Ademhaling, regulatie van

definitie

de regulatie van de ademhaling is het resultaat van een complexe interactie met een systeem van sensoren, een ademhalingscontrolecentrum en een effectorsysteem om zijn opdrachten uit te voeren naar de spieren en organen die betrokken zijn bij de ademhaling.

beschrijving

in het lichaam verkrijgen cellen hun energie door zuurstof te combineren met verschillende nutriënten, waardoor koolstofdioxide als afvalproduct ontstaat. Zo hebben ze een constante toevoer van zuurstof nodig en moeten ook de kooldioxide verwijderd worden. Dit wordt bereikt door ademhaling, ook bekend als ademhaling of ventilatie, termen die door fysiologen worden gebruikt om het inademen en uitademen van lucht te betekenen.

ademhaling wordt spontaan geïnitieerd in het centrale zenuwstelsel en wordt uitgevoerd door het ademhalingsstelsel van het lichaam. Het algemene doel van dit systeem is het lichaam in staat te stellen de zuurstofhoudende lucht in te ademen en de schadelijke kooldioxide uit te ademen die door de metabole reacties wordt geproduceerd.

lucht bevat 21% zuurstof als component gas. Lucht wordt ingeademd in het lichaam via de mond en neus. Het reist dan langs de keel en strottenhoofd (strottenhoofd), door de luchtpijp (trachea), die zich verdeelt in twee belangrijkste luchtwegen die leiden naar de rechter en linker longen . De twee doorgangen verdelen zich weer in de longen in kleinere takken (bronchiën) die zich scheiden in nog kleinere (bronchiolen of alveolaire kanalen) net als een boomtakken uit. Deze luchtwegen bevatten kleine luchtzakjes aan hun uiteinden genaamd alveoli. Er zijn ongeveer 150 miljoen longblaasjes in de menselijke longen. Ze hebben zeer dunne wanden die de zuurstof vrijgeven in het bloed , ontvangen in ruil zijn kooldioxide, die vervolgens uit de longen wordt uitgeademd via hetzelfde pad dat terug leidt naar de neus en mond.

ademhaling is een automatisch proces dat wordt geactiveerd in een complex gebied van de hersenen dat de hersenstam wordt genoemd, een deel van de hersenen dat verbinding maakt met het ruggenmerg en de zenuwen. De hersenstam bevat het onvrijwillige ademhalingscentrum. Dit betekent dat ademhaling meer een reflexactiviteit is dan een activiteit gebaseerd op wil, wat betekent dat het gebeurt zonder dat we erover moeten nadenken of moeten beslissen dat het moet gebeuren. De ademhaling is in feite zo ‘ n sterke reflex dat het heel moeilijk is om moedwillig te stoppen met ademen gedurende enige tijd.

functie

het ademhalingscontrolecentrum van de hersenstam regelt de ademhaling met behulp van zenuwen, spieren en speciale sensoren die chemoreceptoren worden genoemd. Chemoreceptoren zijn gespecialiseerde cellen die chemische stoffen in het lichaam kunnen detecteren en die informatie doorgeven aan zenuwen die deel uitmaken van het centrale zenuwstelsel voor relais naar het ademhalingscontrolecentrum. Op deze manier wordt de ademhaling voortdurend gecontroleerd en aangepast om de juiste pH en partiële druk van zuurstof in het slagaderlijke bloed te handhaven, dat wil zeggen het bloed dat uit het hart komt en dat de hoogste niveaus van zuurstof voor distributie in het lichaam bevat. De regulering van de ademhaling is een homeostatisch controlemechanisme, wat betekent dat het de stabiliteit van de interne omgeving van het lichaam via negatieve terugkoppelingsmechanismen probeert te handhaven. Bijvoorbeeld, hoge niveaus van kooldioxide in het lichaam automatisch leiden tot snellere en diepere ademhaling, die op zijn beurt vermindert het niveau van kooldioxide door het verhogen van de inname van zuurstof.

het ademhalingscontrolecentrum is het centrale controlegebied voor de ademhaling. Het ontvangt informatie van andere delen van het lichaam en produceert een automatisch gecoördineerde reactie. De reactie is een reactie die de verschillende organen en spieren betrokken bij de ademhaling en gelegen in verschillende delen van het lichaam triggers om samen te handelen. Het bevindt zich in het onderste deel van de hersenstam, de medulla oblongata genaamd, een schepvormige structuur verbonden met het ruggenmerg. Het medulla bevat speciale ademhalingszenuwcellen (neuronen). Eén type zijn de inspiratoire neuronen, die actief zijn tijdens het inademen en inactief tijdens het uitademen. Het andere type zijn de expiratoire neuronen, die actief zijn tijdens het uitademen en inactief tijdens het inhaleren. Deze twee groepen neuronen genereren een automatische cyclus van inademen en uitademen. Deze automatische cyclus kan worden gewijzigd of zelfs tijdelijk gestopt, afhankelijk van de informatie ontvangen door de respiratoire controle centrum van verschillende oorsprong, zoals reflexen van de longen en luchtwegen, informatie van de chemoreceptoren, en commando ‘ s uit andere gebieden van de hersenen.

de belangrijkste centra die de informatie verstrekken die het ademhalingscontrolecentrum nodig heeft om de ademhaling te reguleren, zijn de volgende:

• Centrale chemoreceptoren. De centrale chemoreceptoren bevinden zich aan de onderkant van de vierde ventrikel (regio van de hersenstam) en ze reageren op de zuurgraad—of pH—van de cerebrospinale vloeistof (CSF), de vloeistof die de hersenen en het ruggenmerg baadt. De zuurgraad van een vloeistof wordt gemeten door de pH; deze waarde is gerelateerd aan het aantal waterstofionen in de vloeistof. De normale pH van het lichaam is 7,4; waarden hoger dan deze vertegenwoordigen alkalische omstandigheden in het lichaam, wat betekent een lagere hoeveelheid waterstofionen, en waarden van pH lager dan7.4 vertegenwoordigen zure omstandigheden, wat betekent een hogere hoeveelheid waterstofionen. Dus, wanneer de zuurgraad van de CSF verandert, hebben de berichten die door de centrale chemoreceptoren naar het ademhalingscontrolecentrum worden verzonden, een effect op de ademhaling.
• perifere arteriële chemoreceptoren. Er zijn twee soorten perifere chemoreceptoren: de halsslagader-lichamen en de aorta-lichamen. Het zijn kleine stukjes weefsel met chemoreceptoren die reageren op de hoeveelheden zuurstof en kooldioxide in arterieel bloed. De halsslagaders bevinden zich waar de gemeenschappelijke halsslagader zich in de twee halsslagaders aan beide zijden van de nek verdeelt. De aorta-lichamen bevinden zich op de aorta, het grootste bloedvat van het lichaam, dat begint vanuit het hart. De informatie van de halsslagader lichamen wordt gedragen langs de negende craniale zenuw en de informatie van de aorta lichaam wordt doorgegeven langs de tiende craniale zenuw naar de respiratoire controle centrum. De informatie van de halsslagader lichamen wordt verondersteld om de onmiddellijke regulering van de ademhaling te beïnvloeden, adem door adem, door het ademhalingscontrolecentrum.
• hersenen. Ademhaling kan ook vrijwillig zijn, dat wordt beïnvloed door andere delen van de hersenen, met name de hersenschors, het deel van de hersenen waar gedachteprocessen zich bevinden en verantwoordelijk zijn voor bewuste actie. We kunnen allemaal bewust dieper en sneller ademen (hyperventilatie), zoals bijvoorbeeld voordat we zware oefeningen beginnen . Sterke emoties kunnen ook leiden tot hyperventilatie.
• Long. Er zijn verschillende receptoren in de long die ook de ademhaling kunnen beïnvloeden. Bijvoorbeeld, reageert een type receptor in de bronchiën op irriterende ingeademde stoffen en veroorzaken hoesten, adem inhouden, en niezen. Andere receptoren in de flexibele weefsels van de long en de borstwand zijn gevoelig voor rekken. De exacte rol die door deze receptoren in de verordening van ademhaling wordt gespeeld wordt niet volledig begrepen, maar zij worden verondersteld om verantwoordelijk te zijn voor diverse reflexen die in laboratoriumstudies zijn ontdekt die op dieren worden uitgevoerd. Dit zijn rek reflexen die optreden wanneer de long en borstwand worden opgezwollen om verder inhaleren te voorkomen. Ook wanneer het luchtvolume laag is in de longen, zijn er tegenovergestelde reflexen.

na ontvangst van informatie heeft het ademhalingscontrolecentrum een route nodig om zijn regulerende berichten te verzenden. Dit wordt gedaan door speciale zenuwen, genaamd efferent zenuwen. Ze verlaten het ademhalingscontrolecentrum en passeren het ruggenmerg naar het middenrif en naar de spieren tussen de ribben (intercostale spieren) en naar andere spieren in de nek en gebruikt om te ademen. Het middenrif is een dunne, vel – achtige spier aan de onderkant van de borstholte onder de longen en het hart, en het is de belangrijkste spier betrokken bij de ademhaling. Wanneer een persoon inhaleert, trekt het middenrif samen en beweegt naar beneden, waardoor de holte die de longen bevat (thorax of borstholte) wordt uitgerekt, terwijl de intercostale spieren samentrekken en de borstholte verbreden, wat resulteert in lucht die de longen vult door zuiging. Wanneer een persoon uitademt, ontspannen het middenrif en de intercostale spieren, die de grootte van de borstholte vermindert en dwingt lucht uit de longen. Tijdens de normale ademhaling is inhaleren een actief spierproces. Het uitademen is passief en steunt op de natuurlijke elasticiteit van de weefsels om de long te laten leeglopen.

rol in de menselijke gezondheid

ademhaling is een essentiële activiteit van het lichaam, die nodig is om het leven te behouden. Als het wordt gestopt, volgt de dood snel. De regulering van de ademhaling is dus ook essentieel, wat betekent dat elke verstoring van deze functie het ademhalingsvermogen van het lichaam zal beïnvloeden, met gevolgen afhankelijk van de omvang van de stoornis.

veel Voorkomende ziekten en aandoeningen

Als de snelheid van de zuurstofopname en kooldioxide-eliminatie is niet te vergelijken met de levering van de eerste en de verwijdering van de tweede, een onevenwicht ontstaat dat kan leiden tot respiratoire afwijkingen in verband met ernstige ziekten zoals longontsteking (ontsteking van de longen), emfyseem (overmatige en abnormale ophoping van lucht in de longen als gevolg van een vermindering van de oppervlakte van de long membranen), hartfalen , bloedarmoede (tekort aan rode bloedcellen in het bloed, wat resulteert in onvoldoende zuurstof), en astma (vernauwing van de bronchiën). De volgende voorwaarden zijn het gevolg van dergelijke onevenwichtigheden:

• hypoxie. Ook bekend als anoxie. Het betekent “zonder zuurstof” en wordt gebruikt om een toestand van onvoldoende zuurstof te beschrijven die aan de cellen van het lichaam wordt verstrekt.

sleuteltermen

zuurgraad-verwijst naar een verbinding die zuur of zuur is. Opgelost in water leveren zuren waterstofionen op.

hersenstam-onderste deel van de hersenen dat verbinding maakt met het ruggenmerg. Het is een ingewikkeld neuraal centrum met verscheidene neuronale wegen tussen het cerebrum, ruggenmerg, cerebellum, en motor en sensorische functies van het hoofd en de nek. Het bestaat uit de medulla oblongata, het deel dat verantwoordelijk is voor cardiale en respiratoire controle, de middenhersenen, die betrokken is bij fundamentele, onvrijwillige lichaamsfuncties, en de pons, waar sommige schedelzenuwen ontstaan.

bronchiën-luchtwegen in de longen.

centraal zenuwstelsel (CZS) —bij mensen bestaat het CZS uit de hersenen, de craniale zenuwen en het ruggenmerg.

cerebrospinale vloeistof —CSF) – een heldere vloeistof die kleine hoeveelheden suiker (glucose) en eiwitten bevat. De CSF vult de hersenen en het centrale kanaal van het ruggenmerg en de normale pH is 7,4. Elke verandering van deze waarde wordt gedetecteerd door chemoreceptoren.

chemoreceptoren-gespecialiseerde cellen die chemische stoffen in het lichaam kunnen detecteren en die informatie kunnen doorgeven aan het centrale zenuwstelsel. De gedetecteerde stoffen kunnen extern zijn, zoals wanneer een individu iets ruikt of proeft of ze kunnen intern zijn, zoals de zuurstof of kooldioxide aanwezig in het bloed.

craniale zenuwen-bij mensen zijn er 12 craniale zenuwen. Ze zijn verbonden met de hersenstam en in principe de controle van het hoofd, evenals helpen reguleren van de organen van de thoracale en abdominale Holten.

diafragma-dunne, plaatachtige spier onder de longen en het hart aan de onderkant van de borstholte en die deze scheidt van de buik. Het middenrif is een ademhalingsspier, het Laat lucht in en uit de longen door op en neer te bewegen. Wanneer het middenrif naar beneden beweegt, ademt een persoon in. Wanneer het middenrif omhoog beweegt, ademt de persoon uit.

homeostase-stabiliteit van de interne omgeving van het lichaam, bereikt door een systeem van geïntegreerde controlesystemen geactiveerd door feedbacksystemen. Bijvoorbeeld, hoge niveaus van kooldioxide in de CSF leidt tot sterkere ventilatie in de longen, die op zijn beurt vermindert het niveau van kooldioxide door het verhogen van de inname van zuurstof.

onvrijwillige activiteit-activiteit die niet onder invloed of controle van het testament staat.

longen-groot paar ademhalingsorganen of ademhalingsorganen in de borst. De longen brengen de zuurstof aanwezig in de ingeademde lucht in het bloed en verwijderen giftige kooldioxide uit het bloed.

metabolisme-de som van alle fysische en biochemische processen die in het lichaam optreden om te produceren wat nodig is om het leven in stand te houden. Dit omvat de omzetting van voedingsstoffen in energie en het gebruik van energie door het lichaam.

perifere chemoreceptoren-chemoreceptoren die zich niet in de hersenstam bevinden. Er zijn twee soorten: de aorta-lichamen in de aorta, de grootste slagader in het lichaam en de halsslagaders in de halsslagaders die passeren aan weerszijden van de nek, die zuurstofrijk bloed uit de aorta naar de hersenen.

pH-een maat voor de zuurgraad van een oplossing of voor de concentratie van waterstofionen. In het menselijk lichaam kan de oplossing het bloed of de CSF zijn. De normale pH van lichaamsvloeistoffen is 7,4.

Reflex-actie of beweging van het lichaam dat de som is van onvrijwillige activiteit.

ademhaling-bij de mens, ademhaling, dat wil zeggen het inademen van zuurstofhoudende lucht en het uitademen van kooldioxidehoudende lucht. Het kan ook verwijzen naar de uitwisseling van zuurstof en kooldioxide in het bloed. De term ademhaling heeft nog een andere betekenis in de biochemie, waar het verwijst naar de complexe chemische reacties die in het lichaam voorkomen, genoemd oxidatiereacties, waardoor chemische stoffen elektronen overdragen en energie omzetten in vormen die nodig zijn om het leven te handhaven.

ademhalingsstelsel-de organen die betrokken zijn bij de ademhaling: de neus, de keel, het strottenhoofd, de luchtpijp, de bronchiën en de longen.

Trachea-de luchtpijp, een buis gemaakt van vezels en kraakbeen die het strottenhoofd (strottenhoofd) verbindt met de bronchiën.

ventilatie-lucht die het lichaam binnenkomt. Pulmonale ventilatie verwijst naar de uitwisseling van lucht tussen de longen en de omgevingslucht en alveoli ventilatie verwijst naar de uitwisseling van zuurstof en kooldioxide met het bloed.

• hypoxische hypoxie. Deze aandoening wordt gekenmerkt door een onvoldoende toevoer van zuurstof naar het slagaderlijke bloed en abnormaal lage partiële druk van zuurstof in de slagaders. Cyanose (blauwheid van de huid en membranen) is een belangrijk symptoom, als gevolg van lagere niveaus van hemoglobine, het eiwit dat zuurstof in het bloed vervoert.
• stagnerende hypoxie. Dit is het niet transporteren van zuurstof naar de weefsels en is te wijten aan een trage bloedstroom, zoals kan optreden bij hartfalen.
• bloedarmoede hypoxie. Bij anemische hypoxie is de gedeeltelijke druk van zuurstof in de slagaders normaal, maar het zuurstofgehalte van het slagaderlijke bloed is lager dan normaal.
• hypercapnie. Dit betekent een overmaat aan kooldioxide.
• acidose. Verhoging van de hoeveelheid waterstofion (zuurgraad) in het bloed en liquor, wat leidt tot respiratoire acidose. Het treedt op wanneer de longen niet goed ventileren en resulteert in overmatige hoeveelheden kooldioxide in het bloed. Er is aangetoond dat niet-functionele halsslagader-lichamen acidose veroorzaken.
• alkalose. Verlies van waterstofion in het bloed en CSF, wat leidt tot respiratoire alkalose, wat overmatig verlies van kooldioxide uit het lichaam betekent. Een alkalisch CSF remt het ademhalingscontrolecentrum.

Resources

BOOKS

Adams, Francis V. the Breathing Disorders Sourcebook. Verulam Publishing Ltd, 1999.

Albert, R. K. et al, eds. Uitgebreide Ademhalingsgeneeskunde. St. Louis: Mosby, 1999.Murray, J. F. Textbook of Respiratory Medicine. St. Louis: WB Saunders, Harcourt, 2000.

PERIODICALS

Zwillich, C. W. ” The control of breathing in clinical practice.”Chest 117 (Januari 2000): 205-225.

andere

American Lung Association. 1740 Broadway New York, NY 10019. (212) 315-8700. <http://www.lungusa.org>.

Monique Laberge, Ph. D.