ademhaling staat centraal in het leven, omdat het het menselijk lichaam in staat stelt de energie te verkrijgen die het nodig heeft om zichzelf en zijn activiteiten in stand te houden. Maar hoe werkt het?

Abstract

ademhaling gebruikt chemische en mechanische processen om zuurstof naar elke cel van het lichaam te brengen en koolstofdioxide te verwijderen. Ons lichaam heeft zuurstof nodig om energie te verkrijgen om al onze levende processen te voeden. Kooldioxide is een afvalproduct van dat proces., Het ademhalingssysteem, met zijn geleiding en ademhalingszones, brengt lucht uit de omgeving naar de longen en vergemakkelijkt de gasuitwisseling zowel in de longen als in de cellen. Verpleegkundigen hebben een goed inzicht nodig in de werking van de ademhaling en in de vitale tekenen van ademhaling en ademhalingspatronen, om patiënten met ademhalingsproblemen te kunnen verzorgen en mogelijk levens te kunnen redden in acute situaties.

citaat: Cedar SH (2018) Every breath you take: the process of breathing explained. 11: 1, 47-50.,auteur: SH Cedar is universitair hoofddocent en lezer in de menselijke biologie aan de School of Health and Social Care, London South Bank University, en auteur van Biology for Health: Applying the Activities of Daily Living.

  • Dit artikel is dubbelblind peer reviewed
  • Scroll naar beneden om het artikel te lezen of download hier een printvriendelijke PDF

Inleiding

De eerste vraag die in een noodsituatie wordt gesteld is: “ademt de persoon?”. Het is ook vaak de eerste vraag over pasgeborenen en de laatste vraag over de stervenden., Waarom is ademen zo belangrijk? Wat is er in de adem dat we zoveel nodig hebben? Wat gebeurt er als we stoppen met ademen? Deze vragen lijken misschien voor de hand liggende vragen, maar de mechanismen van de ademhaling worden vaak slecht begrepen, en hun belang in de medische beoordelingen en diagnostiek vaak gemist. Dit artikel beschrijft de anatomie en fysiologie van de ademhaling.,

samenwerken met groene planten

we hebben energie nodig om alle activiteiten in ons lichaam te voeden, zoals het samentrekken van spieren en het behoud van een rustpotentieel in onze neuronen, en we moeten werken om de energie te verkrijgen die we gebruiken.

groene planten nemen hun energie rechtstreeks uit zonlicht en zetten deze om in koolhydraten (suikers). Dat kunnen we niet doen, maar we kunnen de energie die in koolhydraten is opgeslagen gebruiken om alle andere reacties in ons lichaam te voeden. Om dit te doen, moeten we suiker combineren met zuurstof., Daarom moeten we zowel suiker als zuurstof accumuleren, wat ons nodig maakt om te werken. In feite besteden we veel van onze energie aan het verkrijgen van de suiker en zuurstof die we nodig hebben om energie te produceren.

we halen koolhydraten uit groene planten of dieren die groene planten hebben gegeten, en we halen zuurstof uit de lucht. Groene planten geven zuurstof af als afvalproduct van fotosynthese; we gebruiken die zuurstof om onze metabole reacties te voeden, waardoor kooldioxide vrijkomt als afvalproduct. Planten gebruiken ons afvalproduct als koolstofbron voor koolhydraten.,

chemische bindingen breken

om energie te verkrijgen moeten we de energie vrijgeven die zit in de chemische bindingen van moleculen zoals suikers. Het voedsel dat we eten (zoals koolhydraten en eiwitten) wordt in ons maag-darmkanaal verteerd tot moleculen (zoals suikers en aminozuren) die klein genoeg zijn om in het bloed over te gaan. Het bloed transporteert de suikers naar de cellen, waar de mitochondriën hun chemische bindingen breken om de energie vrij te geven die ze bevatten. Cellen hebben zuurstof nodig om dat proces uit te kunnen voeren. Omdat elke cel in ons lichaam energie nodig heeft, heeft elk van hen zuurstof nodig.,

de vrijgekomen energie wordt opgeslagen in een chemische verbinding genaamd adenosinetrifosfaat (ATP), die drie fosfaatgroepen bevat. Wanneer wij energie nodig hebben om een activiteit uit te voeren, wordt ATP opgesplitst in adenosinedifosfaat (ADP), dat slechts twee fosfaatgroepen bevat. Het breken van de chemische band tussen de derde fosfaatgroep en ATP geeft een hoge hoeveelheid energie vrij.

interne en externe ademhaling

onze longen leveren zuurstof uit de buitenlucht naar de cellen via het bloed en het cardiovasculaire systeem om ons in staat te stellen energie te verkrijgen., Als we inademen, komt zuurstof in de longen en verspreidt zich in het bloed. Het wordt naar het hart gebracht en in de cellen gepompt. Tegelijkertijd verspreidt het koolstofdioxide-afval van de afbraak van suikers in de lichaamscellen zich in het bloed en verspreidt het vervolgens vanuit het bloed naar de longen en wordt het uitgestoten als we uitademen. Het ene gas (zuurstof) wordt vervangen door het andere (kooldioxide). Deze uitwisseling van gassen vindt plaats zowel in de longen (externe ademhaling) en in de cellen (interne ademhaling). Fig 1 vat de gasuitwisseling bij mensen samen.,

bron: Peter Lamb

lucht naar de longen brengen

ons ademhalingssysteem bestaat uit een geleidingszone en een ademhalingszone. De geleidingszone brengt lucht uit de externe omgeving naar de longen via een reeks buizen waardoor de lucht zich verplaatst. Dit zijn de:

  • neusholte;
  • keelholte (deel van de keel achter de mond en neusholte),
  • strottenhoofd (strottenhoofd),
  • luchtpijp;
  • bronchiën en bronchiolen.,

naast het geleiden van lucht naar de longen, verwarmen deze buizen ook:

  • De inkomende lucht;
  • filteren kleine deeltjes uit de lucht;
  • bevochtigen om de gasuitwisseling in de longen te vergemakkelijken.

de neusholte heeft een groot aantal kleine haarvaten die warm bloed naar de koude neus brengen. De warmte uit het bloed verspreidt zich in de koude lucht die de neus binnenkomt en verwarmt het.,

de bekleding van de keelholte en het strottenhoofd (die de bovenste luchtwegen vormen) en de bekleding van de luchtpijp (onderste luchtwegen) hebben kleine cellen met weinig haartjes of trilharen. Deze haren vangen kleine zwevende deeltjes, zoals stof, en voorkomen dat ze de longen bereiken.

het slijmvlies van de neusholte, de bovenste en de onderste luchtwegen bevat bekercellen die slijm afscheiden. Het slijm bevochtigt de lucht als het binnenkomt, waardoor het meer geschikt is voor de interne omgeving van het lichaam., Het vangt ook deeltjes, die de trilharen dan naar boven en uit de buurt van de longen vegen zodat ze worden ingeslikt in de maag voor de spijsvertering, in plaats van vast te zitten in de longen. Dit mechanisme van het verplaatsen van gevangen deeltjes op deze manier staat bekend als de mucociliary roltrap.

de longen zijn een beetje als ballonnen: ze blazen niet vanzelf op, maar doen dat alleen als er lucht in wordt geblazen. We kunnen in de longen blazen en ze opblazen – dat is een van de twee technieken die worden gebruikt voor cardiopulmonale reanimatie – maar dat gebeurt niet in het normale dagelijkse leven van gezonde mensen., We moeten zelf lucht inademen en uitademen. Hoe doen we dat?

controle van het luchtvolume in de longen

we hebben twee longen (rechts en links) in de borstholte (borstholte). Rondom de longen zijn ribben, die hen niet alleen beschermen tegen schade, maar ook dienen als ankers voor de intercostale spieren. Onder de longen bevindt zich een zeer grote koepelvormige spier, het middenrif. Al deze spieren zijn bevestigd aan de longen door de pariëtale en viscerale membranen (ook wel pariëtale en viscerale pleura genoemd).,

het pariëtale membraan is bevestigd aan de spieren en het viscerale membraan is bevestigd aan de longen. De vloeistof tussen deze twee membranen, pleuravocht, plakt ze aan elkaar net zoals ruiten aan elkaar worden geplakt als ze nat zijn.

omdat het viscerale membraan de longen bedekt en er deel van uitmaakt en door pleuravocht aan het pariëtale membraan wordt geplakt, bewegen de longen mee wanneer de spieren in de thorax bewegen., Als er lucht tussen de membranen komt, raken ze los en, hoewel de spieren nog steeds kunnen samentrekken en ontspannen, zijn ze niet langer aan de long gehecht – als gevolg daarvan klapt de long in. Deze abnormale ophoping van lucht in de pleurale ruimte wordt een pneumothorax genoemd. Als de pleurale vloeistof vloeistof geïnfecteerd raakt, ontwikkelt de persoon pleuritis.

wanneer de intercostale spieren samentrekken, bewegen ze omhoog en weg van de borstholte. Wanneer het middenrif samentrekt, beweegt het naar beneden naar de buik., Deze beweging van de spieren zorgt ervoor dat de longen uit te breiden en te vullen met lucht, als een balg (inhalatie). Omgekeerd, wanneer de spieren ontspannen, wordt de borstholte kleiner, neemt het volume van de longen af en wordt lucht uitgestoten (uitademing).

egaliserende druk

wanneer de borstspieren samentrekken, zet het volume van de longen uit zodat er plotseling minder druk in de longen is. De lucht al in de longen heeft meer ruimte, dus het is niet duwen tegen de longwanden met dezelfde druk. Om de druk gelijk te maken, stroomt de lucht naar binnen totdat de druk binnen en buiten gelijk is., Omgekeerd, wanneer de spieren ontspannen, neemt het volume van de longen af, de lucht in de longen heeft minder ruimte en is nu onder hoge druk, zodat de lucht wordt uitgestoten totdat de druk is geëvacueerd. In het kort:

  • wanneer volume (V) toeneemt, neemt de druk (P) af, waardoor lucht in de longen stroomt – we inhaleren;
  • wanneer V afneemt, neemt P toe, waardoor lucht uit de longen wordt geperst – we ademen uit.

gasuitwisseling

de taak van de geleidingszone is om lucht in de longen te krijgen terwijl deze onderweg wordt verwarmd, bevochtigd en gefilterd., Zodra de lucht zich in de ademhalingszone bevindt (bestaande uit de alveolaire kanalen en alveoli), kan externe gasuitwisseling plaatsvinden (Fig.2).

bron: Peter Lamb

de longen bevatten dunne lagen cellen die luchtzakjes vormen, alveoli genaamd, die elk omgeven zijn door longbloedcapillairen die verbonden zijn met de longslagaders die uit het hart komen. De longblaasjes worden open gehouden door vloeibare afscheidingen (pulmonale oppervlakteactieve stof) zodat ze niet aan elkaar plakken wanneer lucht uit de longen wordt verwijderd., Premature baby ‘ s hebben niet genoeg pulmonale oppervlakteactieve stoffen, dus ze moeten wat in hun longen worden gespoten.

tijdens inhalatie ontvangt elke alveoli lucht die verschillende gassen bevat: stikstof (bijna 80%), zuurstof (bijna 20%) en andere gassen, waaronder 0,04% kooldioxide., Externe gasvormige exchange neemt vervolgens plaats met behulp van het principe van diffusie:

  • Zuurstof diffundeert vanuit de longblaasjes naar de pulmonale capillairen omdat er een hoge concentratie van zuurstof in de longen en een lage concentratie in het bloed;
  • koolstofdioxide diffundeert van de pulmonale haarvaten in de longblaasjes, want er is een hoge concentratie van kooldioxide in het bloed en een lage concentratie in de longen;
  • Stikstof verspreidt beide manieren.,met andere woorden: we inhaleren hoge zuurstofconcentraties die vervolgens vanuit de longen naar het bloed diffunderen, terwijl hoge concentraties kooldioxide vanuit het bloed naar de longen diffunderen en we uitademen. Eenmaal in het bloed, wordt de zuurstof gebonden aan hemoglobine in rode bloedcellen, via de longaderen naar het hart, gepompt in het systemische vasculaire systeem en, ten slotte, genomen om alle cellen van het lichaam.

    controle van de ademhaling

    de belangrijkste aanwijzing dat we niet ademen is niet zozeer het gebrek aan zuurstof als de accumulatie van kooldioxide., Wanneer onze spieren activiteiten uitvoeren, wordt zuurstof verbruikt en hoopt kooldioxide – het afvalproduct – zich op in de cellen. Verhoogde spieractiviteit betekent verhoogd gebruik van zuurstof, verhoogde productie van glucose-vormende ATP en, daarom, verhoogde niveaus van kooldioxide.

    kooldioxide verspreidt vanuit de cellen naar het bloed. Gedeoxygeneerd bloed wordt door de aderen naar het hart gedragen. Het komt de rechterkant van het hart binnen en wordt in het longstelsel gepompt. Kooldioxide verspreidt zich in de longen en wordt uitgestoten als we uitademen.,

    terwijl het gedeoxygeneerde bloed door de aderen reist, meten detectoren in de hersenen en bloedvaten (chemoreceptoren) de pH van het bloed. de perifere chemoreceptoren – hoewel ze gevoelig zijn voor veranderingen in het kooldioxidegehalte en de pH, evenals het zuurstofgehalte – controleren voornamelijk de zuurstof. De centrale chemoreceptoren, gelegen in de hersenen vormen de controlecentra voor de ademhaling, omdat ze bijzonder gevoelig zijn voor pH-veranderingen in het bloed., Naarmate de kooldioxideniveaus stijgen, daalt de pH van het bloed; dit wordt opgepikt door de centrale chemoreceptoren en, via feedbackmechanismen, worden signalen verzonden om de ademhaling te veranderen.

    wijzigen van de ademhaling

    we veranderen onze ademhaling om onze activiteit aan te passen. Wanneer we skeletspieren bewegen, gebruiken we energie en hebben daarom meer suiker en zuurstof nodig. Spieren hebben een goede bloedtoevoer, waardoor zuurstof en glucose en het wegnemen van kooldioxide., Naarmate de spieren meer bewegen – bijvoorbeeld als we van lopen naar hardlopen gaan-pompt het hart sneller (verhoogde hartslag) om de bloedtoevoer te verhogen en ademen we sneller (verhoogde ademhalingssnelheid) om meer zuurstof in het bloed te krijgen.

    de ademhalingssnelheid kan worden verhoogd of verlaagd om de benodigde hoeveelheid zuurstof aan te passen. Om de ademhalingssnelheid te verhogen, worden effectoren in de longen geactiveerd om sneller te ventileren (inademen en uitademen), zodat koolstofdioxide wordt verwijderd en zuurstof sneller wordt binnengebracht., Tegelijkertijd sturen de hersenen berichten naar het hart om sneller te kloppen, en pompen zuurstofrijk bloed sneller naar de cellen. De diepte van de ademhaling kan ook worden gewijzigd zodat een groter of kleiner volume van lucht wordt genomen in de longen.

    ademhalingsfrequentie is een van de vitale ademhalingssignalen (Kader 1). Om een ademhalingsprobleem te diagnosticeren, moeten deze vitale functies in rust en op het werk worden gemeten (Cedar, 2017). Ademhalingssnelheid is moeilijk te meten, omdat wanneer patiënten wordt verteld dat het zal worden gemeten, beginnen ze meestal langzamer of sneller te ademen dan normaal., Het kan nuttig zijn voor verpleegkundigen om patiënten te vertellen dat ze gaan om hun temperatuur te meten, en vervolgens hun ademhaling te meten op hetzelfde moment.

    Kader 1. Vitale tekenen van ademhaling

    • respiratoire snelheid (RR) – aantal ademhalingen per minuut.,paciteiten (diepte en volume van de ademhaling), die met een spirometer kunnen worden gemeten:
      • vitale capaciteit = ERV + TV + IRV
      • inspiratoire capaciteit = TV + IRV
      • functionele restcapaciteit = ERV + RV
      • totale longcapaciteit = RV + ERV + TV + IRV
    • zuurstofverzadiging: percentage zuurstofverzadigde hemoglobine in verhouding tot de totale hemoglobine in het bloed (ongeveer 98%) bij volwassenen); lagere verzadiging verhoogt de RR en/of longcapaciteiten

    nauwkeurig meten van de ademhalingssnelheid en diepte in rust geeft een belangrijke maat voor longfunctie en zuurstofstroom., Veranderingen in ademsnelheid en diepte in rust vertellen ons niet alleen over fysieke veranderingen in het lichaam, maar ook over mentale en emotionele veranderingen, omdat onze gemoedstoestand en onze gevoelens een effect hebben op onze ademhaling.

    een leven lang ademhalen

    onze vitale functies van de ademhaling veranderen niet alleen in de loop van één dag, afhankelijk van onze activiteiten, maar ook in de loop van ons leven.

    vóór de geboorte zuigen het embryo en vervolgens de foetus via de placenta zuurstof uit het bloed van de moeder., Hemoglobine veranderingen vinden plaats om het embryo/de foetus in staat te stellen zuurstof uit het bloed te nemen bij een lagere concentratie dan het zal vinden in de lucht na de geboorte. Onmiddellijk na de geboorte moet de pasgeborene overschakelen van het opnemen van zuurstof uit het bloed naar het opblazen van zijn longen en er lucht in opnemen (Schroeder en Matsuda, 1958; Rhinesmith et al, 1957).

    baby ‘ s hebben een veel snellere hartslag en ademhaling dan volwassenen: ze nemen ongeveer 40 ademhalingen per minuut omdat ze kleinere longen hebben (Royal College Of Nursing, 2017)., Hartslag en ademhaling vertragen met het ouder worden, deels omdat de longen minder kunnen uitzetten en samentrekken. Al onze spieren – niet alleen skeletspieren, maar ook gladde spieren en hartspieren – worden minder elastisch met de leeftijd en verminderen de snelheid waarmee ze uitzetten en samentrekken (Sharma and Goodwin, 2006).

    wanneer we sterven, is een van de tekenen van de dood het stoppen van de ademhaling. Zuurstof stopt met verspreiden in het bloed en als ATP wordt opgebruikt en we niet in staat zijn om meer te synthetiseren, worden we cyanotisch. We hebben geen energie meer en alle processen van het lichaam stoppen., In de hersenen wordt het potentiële verschil (gemeten in volt) binnen en buiten de neuronen hetzelfde en stopt de elektrische activiteit. De hersenen stoppen alle activiteit, met inbegrip van de onvrijwillige activiteit die nodig is om het leven te ondersteunen.

    ademhalingsaandoeningen

    gezondheidswerkers ondervinden waarschijnlijk in elke setting patiënten met ademhalingsproblemen.,ons zijn:

    • Astma – vaak veroorzaakt door bepaalde chemicaliën en verontreiniging, astma beïnvloedt de bronchioli, die chronisch ontstoken en overgevoelig;
    • Chronische obstructieve pulmonaire aandoening – vaak veroorzaakt door roken of verontreiniging;
    • Longontsteking – meestal veroorzaakt door een bacteriële infectie, longontsteking is de zwelling van de weefsels in één of beide longen;
    • Longkanker – de overheersende weefsel in de longen is epitheliale weefsel, zodat longkanker zijn meestal carcinomen (plaveiselcelcarcinomen, adenocarcinomen, kleincellige carcinomen), die zijn kanker van epitheliaal weefsel.,

    longziekte kan op elke leeftijd voorkomen, maar de gevoeligheid neemt met de leeftijd toe omdat, naarmate we ouder worden:

    • de elasticiteit van onze longen afneemt;
    • onze vitale capaciteit afneemt;
    • onze bloedzuurstofspiegels dalen;
    • de stimulerende effecten van koolstofdioxide afnemen;
    • er een verhoogd risico is op luchtweginfectie.

    respiratoire noodsituaties

    patiënten die snel verslechteren of ernstig ziek zijn, moeten onmiddellijk worden beoordeeld, en verpleging interventies kunnen een lange weg te gaan om herstel te garanderen (Fournier, 2014)., In een acute situatie, een van de eerste interventies is om ervoor te zorgen dat de luchtwegen (bovenste luchtwegen) zijn helder, zodat lucht kan worden getrokken in de longen. Dit is de eerste stap van de ABCDE checklist. ABCDE staat voor:

    • luchtweg;
    • ademhaling;
    • circulatie;
    • invaliditeit;
    • blootstelling.

    de ABCDE-benadering wordt hier in meer detail beschreven.

    een onvermogen om normaal te ademen is zeer verontrustend en hoe meer van streek een persoon wordt, hoe groter de kans is dat hun ademhaling zal worden aangetast., Als een van onze longen instort, kunnen we zonder, maar we hebben minstens één functionerende long nodig. We hebben ongeveer 90 seconden ATP opgeslagen in ons lichaam, die we constant gebruiken, dus we moeten zuurstof kunnen krijgen.

    een goed begrip van vitale respiratoire tekenen, evenals menselijke ademhalingspatronen (kader 2) is van essentieel belang. Gewapend met dergelijke kennis kunnen verpleegkundigen snel reageren op acute veranderingen, waardoor mogelijk levens kunnen worden gered en de gezondheid kan worden hersteld (Fletcher, 2007).

    kader 2.,zuurstof afkomstig uit de lucht is een essentieel ingrediënt in het proces van energiesynthese

  • het ademhalingssysteem is ontworpen om de uitwisseling van gas te vergemakkelijken, zodat cellen zuurstof ontvangen en zich ontdoen van kooldioxide
  • veranderingen in de ademhaling gedurende de dag volgens onze activiteiten
  • In een acute situatie is een van de eerste ingrepen te controleren of de luchtwegen helder zijn zodat lucht in de longen kan worden opgenomen
Cedar sh (2017) homeostase and vital signs: their role in health and its restoration., 113: 8, 32-35.Fletcher M (2007) Nurses lead the way in respiratory care. 10: 24, 42.Fournier M (2014) zorg voor patiënten met respiratoir falen. Amerikaanse Verpleegster Vandaag, 9: 11.Neuman MR (2011) Vital signs. IEEE puls, 2: 1, 39-44.Rhinesmith HS et al (1957)a quantitative study of the hydrolysis of human dinitrophenyl(DNP) globine: the number and kind of polypeptide chains in normal adult human hemoglobine. Journal of the American Chemical Society; 79: 17, 4682-4686.,Royal College of Nursing (2017) Standards for Assessing, Measuring and Monitoring Vital Signs in Infants, Children and Young People. London: RCN.Schroeder WA, Matsuda G (1958) N-terminalresiduen van humaan foetaal hemoglobine. Journal of the American Chemical Society; 80: 6, 1521.Sharma G, Goodwin J (2006) Effect of aging on respiratory system physiology and immunology. Klinische interventies bij veroudering; 1: 3, 253-260.