H14: Pulmonary Ventilation Dynamics Flashcards
Wat heeft een van de grootste invloeden op de pulmonaire ventilatie in rust?
De chemische compositie van het bloed
- Wat gebeurd er met de alveolaire PO2 en minuutventilatie wanneer je een gasmengsel inhaleert met 80% zuurstof?
- Wat gebeurd er met de alveolaire PO2 en minuutventilatie wanneer je een gasmengsel inhaleert met een zuurstofconcentratie onder de zuurstofconcentratie van de omgeving?
- De PO2 stijgt en de minuutventilatie daalt.
- De PO2 daalt en de minuutventilatie stijgt (al helemaal wanneer PO2 daalt tot onder 60 mm Hg). Gepaard hiermee daalt de hemoglobine saturatie voor zuurstof.
Noem plekken in het lichaam waar chemoreceptoren te vinden zijn die belangrijk zijn voor het detecteren van veranderingen in de PO2.
- Op verschillende delen van de halsslagader
- Op verschillende delen van de aorta
Welk strategisch nut hebben de chemoreceptoren in de halsslagaders?
Het monitoren van bloed voordat het richting de hersenen gaat.
Compleet de zin:
In rust, is de … (PCO2 of PO2) in arterieel plasma de belangrijkste prikkel voor het reguleren van de ademhaling.
In rust, is de PCO2 in arterieel plasma de belangrijkste prikkel voor het reguleren van de ademhaling.
Waarom is het niet verstandig om te hyperventileren (om zoveel mogelijk zuurstof binnen te krijgen) voordat je een zwembad induikt en je adem vasthoudt?
Hyperventilatie kan ervoor zorgen dat je inderdaad langer je adem kan inhouden en dus langer door kan zwemmen onder water. Echter zorgt het niet voor een stijging in O2 en vindt er een abnormale daling van CO2 concentraties van het bloed plaats. Een daling in de CO2 concentratie is normaal de prikkel om adem te halen. Instinctief kan je daardoor onder water je mond openen waardoor je in plaats van te ademen, water inslikt en je hierdoor kan verdrinken.
Wat wordt er bedoeld met het feit dat het molecuul CO2 zelf niet op zich zelf verantwoordelijk is voor het reguleren van de ademhaling?
Er is een directe relatie tussen de pH van het bloed en de concentratie CO2. Chemoreceptoren in het bloed registreren dus verandering in de pH. Wanneer de pH daalt, herkent het lichaam dit als ‘acidose’ en weet je dat CO2 wordt omgezet tot koolzuur.
Deze relatie kan geïllustreerd worden met de volgende reactie:
Lactaat + H+ + HCO3- > Lactaat + H2CO3 <> H2O + CO2
Als er een hoge concentratie CO2 is, verschuift de reactie naar links en komen er meer H+ vrij wat resulteert in een daling van de pH. Vice versa, als er een hoge concentratie H+ is, verschuift de reactie naar rechts en wordt er meer CO2 als gevolg geproduceerd.
Wat gebeurd er met de ademhaling wanneer er een daling in de pH plaatsvindt?
Ademhaling gaat omhoog zodat CO2 verdreven kan worden en koolzuur concentraties in het bloed weer kunnen dalen.
Waardoor wordt de daling in de PCO2 van het bloed veroorzaakt als gevolg van hyperventilatie?
Door te hyperventileren, veranderd de samenstelling van de lucht in de alveoli naar een samenstelling dat lijkt op de buitenlucht. Hierbij daalt de PCO2 in de alveoli van 40 mm Hg naar 15 mm Hg. Als gevolg ontstaat er een diffusie gradiënt waarbij CO2 vanuit het bloed richting de alveoli, waardoor er dus meer CO2 het bloed verlaat dan normaal en de PCO2 van het bloed daalt.
Wat is hyperpnea?
Een toename in ventilatie (typisch gezien tijdens fysieke activiteit > exercise hyperpnea)
Verklaar waarom mixed-venous PCO2 stijgt wanneer inspanning toeneemt, terwijl alveolaire PO2 en PCO2 gelijk blijven.
- Mixed venous PCO2 stijgt omdat er meer anaerobe verbranding plaatsvindt wanneer intensiteit van inspanning toeneemt. Het geproduceerde CO2 komt in de bloedbaan terecht, waardoor de PCO2 in mixed-venous bloed dat teruggaat naar de longen stijgt.
- Alveolaire PCO2 blijft gelijk omdat de ventilatie proportioneel is tot de hoeveelheid CO2. Dus wanneer CO2 in het bloed stijgt, stijgt ook de ventilatie.
- Alveolaire PO2 blijft gelijk omdat ook hierop de ventilatie wordt aangepast. Wanneer het zuurstofverbruik toeneemt, neemt ook de ventilatie proportioneel toe.
Er zijn drie dynamische fases voor minuutventilatie tijdens moderate fysieke activiteit (ventilatiefase I, II en III). Beschrijf deze drie fases.
- Fase I: bij de start van fysieke activiteit zorgt de stimulatie van neuronen in de cerebrale cortex (central command) in combinatie met de stimulatie van spieren voor de activatie van de medulla zodat de ventilatie verhoogd wordt (20 L/min).
- Fase II: na een korte plateaufase van 20 seconden stijgt de minuutventilatie exponentieel om zo een equilibrium te bereiken voor gasuitwisseling. Dit wordt gereguleerd door de central command input. Hierbij is er continue stimulatie van de medulla, waarbij er een versterking is van de sensitiviteit voor dezelfde (bewegings)prikkel (short-term potentiation).
- Fase III: de laatste fase gaat over het verfijnen van steady-state ventilatie a.d.h.v. het registreren van prikkels die ontstaan zijn door de fysieke activiteit (CO2, H+, lactaat, etc.)
Er zijn twee factoren die kunnen verklaren wat er gebeurd wanneer ventilatie afneemt na het stoppen van fysieke activiteit. Welke twee factoren zijn dit?
- Geleidelijke afname van ‘respiratory center short-term potentiation’
- Herstel van metabolische, thermische en chemische functies.
Wat houdt de ventilatory equivalent in?
De ratio tussen minuutventilatie en zuurstofopname (VE/VO2).
De ventilatory equivalent is afhankelijk van welke activiteit je ondergaat. Als je bijvoorbeeld op je buik zwemt, is de VE/VO2 lager dan wanneer je hardloopt (op welke intensiteit dan ook).
Verklaar waarom de VE/VO2 lager is bij zwemmers dan bij hardlopers en wat het gevolg hiervan is op de gasuitwisseling.
Water heeft een beperkende invloed op je ademhaling, waardoor de ventilatory equivalent lager wordt. Hierdoor wordt de gasuitwisseling beperkt (al helemaal tijdens maximale inspanning tijdens zwemmen) en hiermee wordt ook de lagere VO2max bij zwemmers i.v.t. hardlopers verklaard.
Regelmatige aerobische inspanning heeft een positieve invloed op de dynamica van pulmonaire ventilatie. Leg dit effect uit.
Aerobische inspanning verlaagd de ventilatory equivalent, hierdoor neemt ook het energieverbruik van ademhalingsspieren af.
Tijdens licht tot gemiddelde inspanning, is de minuutventilatie lineair gerelateerd aan zuurstofinname en CO2 productie. Is dit ook zo voor maximale inspanning?
Nee. Minuutventilatie neemt dan disproportioneel toe in vergelijking tot de zuurstofinname (point of ventilatory threshold). Hiermee stijgt ook de ventilatory equivalent.
Als tijdens maximale inspanning zuurstofinname niet meer lineair gerelateerd is aan minuutventilatie en dus minuutventilatie disproportioneel stijgt i.v.t. zuurstofinname, wat is dan het nut van de stijging in minuutventilatie?
Tijdens maximale inspanning, vindt er met name anaerobe verbranding plaats. Er wordt meer CO2 geproduceerd en om de overvloed aan CO2 kwijt te raken, gaat de minuutventilatie omhoog.
