H12: Pulmonary Structure and Function

Question 1

Beschrijf de route die lucht doorgaat richting en in de longen.

Answer 1

Conducting zone:
- Trachea
- Vertakking van de trachea in twee bronchi (linker en rechter bronchi)
- De bronchi vertakt in bronchioli

Respiratory zone:
- Respiratoire bronchioli
- Alveolaire ducts
- Alveolar sacs

Question 2

Welke relatie is er tussen het aantal alveoli en het longvolume?

Answer 2

Hoe meer alveoli, hoe groter het longvolume.

Question 3

Bij elite endurance atleten kan er sprake zijn van alveolaire mechanische stress. Waardoor wordt dit veroorzaakt en wat is de consequentie?

Answer 3

Door een hoge ventilatie en hoge pulmonaire bloedstroom. Hierdoor kan de permabiliteit van de bloed-gas barrière in de longen verstoord worden.

Question 4

Wat zijn de poriën van Kohn?

Answer 4

Deze poriën worden ook wel de alveolaire poriën genoemd en zijn verbindingen/gaten in de laag tussen naastliggende alveoli. Door deze gaten kan surfactant gelijkmatig over de alveoli verspreid worden. Daarbij faciliteren ze gelijkmatige verdeling van lucht tussen naastliggende alveoli.

Question 5

Hoeveel mL O2 en CO2 wordt er per minuut tijdens rust uitgewisseld tussen een alveolus en het bloed?

Answer 5

250 mL O2 en 200 mL CO2 (dit kan tot 25x hoger worden in endurance athletes onder intensieve inspanning)

Question 6

De conducting zone bevat geen alveoli en wordt gedefinieerd als de anatomisch dode ruimte. Deze ruimte representeert de ingeademde lucht die de alveoli niet bereikt en dus niet meegenomen wordt voor gasuitwisseling. Hoeveel mL lucht blijft er achter in de anatomisch dode ruimte?

Answer 6

150 mL

Question 7

Ondanks de benaming van de conducting zone als anatomisch dode ruimte, heeft deze zone een aantal functies. Noem deze.

Answer 7

-Transport van lucht
-Bevochtiging
-Opwarmen van de lucht
-Filtratie van deeltjes
-Vocalisatie
-Secretie van immunoglobulines

Question 8

Welke functies zijn er (naast gasuitwisseling) te wijten aan de respiratoire zone?

Answer 8

• Productie van surfactant
• Activatie en inactivatie van moleculen
• Regulatie van bloedstolling
• Endocriene functies

Question 9

Welke belangrijke ademhalingsspier heeft een bijna 4x zo grote mitochondriale dichtheid, spiervezel oxidatieve capaciteit en aerobische capaciteit?

Answer 9

Het diafragma

Question 10

Naast het effect van drukverschillen binnen alveoli die de in- en uitgang van lucht faciliteren, is het verschil in druk binnen en buiten de longen hiervoor ook belangrijk. Leg uit wat er gebeurd met de luchtdruk binnen en buiten de longen tijdens de ademhaling.

Answer 10

Tijdens inademing:
- Het diafragma spant aan waardoor het zakt en de externe intercostale spieren spannen aan waardoor de ribben omhoog bewegen. Hierdoor wordt de borstholte vergroot en daarmee verhoogt het luchtvolume in de longen. Dit heeft als gevolg dat de intrapulmonaire druk lager wordt dan de omgevingsdruk. Lucht wordt hiermee in de longen gezogen. Wanneer de ruimte in de borstholte op zijn grootst is, wordt de intrapulmonaire druk weer gelijk aan de omgevingsdruk en stopt de inademing.

Tijdens uitademing:
- Het diafragma ontspant waardoor het zich naar boven beweegt en ook de externe intercostale spieren ontspannen. De borstholte wordt hiermee weer kleiner en daarmee ook het luchtvolume in de longen.
Hierdoor neemt de luchtdruk binnenin weer toe, waardoor de luchtdruk hoger is dan die van buiten. Hierdoor stroomt lucht weer uit de longen.

Question 11

Wat kan een stijging in het residuele long volume (RLV) bij ouderdom verklaren?

Answer 11

Longweefsel wordt minder elastisch. Hierdoor verminderd de ademhalingsreserve en stijgt het RLV.

Question 12

Ondanks dat residuele long volume (RLV) de alveolaire dode ruimte reflecteert, heeft het RLV ook een functie. Wat is deze functie?

Answer 12

Het zorgt ervoor dat gasuitwisseling altijd mogelijk is. Hiermee kunnen fluctuaties in gassen tijdens verschillende ademhalingscycli voorkomen worden.

Question 13

Onderzoek duidt erop dat residuele long volume (RLV) stijgt na fysieke activiteit. Noem twee verklaringen hiervoor.

Answer 13

1. Kleine perifere luchtwegen sluiten -> door verhoging van de ventilatie (om O2 binnen te krijgen en CO2 af te voeren) en verandering van luchtstroom en druk kunnen de perifere luchtwegen dichtgedrukt worden, waardoor lucht in de afgesloten wegen ‘gevangen’ wordt en het RLV stijgt.
2. Stijging in thoracale bloedvolume -> het verhoogde bloedvolume als gevolg van inspanning zorgt ervoor dat er minder ruimte is voor de longen om samen te trekken tijdens de uitademing. Hierdoor blijft er meer lucht achter in de longen en stijgt het RLV.

Question 14

Waarvoor wordt de ‘maximum voluntary ventilation (MVV)’ voor gebruikt?

Answer 14

De MVV wordt gebruikt om de ademhalingscapaciteit tijdens snelle en diepe ademhaling te meten over ene periode van 15 seconden.

Question 15

Waarom ligt de ‘maximum voluntary ventilation (MVV)’ 25% hoger dan ventilatie tijdens maximale inspanning?

Answer 15

Omdat MVV echt gaat over de grootste hoeveelheid lucht dat een persoon in- en uit kan ademen over een bepaalde periode. Tijdens maximale inspanning is het dus niet nodig om de ademhaling tot het limiet te brengen (oftewel de longen en het lichaam kunnen veel meer aan dat wat nodig is tijdens maximale inspanning en dat beperkingen in beweging dus niet te maken hebben met de ademhaling zelf en dus met andere processen).

Question 16

Welk effect heeft training in het algemeen op de longen?

Answer 16

• Ademhalingsspieren kracht en uithoudingsvermogen verbeterd
• ‘Maximum voluntary ventilation (MVV)’ verbeterd

Question 17

Leg uit hoe en waarom statische longvolumes groter zijn voor zwemmers en duikers

Answer 17

De spieren die belangrijk zijn voor inademing versterken doordat deze spieren tegen de extra massa van het water moeten werken.

Question 18

Wat is het verschil tussen minuutventilatie en alveolaire minuutventilatie?

Answer 18

• Minuutventilatie beschrijft het volume lucht dat per minuut wordt in- en uitgeademd.
• Alveolaire minuutventilatie beschrijft het volume lucht dat de alveoli bereikt en betrokken is bij de gasuitwisseling.

Question 19

Wat is het effect van diepe ademhaling op de alveolaire minuutventilatie?

Answer 19

Diepere ademhaling zorgt ervoor dat een groter deel van de lucht dat de alveoli betreedt gemixt kan worden met de lucht dat zich reeds in de alveoli bevindt. Diepe ademhaling zorgt dus voor een effectievere alveolaire ventilatie.

Question 20

Wat gebeurd er met de anatomische dode ruimte wanneer het teugvolume groter wordt?

Answer 20

Deze wordt groter wanneer het teugvolume groter wordt. Dit komt omdat bij een grotere teugvolume, er meer volume lucht de longen inkomt waardoor sommige luchtwegen als het ware worden opengeduwd.

Question 21

Voor adequate gasuitwisseling tussen alveoli en het bloed is er een goede samenwerking nodig.

Hoeveel L lucht is er nodig tijdens rust om alveoli te ventileren met lucht en hoeveel L bloed moet er door de longcapillairen stromen?

Answer 21

4.2 L lucht en 5.0 L bloed

Question 22

De ventilatie en perfusie ratio is enorm belangrijk voor goede gasuitwisseling. De ratio wordt aangeduid als de V/Q ratio, waarbij de V staat voor alveolaire ventilatie in L/min en de Q voor de perfusie in L/min staat.

Tijdens inspanning kan deze ratio oplopen tot boven de 5.0. Waardoor komt dit?

Answer 22

Inspanning zorgt voor een (onevenredige) verhoging in alveolaire ventilatie om zo meer zuurstof in de longen te krijgen en meer koolstofdioxide uit te ademen. Echter heeft de bloedsomloop in de longen fysieke beperkingen, waardoor de bloedsomloop niet gelijktijdig met de verhoging in ventilatie kan toenemen. Hierdoor wordt de V hoger dan de Q, waardoor de V/Q ratio tijdens inspanning kan oplopen tot boven de 5.0.

Question 23

Welke twee factoren kunnen alveolaire gasuitwisseling beperken?

Answer 23

• Onderperfusie van het bloed
• Onvoldoende ventilatie relatief tot de alveolaire oppervlakte

Question 24

Bij welke pathologieën kan de alveolaire/fysiologische dode ruimte toenemen tot 50% het teugvolume?

Answer 24

Longbloeding, longembolie, emphysema, asthma en longfibrose.

Question 25

Wat is dyspneu?

Answer 25

Dyspneu is kortademigheid. Het wordt geassocieerd met een verhoogde arteriële H+ en CO2 concentratie. Vaak is dit een consequentie van een gebrek aan aerobe gezondheid (o.a. ‘poorly conditioned ventilatory musculature’).

Question 26

Waarom veroorzaakt de Valsalva manoeuvre geen grote verhoging in bloeddruk tijdens krachttraining?

Answer 26

Het effect op de bloeddruk is afhankelijk van de duur van de manoeuvre. Wanneer de Valsalva-manoeuvre te lang wordt uitgevoerd, leidt dit tot een daling van de bloeddruk in plaats van een stijging. Dit komt doordat de manoeuvre de bloedstroom naar het hart vermindert, wat op zijn beurt de bloeddruk verlaagt. De verwarring ontstaat wanneer de manoeuvre tijdens kortdurende spierinspanningen wordt uitgevoerd, waarbij er wel een stijging van de bloeddruk plaatsvindt door de verhoogde weerstand tegen de bloedstroom, vooral in actieve spieren.

Question 27

Waarom is het verstandig om in koud weer een sjawl of balaclava te dragen?

Answer 27

In koud water verliest het ademhalingsstelsel water en warmte omdat het de koude ingeademde lucht moet opwarmen en bevochtigen. Het dragen van een sjawl of balaclava in koud weer vangt het water op in van de uitgeademde lucht, waardoor de volgende inademing makkelijker en sneller verwarmd en bevochtigd kan worden.