ademhaling, gaswisseling, transport, uitscheiding en regelsystemen  (theorie - theorie)| bovenbouw h |

ademhalingsfrequentie

Bij ademhaling wordt de lucht in de longen door samentrekkingen van middenrifspieren en tussenribspieren geventileerd. In de hersenstam wordt in het ademhalingscentrum de diepte en de frequentie van de ademhaling geregeld.

regeling ademhaling

In de wand van de aorta en halsslagader bevinden zich chemoreceptoren. Deze chemoreceptoren zijn met name gevoelig voor het koolstofdioxide (CO2)-gehalte van het bloed. Bij dissimilatie stijgt het koolstofdioxidegehalte van het bloed.

dissimilatie van glucose
6O2 + C6H12O6 → 6H2) + 6CO2

Als de CO2-gehalte van het bloed stijgt, wordt dit in de chemoreceptoren in de aorta en halsslagaders waargenomen. Vanuit de chemoreceptoren wordt een signaal naar het ademcentrum gestuurd, waardoor de ademhalingsfrequentie en/of diepte van de ademhaling toeneemt. Vanuit het ademcentrum wordt de activiteit van de middenrifspieren en tussenribspieren gereguleerd. Als bij intensieve dissimilatie het CO2-gehalte van bloed sterk toeneemt, kan de luchtventilatie 20x zo hoog worden.

toename geventileerde lucht bij intensieve dissimilatie in lichaamcellen

`[a]` = inspiratoir reservevolume , `[b]` = ademvolume, `[c]` = expiratoir reservevolume, `[d]` = restvolume en `[e]` = vitale capaciteit

autonoom en animaal zenuwstelsel

Binnen het zenuwstelsel worden het autonome en animale zenuwstelsel onderscheiden. Het autonome zenuwstelsel stuurt onwillekeurige processen aan en het animale stuurt willekeurige processen aan. Het autonome zenuwstelsel is, in tegenstelling tot het animale zenuwstelsel, niet bewust te beïnvloeden. Het autonome zenuwstelsel wordt onderverdeeld in een parasympathisch deel en een (ortho)sympathisch deel.

parasympathisch en (ortho)sympathisch deel van het zenuwstelsel

Onder invloed van het (ortho)sympathische deel van het zenuwstelsel wordt de ademhalingsfrequentie verhoogd en worden de vertakkingen van de bronchiën verwijd. Onder invloed van het parasympatische deel wordt de ademhalingsfrequentie verlaagd en worden de vertakkingen van de bronchiën vernauwd. Het (ortho)sympathische deel van het zenuwstelsel regelt de activering van het lichaam en het parasympathisch deel van het zenuwstelsel brengt het lichaam tot rust.

autonome en animale regeling van ademhalingsfrequentie en diepte van de ademhaling

regeling hartslagfrequentie

De hartslagfrequentie is onder andere afhankelijk van lichamelijke inspanning, beïnvloeding van hormonen, beïnvloeding van het autonome zenuwstelsel en leeftijd.

harslagfrequentie

dwarsgestreept en glad spierweefsel

Dwarsgestreept spierweefsel wordt doorgaans door het animale deel van het zenuwstelsel aangestuurd. Spieren die bijvoorbeeld beenderen bewegen zijn dwarsgestreepte spieren en staan onder invloed van onze wil. Glad spierweefsel wordt door het autonome deel van het zenuwstelsel aangestuurd. Spieren die bijvoorbeeld verantwoordelijk zijn voor darmperistaltiek zijn glad en staan niet onder onze wil en bewegen dus autonoom (zelfstandig). Dwarsgesteept spierweefsel is krachtiger dan glad spierweefsel, maar raakt eerder vermoeid. De hartspier bestaat uit dwarsgestreept spierweefsel dat niet onder invloed staat van onze wil. Het hartspierweefsel trekt autonoom (zelfstandig) samen. Dwarsgestreept hartspierweefsel is, in tegenstelling tot ander dwarsgestreept spierweefsel, niet snel vermoeid.

dwarsgestreept spierweefsel (links) en glad spierweefsel (rechts)

sinusknoop en atriumventrikelknoop

Hartspiercellen trekken uit zichzelf samen. Vrijgeprepareerde hartcellen in een petrischaal met vocht blijven samentrekken of contraheren. Hartspiercellen trekken echter niet gecoördineerd samen. Om spieren gecoördineerd te laten samentrekken sturen twee zenuwknopen (de sinusknoop of SA-knoop) en de atriumventrikelknoop (of AV-knoop) stroompjes (impulsen) over de hartspier.

verplaatsing van stroompjes tijdens het samemtrekken van boezems en kamers


De impulsen die door de zenuwknopen worden afgegeven beginnen bij de top van de boezems en verplaatsen zich naar beneden over het spierweefsel van de boezem, waardoor deze van boven naar beneden samentrekt. Na het samentrekken van de boezem wordt het stroompje via het harttussenschot naar de onderzijde van de kamers gevoerd. Vanuit de onderzijde van de kamer verplaatst het stroompje zich omhoog, waardoor de kamer van onder naar boven toe samentrekt. Na het samentrekken van de kamers treedt de hartpauze op. Tijdens de hartpauze stromen de boezems en kamers vol met bloed. Het samentrekken van de boezems en kamers wordt systole genoemd en de hartpauze heet diastole.

systole en diastole


Tijdens de boezemsystole wordt het bloed door spiercontracties van de boezems naar de kamers geperst. De hartkleppen of zeilkleppen staan dan open. Tijdens de kamersystole wordt het bloed in de longslagaders en aorta geperst. De hartkleppen zijn dan dicht. Door de kracht van de contractie worden de slagaderkleppen of halfmaanvormige kleppen opengeduwd. Tijdens de diastole en boezemsystole drukt bloed in de slagaders de slagaderkleppen dicht. Dit komt voornamelijk omdat de slagaders in verhouding tot de kamers vrij nauw zijn.

vrijgeprepareerde hartspier

bloedreservoir

In rust bevindt zich circa 60% van de gehele bloedvoorraad in de aders (venen) en vertakkingen van aders (venulen) van de grote bloedsomloop. Tijdens lichamelijke activiteit loopt dit percentage enorm terug en bevindt zich meer bloed in de bloedvaten van de kleine bloedsomloop, het hart, slagaders (arteriën) en vertakkingen van slagaders (arteriolen) van de grote bloedsomloop en haarvaten (capillairen). Tijdens activiteit bevindt zich een groter deel van bloedvoorraad in haarvaten.

verdeling van bloed tijdens rust en activiteit
bloedstroom in ml/min in verschillende organen bij rust en activteit

slagaders (arteriën en arteriolen), haarvaten (capillairen), aders (venulen en venen)

Bloedvaten zijn van binnen naar buiten opgebouwd uit bindweefsel, glad spierweefsel en endotheel.

slagaders

Het spierweefsel van slagaders is beter ontwikkeld dan dat van aders. Dit komt omdat slagaders met behulp van deze spieren de druk vanuit het hart nog eens extra versterken door achter een puls van bloed samen te trekken, zodat deze puls extra vooruit gedrukt wordt. Slagaders zijn om deze reden ook flexibeler dan aders.

slagadervertakkingen, haarvaten en adervertakkingen

In organen vertakken slagaders zich in steeds kleinere vertakkingen (arteriolen). Uiteindelijk zijn deze vertakkingen zo dun dat ze nog één cellaag (endotheel) dik zijn en ongeveer dezelfde diameter hebben als één rode bloedcel. Dit worden haarvaten (capillairen) genoemd. Via haarvaten wordt door middel van bloeddruk weefselvloeistof uit de bloedbaan geperst. Via colloïd osmotische druk wordt deze weefselvloeistof verderop in het orgaan grotendeels weer teruggezogen in de haarvaten. In orgaanweefsel neemt de bloeddruk snel af. Uiteindelijk komen de haarvaten weer samen en verenigen zich tot adervertakkingen, waarna het bloed weer uit de organen stroomt.

aders

Via aders (venen) stroomt het bloed terug naar het hart. De bloeddruk in aders is vrijwel nul. Door aderkleppen, die het bloed alleen in de richting van het hart doorlaten, stroomt het bloed terug naar het hart. Door dit aderkleppensysteem hoopt zich tijdens rust veel bloed op in aders. Aders hebben een minder dikke spierlaag dan slagaders en bevinden zich meer aan het oppervlak dan slagaders.

slagadervertakkingen, haarvaten en adervertakkingen

regulatie bloeddruk en normwaarden

In de wanden van de aorta en halsslagaders bevinden zich baroreceptoren. Baroreceptoren zijn gevoelig voor de uitrekking van de slagaderwand. Als de kamer met kracht een puls bloed in de aorta pompt wijdt de aorta uit. Deze puls is door alle slagaders te volgen en wordt door het gladde spierweefsel in de wand van slagaders kracht bijgezet. De mate van uitwijding van de wanden van de aorta en halsslagaders kan als maat voor de bloeddruk gezien worden.

baroreceptoren


Als de bloeddruk te laag wordt sturen de baroreceptoren impulsen naar de hersenstam. In de hersenstam wordt het slagvolume en het hartritme bepaald. Als de bloeddruk lager is dan de normwaarde, neemt het hartritme en/of het slagvolume toe.

slagvolume

Het slagvolume is de hoeveelheid bloed die per hartslag vanuit het hart in de aorta en longslagader geperst wordt. Als de kamers samentrekken wordt doorgaans niet alle bloed uit de kamers geperst. Door een krachtigere samentrekking van de kamer komt een groter slagvolume tot stand. Het slagvolume wordt aangestuurd door het autonome zenuwstelsel. Hoewel de linkerkamer groter is dan de rechterkamer, hebben beide kamers hetzelfde slagvolume. De dikkere spierwand van het linkerkamer maakt de linkerkamer groter dan de rechterkamer.

hartslagfrequentie

De hartslagfrequentie, of hartritme, wordt bepaald door de sinusknoop in de rechterboezem. Onder invloed van het autonome deel van het zenuwstelsel wordt de hartslagfrequentie aangepast.

bloeddruk in aorta, kamers, boezems en longslagader

De bloeddruk in de linkerkamer is significant hoger dan de bloeddruk in de rechterkamer.

linkerkamer

De hoge bloeddruk in de linkerkamer ontstaat door de gespierdere wand van de linkerkamer. In de grote bloedsomloop bevinden zich veel meer bloedvaten en een grotere hoeveelheid bloed dan in de kleine bloedsomloop, waardoor een hogere bloeddruk noodzakelijk is om het bloed door de gehele grote bloedsomloop te persen. Daarnaast wordt onder invloed van bloeddruk in organen weefselvloeistof uit de vaten geperst. Via deze weefselvloeistof worden gassen en stoffen uitgewisseld tussen het orgaanweefsel en de haarvaten.

rechterkamer

Als de bloeddruk in de kleine bloedsomloop zou toenemen zou, net als in de grote bloedsomloop, weefselvloeistof uit de haarvaten geperst worden. Als dit in longweefsel gebeurt komt dit weefselvloeistof in de bronchiölen terecht. Bij mensen met ernstige hypertensie (hoge bloeddruk) kan op deze wijze weefselvloeistof in de longen komen. Met behulp van 'plaspillen' wordt extra water via de nieren uitgescheiden, waardoor de bloeddruk daalt.

boezems

De spierwanden van de boezems zijn veel dunner dan de spierwanden van de kamers, omdat het bloed slechts van de boezems naar de kamers gepompt hoeft te worden.

oaorta

De bloeddruk in de aorta wordt na samentrekken van kamers extra versterkt door contractie van glad spierweefsel in de aortawand.

contractie glad spierweefsel in de aortawand


Het gladde spierweefsel in de wanden van slagaders in de grote bloedsomloop houdt de bloeddruk op peil.

systolische en diastolische bloeddruk

Systolische bloeddruk (bovendruk) ontstaat bij het samentrekken van de boezems en kamers. De diastolische bloeddruk (onderdruk) is de bloeddruk tijdens de hartpauze tussen twee contracties van de hartspier in. De bloeddruk wordt uitgedrukt in millimeter kwikdruk (mmHg).

systolische en diastolische bloeddruk

Bij lichamelijke inspanning en/of beïnvloeding van het orthosympathische zenuwstelsel stijgt zowel de systolische als de diastolische bloeddruk. Als de systolische en diastolische bloeddruk echter in rust nog steeds hoog zijn, is sprake van hypertensie (hoge bloeddruk). Met name bij een hoge diastolische druk in rust is sprake van een bedreigende situatie. Een normale systolische en diastolische bloeddruk is enigszins afhankelijk van leeftijd. Een gezonde bloeddruk kan in het algemeen echter gesteld worden op 80 over 120 (waarbij 80 mmHg de diastolische en 120 mmHg de systolische bloeddruk is).

hypertensie

Wanneer de bloeddruk boven de 90 over 140 in rust is, spreekt men van hypertensie. Bij ernstige hypertensie kan de bloeddruk gemakkelijk oplopen tot 120 over 200. Bij ernstige hypertensie staan organen en bloedvaten teveel onder druk en treedt ernstige slijtage op. Veel mensen met hypertensie zijn zich niet bewust van hun hoge bloeddruk, omdat van hypertensie geen directe gevolgen merkbaar zijn.

hypotensie

Hypotensie, of lage bloeddruk, ontstaat doorgaans door een te sterke afname van vocht in de bloedbaan of verminderde hartwerking, ophoping van bloed in aders of een obstructie in een slagader. Bij hypotensie treedt vermoeidheid op en kan men zelfs flauwvallen. Als de diastolische bloeddruk daalt onder de 50 mmHg, is sprake van hypotensie.

beïnvloeding van de bloeddruk

beïnvloeding van de bloeddruk

In het bovenstaande schema is zichtbaar dat bij spieractiviteit de bloeddruk kan stijgen omdat bij bijvoorbeeld spieractiviteit van beenspieren het slagvolume toeneemt, waardoor meer bloed in de aders richting de boezems in het hart gestuurd wordt.

samenwerking spieren en aderkleppen (links) en hematocrietwaarde (rechts)


aderkleppen

Spierbewegingen stimuleren de doorstroming in de aders. In de onderstaande animatie is te zien dat spierbewegingen de aders kunnen samendrukken en daarmee het bloed richting hart voortstuwen. De aderkleppen zorgen er voor dat bloed alleen richting hart kan stromen. Door deze toestroom van bloed richting hart, neemt de toevoer van bloed in de holle aders toe. Deze toevoer zorgt voor een toenemend hartslagvolume. Een toenemend hartslagvolume leidt tot een hogere bloeddruk.

hematocrietwaarde

De hematocrietwaarde is een maat voor het aantal rode bloedcellen in het bloed. Normaal gesproken bestaat bloed uit ongeveer 55% bloedplasma en 45% bloedcellen. Bij bijvoorbeeld uitdroging kan de hematocrietwaarde van het bloed stijgen. Hierdoor neemt de viscositeit van het bloed toe, waardoor het vloed stroperiger wordt. Verhoging van viscositeit leidt tot een hogere weerstand in de bloedstroom, waardoor de bloeddruk stijgt.

vetzucht

Door overmatige lichaamsgrootte neemt met name de lengte van bloedvaten toe, waardoor de bloeddruk uiteindelijk stijgt.

autonoom zenuwstelsel

Onder invloed van toenemende othosympathische activiteit (of afnemende parasympathische activiteit) neemt de hartslagfrequentie toe, waardoor de bloeddruk stijgt.

bloeddruk en negatieve terugkoppeling

de bloeddruk wordt constant gehouden door negatieve terugkoppeling

Als de baroreceptoren in de wanden van de aorta een daling van de bloeddruk constateren, zorgt de hersenstam voor een verhoogde orthosympathische activiteit. Door orthosympathische activiteit neemt het hartslagvolume en de hartslagfrequentie toe en daarmee ook de bloeddruk. Door deze verhoogde bloeddruk wordt de homeostase van bloedplasma weer op peil gebracht, waardoor de orthosympathische activiteit afneemt.

colloïid-osmotische druk

Door bloeddruk wordt uit de haarvaten in organen weefselvloeistof (interstitiële vloeistof) geperst. Dit proces wordt filtratie genoemd.

weefselvloeistof

Via weefselvloeistof worden stoffen van en naar weefselcellen getransporteerd. Via colloïd-osmotische druk wordt weefselvloeistof verderop in de organen weer in de bloedbaan opgenomen. Dit proces wordt absorptie genoemd.

filtratie en absorptie van weefselvloeistof

plasma-eiwitten

Plasma-eiwitten spelen een rol bij de absorptie van weefselvloeistof. Omdat plasma-eiwitten niet uit haarvaten kunnen diffunderen, worden bij filtratie geen plasma-eiwitten uit haarvaten naar de weefselvloeistof gevoerd. Hierdoor ontstaat bij filtratie een concentratieverschil tussen de haarvaten en weefselvloeistof. Dit concentratieverschil is verantwoordelijk voor de zogeheten colloïd-osmotische druk. Zolang de bloeddruk hoger is dan dan de colloïd-osmotische druk, vindt filtratie van weefselvloeistof plaats. Als de bloeddruk lager is dan de colloïd-osmotische druk vindt absorptie plaats.

filtratie, absorptie, weefselvloeistof en lymfe

lever en albuminen

plasma-eiwitproductie en colloïd-osmotische druk

Plasma-eiwitten worden geproduceerd in de lever. Bij een lage colloïd-osmotische druk wordt in de lever het plasma-eiwit albumine aangemaakt.

nieren en antidiuretisch hormoon

In de hypofyse-achterkwab wordt antidiuretisch hormoon (ADH) geproduceerd op het moment dat zich in bloedplasma te weinig vocht bevindt. ADH zorgt er voor dat minder water door de nieren wordt uitgescheiden.

beïnvloeding ADH urineproductie en vochtbalans bloedplasma

persoonlijke score

history

advertentie

advertentie

© 2018 Leon Dahmen biodoen Den Haag