Week 6 Flashcards
Wat gebeurt er bij gaswisseling?
-O2-arm bloed gaat via de longslagader naar de longen, via vv. pulmonales terug naar het hart
-In de longen is er O2 opname en CO2 afgifte via capillairen langs de alveoli
Welke 3 processen zijn betrokken bij gastransport?
-Ventilatie: lucht in de longen verversen
-Diffusie: over membraan passeren van CO2 en O2
-Perfusie: bloed dat door de longen stroomt
Welke statische longvolumes zijn er?
-VT: teugvolume (0,5-1 L), normale in - normale uit
-IRV: max inademen na inademen VT
-ERV: max uitademen na uitademen VT
-RV: inhoud na max uitademen
-FRC: functionele residuaal capaciteit, ERV + RV
-IVC: TLC - RV
-TLC: totale longinhoud bij max inademing
Hoe kan het ademminuutvolume berekend worden?
AMV= VT x AF (L/min ingeademd)
In rust 6 L/min, in inspanning tot 120 L/min
Welke dynamische longvolumes zijn er?
FEV1: forced expiratory volume, L lucht expirerenin 1e s bij max uitademen
FVC: forced vital capacity, max uit na max in, </= VC
FIV1: forced inspiratory volume
Hoe werkt een natte spirometer en welke waardes kunnen daarmee gemeten worden?
Kolom in een waterbad gaat op en neer bij in- en expiratie
VT, ERV, IRV, IVC, EVC… (niet RV, FRC en TLC)
Hoe kan TLC gemeten worden?
Met een bodybox
Hoe groot is RV tov TLC en hoe kan het berekend worden?
ca. 25% van de TLC
RV berekenen uit FRC meting:
-> Heliumverdunning
-> Stikstofuitwas
-> Bodyplethysmografie (bodybox)
FRC - ERV = RV
RV + VC = TLC
Wat zijn de karakteristieke onderverdelingen van longvolumina?
Normaal: TLC 100%, FRC 50%
Ouder normaal: RV neemt een beetje toe en ERV af; minder elasticiteit
Emfyseem: TLC neemt toe, RV neemt (sterk) toe
Fibrose: verkleining IC, ERV, RV en TLC
Neuromusculair: TLC, IC en ERV kleiner, RV groter
Obesitas: zelfde als nm maar IC iets groter dan bij nm
Hoe werkt de heliumverdunningsmethode?
Start op FRC-niveau
Inwastijd Helium 4 - 9 min. Verdeelt zich over de hele long en blijft daar
C1 x V1 (voor inwas)= C2 x (V1 + V2) (na inwas)
C1 x V1 = C2 x (V1 + FRC)
RV = FRC – ERV
TLC = RV + VC
Wat is een obstructie en hoe zie je het terug op een dynamisch longvolume curve?
De luchtwegen zijn vernauwd waardoor de weerstand omhoog gaat bij uitademing. Er is meer tijd nodig om uit te ademen dus de curve is afgeplat
Wat is een restrictie en hoe zie je het terug op een dynamisch longvolume curve?
Beperkte luchthoudendheid van de long (bv door een vergroot hart of stugge longen). Er wordt snel lucht uitgeblazen (FEV) maar de piek en breedte zijn kleiner
Wat is er aan de hand bij emfyseem?
Elastische vezels van de longen worden afgebroken waardoor lucht opgesloten blijft in de longen
Hoe kan een flow-volume curve gemaakt worden?
Spirometer meet volumes
-> Flow via differentiatie
Pneumotachograaf meet flows
-> Volumes via integratie
Hoe kan een flow-volume curve gemaakt worden?
Spirometer meet volumes
-> Flow via differentiatie
Pneumotachograaf meet flows
-> Volumes via integratie
Hoe ziet een floe-volume curve eruit?
Rustlus->max uitademen->max inademen->max uitademen
Meerdere keren blazen
Welke gegevens kun je in een flow-volume curve aflezen?
Peak expiratory flow (PEF): piek bij uitademen
FEV1
FVC, VT, IRV + ERV
Forced Expiratory Flow (FEF)
Maximum Expiratory Flow (MEF)
FEF25 = MEF75
FEF50 = MEF50
FEF75 = MEF25
Wat zijn de voordelen van een flow-volume curve?
Stroomsterkte betere maat voor opsporen luchtwegweerstand
Fouten tijdens het blazen gemakkelijker te zien
Door karakteristieke patronen herkennen van ziektebeelden
Hoe zie je of een flow-volume curve goed geblazen is?
Vanaf TLC direct steil omhoog
Scherpe enkele piek
Flow moet geleidelijk aflopen naar 0
Zonder artefacten (hoest, keelknijpen)
Welke 6 fouten kunnen in een flow-volume curve ontstaan?
-Niet steil omhoog: langzame start expiratie
-Brede piek: weinig moeite
-Deuk in expiratie: hoest
-Missende rechter hoek: abrupte stop expiratie
-Curve niet gesloten
-Parallel verplaatste curve (naar links): incomplete inademing voor expiratie
Hoe kan met een V,t-grafiek flow bepaald worden?
Een steile helling correspondeert met een grote flow dV/dt
Een vlakke helling correspondeert met een kleine flow dV/dt
Wat zijn kenmerkende flow-volume curves voor een milde of ernstige obstructie?
Vlakkere (expiratoire) curve
‘Kerktoren’ bij ernstige COPD/emfyseem
Wat zijn kenmerkende flow-volume curves voor een restrictie?
Smallere curve met een lagere PEF. Restrictie alleen met zekerheid bij een TLC meting
Wat zijn kenmerkende flow-volume curves voor een stenose?
Variabele extrathoracale stenose: afgeplatte inspiratoire curve (ex=in)
Variabele intrathoracale stenose: afgelatte expiratoire curve (in=ex)
Gefixeerd: afgeplat bij in- en uitademing
Wat meet een pneumotachograaf?
Flowmeter:
meet drukval over een lage
weerstand
drukval evenredig met flow
Omzetting flow ->volume
Waar zijn de referentiewaarden van FVC en FEV1 van afhankelijk?
-Leeftijd
-Lengte
-Geslacht
-Etniciteit
Wat zijn de kenmerken van leeftijd als voorspeller van longvolumes?
Bij veroudering: degeneratie in de longen
Longvolumes zijn negatief gecorreleerd met de leeftijd
Grote reserves dus in principe geen beperkingen.
I.v.m. groeispurt is er bij kinderen geen
duidelijk verband met de leeftijd
Wat zijn de kenmerken van lengte als voorspeller van longvolumes?
Toenemende lengte hangt samen met toegenomen metabole behoeften
Longfunctiewaarden zijn positief gecorreleerd met lengte (hoe langer, hoe groter de longen)
Wat zijn de geslachtsgebonden verschillen tussen longvolumes?
Volwassen mannen hebben bij dezelfde lengte en leeftijd een grotere long dan vrouwen
Wat is de correlatie tussen etniciteit en longvolumes?
Oude referentiewaarden ERS 93* vnl. bepaald voor Kaukasische ras.
Afro-Amerikaanse afkomstbij zelfde lengte kortere romp dus kleinere long (~ 13% kleiner longvolume)
N. India, Pakistan, Polynesië afkomst juist langere romp, maar smaller en iets kleinere long ( 10% kleiner volume)
Welke referentiwaarden worden gebruikt?
GLI-2012
Referentiewaarden uit zeer grote representatieve groep (n = ~74.000) gezonde, niet-rokers, 3-95 jr.
Voorspellers: lengte, leeftijd, geslacht en etniciteit
Uit welke generaties bestaan de luchtwegen?
Generatie 0-16: geleidende luchtwegen, t.m de terminale bronchiolen
Generatie 17-23: gaswisselingszone, respiratoire bornchiolen, alveolaire ducts + sacs
Waar bevindt zich de anatomische dode ruimte?
De geleidende luchtwegen=RV=150 mL
Wat is de totale opp van longblaasjes bij een longinhoud van 6 L?
107 m2 door de gigantische hoeveelheid alveoli en hun bol vorm (4 pi r2)
Uit welke cellen bestaan alveoli?
Type I pneumocyten laten O2 en CO2 door
Type II pneumocyten in de alveoli produceren surfactant dat de oppervlakte spanning verlaagt waardoor de alveoli niet inklappen
Waaruit bestaat de alveolo-capillaire/respiratoire membraan en hoe dik is het?
Capillair endotheel, gefuseerde basaalmembraan en alveolair epitheel
0,3 microm
Wat is de ventilatie/perfusieverhouding?
Bovenin longen ventilatie>perfusie, onderin perfusie>ventilatie
Ondanks grote verschil tussen gas- en bloedvolume is de L/min voor de alveolaire ventilatie en de bloedstroom (HMV) ongeveer gelijk (5L/min). De ventilatie/perfusieverhouding is dus ongeveer 1
Wat is diffusie?
Een passief proces door verschil in partiele druk van CO2 en O2
Wat zijn de partiele drukken bij de gaswisseling in de longen?
PIO2=150 mmHg PICO2= 0 mmHg (luchtwegen)
PAO2= 102 mmHg PACO2= 40 mmHg (alveoli)
PVO2= 40 mmHg PVCO2= 46 mmHg (a. pulmonalis)
PpvO2= 102 mmHg PpvO2= 40 mmHg (vv. pulmonales)
Wat is de wet van Fick?
Vgas = (A/T) . Dgas . (P1 - P2)
Dgas = Sol/(√MW)
Vgas= hoeveel gas van A->B verplaatst (ml/min)
Dgas = Diffusie constante
T= dikte membraan
A= opp membraan
Uit welke delen bestaat de wet van Fick?
Diffusiecapaciteit long = A/T . Dgas (DL,O2)
Partiele drukverschil= (P1 - P2) (P1= partiele druk O2 in alveoli, P2= partiele druk in capillair)
Waarvan is de diffusie constante afhankelijk?
- Structuur membraan (alveolairecapillaire membraan)
- De chemische samenstelling membraan
- Temperatuur (lichaamstemperatuur)
- Oplosbaarheid van het gas (Sol)
- Molecuulgewicht van het gas (√MW)
Wat is de wet van Dalton?
Partiele druk van “Gas X” (Px) in een gasmengsel:
Px = Fi (concentratie van gasmengsel X in %) x (Pbar – PH20)
Pbar = atmosferische druk (760 mmHg)
PH20 = Spanning van waterdamp
Hoe kun je de diffusie capaciteit van de longen berekenen?
DL, O2 = VO2/ (Palv - Pcap)
V02 kan je meten
Palv = bekend = Partiele druk van 02 bij inspiratie = 150 mmHg ≈ 20.0kPa
Pcap = onbekend = kan je berekenen
Waarvan is gaswisseling van O2 afhankelijk?
Het is diffusie en perfusie gelimiteerd
Rode bloedcel gaat in 0,75 s door een capillair of tot 0,3 s bij inspanning. De diffusiegradient is al voor het einde van de capillair 0
Welke gas wordt gebruikt om de diffusiecapaciteit te meten en warom?
CO: DL, CO= VCO/ Palv (want Pcap is 0)
Het is 100% diffusie gelimiteerd omdat er geen CO in het bloed zit, en het bindt op gelijke wijze aan Hb maar 100x sterker dan O2
Waardoor is gaswisseling van NO2 (lachgas) gelimiteerd?
Perfusie
Hoe wordt diffusiecapaciteit gemeten
Een gasmengsel (0,3% CO, 10% He en 21% O2) wordt max ingeademd, even vastgehouden en dan wordt er max uitgeademd
->Eerste 750 mL uitgeademde lucht als dode ruimte beschouwd
->Tweede 750 mL is de sample volume. Daarmee DCO berekend
DLO2= 1,23 x DLCO ivm ander MW en Sol
Wat is longfibrose?
Progressieve verlittekening van de longen
Wat gebeurt er met de diffusiecapaciteit bij longfibrose?
DLCO↓
Dikte (T) ↑
Oppervlak (A)↓
Wat is emfyseem?
Verlies van het aantal longblaasjes
Wat gebeurt er met de diffusiecapaciteit bij emfyseem?
DLCO↓
Oppervlak (A)↓
Wat zijn de voorwaarden voor een diffusiemeting (DLCO - SB)?
- In zittende houding (in rust!)
- Geen zware inspanning voor de meting
- Geen additionele zuurstof (10 min vooraf staken)
- Idealiter 12 uur niet gerookt (i.v.m. CO back pressure)
- Recent hemoglobineconcentratie bekend?
Hoe wordt diffusiecapaciteit ook wel in de data genoteerd?
DLCO=TLCO
TLCOc= gecorrigeerd voor het aantal rode bloedcellen
KCO= gecorrigeerd voor het alveolair volume
KCOc= KCO gecorrigeerd voor het aantal rode bloedcellen
Welk gegeven wordt in de praktijk gebruikt om diffusiecapaciteit te bepalen?
DLCOc
Wat betekenen de verschillende waardes van DLCOc?
Normaal: >75% ref
30-40% extra O2 nodig bij inspanning, <30% O2 in rust nodig
Wat zijn de elastische eigenschappen van de long?
- Elastine vezels: rekbaar
- Collageen vezels: strekbaar
- Eenmaal gestrekt is de long niet meer rekbaar. Collageen en elastine hebben zo invloed op dimensies van de long
Andere belangrijke component hierin is oppervlakte spanning
Wat is de wet van Laplace?
P= (2T)/r
T= oppervlakte spanning
Wat doet surfactant?
-Het verlaagt de oppervlakte spanning. Door de wet van Laplace is de druk hoger in alveoli met een kleinere r (en diffusie hoge->lage druk).
-Hoe kleiner het oppervlak van de alveolus hoe groter het oppervlakte
spanning verlagende effect van surfactant. Daardoor worden de drukverschillen tussen alveoli verlaagd
Wat zijn de eigenschappen van surfactant?
-Het verlaagt oppervlakte spanning tussen gas en vloeistof in de
alveolus
-De hydrofiele koppen zitten tegen de wand en de hydrofobe staarten staan naar binnen
Waardoor wordt stroming in de luchtwegen bepaald?
Flow = drukverschil / weerstand (luchtwegen)
V’ = Palv-Pmond / Raw
Welke spieren zijn betrokken bij de ademhaling?
->Inademing: externe intercostaalspieren naar buiten, diaphragma naar beneden. Negatieve druk in de pleuraruimte neemt toe
->Uitademing (actief): interne intercostaalspieren + buikspieren
Is ademhaling actief of passief?
Inspiratie is een actief proces: diafragma en intercostaal spieren bewegen thoraxkooi naar “buiten”
Expiratie is : ontspanning diafragma en intercostaal spieren
Welke spieren worden alleen bij ademnood gebruikt?
Hulpademhalingsspieren (sternocleidomastoid en scalenus)
Waardoor ontstaat er evenwicht van de ademhalingsstand?
Longen hebben altijd een inwaartse contractiekracht, borstkas heeft een uitwaartse kracht. Evenwicht in rusttoestand: FRC niveau
Wat is de rusttoestand van de borstkas?
70% VC. Er is bij inspiratie meer druk nodig voor beweging van de borstkas dan voor de longen
Wat veroorzaakt een pneumothorax?
Gat in long-> bij iedere inademing komt lucht in de pleuraruimte waardoor de long samenvalt
Wat is compliantie?
C=dV/dP. Bij een hoge compliantie is er weinig druk nodig voor een grote volumeverandering
Wat is elastantie?
E=dP/dV=1/C
Stijfheid van de longen
Wat gebeurt er met de pleuradruk bij inademing?
In rust is de pleuradruk -5 cmH2O. Bij inademen wordt het negatiever (-8 cmH2O-> lucht naar de alveoli. De transmurale druk stijgt van 5 naar 7 cmH2O (druk in de alveoli gaat van 0 naar -1)
Hoe kan de transpulmonale druk berekend worden?
dPoes komt overeen met dPpl
Pmond - Ppl = dPtp= druk nodig voor inademing
Hoe kom je bij de TLC van de long?
Als je de druk om de longen verder negatief maakt
Wat is het effect van emfyseem op de compliantie, elasticiteit en TLC?
De compliantie is hoger en de elasticiteit is lager dan normaal
Er is weinig transpulmonale druk nodig voor (groter dan normale) TLC
Long loopt slecht leeg
Wat is het effect van interstitiele fibrose op de compliantie, elasticiteit en TLC/
De compliantie is lager en de elasticiteit is hoger dan normaal
Er is veel druk nodig om een volumeverandering te verkijgen
TLC is kleiner en de ling loopt slecht vol
Wat is het effect van mitralisstenose op de compliantie en elasticiteit van de longen?
Er is veel vocht in de longen waardoor de longen moeilijker uitrekker en de compliantie daardoor afneemt/de elasticiteit toeneemt
Wat is arbeid?
arbeid= kracht/m2 x weg.m2= druk . volume
Wat is alveolaire dode ruimte?
Lucht in de luchtpijp ~150 mL
Wat is fysiologische dode ruimte?
Alveoli waar geen bloed langsstroomt
Hoe bereken je de teugvolume?
VT= VDR + VA (alveolair volume)
Wat is de minuutventilatie en hoe bereken je het?
V’E=AMV= f x VT
L dat je p/m ventileert
Hoe bereken je de dode ruimte fractie?
VDR/VT
Wat gebeurt er met de ademhaling bij snorkelen?
Dode ruimte stijgt-> paCO2 stijgt-> AMV stijgt door de teugvolume te verhogen. Bij sneller ademen neemt de DR fractie toe
Wat is de fysiologische dode ruimte?
VDFys = VDAn (anatomosch) + VDAlv (alveolair)
Wat betekenen de verschillende V/Q verhoudingen?
V’/Q’ = 0 shunt
V’/Q’ = 1 normaal
V’/Q’ = ∞ dode ruimte
Wat is een shunt?
Mismatch tussen ventilatie en perfusie waarbij er perfusie is zonder ventilatie. Fractie niet-geoxygeneerd bloed
Welke soorten shunting zijn er?
-Anatomische shunt
-Niet-anatomische shunt
Welke soorten anatomische shunts zijn er?
Rechts > links shunt intracardiaal
AV malformaties: directe koppeling tussen a. en v. pulmonalis waardoor er niet langs een capillairbed diffusie plaatsvindt
Welke soorten niet-anatomische shunts zijn er?
Door opvulling van alveoli
Afsluiting luchtweg
Wat is dode ruimte ventilatie?
Mismatch tussen ventilatie en perfusie waarbij er wél ventilatie is, zonder perfusie
Onvoldoende oxygenatie van het bloed in wel geventileerde delen
Geeft oa CO2 probleem
Wat zijn voorbeelden van dode ruimte ventilatie?
Longembolieën
Destructie capillairbed (emfyseem)
Hoe verhouden de alveoli groottes zich in de long tov elkaar?
Apicaal: alveoli groot
Basaal: alveoli klein
Op TLC: alveoli even groot
Waar is ventilatie en waar is perfusie in de longen het grootst?
Apicaal ventilatie klein en basaal groot (basaal meer vol verandering mogelijk)
Zwaartekracht: perfusie basaal het grootst
Hoe is de V’/Q’ in de longen?
Apicaal: meer ventilatie dan perfusie. Overgeventileerd, dode ruimteachtig
Basaal: meer perfusie dan ventilatie. Ondergeventileerd, shuntachtig
Snijpunt ergens in midden