulmonaire druk betekent dat de
longen meer uitgerekt zijn, terwijl een lagere transpulmonaire druk betekent dat de
longen minder uitgerekt zijn. Het is deze druk die de longen helpt uitzetten tijdens
inademing en voorkomt dat ze volledig inzakken tijdens uitademing. Op het moment dat
PAlv gelijk is aan 0 zullen Ptp en Pip gelijk zijn.
Pneumothorax
Als er door trauma een gat in de pleura ontstaat, zal er, door de negatieve druk in de
intrapleurale ruimte, lucht naar binnen stromen (Pip < Patm). Het viscerale blad zal dan
loslaten van het pariëtale blad en dan zullen de longen doen wat ze willen: kleiner
worden als gevolg van elastic
recoil. Dit is een klaplong.
Fysiologie respiratie
Ademhaling – longmechanica
Convectie
Convectie is het transport van een vloeistof of gas over een afstand als gevolg van het
bewegen van het fluïdum zelf. Om het bloed of de lucht te kunnen laten bewegen is er
een pomp nodig die zorgt voor drukverschillend. De weerstand in de bloedvaten en de
longen bepaalt de grootte van de stroom.
The work of breathing
The work of breathing (WOB) verwijst naar de hoeveelheid energie die wordt gebruikt
door skeletspieren om lucht in en uit te ademen. Dit fysiologische proces is essentieel
voor het handhaven van een adequate ventilatie en oxygenatie van het bloed. WOB
wordt beïnvloed door verschillende factoren:
- Compositie van de ingeademde lucht (hoeveel zuurstof en CO2 zit er in).
- Alveolaire ventilatie: deze is afhankelijk van de snelheid en diepte van de
ademhaling, de luchtwegweerstand en de longelasticiteit (compliantie).
- De zuurstof diffusie tussen de alveoli en het bloed, deze hangt af van de
oppervlakte, de diffusie afstand, dus de membraan dikte en de hoeveelheid
interstitiële vloeistof.
- Perfusie van de alveoli.
Luchtwegweerstand
Het drukverschil tussen de mond (Patm) en de alveoli (PAlv) gedeeld door airflow Q is de
luchtwegweerstand (Raw). Dus P = Q x R. Is de druk in de alveoli hoger dan de druk in de
buitenwereld, dan stroomt de lucht je longen uit. Is de druk in de alveoli lager
dan stroomt de lucht je longen in. In de pulmonaire fysiologie wordt de
atmosferische druk gelijk gezet aan 0 vandaar de formule zoals hiernaast.
Inademen: Bij een inademing wordt je borstkas groter, en
neemt je longvolume toe want de longen zitten “vast” aan je
borstkas. PAlv wordt dan lager dan Patm dus stroomt lucht de
longen in.
Uitademen: Bij een uitademing wordt je borstkas kleiner en
neemt je longvolume af en daarmee neemt PAlv hoger dan
Patm en stroomt lucht de longen uit.
,Wet van Boyle
De wet van Boyle stelt dat wanneer je in een
afgesloten ruimte het volume 2 keer zo groot
maakt, dat de druk dan 2 keer zo klein wordt
(Wet van Boyle: P1V1 = P2V2). Als een alveolus
dus groter in volume wordt bij inademing,
dan daalt de druk en zal lucht naar binnen
stromen. Als de borstkas vervolgens
ontspant dan gaat de druk omhoog en zal
lucht weer naar buiten stromen.
Poiseuille’s wet
De wet van Poiseuille stelt dat hoe langer de
luchtweg (l), hoe kleiner de straal (r) en hoe hoger de viscositeit van het gas
(η) → hoe hoger de weerstand (R). Doordat de straal tot de macht 4 is, zal
een verdubbeling van de straal de weerstand met een factor 16 laten
afnemen. De straal wordt beïnvloed door bronchodilatatie en
bronchoconstrictie. Bronchiolen worden omgeven door gladde spiercellen.
Deze bevatten β2-adrenoreceptoren die zorgen voor bronchodilataie
(adrenaline – sympatisch) en Muscarine cholinerge receptoren die zorgen voor
bronchoconstrictie (ACh – parasympatisch).
Long compliantie
Long compliantie is de elasticiteit. Compliantie verwijst naar het gemak waarmee de
longen en de borstkas kunnen uitzetten.
Hoe hoger de compliantie, hoe makkelijker de longen uitgerekt kunnen worden.
Hoe lager de compliantie, hoe moeilijker het is en hoe meer energie het dus kost (WOB).
De longcompliantie kan worden bepaald door het longvolume uit te zetten tegen de
intrapleurale druk (Pip). De steilheid van deze relatie is de compliantie. De compliantie
(C) is dus de verandering in volume gedeeld door (ten gevolge van) de verandering in
intrapleurale druk (Pip).
,Elastic recoil van de longen
De tegenhanger van compliantie is de elastic recoil. Er moet energie gebruikt worden
om deze te overwinnen. Elastic recoil omvat het feit dat de longen zich graag weer klein
willen maken, de elasticiteit dus. Als deze hoog is, dan heb je een lage compliantie
gezien de long niet makkelijk meegeeft als je hem wil vergroten. Een lage elastic recoil,
dan heb je een hoge compliantie omdat de long makkelijker meegeeft. De elastic recoil
wordt gebruikt tijdens het passieve uitademen.
De elastic recoil van de longen bestaat uit twee componenten:
1. Een anatomische component gerelateerd aan de
elasticiteit van de pulmonaire cellen en de ECM
(elastine en collageen).
2. De oppervlakte spanning, deze heeft een grotere
bijdrage aan de elastic recoil. In de alveoli ligt een dun
laagje water. Er is altijd een relatief tekort aan
watermoleculen aan het oppervlak en daardoor trekken
deze water moleculen naar elkaar toe. Hierdoor
ontstaat de oppervlakte spanning (T). Deze zorgt ervoor dat de alveolus kleiner
wil worden, wat bijdraagt aan de elastic recoil.
Surfactant
Door surfactant te produceren
wat gedaan wordt door type II
pneumocyten, wordt de
oppervlakte spanning verlaagd.
Hierdoor neemt de elastic recoil
af. Verder zorgt het er ook voor dat
de druk tussen de grote en kleine
alveoli gelijk blijft.
Als surfactant er niet zou zijn zou
de druk in kleine alveoli veel hoger
zijn dan de druk in grote alveoli wat
ervoor zorgt dat alleen via daar
maar airflow zou zijn. Elke alveolus heeft surfactant, maar hoe kleiner de straal hoe
hoger de concentratie surfactant (om druk te verlagen).
- Een tekort bij premature baby’s leidt tot verhoging elastic recoil en dus verlaging
compliantie en dus ademhalingsproblemen.
- Long fibrose, een teveel aan collageen, zorgt voor toename elastic recoil en dus
verlaging compliantie waardoor het zwaarder wordt om te ademen.
- Long emfyseem veroorzaakt een gebrek aan elastine, wat zorgt voor minder
elastic recoil en dus verhoogde compliantie.
, Drukken in de borstkas
Intrapleurale druk
De longen liggen in de thorax.
De pariëtale en de viscerale longvliezen
bewegen langs elkaar en zitten als het ware
aan elkaar vast door het dunne laagje
vloeistof wat er tussen zit. Op deze manier zitten de longen “vast” aan de thoraxwand.
De longen willen kleiner worden maar de ribben willen ze naar buiten trekken dus is er
een intrapleurale druk (Pip) tussen die twee pleura. Er wordt van twee kanten getrokken
aan de intrapleurale ruimte waardoor die druk dus altijd negatief is/er is altijd een
onderdruk.
Alveolaire druk
De alveolaire druk (PAlv) is de druk die heerst in de alveoli. Tijdens een normale
ademhalingscyclus varieert de alveolaire druk. Tijdens inademing (inspiratie) daalt de
druk onder de atmosferische druk, waardoor lucht de longen binnenstroomt. Tijdens
uitademing (expiratie) stijgt de druk boven de atmosferische druk, waardoor lucht de
longen verlaat.
Transpulmonaire druk
De transpulmonaire druk (Ptp) is het verschil tussen de alveolaire druk en de
intrapleurale druk (Ptp = PAlv – Pip). Een hogere transpulmonaire druk betekent dat de
longen meer uitgerekt zijn, terwijl een lagere transpulmonaire druk betekent dat de
longen minder uitgerekt zijn. Het is deze druk die de longen helpt uitzetten tijdens
inademing en voorkomt dat ze volledig inzakken tijdens uitademing. Op het moment dat
PAlv gelijk is aan 0 zullen Ptp en Pip gelijk zijn.
Pneumothorax
Als er door trauma een gat in de pleura ontstaat, zal er, door de negatieve druk in de
intrapleurale ruimte, lucht naar binnen stromen (Pip < Patm). Het viscerale blad zal dan
loslaten van het pariëtale blad en dan zullen de longen doen wat ze willen: kleiner
worden als gevolg van elastic
recoil. Dit is een klaplong.
