Bevat aantekeningen bij de colleges, werkgroepen en patientdemonstraties van 2014-2015
Homeostase: vitale parameters moeten binnen bepaalde waarden blijven. Dit principe kunnen we toepassen op meerdere niveaus: cellen, organismes, ecosystemen etc.
Om de homeostase te bewaken moeten alle orgaansystemen samenwerken. Het cardiovasculair systeem, ademhalingssysteem en de nieren werken sterk samen.
In dit blok wordt er gekeken naar de anatomie en fysiologie van het ademhalingssysteem, het cardiovasculaire systeem en de nieren.
De competenties die dit blok worden getest zijn: organisator, academicus en gezondheidsbevorderaar. De toetsing van dit blok bestaat uit een deeltentamen (20 meerkeuzevragen) en een tentamen (80 meerkeuzevragen). De aanvullende eisen van dit blok zijn; aanwezigheid bij de werkgroepen en practica, een voldoende beoordeling van het Einthoven Science project, zorgpaden en ‘roken een gezondheidsbevorderaar’. Je kunt aan het eind van het blok dispensatie krijgen voor maximaal 1 gemist verplicht onderdeel. Daarnaast kun je voor maximaal 1 gemist practicum en maximaal 1 gemiste werkgroep een vervangende
opdracht aanvragen.
Fysiologie is de bestudering van de vitale functies van het lichaam. Hierbij kijkt men naar hoe de individuele organen functioneren, hoe ze samenwerken en welke interacties zich afspelen binnen en tussen organen. Daarnaast bestudeert men de integratie van processen op het moleculaire, cellulaire, orgaan en organismaal niveau.
Homeostase is het aanpassen (constant houden) van belangrijke biologische parameters, die ervoor zorgen dat het organisme normaal kan functioneren in variabele toestanden. Hierbij moet de parameter worden aangepast aan de heersende omstandigheden. O.a.: bloeddruk, pH, celvolume, etc. De term homeostase werd door Walter B. Cannon geïntroduceerd. Het is van belang kennis te hebben van homeostase om zodoende symptomen van ziekte te kunnen begrijpen. Als gevolg van ziekte, trauma, infectie etc. kan het gebeuren dat de homeostatische mechanismen niet meer kunnen compenseren.
Het cardiovasculaire systeem zorgt voor de aan- en afvoer van brandstof en andere bestanddelen die nodig zijn om de samenstelling van cellen en de extracellulaire ruimte te optimaliseren.
Het ademhalingssysteem zorgt voor het afvoeren van voldoende koolstofdioxide CO2 en het aanvoeren van voldoende zuurstof. Daarnaast filtert dit systeem het bloed en verzorgt het enkele metabole functies.
De nieren en urinewegen zorgen voor het verwijderen van afval en daardoor voor het regelen van de bloedsamenstelling. Daarnaast werkt het aan de volumeregulatie en de osmoregulatie.
De orgaansystemen moeten uitwisseling hebben met het externe milieu om de homeostase in stand te houden. Hiervoor zorgt het cardiovasculaire systeem. De interactie van het cardiovasculaire systeem met het ademhalingssysteem: het cardiovasculaire systeem zorgt voor de aanvoer van zuurstof en voedingsstoffen naar de cellen van de longen. Door de ademhaling is er circulaire drukverandering in de bloedvaten, de ademhaling is namelijk circulair. De interactie van de longen met het cardiovasculaire systeem de longen; voorzien het hart van zuurstof en voeren CO2 (onder andere gevormd in het hart) af.
De samenwerking van het cardiovasculaire systeem en het ademhalingssysteem moet goed zijn, want goede longen zonder goed bloedtoevoer zijn alsnog niks. Interactie van het ademhalingssysteem met de nieren: de nieren hebben zuurstof nodig om te kunnen werken. Interactie van de nieren met het ademhalingssysteem: dit is een heel slimme interactie, die in dienst staat van de pH-regulatie.
De nieren verwijderen (schadelijke) afvalstoffen uit het bloed. Deze drie orgaansystemen werken dus samen. Hierbij is de regulatie van de hoeveelheid bloed in de circulatie heel belangrijk.
Homeostase kan worden bereikt door 2 soorten factoren
-Intrinsiek: autoregulatie: verandering in directe omgeving leidt tot aanpassing in het lichaam; Een voorbeeld hiervan is wanneer zuurstoftekort optreedt in vitale organen. Dit leidt tot vasodilatatie om dat tekort te compenseren.
-Extrinsiek: dmv CZS en endoriene systeem. Een voorbeeld hiervan is de hartminuutvolume toename, minuutventilatie en vasoconstrictie ten tijde van inspanning.
Voor homeostase zijn een aantal dingen kenmerken: regelsystemen, redundantie, steady state, hiërarchie en adaptatie/aanpassingvermogen.
Regelsystemen:
Bij een open regelsysteem is er een ingangssignaal waarna er een proces plaatsvindt (als reactie), waardoor het uitgangssignaal wordt veranderd. Bij een gesloten regelsysteem is er sprake van een ‘kring’ : er is een streefwaarde (bijv. pH) – een gewenste waarde –. Een comparator/vergelijker vergelijkt een waarde op een bepaald moment met die streefwaarde. Hierna vinden er een correctiesignaal & een proces plaats, waarna het uitgangssignaal/resultaat via een sensor teruggaat (wordt teruggekoppeld) naar de comparator. Er kan een verstoring optreden na het proces. Een voorbeeld van een gesloten regelsysteem is de longventilatie.
De output van het controlerende systeem is de input van het gecontroleerde systeem. De output van het gecontroleerde systeem is de input van het controlerende systeem.
Componenten van een feedback systeem: een stimulus produceert veranderingen in een variabele. Deze verandering wordt gedetecteerd door een receptor/sensor. Input: informatie wordt verzonden via afferente paden naar een controle centrum. Vanaf hier is er output van informatie die via efferente paden wordt vervoerd naar een effector. De responsie van het effect koppelt terug om de omvang van de stimulus te beïnvloeden.
Feed forward is een vooruitmelding, of een dreigende onbalans. Dit is geen verstoring, maar een anticipatie (zoals bij inspanning: hierbij moeten bepaalde waarden constant blijven: er worden anticiperende signalen verzonden om ervoor te zorgen dat de waarden constant zullen blijven).
Redundantie betekent dat er meerdere regelmechanismen zijn voor de regulatie van één paramater. Bijv.: mobilisatie mechanismen ter herstel van het circulerende bloedvoorbeeld. Bij het in stand houden van het effectief circulerend volume spelen zeer veel organen en orgaansystemen een belangrijke rol. Dit zijn o.a. de nieren, de lever, de aortaboog en het hart. In al deze organen zitten barosensoren (druksensoren).
Steady state betekent een stationaire toestand; als men in de tijd kijkt, ziet men geen verandering. Er hoeft dan niet per se equilibrium (evenwicht) te zijn, er is juist vaak non-equilibrium. Er is evenwicht als er krachten werken op een bepaald proces, die elkaar opheffen. Een situatie van steady state met equilibrium kost géén energie en een steady state situatie met non-equilibrium kost wel energie. Bijv.: het verschil tussen de intra- en extracellulaire concentraties op het gebied van natrium- en kalium-ionen. Hier is geen sprake van evenwicht, maar wel steady state. Om de concentraties in stand te houden is de natrium/kalium pomp nodig, die energie verbruikt.
Er is hiërarchie tussen de regelsystemen. Hierdoor is er competitie tussen regelsystemen. Bijv.: bij een ernstige bloeding heeft de bewaking van het effectief circulerend bloedvolume meestal een hogere prioriteit dan bijvoorbeeld de handhaving van de osmolaliteit.
Adaptatie/aanpassingsvermogen: alle paramaters moeten aangepast kunnen worden aan veranderingen. Bijv.: de adaptatie aan hoogte. De longen zorgen voor toename van ventilatie, waardoor de partiële druk van CO2 verlaagt. De nieren zorgen voor een toename aan EPO, waardoor de hoeveelheid hemoglobine stijgt en hiermee ook de hematocriet (hoeveelheid rode bloedcellen in het bloed), en daling van het plasmavolume. Het hart past het hartminuutvolume en de concentratie van atriaal natriuretisch peptide aan. Dit hormoon heeft een direct effect op de natriumresorptie in de nieren.
Aanpassing is niet altijd in dienst van de homeostase. Remodellering van het hart bij een hartinfarct zorgt voor verminderde doorbloeding en functie verlies, terwijl het bij inspanningstraining juist zorgt voor een verhoogde doorbloeding en een verhoogde functie.
In het lichaam zijn zeer veel regelsystemen. Een regelsysteem bestuurt een ander systeem en zorgt ervoor dat dit systeem ‘in orde’ blijft.
Bij een open regelsysteem vindt er geen terugkoppeling plaats bij fouten die tijdens het proces optreden. Hooguit achteraf is er terugkoppeling.
Bij een gesloten regelsysteem vindt er tijdens het proces terugkoppeling plaats. Hiervoor zijn een sensor, referentiewaarde en een controller/regelaar nodig. Een regelsysteem kan getekend worden door middel van een blokdiagram. Hierin zitten meerdere symbolen
Formules die horen bij de regelsystemen zijn te vinden in de bijlage.
Bij negatieve terugkoppeling wordt er gestreefd naar evenwicht, oftewel homeostase. Er komt een aanpassing zodat de streefwaarde/gewenste waarde wordt bereikt. Bij een te hoge geregelde waarde: er is een negatieve fout (E): de gemeten waarde moet omlaag worden gebracht. Hierna brengen de controller en het proces de waarde omlaag.
Bij een te lage geregelde waarde is er een positieve fout: de gemeten waarde moet omhoog worden gebracht in het proces.
Bij positieve terugkoppeling: de gemeten waarde gaat steeds meer afwijken van de streefwaarde. Als de geregelde waarde een te hoge waarde heeft en de gemeten waarde ook, dan is er een positieve fout. Door het proces wordt de waarde nog meer omhoog gebracht. De waarde wordt hierdoor steeds hoger & er ontstaat een ‘explosie’. Bij een te lage geregelde waarde en een te lage gemeten waarde, is er een negatieve fout. Hierna wordt de waarde nog meer naar beneden gebracht, waardoor er uiteindelijk uitdoving plaatsvindt.
Open regelsystemen:
Er zijn twee soorten open regelsystemen:
Aan-uit: de blaas van een nog niet zindelijke peuter. Hierbij wordt een bepaald niveau bereikt, waarna een reactie wordt ondernomen. Hierna bouwt het zich weer op & vindt hetzelfde proces plaats.
Proportioneel: pupilreactie in het oog. Hierbij wordt de pupil groter als de lichtsterkte minder wordt en de pupil wordt kleiner als de lichtsterkte groter wordt.
Positieve terugkoppeling: orgasme, actiepotentiaal en baring.
Negatieve terugkoppeling: alles wat naar een evenwicht streeft. Dit zijn onder andere de longen, nieren, cardiovasculaire systeem en temperatuur.
In een ECG zitten diverse toppen:
P-top: moment van contractie van het atrium.
QRS-complex: contractie van de ventrikels.
T-top: moment van vulling van het hart, oftewel de relaxatie.
Systole: fase waarin bloed het hart verlaat.
Diastole: dit is de vulfase van het hart.
Eind diastolisch volume: grootste hartvolume.
Eind systolische volume: kleinste hartvolume.
Wanneer er contractie van het hart is, wordt het bloed de aorta in gepompt. In de aorta neemt als gevolg hiervan de bloeddruk toe. De systolische bloeddruk in de aorta is de maximale bloeddruk. De diastolische bloeddruk in de aorta is de minimale bloeddruk.
Slagvolume: het volume dat het hart per hartslag uitpompt. Dit is het verschil tussen het maximale en minimale hartvolume.
Wat zijn indicaties voor een inspanningsonderzoek? Waarom verricht men inspanningsonderzoek?
Bepaling van het inspanningsvermogen
Diagnostiek cardiale ischemie (zuurstof tekort)
Diagnostiek hartritmestoornissen
Diagnostiek longafwijkingen (met VO2 max)
Verloop bloeddruk bij inspanning
Echocardiografie: hierbij gebruikt men onschadelijke geluidsgolven om de hartfunctie te bepalen. Hartklepafwijkingen kunnen met deze methode gedetecteerd worden en het LV volumina wordt gemeten. Het beeld dat men te zien krijgt is gespiegeld, waardoor boven = onder.
Bij inspanning zijn er diverse veranderingen:
De hartfrequentie stijgt
De systolische bloeddruk stijgt. De diastolische bloeddruk is vrij stabiel en blijft gelijk.
De cardiale output is de hartfrequentie vermenigvuldigd met het slagvolume. Deze stijgt sterk. Dit komt doordat de hartfrequentie sterk stijgt en het slagvolume redelijk constant blijft.
Het slagvolume blijft redelijk constant en heeft de neiging iets te dalen.
Het eind diastolische volume daalt.
Het eind systolische volume daalt.
Willem Einthoven was een Leidse professor die het ECG heeft uitgevonden. Hij heeft hiervoor een nobelprijs ontvangen.
In het eerste jaar van geneeskunde wordt het Einthoven Science Project uitgevoerd. Het doel van dit project is om de studenten kennis te laten maken met wetenschappelijk onderzoek. Dit onderzoek wordt uitgevoerd met eerstejaars geneeskundestudenten. Er worden ECG’s gemaakt van de studenten. Vervolgens worden deze gegevens geanalyseerd in een wetenschappelijk artikel. Dit artikel wordt nagekeken door Cis en de lijn AWV. De beste 3 artikelen worden uitgenodigd om een poster te maken en kunnen vervolgens een oorkonde en een geldprijs winnen.
Doordat het maken van een ECG een vorm is van lichamelijk onderzoek, is er bij dit onderzoek sprake van een informed consent. Het is wel verplicht om een verslag te schrijven, maar of jouw eigen gegevens wel/niet opgeslagen worden in de databank kan je zelf bepalen.
Als men de druk of de flow meet in een bloedvat, meet men dit op een bepaalde locatie. De bloeddruk is afhankelijk van verschillende factoren:
Het hart;
Het volume bloed in de bloedvaten;
De weerstand van alle systemen ervoor en erna (parallel/serie);
De eigenschappen van de bloedvatwand op de locatie.
Viscositeit
De bloeddruk is een weerspiegeling van al deze factoren. Om de bloeddruk goed te kunnen interpreteren, moet men bepalen welke factoren er op dat moment invloed hebben op de bloeddruk, door middel van het maken van een model of een concept.
In het concept van het circulatiesysteem worden alle organen parallel aan elkaar getekend. Het bloed dat naar orgaan A gaat, kan niet meer naar orgaan B gaan. De flow van een orgaansysteem wordt bepaald door het drukverschil en door de weerstand waar de flow doorheen gaat. Alle orgaansystemen staan bloot aan het drukverschil tussen het arteriële en het veneuze systeem. Hierdoor hebben alle orgaansystemen hetzelfde drukverschil. De flow van een orgaansysteem wordt hierdoor bepaald door de weerstand van het orgaansysteem. Het orgaansysteem met de laagste weerstand, zal de hoogste flow hebben. In een parallelschakeling is de flow overal anders.
Er kan ook een serieschakeling gemaakt worden van de circulatie. In deze serie schakeling gaat het bloed vanaf de pulmonale circulatie naar de linker harthelft, hierna naar de systematische circulatie (de orgaansystemen), daarna naar de rechter harthelft en vervolgens weer naar de pulmonale circulatie. In een serieschakeling is de flow overal hetzelfde.
Karakteristieken van een levend organisme zijn dat het organisme zijn structuur kan behouden, kan groeien, kan reproduceren, interactie kan hebben met zijn omgeving en zich kan aanpassen aan veranderende omstandigheden.
Metabolisme: chemische reacties in levende cellen, die erop gericht zijn het leven te behouden.
Katabolisme: processen die stoffen afbreken om energie te genereren.
Anabolisme: processen die de energie die vrijkomt bij katabolisme gebruiken om stoffen op te bouwen.
Cellen hebben een mechanisme nodig om aan de metabole behoeften te kunnen voldoen. Ze moeten in staat zijn om nutriënten en zuurstof naar binnen te halen en om de geproduceerde afvalstoffen de cel uit te krijgen.
Eencellige organismen: krijgt zijn nutriënten binnen, doordat ze aanwezig zijn in de extracellulaire vloeistof en er hierdoor een concentratie gradiënt is. Afvalstoffen zullen ook door concentratie verschillen met de extracellulaire vloeistof uit het organisme verdwijnen.
Meercellig organismen: het contact met de extracellulaire ruimte wordt beperkt doordat er cellen binnen in het organisme liggen. Concentratie gradiënt wordt lager voor cellen die dieper gelegen zijn in het organisme. Er is nog directe uitwisseling met het externe milieu.
Complexe organismen: gebruiken een circulatie systeem om diffusie te vergroten door het creëren van grote gradiënten. Nutriënten en afvalstoffen verplaatsen via twee barrières: van de binnenkant van de cel naar het bloed & van het bloed naar het externe milieu.
Hogere organismen: hebben een dubbel circulatie systeem om snelle uitwisseling van gassen te promoten. Bij mensen zijn de twee pompen de linker harthelft en de rechter harthelft.
Rollen van het circulatie systeem:
Distributie van opgeloste gassen en moleculen voor nutritie, groei en reparatie.
Snelle chemische signalen door circulerende hormonen en neurotransmitters.
Verdrijving van warmte (thermoregulatie)
Immuunsysteem
Componenten van het circulatie system:
Een pomp: hart dat bestaat uit 4 ruimten (2 ventrikels en 2 atria).
Buizen: systemische en pulmonale bloedvaten systeem.
Vloeistof: bloed.
Er zijn fysische factoren en wetten die de bloed flow en bloeddruk besturen in het circulatie systeem.
Druk: kracht per oppervlakte eenheid (N/m2 of Pa). In de fysiologie gebruikt men vaak de eenheid millimeter kwik (mm Hg). Er wordt altijd een drukverschil uitgedrukt ten opzichte van een referentie druk, dit is de ∆P. Er is dan een druk gradiënt: verschil tussen twee punten die zijn gescheiden door een afstand (∆P/∆x). De typische waarde van druk in de circulatie is ongeveer 75 mm Hg = 1 N/cm2 = 100 cm H2O. De druk van de atmosfeer is een factor tien keer zo hoog.
Drijvende druk: dit is het drukverschil tussen twee punten binnen een vat, dat bloedflow veroorzaakt tussen die punten.
Transmurale druk: drukverschil tussen binnen het vat en het weefsel buiten het vat. De diameter van het vat is hier een belangrijke determinant.
Hydrostatische druk: de druk die ontstaat ten gevolge van het feit dat een kolom bloed in het systeem zit. Deze druk heeft te maken met gravitatie krachten. De hydrostatische druk in de voeten is groter dan de hydrostatische druk in de hersenen. Geldt enkel voor niet horizontale vaten.
Flow: verplaatsing van volume per tijdseenheid = ∆V/∆t. Uitgedrukt in cm3/s of (in de fysiologie) in ml/s of l/min. Het is het volume dat per tijdseenheid een bepaald punt passeert = oppervlakte x gemiddelde snelheid = A x vgem. Cardiac output (CO): L/min
De flow wordt bepaald door een drukverschil en door een weerstand wet van Ohm geeft Flow = ∆P/R. In de systemische circulatie geldt: CO = (gemiddelde arteriële druk [MAP] – centrale veneuze druk [CVP]) / systemische vasculaire weerstand [SVR].
In de circulatie is de bloeddruk niet constant. De gemiddeld arteriële bloeddruk [MAP] = Diastolische bloeddruk [DBP] + 1/3 x PP. Met PP = verschil tussen systolische en diastolische bloeddruk.
Wat bepaalt in een bloedvat hoe groot de weerstand is? De weerstand hangt af van de lengte van een vat. Bij een vat dat twee keer zo lang is, is de weerstand ook twee keer zo hoog. Hoe kleiner de diameter van een vat, hoe hoger de weerstand zal zijn.
De wet van Poiseuille geeft: R = (8/π) x η x (L/r4) = ∆P/F met η = viscositeit.
Viscositeit is de mate van ‘stroperigheid’ van de vloeistof. De snelheid van vloeistof in een vat is niet overal hetzelfde: in het midden van een bloedvat zal een bloedcel sneller bewegen dan een bloedcel die zich dicht bij de bloedvatwand bevindt. De ‘lagen’ waarin de bloedcellen zich bevinden, zullen hierdoor over elkaar heen schuiven. Hoe meer kracht dit kost, hoe groter de viscositeit. Als er twee platen ten opzichte van elkaar bewegen met snelheid v, is er kracht F nodig op dit oppervlakte A. dit geeft: shear stress (de spanning die nodig is om een bepaald snelheidsverschil te veroorzaken) = kracht / oppervlakte = F/A.
shear rate (snelheidsverschil tussen de twee lagen): snelheidsgradiënt (dv/dx)
viscositeit (η) = shear stress / shear rate.
Bij een parallelschakeling geldt dat de totale weerstand kleiner is dan de kleinste weerstand (1/Rtotaal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3)
Bij een serieschakeling geldt dat de totale weerstand groter is dan de grootste weerstand (Rtotaal = R1+R2+R3).
Wat veroorzaakt druk in een gesloten systeem? Druk in een gesloten systeem of in een vasculair bed ontstaan als het wordt gevuld boven de waarde waarbij de wand nog niet hoeft op te rekken (boven het unstressed volume).
Wat bepaalt de druk? Hoe elastischer (complianter) een vasculair bed is, hoe minder snel de druk zal stijgen, doordat de bloedvatwand veel kan oprekken. De compositie van de vaten speelt dus een rol in de compiantie.
Compliantie: hoeveel volume erbij moet komen om een bepaalde druk verhoging te krijgen. Dit is de verandering in een volume gedeeld door de verandering in druk: C = ∆V/∆P. Deze is in arteriën redelijk constant. Bij venen relatief hoog bij lage druk en relatief laag bij hoge druk.
Stijfheid = 1/ compliantie.
Externe ademhaling is de uitwisseling van O2 en CO2 met de buitenwereld. Daartegenover staat de interne ademhaling, waarmee men de processen in de mitochondriën bedoelt. Longventilatie is het verversen van alveolaire gas met buitenlucht.
Voor een efficiënte ademhaling zijn nodig:
Een mechanisch geschikte ‘pomp’ die in staat is om het gas aan- en af te voeren;
Een groot genoeg gaswisselingsoppervlak in de longen en in de weefsels;
Een efficiënt transportmiddel voor de gassen;
Regelsystemen die de longventilatie en circulatie op elkaar laten aansluiten en aanpassen aan de behoefte.
Gassen voldoen aan de wet van Boyle. Deze wet zegt dat de druk van een gas in een afgesloten ruimte bij een constante temperatuur toeneemt als het volume van de ruimte afneemt. Gas is samendrukbaar. PxV=constant (C). Met een plethysmograaf meet men de veranderingen in longvolumes. De formule die hierbij hoort is: P x VL = (P-∆P) x (VL + ∆VL) met VL = longvolume. Het aantal gasmoleculen verandert niet. Ook onder water geldt de wet van Boyle. Wanneer men afdaalt naar de zeebodem, zal het longvolume afnemen door toename van druk.
Wet van Charles/Gay Lussac – deze wet zegt dat dezelfde hoeveelheid gas een groter volume inneemt naarmate de temperatuur (T) hoger is. De druk die het gas uitoefent, blijft dan gelijk. Bij dezelfde druk geldt dan dat V1/T1 = V2/T2.
Wet van Avogadro – deze wet zegt dat bij gelijke druk en temperatuur de volumina van verschillende gassen hetzelfde aantal moleculen bevatten. Hierbij geldt dan dat V/n = constant, met n = hoeveelheid van het gas in mol/getal van Avogadro. Het getal van Avogadro is het aantal moleculen dat 1 Mol gas bevat (6.0 x 1023). Het moleculair volume van een gas bij standaarddruk (101.3 kPa) en standaardtemperatuur (273 K) is 22,4 L.
Wet van Boyle-Gay Lussac geeft dat (P1xV1)/T1 = (P2xV2)/T2 bij gebruik van een spirometer bij kamertemperatuur. Dit wordt ook wel de ideale gaswet genoemd, met als formule: PV = nRT, met P (druk in Pa); V (volume in m3); n (aantal mol van het gas); R (universele gasconstante: 8.314472 J.K-1.mol-1); T (temperatuur in K).
Waterdamp is geen ideaal gas, omdat het gas bij lagere temperatuur condenseert tot water. De maximale waterdampspanning is afhankelijk van de temperatuur. Bij 37°C is de waterdampspanning 47 mmHg.
Uitgeademd gas is op lichaamstemperatuur (310K = BTPS: body temperature and pressure, saturated). In een spirometer koelt gas af naar kamertemperatuur (ATPS: ambient temprature and pressure, saturated).
Wet van Dalton zegt dat de totale gasdruk van een gasmengsel is opgebouwd uit de bijdragen van elk aanwezig gas. De mate waarin een bepaald gas bijdraagt, hangt af van de fractie (F) van dat gas in het mengsel. Px = de partiële druk van dat gas in het mengsel, waarbij geldt: Px = Fx x PB. PB is de optelsom van alle partiële drukken van de in het gasmengsel aanwezige gassen.
Wet van Henry zegt dat de concentratie van een gas in een vloeistof recht evenredig is met de druk van dat gas in (en boven) die vloeistof. Hierbij geldt dat concentratiegas = αgas x Pgas. α = de oplosbaarheid van een gas. Deze oplosbaarheid hangt af van de aard van het medium, de druk en de temperatuur. De oplosbaarheid stijgt als de temperatuur daalt.
Voor narcosemiddelen is de oplosbaarheid zeer belangrijk. Hierbij speelt het begrip MAC een rol. Dit is de minimale alveolaire concentratie, oftewel de concentratie waarbij een standaardprikkel niet meer als pijn wordt waargenomen. Bij het toedienen van een hogere concentratie narcosegas, zal de ventilatie dalen en zullen de reflexen en het bewustzijn dalen.
Als men duikt kunnen er meerdere ernstige dingen gebeuren. De eerste hiervan is dat de dode ruimte of de weerstand te groot wordt, waardoor inademen onmogelijk wordt (bijvoorbeeld bij snorkelen): anoxie.
Daarnaast lossen bij hogere druk (duiken met duikapparaat) de stikstof moleculen (N2) op in het bloed. Wanneer men weer opstijgt, zullen er N2-bellen ontstaan. Om het lichaam de tijd te geven om deze bellen af te voeren, moet men langzaam stijgen. Als iemand te snel stijgt, kan er gasembolie ontstaan.
In de longen vindt er diffusie plaats van O2 en CO2. Hiervoor is Fick’s diffusiewet. Hoe groter het uitwisselingsoppervlak is, hoe sneller de diffusie (Vnet). Hoe groter de oplossnelheid, hoe sneller de diffusie. Hoe groter de te overbruggen afstand, hoe langzamer de diffusie. Zonder drijvende kracht is er geen diffusie. Hoe groter de drukgradiënt is, hoe sneller de diffusie gaat. Al deze parameters komen ook terug in de formule voor de diffusiecapaciteit (DL). Deze diffusiecapaciteit is specifiek voor een bepaald gas.
Een zuur kan H+ ionen afgeven (donor) en een base kan H+ ionen opnemen (acceptor). De zuurgraad wordt bepaald aan de hand van de pH. De pH wordt berekend aan de hand van de formule:- log 10 [H+]. Een zure oplossing heeft pH<7 en een basische oplossing heeft pH>7.
Er zijn verschillende reacties mogelijk met elk en ander verloop:
Sterk zuur + sterke base geeft een aflopende reactie.
Sterk/zwak zuur + sterke/zwakke base geeft een vrijwel aflopende reactie.
Zwak zuur + zwakke base geeft een evenwichtsreactie.
Zeer zwak zuur + zeer zwakke base geeft nauwelijks een reactie.
Een buffer kan protonen opnemen of protonen afgeven. Hierbij geldt: HB(n+1) < - > Bn + H+. Het Bn is de geconjugeerde base en HB(n+1) is het geconjugeerde zuur. De dissociatieconstante (K) is de evenwichtsconstante van deze reactie. K=[ Bn ] [ H+ ] / [HB(n+1)].
Henderson Hasselbalch vergelijking geeft pH = pK + log ( [Bn] / [HB(n+1)] ). De buffercapaciteit β = ∆[sterke base] / ∆[pH] = - ∆[sterke zuur] / ∆[pH]. β bloed = 25 mM/pH unit.
Bij de CO2/bicarbonaatbuffer is HCO3- de geconjugeerde base en αPCO2 (dit is de concentratie CO2 in het bloed) het zuur. In het bloed zijn bicarbonaatbuffers en niet-bicarbonaatbuffers (titreerbare groepen aan eiwitten). Deze niet-bicarbonaatbuffers vormen een gesloten systeem, aangezien ze de bloedbaan niet gemakkelijk kunnen verlaten – het zijn eiwitten.
Wanneer CO2 de weefsels en longen gemakkelijk kan verlaten, dan kan de CO2/HCO3- buffer als een open buffersysteem beschouwd worden. Het kan dan de bloedbaan verlaten.
Gesloten en open buffersystemen hebben een verschillende buffercapaciteit. De buffercapaciteit van een gesloten systeem = 2.3 [totale bufferconcentratie] x ([H+] / ([H+ + K])2
Hieruit leidt men af dat de buffercapaciteit maximaal is, als [H+] = K, dus als pH = pK.
Voor elke buffer geldt dat er een curve is met de buffercapaciteit tegen de pH, met de top van de buffercapaciteit voor elke buffer op een andere plek. Deze wordt namelijk bepaald door de pK, die specifiek is voor elke buffer.
De maximale buffercapaciteit van bloed over grote pH range is ongeveer 25 mM/pH unit.
Open buffersysteem in het bloed: de bicarbonaatbuffer. De reactie die hierbij hoort is:
H2O + CO2 <-> H2CO3 <-> H+ + HCO3-. Wanneer er H+ wordt toegevoegd, wordt er CO2 gevormd wat vervolgens wordt uitgeblazen. De buffercapaciteit = 2.3 [HCO3-] = ongeveer 55 mmol/pH unit.
In een open systeem wordt de buffercapaciteit exponentieel groter met de pH. In een gesloten systeem bereikt de buffercapaciteit een maximum bij de pK.
Bicarbonaat concentratie in het bloed is 24 mmol/l en de pH van het bloed is 7,4.
Bij verhoging hiervan moet rekning worden gehouden met het isohydrisch principe: een gedeelte van de verhoging zal verloren gaan door protonen van andere buffers.
De totale buffercapaciteit van het bloed:
Eiwitten/fosfaten: ongeveer 25 mmol/pH unit.
Bicarbonaatbuffer: ongeveer 55 mmol/pH unit.
In het geval dat CO2 niet kan ontsnappen (door bijvoorbeeld ischemie), zal de buffercapaciteit sterk dalen. Er is dan een gesloten systeem, waarin de buffercapaciteit van HCO3- daalt tot 14 mM/pH unit.
In de longen wordt per dag 15 mol CO2 verwijderd. De nieren verwijderen samen 70 mmol H+ per dag. Dit doen ze met behulp van fosfaat, ammonium, creatinine en urinezuur. De hoeveelheid is afhankelijk van de urine pH en de beschikbaarheid.
De normale circulatie: Rechter atrium – rechter ventrikel – truncus pulmonalis – linker & rechter pulmonaal arterie – pulmonaal venen – linker atrium – linker ventrikel – aorta – organen en capillairen – holle aders.
De hartspier is een dwarsgestreepte spier. De skeletspieren zijn ook dwarsgestreept.
hartspiercellen | skeletspiercellen |
één, soms tweecellig | meercellig |
kern in het midden met Juxtanuclear cytoplasma (cytoplasma zit om de kern) | kern tegen het plasmamembraan aan |
geïntercaleerde disks (donkere bandjes) verbinden de cellen end-to-end, dus meerdere cellen per vezel. Ook vertakken hartspiercellen. | één cel per vezel, cel loopt over de hele lengte |
Hartspieren bestaan uit bundels sarcomeren omgeven door een sarcolemma. Er is negatieve lading binnen de cel en een positieve buiten de cel. Het cel membraan (hier sarcolemma) zorgt voor deze scheiding. Positieve ionen kunnen de cel ingaan, waardoor het binnen de cel positiever wordt. T-tubuli zijn instulpingen van het sarcolemma op de Z-disk van het sarcomeer. Deze zorgen ervoor dat de calciumionen de cel in kunnen. De T-tubuli zijn in de hartspiercellen groter dan in skeletspiercellen. Daarnaast zijn er in skeletspieren twee T-tubuli per sarcomeer en in de hartspier maar één. In hartspiercellen zijn de mitochondriën groter en dichter op elkaar verpakt dan bij skeletspiercellen.
Hartspierfibrillen moeten aan elkaar vastgezet worden. Hiervoor zijn de geïntercaleerde disks. Dit zijn een zeer stevige verbinding tussen twee cellen. De actine en myosine filamenten zitten ook vast aan deze geïntercaleerde disks. Hartspiercellen zijn hierdoor mechanisch, chemisch en elektrisch aan elkaar verbonden: een functioneel syncytium. Dit zorgt ook voor de communicatie binnen de hartspier. Activatie van één spiercel leidt tot activatie van alle spiercellen.
Componenten van de geïntercaleerde disks:
Fascia adherens. Dit is de transversale grens tussen spiercellen. Zit in het transverse component van de intercalated disk.
Desmosomen (macula adherens). Dit zijn transversale en laterale componenten van de intercalated disks. Ze zorgen voor de mechanische binding tussen individuele cellen.
Gap junctions. Deze zijn laterale componenten van de intercalated disks. Ze zorgen voor de ionische continuïteit tussen aangrenzende hartspiercellen. Er zitten veel gap junctions in de hartspiercellen.
Gap junctions bestaan uit twee connexons (of hemikanalen) één in de ene cel en één in de buurcel, die bestaan uit zes connexines.
ECG: wordt gemeten aan de buitenkant van het lichaam. Door elektrische activatie van de hartspier trekt deze samen. Het signaal wordt doorgegeven en lopen er stroompjes over het hart. Ieder onderdeel van het hart heeft een eigen depolarisatie fenomeen. Ieder onderdeel heeft daardoor zijn eigen actiepotentiaal. Het geleidingssysteem bestaat uit cardiomyocyten (hartspiercellen). Via de gap junctions zijn ze in staat om een elektrisch signaal van de ene cel naar de andere cel door te geven.
In de sinus knoop (sinoatrieel/SA-knoop) wordt spontaan de actiepotentiaal gevormd. dat vervolgens naar de AV-knoop (atrioventriculair knoop) gaat. Vanaf daar verplaatst de impuls via de bundel van His (AV-bundel).
Deze splitst: er ontstaan een linker bundel tak en een rechter bundel tak, via welke de impuls naar de apex verplaatst. Hier vertakken de banen sterk. Deze banen gaan naar de ventrikels: de Purkinje vezels en zo naar de ventriculaire spieren.
De SA-knoop bevindt zich tussen de sinus venosus (verzamelplek waar het bloed uit het lichaam het hart in komt) en het atrium. Ligt aan de rechterzijde van de vena cava superior. Het plooitje bij de vena cava inferior noemt men aan de buitenzijde de sulcus terminalis. Aan de binnenzijde heet dit de crista terminalis, waar de SA-knoop tegenaan ligt.
De SA-knoop kan zijn eigen actiepotentiaal genereren (dit is een kenmerk van de hartspier). De SA-knoop doet dit ongeveer 60-80 keer per minuut. Het is hiermee een spontane impuls generator. De SA-knoop is de snelste impuls generator van de hartspier en is daarmee de primaire pacemaker van het hart. Hij zet andere cardiomyocyten aan tot contractie, door middel van een impuls. Hij veroorzaakt de P golf/top bij het activeren van de atria.
De AV-knoop ligt vlak boven de tricuspidaalklep, in de driehoek van Koch. Dit is naast het membraneuze septum (hierin liggen geen myocyten) en dicht bij de opening van de sinus coronarius (grote kransader die bloed uit de hartspier verzamelt en vervolgens naar het rechter atrium vervoert). De AV-knoop geeft niet zomaar het signaal van de SA-knoop door. De AV-knoop ‘wacht’ 100 tot 120 milliseconden met het doorgeven van de impuls. De impuls wordt dus vertraagd. Deze vertraging is te zien op de ECG door het horizontale stukje tussen P en Q. De AV-knoop kan de pacemaker functie overnemen, maar in een lagere frequentie (ongeveer 30-40 keer per minuut).
Autonome zenuwvezels (sympathisch en parasympatisch) komen uit bij de knopen in het hart. Bij een sympathische invloed wordt de rusttijd minder.
Sympathische invloed leidt tot actie. Hartritme gaat hoog. Impuls conductie (geleiding) gaat omhoog. Kracht van de contractie gaat omhoog. Bloedvoorziening via de kransslagaders naar het hart gaat omhoog door middel van dilatatie van het vasculaire gladde spierweefsel. Parasympatische invloed is er voor rust. Hun effect is dus tegengesteld aan dat van de sympathische zenuwen. Bloodvoorziening kransslagaders gaat omlaag door restrictie van die vaten.
De bundel van His is de enige elektrische verbinding tussen het atrium en het ventrikel. Het ligt in isolatie weefsel, het fibreuze geraamte van het hart, dat het elektrische impuls niet door kan geven. Dit is het deel van het hart dat niet bestaat uit myocyten. Om de hartkleppen zit ook een lus van fibreus weefsel dit wordt een anulus genoemd (bv. mitraalklep anulus).
De AV-knoop ligt hier ook in. De AV-knoop is de enige plek waar de geleiding door kan gaan van de atria naar de ventrikels. De bundel van His splitst in een rechter en een linker bundel. Deze bundels splitsen daarna op in Purkinje vezels die door de ventrikelwanden lopen. Wanneer deze wanden worden gestimuleerd, gebeurt dat vanuit de apex (de hartpunt) naar de basis. Hierdoor wordt het bloed naar boven gepompt. Dit geeft een groot signaal, aangezien een veel grotere massa wordt geactiveerd. In de ECG zie je dat de positieve stroom een negatieve stroom wordt, dit principe heet ‘terugstromen’. Dit resulteert in het ontstaan van het QRS complex bij een ECG. Na de impuls moeten de ventrikels repolariseren, vanaf de apex. Hierdoor ontstaat de T-golf bij een ECG.
Waarom is elektrische isolatie belangrijk? De contracties van de atria zijn nodig om het bloed naar de ventrikels te duwen. De ventrikels kunnen daarmee zelf een contractie genereren en het bloed verder verplaatsen naar de arteriën. Als er geen fibreus hartskelet (isolatie) zou zitten tussen de atria en de ventrikels, zouden de ventrikels direct gaan contraheren als de atria contraheren. De ventrikels zouden dan nog niet gevuld zijn. Bij sommige embryo’s wordt deze isolatie niet goed aangelegd (er zitten dan wel myocyten tussen de atria en ventrikels). Hierdoor is er bij atrium excitatie een lekkage van de impuls.
Dit zorgt voor een eerdere activatie van het ventrikel dan normaal. Er is dan geen rustperiode tussen de P en Q op de ECG, maar wel een deltagolf te zien.
Soms kunnen losse cellen in de atria ineens gaan ‘vuren’, waardoor atrium fibrilleren ontstaat. Dit gebeurt vaker op latere leeftijd. Wanneer er dan ook sprake is van zo’n lekkage ontstaat ventrikel fibrilleren. Het hart klopt dan veel te snel achterelkaar.
Oriëntatie van het hart in de thorax
Tijdens de embryogenese gaat de hartpunt naar voren liggen. Hierdoor komen de ventrikels dicht bij de borstkas te liggen. Hierna draait het hart, waardoor het rechterventrikel voor het linkerventrikel komt te liggen. Als een gevolg hiervan ligt de truncus pulmonalis voor de aorta. De aorta ligt weer voor de vena cava superior en inferior.
De truncus pulmonalis ligt heel dicht achter het sternum. Het rechter atrium ligt distaal van het rechter ventrikel (rechterkant van het hart). De trachea vertakt superior aan het hart (boven de aorta) in een linker en een rechter bronchie. De oesophagus ligt distaal van de trachea. De oesophagus ligt direct tegen de achterkant van het hart (tegen het linker atria).
Het linker ventrikel ligt links achter in het hart. Aan de voorzijde zie je slechts een klein streepje hiervan. Het rechter ventrikel ligt midden-rechts vooraan in het hart. De onderrand van het hart geeft de grens van het rechter ventrikel aan (het ‘leunt’ op het diafragma). Het linker atrium ligt links achter tegen de oesophagus. Aan de voorzijde (links boven) is wel het hartoor van het linker atrium te zien. Het rechter atrium ligt aan de rechterkant van het hart. De voorkant van het hart (anterior zijde) wordt voornamelijk gevormd door het rechterventrikel.
Het deel dat op het diafragma (inferior zijde) ligt bestaat voornamelijk uit het linkerventrikel en deels uit het rechterventrikel.
Rechter pulmonaire oppervlakte wordt voornamelijk gevormd door het rechter atrium.
Linker pulmonaire oppervlakte wordt voornamelijk gevormd door het linker ventrikel.
Het rechter atrium bestaat onder andere uit het mm. pectinati (ribbels spier in de wand) en het crista terminalis (buitenzijde: sulcus terminalis). De sinus venosus heeft een gladde wand en brede opening naar het rechterhartoor. Het linker atrium heeft een gladde achterwand en een opgekruld hartoor, en daardoor een nauwe opening.
Het rechter ventrikel heeft bundeltjes myocyten. In het rechter ventrikel ligt tussen de tricuspidaalklep en pulmonaal klep een dikke laag spier, waardoor de kleppen ver van elkaar verwijderd zijn. Het rechterventrikel heeft grove trabecula Het linker ventrikel bestaat uit een dichte massa myocyten. In het linker ventrikel is de aortaklep fibreus verbonden met de mitraalklep. Hij heeft kleine trabecula. In normale situatie heeft het linker ventrikel een veel dikkere spierwand. Deze moet namelijk een druk van 90-140 opwekken en het rechterventrikel slechts een druk van 15-30. Er zijn veel situaties (pathofysiologisch) waarbij het rechter ventrikel een dikkere spierwand heeft. Het onderscheid kan hierdoor niet altijd gemaakt worden op basis van dikte van de spierwand.
Mitralisklep heeft twee klep slibben: voorste en de achterste. Tricuspidalisklep heeft drie klep slibben: 1 bij het septum en een voorste & achterste. De aortaklep en de pulmonaalklep hebben ook drie klep slibben ook wel halvemaanvormige kleppen genoemd. De kleppen zitten vast aan het ‘hart skelet’. Daarnaast zitten hier ook het myocardium aan vast, is het een elektrische isolator en zorgt het dat de kleppen niet overrekken.
In de diastole zijn de halvemaanvormige kleppen gesloten en de AV-kleppen open.
In de systole (contractie fase) zijn de halvemaanvormige kleppen open en de AV-kleppen gesloten. De linker coronair arterie is de belangrijkste stam en splitst zich in de linker anterior descendens (LAD) en de ramus circumflex (RCx). De rechter coronair arterie splitst in een deel dat naar de SA-knoop gaat, een deel dat naar de AV-knoop gaat en in de ramus descendens posterior (RDP). In sommige gevallen geeft de linker coronair arterie bloed aan de RDP (links dominant) of zorgen beide kanten voor de bloedvoorziening (co-dominant). De coronaire arteriën worden gevuld tijdens de diastole en zorgen voor de bloedvoorziening van het hart. Ze lopen over de oppervlakte van het hart. De veneuze drainage wordt geregeld door de coronaire venen.
In rust is de spanning tussen de buitenkant en de binnenkant van de hartspiercel -80mV. De cardiomyocyt heeft unieke eigenschappen die zorgen voor het verschil met zenuwcellen en spiercellen.
In het membraan van de cardiomyocyt bevinden zich ion specifieke kanalen, die regelen welke ionen naar binnen of buiten mogen. Veel zijn gevoelig voor het membraan spanning. Er zijn natrium-kanalen, kalium-kanalen en calcium-kanalen. De cellen staan in verbinding met elkaar door gap junctions. Als een cel gestimuleerd wordt, gaan natrium-kanalen open, waardoor natrium de cel in gaat (depolarisatie). Hierna gaan kalium ionen door de gap junctions naar de volgende cel. De natrium-kanalen in de eerste cel gaan dicht en worden inactief, waardoor de depolarisatie wordt gestopt. Hierna gaan de kalium-kanalen open (repolarisatie). In de volgende cel gaan de natrium-kanalen open, waardoor er natrium de cel in komt. Als gevolg van de depolarisatie komt er calcium de cel in vanuit het externe milieu en het sarcoplasmatisch reticulum. De verhoogde intracellulaire calciumconcentratie triggert de contractie van de myocyt.
Kalium zit in grote hoeveelheden in de cel (150 millimolair) en in kleine hoeveelheid buiten de cel (4 millimolair). Kalium kanalen staan open waardoor er kalium naar buiten diffundeert door het grote concentratieverschil. Door de negatieve lading in de cel (de binnenkant van het celmembraan bestaat voor een groot deel uit negatieve eiwitten – de anionen), worden de kalium-ionen ook weer aangetrokken. Hierdoor ontstaat er een evenwicht tussen de in- en uitstroom van kalium-ionen (elektrostatisch gradiënt tegen concentratie gradiënt). Het evenwicht kan worden beschreven met de Nernst vergelijking. Met deze vergelijking kan men berekenen bij welke spanning er sprake is van evenwicht. Deze spanning is het verschil in spanning tussen binnen- en buitenkant van het membraan. Voor elk ion (kalium, natrium, calcium, chloride) is er een andere uitkomst bij de Nernst vergelijking. Al deze uitkomsten (gecombineerd met een wegingsfactor – die afhankelijk is van de ionkanalen die horen bij het ion) bij elkaar opgeteld geven een uiteindelijke spanning waarbij er evenwicht is (-80mV). Wanneer dit evenwicht wordt bereikt, bevindt de cel zich in ‘rust’ en in steady state.
In de cel bevindt zich 20 millimolair natrium, tegen 145 millimolair buiten de cel. Daarnaast bevindt zich in de cel 10-4 millimolair calcium, tegen 2,5 millimolair buiten de cel. De iongeleiding verandert gedurende de actiepotentiaal in een cardiomyocyt. De geleiding is namelijk afhankelijk van de spanning en die verandert tijdens de actiepotentiaal. De gap junctions zorgen ervoor dat er in passieve cellen meer positiviteit komt. De natrium-kanalen zijn zeer gevoelig voor deze spanningsverandering en ze gaan hierdoor open.
Natrium-ionen komen dan de cel in (de cel is negatief aan de binnenkant) totdat er een spanning van +10mV wordt bereikt (de depolarisatie). De natrium-kanalen sluiten (eerst worden ze inactief) en de kalium-kanalen gaan open (kalium gaat dan naar buiten) en de calcium-kanalen gaan open (calcium komt de cel in). Doordat er kalium naar buiten gaat en calcium naar binnen komt, blijft de spanning enigszins gelijk. Hierna gaat er nog meer kalium naar buiten en steeds minder calcium naar buiten, waardoor de spanning in de cel weer lager wordt.
In rust toestand zijn de kaliumkanalen open en zijn de natrium- en calciumkanalen dicht. In de gedepolariseerde toestand zijn de kaliumkanalen dicht en de natrium- en calciumkanalen open.
Met behulp van kanalen, pompen en ion uitwisselingen komen de myocyten terug op de oorspronkelijke ionconcentraties. Een exchanger (uitwisselaar) wisselt een bepaalde hoeveelheid van het ene ion tegen een andere hoeveelheid van een ander ion (bijvoorbeeld 3 natrium de cel in, en 1 calcium de cel uit). Deze uitwisseling kost geen energie (met elektrostatisch gradiënt mee). Pompen doen hetzelfde als een exchanger, maar hier is ATP voor nodig en de pompen zorgen voor repolarisatie (bijvoorbeeld 2 kalium de cel in en 3 natrium de cel uit). De natrium-kaliumpomp werkt onder afsplitsing van een fosfaatgroep van het ATP (ATP wordt ADP). Deze fosfaatgroep bindt aan de pomp, waarna er ionen verplaatst kunnen worden. Elk ion verplaatst tegen zijn concentratie-gradiënt in. Hierdoor kost het verplaatsen energie.
Als er een tekort aan zuurstof is, kan het ATP niet meer goed werken. Hierdoor is er inhibitie van de natrium/kalium pomp (want die verbruikt ATP). Dit kan optreden bij ischemie. Dit heeft tot gevolg dat er niet voldoende natrium de cel uit gaat, waardoor het membraan potentiaal minder negatief wordt. Het natrium hoopt dan op binnen de cel. Door dit natriumoverschot is er een depressie of inversie (omkering) van de natrium/calciumexchanger, waardoor er calcium ophoopt in de cel. Er vindt echter geen contractie plaats door het tekort aan ATP. Als de natrium/kalium pomp op een andere manier is geblokkeerd en er wel ATP is, vindt er wel contractie plaats.
De natrium-kanalen zijn in rust toestand open aan de binnenkant en gesloten aan de buitenkant. In deze toestand kunnen ze geactiveerd worden, waarna de pomp aan de buitenkant en binnenkant van de cel open gaat (depolarisatie). Hierna wordt de pomp geïnactiveerd, waardoor de pomp aan de binnenkant van de cel dicht zit (in deze toestand kan de pomp niet geactiveerd worden). Dit is in de repolarisatie. Daarna komt weer de rust toestand.
In de relatief refractaire periode (RRP), dat is wanneer de cel deels gedepolariseerd is, kunnen de natriumkanalen geactiveerd worden, maar er is een grotere stimulus nodig om dit te laten gebeuren. In de absolute refractaire periode (ARP) zijn de natriumkanalen volledig inactief en er kan dan geen depolarisatie plaatsvinden. Dit noemt men ook wel de effectieve refractaire periode. Tijdens deze periode vindt het grootste deel van de contractie plaats. De refractaire periode is noodzakelijk, aangezien de volgende actiepotentiaal anders veel te klein zal zijn. Hoe langer gewacht wordt hoe normaler de actiepotentiaal.
Bij skeletspiercellen duurt het repolariseren veel korter dan de contractie, bij hartspiercellen duurt dit ongeveer even lang. Hierdoor kunnen skeletspieren in een gespannen staat blijven (verkrampen) en de hartspieren niet. Actiepotentialen in het hart verschillen per regio. Het endocardium doet er langer over om weer helemaal te repolariseren dan het epicard. Als de hartfrequentie toeneemt, moet er sneller gerepolariseerd worden dan normaal.
In de sinus knoop (ook wel de SA knoop genoemd), de AV-knoop en de Purkinje vezels is er spontane pacemaker activiteit. In een normale situatie wordt het ritme van het hart geregeld door de sinus knoop (60-80 slagen per minuut). (AV 40 en Purkinjevezels 15-30)
Fase 4 in de rustpotentiaal is in pacemakers (zoals in de sinus knoop) niet recht (zoals in normale myocyten wel zo is), maar deze loopt langzaam omhoog.
De werking van pacemakers komt tot stand door een keten van gebeurtenissen:
Het begint met de funny current (If) Dit is een naar binnengaande natrium stroom en een naar buitengaande kalium stroom. De natriumstroom overheerst, zodat de binnenkant van de cel iets positiever wordt.
Hierna volgt een tijdelijke calciuminstroom (ICa(T)), waardoor de membraanpotentiaal nog iets positiever wordt (-50mV). (T staat voor transient)
Vervolgens komt de langdurige calciumstroom (ICa(L)) op gang, waardoor de drempelwaarde van depolarisatie wordt bereikt en er depolarisatie optreedt.
Hierna is er een actiepotentiaal waarin (ICa(L)) depolariseert en de IK repolariseert.
Bij pacemaker cellen draait het om calciumionen die de cel in komen en niet om natrium-ionen die de cel in komen. Calcium is de aanzetter van de actiepotentiaal.
Pacemaker cellen worden beïnvloed door het autonome zenuwstelsel. Het autonome zenuwstelsel heeft voornamelijk invloed op de SA knoop en in mindere mate op de AV knoop.
De nervus vagus heeft een negatieve invloed. Deze invloed is parasympatisch door acetylcholine. De acetylcholine stimuleert de muscarine M2-receptoren, waardoor de uitwaartse kalium stroom (Ik) groter wordt. Fase 4 gaat minder steil omhoog, waardoor de frequentie afneemt
Sympathische zenuwvezels hebben een positieve invloed door adrenaline. Adrenaline strimuleert de β-adrenerge receptoren, waardoor de inwaartse stroom van If en ICa wordt bevordert.
Fase 4 loopt hierdoor steiler omhoog, waardoor de frequentie toeneemt.
De nervus vagus (parasympatisch) heeft meerdere gevolgen:
De depolarisatie rate wordt minder steil.
De maximale diastolische potentiaal kleiner, waardoor er vanaf een lager punt wordt begonnen aan de depolarisatie.
Er ontstaat een hogere drempelwaarde, waardoor er een hoger punt bereikt moet worden.
De sympathische effecten zijn een steilere depolarisatie rate en een lagere drempelwaarde.
Bèta receptoren zorgen voor een toename van de hartfrequentie. Ze kunnen geblokkeerd worden door de bèta blokkers, zodat een lagere hartfrequentie ontstaat. Dit heeft diverse negatieve bij effecten, zoals impotentie en luchtweg samentrekking. Dit kan worden voorkomen door het gebruik van medicijnen die de funny current inhiberen. De eerste was Procoralan. De hartfrequentie kan echter ook worden verlaagd door eetgewoonte, namelijk omega-3 polyonverzadigde vetzuren uit visolie, of training.
Het verlagen van de hartslag heeft ook therapeutische voordelen in bepaalde gevallen. Zo kan een lager zuurstof verbruik voordelen hebben bij een ischemische hartziekte. Het verlaagt zuurstofconsumptie en verhoogt myocard perfusie door toename van de diastolische fase.
Als het impuls is ontstaan, moet het nog worden doorgegeven aan de rest van het hart. Vanuit de pacemaker punt worden positieve ionen naar de volgende cel verplaatst, met behulp van gap junctions.
Conductie is de communicatie tussen cardiomyocyten. Dit is mogelijk omdat het hart een functioneel syncytium is, waarin alles met elkaar is verbonden. De cellen zijn met elkaar verbonden door middel van geïntercaleerde disks (IC-disks). Die vormen een mechanische en een elektrische verbinding. De gap junctions in IC-disks bestaan uit connexines. Zes connexines vormen één connexon. Twee connexons van twee verschillende cellen vormen een gap junction. De gap junctions worden dynamisch gevormd, namelijk als cellen elkaar ‘vinden’.
Wanneer één cel aan het kloppen is en er geen verbinding is met andere cellen (non conductie), zal er niks gebeuren. Wanneer er wel verbindingen zijn met andere cellen, zullen alle cellen gaan kloppen. Dit is mogelijk door de vorming van gap junctions.
Cellen zijn gestrekt (o.a. door de mechanische stress die erop staat). Op de tussengrenzen tussen de gestrekte cellen bevinden zich de gap junctions. Deze bevinden zich dus in lengte richting. Het signaal wordt dus in de lengte doorgegeven.
Een gedepolariseerde cel injecteert o.a. natrium in de nog gepolariseerde buurcel, waardoor daar ook de depolarisatie drempelwaarde wordt bereikt. Hoe verder de cel hoe minder invloed. Natrium dat in de buurcel wordt geïnjecteerd, verlaat vervolgens deze cel weer naar de volgende cel of naar de buitenkant. In een ketting van cellen neemt de geleiding via gap junctions zo wel af, omdat er dus ook natrium ionen steeds naar buiten treden.
Door een hartspiercel zo neer te leggen dat het proximale (P) deel en het distale (D) deel in Ringer’s vloeistof zitten en het middelste gedeelte in een suikeroplossing zit, kan men experimenteren met conductie. Dit middelste deel kan nu geen actiepotentialen meer genereren.
Delen die dicht bij het proximale deel liggen, gaan heel snel omhoog. Delen in het distale deel (ver weg van het proximale deel) gaan juist minder snel omhoog. Het proximale deel kan na een tijdje niet genoeg positieve ionen meer weg pompen om ze in het distale deel te krijgen, waardoor de drempelwaarde daar niet wordt bereikt en er geen depolarisatie plaats zal vinden. De geleiding wordt dan langzamer of er ontstaat een blok en geen geleiding meer.
Tussen cardiomyocyten bevinden zich myofibroblasten. Bij hartfalen verlagen deze myofibroblasten de conductie.
Geleiding in dikke bundels gaat snel in vergelijking met dunne bundels. De linker bundel tak van het hart is een dikke bundel en de rechter bundel tak is een dunne bundel. Bij de linker bundel tak wordt het linker ventrikel hierdoor sneller geactiveerd. Conductie in de lengte (longitudinaal) gaat sneller dan transversale conductie. Transversale conductie gaat ook met behulp van gap junctions.
Conductie met behulp van natrium typische actiepotentialen gaat sneller dan conductie met behulp van calcium typische actiepotentialen. In het hart zijn er verschillende transport- of conductiesnelheden. Deze snelheden variëren van 0,05 m/s tot 5 m/s. De linker en de rechter bundel takken en Purkinje vezels gaan het snelst (2-5 m/s). De AV-knoop heeft de minst snelle geleiding (0,05 m/s). Ventriculaire en atriale spieren geleiden met ongeveer 0,5 m/s.
Conductie snelheid door het hart hangt af van:
Snelheid van de AP fase 0
Grote van de AP piek
Diameter van de bundel
Richting van de bundel (transversaal of lateraal)
De AV-knoop is een netwerk van kleine bundels. Deze kleinere bundels zorgen voor een langzamere geleiding: een geprogrammeerde vermindering. Na de AV-knoop komt de bundel van His, die bestaat uit een dikke bundel. Een andere factor die de conductie in de AV-knoop verlaagt, is het calcium typische actiepotentiaal.
Het hart bestaat in feite uit een lange spierbundel. Bij normale activatie van het hart activeert het conductie systeem het endocard en het midmyocard, waardoor apex-to-base en endocard-naar-epicard activatie ontstaat.
ECG betekent elektrocardiogram. Met behulp van het ECG kunnen hartafwijkingen gediagnosticeerd worden.
Activatie van het hart gaat vanaf de sinus knoop naar het atrium, waarna het atrium en de AV knoop worden gedepolariseerd. Na een korte pauze worden de bundel van His en de Purkinjevezels gedepolariseerd. Het signaal gaat van apex naar base.
Cellen worden geïnjecteerd met positieve ionen uit de naastgelegen cel, waarna de natriumkanalen openen en het natrium de cel weer verlaat. Een dergelijk circuit bestaat uit ongeveer tien tot twintig myocyten. Een myocyt heeft een lengte van ongeveer 100 μm. Hiermee wordt de lengte van een circuit dus ongeveer 1 tot 2 mm.
Het golffront (de lading die van cel A naar cel B gaat) gaat altijd van links naar rechts. In cel A is er aan de binnenkant meer positieve lading dan aan de buitenkant. In cel B (de cel die positieve ionen geïnjecteerd krijgt) is er aan de buitenkant juist meer positieve lading. Dus er is een verschil in de ladingen die aan de buitenkant van cel A (lager) en die aan de buitenkant van cel B zit (hoger). Aan de buitenzijde gaat nu dan ook een stroom. Dit komt doordat waar de natriumionen naar binnen stromen de lading negatief naar positief.
Met een ECG meet men de spanning in de extracellulaire ruimte. De spanning in de extracellulaire ruimte is tegenovergesteld aan de spanning in de intracellulaire ruimte. Om deze reden kan men met een ECG dus toch de spanning aan de binnenkant van een cel bepalen. ECG wordt niet gemeten bij de cellen zelf maar aan de buitenkant van je lichaam
De dipool laag wordt gerepresenteerd door een vector. Lokale vectoren kunnen worden opgeteld, waarbij er een resultante vector overblijft. Als vectoren in verschillende richtingen wijzen, worden ze volgens het parallellogram principe bij elkaar opgeteld. Voor de vector die uit deze optelsom (A+B) komt (C), geldt: C < A+B, omdat vectoren die de andere kant opwijzen elkaar opheffen. Dit principe noemt men cancellation. Het golffront is ook breder. Dit komt doordat de golf elke keer een andere hoek op gaat. De vector wordt altijd getekend vanaf hetzelfde nul punt.
Hartvector: de optelsom van alle depolarisaties in het hart op een bepaald moment // optelsom van verschillende vectoren van verschillende delen van het hart. De hartvector kan van richting en van grootte veranderen. De vector wordt groter als er meer weefsel gaat meedoen aan de depolarisatie. De hartvector kan kleiner zijn als er, eerder in de cyclus, weinig weefsel meedoet.
Vectoren kunnen elkaar opheffen, maar ze kunnen elkaar ook versterken. Dit heeft te maken met de grootte van de vectoren & de richting waar ze heen wijzen.
De hartvector kan aan de oppervlakte van het lichaam zeer goed worden opgepikt met behulp van elektroden. Als de dipool vector wijst van de negatieve naar de positieve elektrode, dan is er een positieve spanning. De spanningsmeter meet een hogere (positieve) waarde en een lagere (negatieve waarde). De uiteindelijke spanning bepaalt men door de getallen van elkaar af te trekken (meting positieve – negatieve elektrode). Wanneer de dipool vector loodrecht op de elektrodes staat, dan is de spanning 0. De meting loopt altijd van negatieve elektrode naar de positieve elektrode.
Het potentiaal verschil tussen de intracellulaire potentiaal van een geactiveerde en een niet geactiveerde cel is ongeveer 100 mV. Het potentiaal verschil tussen de extracellulaire potentiaal boven een geactiveerde en een niet geactiveerde cel is ongeveer 10 mV.
Potentiaal verschil gemeten op het lichaamsoppervlak is 1 mV. Dit is de schaal waarmee rekening wordt gehouden bij het maken van een ECG.
Het elektrische veld van de steeds veranderende hartvector, zorgt voor een lichaamsoppervlakte potentiaal dat verandert met de tijd.
Bij een ECG wordt er gemeten over de linkerarm (L), de rechterarm (R) en het linkerbeen (F). Het rechterbeen wordt verbonden met de nul-elektrode = ‘aarde’ (N).
Meting I: tussen R en L (in de richting van R à L)
Meting II: tussen R en F (in de richting van R à F)
Meting III: tussen L en F (in de richting van L à F)
Deze drie metingen noemt men de bipolaire afleidingen.
Hierna zijn er nog enkele metingen bijgekomen tussen deze drie punten (de unipolaire afleidingen). Ten slotte heeft men bedacht om ook metingen te verrichten op de borst (V1 tot en met V6). Dit noemt men de precordiale afleidingen – ze worden namelijk pre corda (voor het hart) gevormd. Dit zijn ook unipolaire afleidingen.
De unipolaire afleidingen worden gemeten door de meting van 2 meetpunten te middelen en deze af te trekken van het derde meetpunt. Dit zijn frontale metingen.
Meting aVR: L en F middelen en R, richting R
Meting aVL: R en F middelen en L, richting L
Meting aVF: L en R middelen en F, richting F
De precordiale afleidingen worden L, R en F gemiddeld en vergeleken met een elektrode op de borst. Dit zijn transversale metingen. Met deze metingen samen kan een 3D beeld worden gevormd.
Met behulp van meting I, II en III kan men een driehoek maken, waarin zich vectoren bevinden. Deze vectoren heten aVR, aVL en aVF. De laatste letter laat in deze benaming zien naar welke extremiteit de vector wijst. De vectoren beginnen op de helft van de tegenoverliggende zijde. Meting I, II en III vormen de lead vectoren. Bij projectie van de hartvector op de lead vector, ontstaat de ECG amplitude. Bij een stroom in de richting van de vector ontstaat een positieve uitslag, bij een tegengestelde richting ontstaat een negatieve uitslag.
In een ECG ziet men eerst een klein golfje: de P-piek. Hierna komt het QRS-complex. Daarna komt een kleinere golf: de T-golf. Het stuk tussen het einde van de P-Piek en het begin van het QRS-complex noemt men het P-R segment. Het stuk tussen het begin van de P-piek en het begin van het QRS-complex is het P-R interval. Het QRS interval wordt gevormd door het stuk tussen het begin en het eind van het QRS-complex. Het Q-T interval loopt van het begin van het QRS-complex tot het eind van de T-top. Het S-T segment begint aan het einde van het QRS-complex en stopt bij het begin van de T-top. Het S-T interval is van het eind van het QRS-complex tot het eind van de T-top.
Epicardiale activatie start later, maar eindigt eerder dan endocardiale activatie. In grote delen van het hart, begint de repolarisatie bij het epicard.
Waarom heeft de T-golf dezelfde polariteit als het QRS-complex? De depolarisatie en de repolarisatie zijn tegengestelde complexen, maar toch zien de T-golf en de QRS er hetzelfde uit. De depolarisatie begint aan de binnenkant en loopt naar de buitenkant. De repolarisatie begint aan de buitenkant naar de binnenkant. De vectoren lopen wat betreft richting een andere kant op, maar de spanningen zijn ook tegengesteld aan elkaar. Hierdoor is er wel dezelfde polariteit in het ECG.
APD: Action Potential Durations. Dit is de duur van de actiepotentiaal. Bij een normale duur is er een normaal ECG, waarin er snelle ventrikel activatie is (en dus een smal QRS-complex) en overeenkomstige T-golven. Als de activatie orde wordt verstoord, geldt het principe ‘als laatst gedepolariseerd, als eerst gerepolariseerd’ niet meer. De T vector heeft dan een andere richting, waardoor het QRS-complex en de T-top een tegenovergestelde polariteit zullen hebben. Deze ECG’s zijn discordant (vals).
Bij hartfalen is er een abnormale, inefficiënte ventrikelactivatie. Hierdoor zijn op het ECG een wijd QRS-complex en valse T-golven.
Het RR interval is het interval tussen twee R-toppen. Dit wordt gebruikt om het slagritme te meten.
De afleidingen aan de extremiteiten staan op een ECG aan de linkerkant – aan het begin van de golf bewegingen. 6 extremiteit afleidingen en 6 precordiaal afleidingen worden binnen 10 seconden opgenomen. Van elke afleiding wordt 2,5 seconden getoond, om het overzichtelijk te maken.
P-golf laat de elektrische activatie (depolarisatie) van het atrium zien. Het QRS-complex laat de activatie (depolarisatie) van de ventrikels zien. De T-golf laat de repolarisatie van het atrium zien.
Alles wat positief is noemt men R en alles wat negatief is na de R, noemt men S. Als er een negatieve golf zit voor de R is dit een Q. Op deze manier kunnen complexen benoemd worden. Er kunnen bijvoorbeeld RS complexen zijn, of QR complexen.
Gegeven waardes bij een ECG:
25 millimeter op het papier bij een ECG komt overeen met één seconde aan meting.
De snelheid is 25 mm/s.
5 hokjes staan voor 1 seconde, dus 1 hokje geeft 200 ms.
1 mm geeft 40 ms.
Amplitude: 10 mm/mV.
2 hokjes staan voor 10 mm en 1 mm geeft 100 μV.
Ritmestrook – P wordt veroorzaakt door een vector die loopt van de bovenkant van de atria naar de onderkant van de atria, over de tussenwand tussen linker en rechter atrium. In de ritmestrook wordt gekeken of alle P-toppen er gelijk uit zien. Als de sinus knoop het ‘even niet doet’, neemt een ander deel van het hart de pacemaker functie over. Hierdoor kunnen ritmestoornissen ontstaan, die alleen te zien zijn in de ritmestrook. Er is bijvoorbeeld steeds een positieve P-top, maar ergens is er ineens een negatieve P-top à ritmestoornis.
Elektrische hartas: de optelsom van alle depolarisaties (vectoren) die plaatsvinden gedurende de gehele activatie van de ventrikels. Met behulp van alle vectoren kan bepaald worden in welke richting de hartas wijst en hoe groot de hartas is. De richtingen van de metingen van de extremiteiten zijn als volgt:
I 0 graden (naar rechts) aVR 210 graden
II 60 graden aVL -30 graden (schuin rechts omhoog)
III 120 graden aVF 90 graden (naar beneden
Hoe wordt de elektrische hartas in een ECG bepaald? Het gaat hierbij alleen om de extremiteitsafleidingen. Voor ten minste twee afleidingen moet men bepalen of de as in dezelfde richting ligt of tegengesteld. Hierbij kijkt men alleen naar de depolarisatie van de kamers, naar of het QRS-complex gemiddeld positief is of negatief.
Voor het bepalen van de elektrische hartas kijkt men naar de afleidingen van de extremiteiten. Als een QRS-complex positief is, kan de vector niet liggen in de cirkelhelft die aan de andere kant ligt (dan zou het complex negatief zijn). Door de helft van de cirkel te arceren waarin de as niet kan liggen, en dit voor elk complex te herhalen, blijft er een ‘taartpunt’ van 30° over. Voorbeeld: als een QRS-complex negatief is, kan de vector niet liggen aan de cirkelhelft aan dezelfde kant (dan zou het complex positief zijn). Door dit te bepalen voor elke afleiding, houdt men een klein deel over in de cirkel. De hartas moet in dit deel van de cirkel liggen. De cardiograaf geeft ook een schatting die 99% van de gevallen goed is, controleer wel of hij niet het omgekeerde meet.
Normaal ligt de elektrische hartas ongeveer tussen -30 en 90.
Het tien stappenplan:
Ritme. P toppen zijn positief in I en II. Als er geen P toppen aanwezig zijn (geen sinusritme), dan is er iets aan de hand.
Frequentie. Een normale hartfrequentie ligt tussen de 60-100 bpm. Frequentie berekenen aan de hand van het ECG. (aantal in 10 seconden weergegeven * 6 = aantal complexen per minuut).
QRS-as. Normale hartas ligt tussen de -30° en + 90°. Een afwijking naar recht is tussen de 90° en 180°, naar links is tussen -30° en -90°. Tussen de 180° en -90° zijn extreme afwijkingen. Afwijkingen duiden op hypertrofie.
P-top. De P-top en de amplitude mogen niet te hoog zijn. Dit kan duiden op een vergroot atrium.
PR-interval. Een normaal PR interval is ongeveer 120 tot 220 ms. (Aantal mm * 40 = aantal ms.)
QRS-duur. Normaal is dit tussen de 70 en 110 ms. (Aantal mm * 40 = aantal ms.). Als het te lang duurt, duurt de activatie van de kamers te lang. QRS-amplitude. Hoeveel spierweefsel er op een gegeven tijdstip meedoet. Een QRS-complex mag nooit beginnen met een Q. Als het wél met een Q begint, mag deze niet te breed en niet te diep zijn. Als de Q wel breed en diep is, kan dit duiden op een infarct.
ST-segment. Het ST-segment mag niet te veel omhoog liggen. Dit kan duiden op een infarct.
T-golf. De T-golf moet in bepaalde afleidingen positief of negatief zijn.
QT-interval. Normaal is het minder dan 440 ms (bij 60 bpm). (tabellen voor andere frequenties). Als het te lang duurt, duurt de repolarisatie te lang, waardoor de effectieve refractaire periode te lang duurt. Als er dan een nieuw impuls aan komt, kunnen er problemen opreden. De QT neemt toe met toenemende RR intervallen.
Samenvatting. Benoem het ritme // vermeld abnormaliteiten (als die er zijn) // trek een conclusie (Is het normaal? Abnormaal? Geen afwijkingen van betekenis?)
Sick sinus: storingen aan de sinus knoop. Een vorm hiervan is de bradycardie. Hierbij ligt de hartfrequentie onder het normale minimum van 60 slagen per minuut.
AV geleidingsstoornis: hierbij werken de atria wel goed, maar de geleiding naar de ventrikels is gestoord. In het ECG is te zien dat er veel meer P-toppen zijn dan QRS-complexen. Oftewel: de P-toppen worden niet goed doorgegeven aan de QRS-complexen. Met een dergelijke aandoening kan goed geleefd worden, maar men kan zich dan niet inspannen. Dit heeft te maken met de lage hartslag (lage kamer frequentie). De kamer frequentie kan niet omhoog en daardoor kan de cardiale output niet omhoog. Bij inspanning is dit juist noodzakelijk. Deze aandoening kan behandeld worden door middel van een pacemaker. Deze bestaan met één, twee of drie draden.
Pacemakers worden gecodeerd met een drie letter code:
Pacing, waar geeft het een pace af? Atrium (A) / Ventrikel (V) / Dual = beide (D)
Sensing, waar vangt het signaal op? Atrium (A) / Ventrikel (V) / Dual = beide (D)
Respons, wat voor reactie geeft het af? Inhibited (I) paced als er een slag mist / Inhibited en Triggered (D) paced kamer als het signaal uit de boezem niet wordt doorgegeven.
Er bestaan een VVI, AAI en een DDD. Bij een Pacemaker met 3 draden, worden beide kamers gepaced. Dit is nodig als de hartkamers geen goede verbinding meer hebben.
Daarnaast kan er wel of geen R aan gekoppeld worden. Dit betekent ‘rate responsive’, wat betekent dat de pacemaker ook een andere manier dan de SA-knoop kan gebruiken om de hartfrequentie te verhogen.
Supraventriculaire ritmestoornissen (SVT): deze ritmestoornissen ontstaan in de boezems. Een voorbeeld hiervan is tachycardie. Bij deze stoornis ligt de hartfrequentie boven het normale maximum van 100 slagen per minuut.
Bij één vorm van SVT zijn er zeer veel P-toppen in vergelijking met QRS-complexen. Op het ECG is het in feite een ‘zooitje’, door boezem fibrilleren. De QRS-complexen hebben onregelmatige vormen. De stroom vanuit de boezem wordt de ene keer wel en de andere keer niet doorgegeven aan het ventrikel.
Bij een andere vorm is er een zeer hoge hartfrequentie en zijn er bijna geen P-toppen te zien. Daarvoor is er een ICD. De ICD kan als pacemaker fungeren, maar kan ook als het hart te snel klopt een schok geven. Hierdoor wordt het hart als het ware gereset en het snelle kloppen stopt.
Er zijn meerdere determinanten die invloed hebben op de cardiale functie (de pompfunctie van het hart): de neurohormonale systemen, elektrische activatie, excitatie-contractie, cardiovasculaire interacties, anatomie, geometrie, contractie mechanismes.
Van klein naar groot de onderdelen die helpen bij spier contractie:
Myofilamenten: eiwitten die samentrekken (actine en myosine) (10nm);
Sarcomeren: units die samentrekken; ze bestaan uit actine en myosine filamenten die langs elkaar kunnen schuiven (2 micrometer);
Myofibrillen: contractiele eenheden; hier omheen zit het sarcoplasmatisch reticulum;
Myocyten: de spiercel. Het zijn cellen die zich aan de randen van spiervezels bevinden(20 bij 100 micrometer);
Myovezel of spiervezel: dit is een vertakte structuur, doordat de cellen in lengterichting en in zijwaartse richting aan elkaar zitten door zogenoemde dwarsverbindingen. Ze zijn op een specifieke manier geordend, zodat het hart goed kan samentrekken. Deze cellen bevatten één of twee kernen.
Myocardium: het hartspierweefsel, oftewel het samentrekkende hart (1-10 cm).
De contractiele eiwitten zijn actine en myosine. Myosine is het dikke filament en actine is het dunne filament. Een contractiele eenheid is de eenheid tussen twee Z-lijnen (het midden van de actine), ook wel een sarcomeer genoemd. Verder zijn er de A-band (de lengte van het myosine filament), de H-zone (in het midden van het myosine, waar er geen overlapping is van actine), de I-band (het deel tussen de uiteindes van twee myosine filamenten, waar alleen actine is) en de M-lijn (het midden van de myosine). De M-lijn is dus het midden van het sarcomeer.
De actine filamenten zijn gerangschikt in een zeshoekige structuur. Eén myosine filament kan contact maken met zes actine filamenten, want de zes actine filamenten zijn gerangschikt om één myosine filament. De actine filamenten maken contact met 3 myosine.
Bij contractie van een sarcomeer gebeuren er een aantal dingen: de Z-lijnen gaan naar elkaar toe, want het sarcomeer wordt korter; de I-band wordt korter, want het actine filament schuift in het myosine filament; de H-zone wordt korter, doordat de actine filamenten naar elkaar schuiven. De A-band behoudt zijn lengte. De myosine eiwitten worden niet korter.
Crossbridge cycling – Op het myosine filament zitten uitsteeksels die contact kunnen maken met de actine filamenten, om elke 14,3 nanometer. Met behulp van een bepaald soort structuur kunnen de uitsteeksels om klappen, waardoor het actine filament wordt verplaatst. Dit heeft tot gevolg dat de filamenten in elkaar schuiven. Dit noemt men de power stroke. Bij elke actiepotentiaal wordt deze cyclus ongeveer 5 tot 10 keer doorlopen, totdat de filamenten in elkaar geschoven zijn.
Bij het myosine molecuul zijn er drie sub regio's:
De staart, waar de verschillende myosine moleculen aan elkaar zitten (300-400 moleculen vormen één filament). Deze staart wordt gevormd door een α-helix.
Het scharnier gebied, wat mogelijk maakt dat het molecuul beweegt en wordt ook gevormd door α-helix.
De kop, die ervoor zorgt dat het myosine kan binden aan actine moleculen. Bij deze kop zijn er twee bindingsplekken: één voor de actine en één voor het ATP. Elke kop is opgebouwd uit een heavy chain en 2 light chains. De heavy chain is het doorlopende myosine deel van het staart- en scharnierdeel. De light chains, een alkali light chain en regulatory light chain, zijn kleinere moleculen die op de heavy chain zitten.
De myosine koppen maken een hoek van 60°, waardoor er contact kan worden gemaakt met alle 6 de actine filamenten rondom het myosine filament. Actine moleculen zijn de dunne filamenten, ze bestaan uit globulaire eiwitten, die in twee strengen om elkaar heen gedraaid zitten. De witte bolletjes op de strengen zijn de bindingsplekken voor de myosine filamenten. Tropomyosine is zeer belangrijk voor de interactie tussen myosine en actine. Daarnaast is er een troponine complex, dat bestaat uit het troponine T, C en I (TnT, TnC, TnI). Troponine C is het deel van de structuur waar de calcium ionen aan kunnen binden. Troponine I is voor inhibitie van ATP-ase activiteit. Troponine T is voor stabiliteit en reguleert de interactie met tropomyosine.
De myosine kop wil binden aan de bindingsplaats van de actine. Het troponine zorgt er voor dat deze myosine bindingsplaats is afgeschermd, waardoor de interactie niet plaats kan vinden. Hiervoor is calcium: de calcium ionen binden aan het troponine C, waardoor er een vorm verandering optreedt bij het troponine complex. Dit heeft tot gevolg dat het tropomyosine van de bindingsplaatsen af schuift. Het verplaatst naar de groef van de om elkaar gewikkelde eiwitten. De myosine kop kan nu binden aan de actine.
De cyclus kan dus alleen verlopen als er voldoende calcium ionen aanwezig zijn. Daarnaast is er ATP nodig, om te zorgen dat de binding weer loslaat. Er is namelijk een hechte verbinding tussen de myosine kop en het actine (wanneer er nog geen ATP is). Het ATP kan binden aan de bindingsplaats op de myosine kop. Wanneer het ATP hieraan bindt, zal de binding tussen de myosine kop en het actine loslaten. Het energievragende element van de cyclus is dus het loslaten van de myosine kop. Hierna wordt het ATP gehydrolyseerd (ATP à ADP en fosfaat). Het ADP en fosfaat blijven beide gekoppeld aan de myosine kop. Deze omzetting gaat ermee gepaard dat de cross bridge van myosine een andere vorm krijgt. Hij is zo gestrekt, dit noemt men de cocked state – de staat waarin de kop er klaar voor is om opnieuw te binden.
Vervolgens gaat de myosine kop iets verder weer binden aan de actine (cross-bridge state). Dit is een lossere verbinding dan de begin situatie. Hierna is er dissociatie van het fosfaat, waarna de power-stroke state wordt gevormd (de cross-bridge maakt de knikkende beweging). Hierna dissocieert ook het ADP, waarna we terug zijn bij de eerste situatie: de myosine kop is gebonden aan de actine. Er treedt rigor mortis, lijksverstijving, op wanneer er geen ATP meer is. De mysoine kop kan dan niet meer loslaten van het actine
Zolang er genoeg calcium ionen en ATP moleculen aanwezig zijn, zal deze cyclus blijven lopen. Tijdens de depolarisatie komt er calcium de cel in en bij repolarisatie gaat calcium de cel uit. Dit maakt deze cyclus mogelijk. Wanneer de calcium weer uit de cel gaat, schuift het tropomyosine weer over de bindingsplaatsen op de actine. Myosine kan zo niet meer binden als het heeft losgelaten.
Myosine zijn ATP afhankelijke motor eiwitten. Ze maken onder andere transport mogelijk. Myosine wordt hierdoor ook gebruikt om binnen de cel moleculen te transporteren.
Het eiwit titine zit ook in het sarcomeer en het zorgt ervoor dat het sarcomeer niet oneindig uitgerekt kan worden. Het zit tussen het uiteinde van het myosine filament en de Z-lijn. Titine is een zeer stijf molecuul. Wanneer het sarcomeer verder wordt uitgerekt, wordt er uiteindelijk aan het titine getrokken, waardoor de uitrekking wordt gestopt.
Isotone contractie: de kracht die de spier genereert is constant en de spier verkort. Op het moment dat de kracht groot genoeg is om het gewicht op te tillen, ontwikkelt de spier geen nieuwe kracht meer.
Isometrische contractie: de lengte van de spier verandert hier niet, maar de spier ontwikkelt hierbij wel (maximale) kracht. Als de spier wordt vastgehouden aan allebei de kanten, dan geeft dit de meeste kracht ontwikkeling (maximale kracht ontwikkeling is er dus als de spier niet kan verkorten). Hoe langer de spier hoe hoger de kracht-curve. De piek bij isometrische contractie is dus lengte-afhankelijk.
Isometrische kracht wordt vergroot door:
Een verhoogde intracellulaire calcium concentratie.
Een vergrote lengte van het sarcomeer. Hierdoor is er een optimale actine-myosine overlapping, minder ruimte tussen het traliewerk en een veranderde oriëntatie van de myosine kop.
Interactie van twee mechanismen, oftewel een verhoogde calcium sensitiviteit. Dit is het geval bij een langere spier.
Als een spier een bepaalde lengte heeft, zal de spier een bepaalde hoeveelheid maximale kracht genereren. Tegenovergesteld geldt: als er een bepaalde kracht is, zal de spier een bepaalde lengte krijgen. Wanneer we een spier gaan activeren door een stimulus te geven, waardoor de spier gaat contraheren, gebeurt er het volgende:
Isometrisch: we houden de spier aan twee kanten vast, zodat deze niet kan verkorten. De spier gaat een bepaalde kracht genereren, maar de lengte blijft gelijk. In een diagram met kracht (F) tegen de tijd (T) is dit te zien als een heuvel. In een kracht (F) / lengte (l) diagram, is één spier te zien als een verticale lijn. Wanneer spieren die in verschillende mate zijn uitgetrokken in een kracht / lengte diagram staan geeft dit een rechte lijn richting rechtsboven. Als we de spier namelijk eerst oprekken en hierna gaan stimuleren, zal deze spier een grotere kracht ontwikkelen dan een spier die niet of minder ver was opgerekt voor de stimulatie.
Een gerelaxeerde spier is compliant en daardoor makkelijker uit te rekken. Een geactiveerde spier is veel stijver.
Peak isometrisch force-length relationship: dit is de maximale spiercontractie bij het uitrekken van de spier. Passive Force-Length relationship: de kracht die nodig is om de gerelaxeerde spier tot een bepaalde lengte uit te rekken.
Eén van de verklaringen voor de relatie tussen oprekking van een spier en kracht generatie heeft te maken met de overlap tussen actine en myosine. Voor het opwekken van de grootste kracht moet er een ideale situatie zijn, waarin er voor iedere cross bridge een mogelijkheid heeft om te hechten. Dit is de ideale situatie om kracht te genereren. De overlap moet dan niet te klein zijn en niet te groot. Oprekken van een spier kan dus resulteren in het genereren van een grotere kracht. Te ver oprekken heeft echter weer een negatief effect (dan is er geen overlap meer tussen de myosine en actine filamenten). In de normale situatie wordt dit echter voorkomen door titine, dus heb je hier geen last van. Dit geldt ook voor het hart. Hoe verder het hart gevuld is hoe meer druk er gegeven kan worden.
Een andere verklaring waarom oprekking van een spier leidt tot generatie van een grotere kracht is de Starling relatie. De vergrote sarcomeer lengte leidt tot een vergrote contractie kracht. Een mogelijk mechanisme is gereduceerde ruimte in het rasterwerk.
Als een sarcomeer wordt opgerekt, zal de lengte meer worden en de dikte wordt minder (volume blijft namelijk gelijk). Hierdoor komen de actine en myosine filamenten dichter bij elkaar te liggen. Dit zou er toe kunnen leiden dat de crossbridges beter gevormd kunnen worden, waardoor er weer meer kracht gegenereerd kan worden.
Daarnaast is er de volgende verklaring: veranderde oriëntatie van de myosine kop. Dit is een structurele determinant voor de Starling relatie. Het gaat hierbij om de hoek die de kop van het myosine filament maakt.
Ten slotte is er een mechanisme dat betrekking heeft op de calcium gevoeligheid. Er is niet bekend welke verklaring het beste is of welke de grootste invloed heeft.
Isotonisch: een spier wordt belast met een gewicht, waarna de spier kracht gaat ontwikkelen. Wanneer de spier de hoeveelheid kracht heeft gegenereerd die nodig is om het gewicht op te tillen, spant de spier niet verder in maar gaat verkorten. De kracht blijft hierbij constant.
Nu gaan we een lichter gewicht gebruiken. De spier gaat kracht genereren tot er genoeg kracht is om het gewicht op te tillen. Dit punt wordt eerder bereikt dan bij een zwaarder gewicht. Op dit punt aangekomen, stopt de spier met verder inspannen en de kracht blijft constant. De spier kan in deze situatie veel meer verkorten dan bij een zwaarder gewicht.
Afhankelijk van de belasting zal een spier een andere hoeveelheid kracht genereren en er zal een andere mate van verkorting optreden. Hoe meer het hart wordt gevuld, hoe hoger de kracht en de druk die het hart genereert. Het hart wordt belast met de druk in de aorta. Als de druk in de aorta heel hoog is, is er een zwaardere belasting van het hart, waardoor er weinig verkorting zal zijn en hierdoor is er een kleiner volume dat per hartslag wordt geëjecteerd.
Preload gaat om de hoeveelheid druk die het hart krijgt wanneer het gevuld wordt. Oftewel de spanning op de wanden van het hart door het bloed wat instroomt. De afterload wordt gevormd door de aorta druk. De afterload bepaalt bij welke kracht er wordt begonnen met verkorten en hoeveel er wordt verkort.
Excitatie-contractie koppeling
Extracellulaire calcium concentratie( [Ca]o ) is ongeveer 1200 micromolair.
Intracellulaire calcium concentratie ( [Ca]i ) is ongeveer 0,1 micromolair.
Tussen deze concentraties zit dus een concentratie verschil van een factor 10000.
Calcium ionen komen de cel binnen tijdens de actiepotentiaal (voornamelijk tijdens fase 2: de plateau fase), via de L-type calcium kanalen. Hierdoor verhoogt de intracellulaire calcium concentratie met een factor tien.
Als er veel calcium binnen de cel is, zijn er meer bindingsplaatsen beschikbaar voor de myosine – actine binding (dit is uitgelegd bij HC13). Meer calcium in de extracellulaire ruimte resulteert in het feit dat er bij de actiepotentiaal meer calcium ionen de cel in komen. De intracellulaire calcium concentratie hangt dus af van de extracellulaire calcium concentratie. De ontwikkelde spierkracht is afhankelijk van de intracellulaire calcium concentratie (in het cytosol). Hoe hoger de [Ca]i is, hoe hoger de ontwikkelde kracht. De calcium concentratie is dus een manier om de gegenereerde kracht te moduleren: het is een regulatie mechanisme.
De hoeveelheid calcium die tijdens een actiepotentiaal de cel in komt (via L-type calcium kanalen) is gering en niet genoeg om de cross bridge cyclus op gang te krijgen en contractie te ontwikkelen. Er is een versterkingsmechanisme: door calcium geïnduceerde calcium vrijlating vanuit het Sarcoplasmatisch Reticulum (blaas binnen de cel). In het SR zit heel veel calcium opgeslagen (er zitten namelijk veel eiwitten in het SR die calcium kunnen binden bv. calsequestrine). Als calcium de cel in komt, worden bepaalde receptoren gestimuleerd - de ryanodine receptoren. Hierdoor gaat het calcium dat opgeslagen ligt in het SR door de kanalen in het SR-membraan en het gaat naar de intracellulaire ruimte. De calcium concentratie is daar dan hoog genoeg om contractie te veroorzaken en de cyclus op gang te brengen. Via ATP pompen wordt het calcium weer het SR in gepompt. Deze pomp heet de SERCA pomp.
Fosfolambam reguleert de SERCA pomp. De SERCA pomp is een SR Ca-ATPase. Normaliter remt fosfolambam de pomp enigszins. Wanneer het fosfolambam wordt gefosforyleerd, wordt de werking van het eiwit geremd. Dit leidt ertoe dat de pomp sneller gaat werken, waardoor het calcium sneller het SR wordt in gepompt. Dit eiwit bevordert dus de relaxatie.
Calsequestrine is een SR Ca-bindend proteïne: het zorgt ervoor dat er zoveel mogelijk calcium in het SR vastgehouden kan worden. Het bevindt zich in het SR. Bij iedere actiepotentiaal komt er een beetje calcium van buitenaf de cel in. Wanneer er niets zou gebeuren, ontstaat er een accumulatie van calcium in de cel. Daarnaast moet calcium de cel uit, zodat er relaxatie mogelijk is. Om dit te herstellen zijn er diverse mechanismen: exchangers en pompen.
Deze werken calcium de cel weer uit. Er is een exchanger die calcium tegen natrium uitwisselt en een pomp die calcium de cel uit pompt. De exchangers en pompen herstellen na een actiepotentiaal weer de homeostase: de concentraties van de ionen.
QTC: De QT tijd is de tijd tussen het QRS complex en de T top. Wanneer dit verlengd is, is er sprake van een hartritme stoornis. Bij de verschillende hartfrequenties is deze tijd ook verschillend. De QTC is de QT tijd correctie, deze kun je aflezen in tabellen of berekenen.
Central terminal: de gemiddelde waarde van de drie elektroden, centrale punt in het lichaam.
Bipolaire meting: een vergelijking van twee echte elektrodes op het lichaam. Unipolaire meting: een vergelijking van één echte elektrode en een virtueel gemiddelde van twee of meer andere elektrodes.
Bij een AV-blok zijn de depolarisaties van de kamers soms zichtbaar. Meestal gaan ze verloren omdat ze dan gelijktijdig met het QRS-complex zijn. Bij een eerstegraads AV-blok is er een constant verlengde PR tijd. Bij een tweedegraads AV-blok is er af en toe een uitval van een QRS-complex.
De T-top is positief, dit komt doordat de repolarisatie in het epicard begint. De depolarisatie begint in het endocard. Omdat zowel de richting als de lading de andere kant op is, is de T-top ook positief.
Bij atriumfibrillatie is er geen regelmatige slagen, bij de atriumflutter is dat ook (maar in mindere mate) het geval.
Bij een negatieve P-top is er sprake van een junctioneel ritme. Het hart wordt dan aangestuurd vanuit de AV-knoop. Het atrium wo0072dt dus vanuit de andere richting en de P-top wordt negatief. Deze top kan voor of na het QRS-complex te zien zijn. Dit is afhankelijk van waar in de AV-knoop het signaal ontstaat. Ontstaat het signaal aan de atrium kant, is de P-top (zoals normaal) voor het QRS-complex. Ontstaat het signaal aan de ventrikel kant, dan komt het QRS-complex voor de negatieve P-top.
10 mm op de ECG is 1 mV of 40 ms in de tijdrichting. Wanneer de I en de II afleiding een positief QRS-complex hebben, is de hartas normaal. Concordant betekent dat de T-top en het QRS-complex beide positief of beide negatief zijn. Bij discordant zijn deze een tegengestelde richting.
Een spier kan kracht genereren en verkorten, deze twee factoren samen zijn te omschrijven als stijfheid en compliantie. Het verschil in kracht/verschil in lengte = stijfheid. De compliantie is 1 / stijfheid. Wanneer een spier stijver wordt krijgt deze meer crossbridges (verbindingen tussen myosine en actine). De verandering in kracht wordt groter als de lengte toeneemt. De verandering in stijfheid blijft gelijk. Deze kan wel beïnvloed worden door andere factoren zoals de hoeveelheid calcium. De contractiliteit is op deze manier gescheiden van de kracht. Bij verzuring is er te weinig ATP aanwezig, hierdoor is de maximale relaxatie niet mogelijk.
T-tubuli is in feite cel membraan dat een kanaaltje vormt, waardoor extracellulair medium diep de cel in kan komen. Het is de plek waar een verbinding is tussen de buitenwereld en het SR. In een spiercel bevinden zich zeer veel mitochondria, voor de ATP voorziening.
Isometrische kracht wordt vergroot door:
Een verhoogde intracellulaire calcium concentratie.
Een vergrote lengte van het sarcomeer. Hierdoor is er een optimale actine-myosine overlapping, minder ruimte tussen het traliewerk en een veranderde oriëntatie van de myosine kop.
Interactie van twee mechanismen, oftewel een verhoogde calcium sensitiviteit. Dit is het geval bij een langere spier.
Hartfunctie:
De pulmonaalarterie gaat voor de aorta ascendens langs. Dit komt door de embryogenese.
In een dwarsdoorsnede van het hart: centraal ligt de aortaklep. Bovenaan ligt de pulmonaalklep. Linksonder is de mitraalklep. Rechtsonder is de tricuspidaalklep. Tijdens de systole zijn de atrioventriculaire kleppen gesloten. Ze worden dichtgedrukt door de hoge druk die wordt opgewekt in de ventrikels.
Tussen de linker en rechter harthelft bevinden zich de systemische circulatie en de pulmonaire circulatie. In de systemische circulatie is de flow overal gelijk. De weerstand van de systemische circulatie is veel hoger dan de weerstand in de pulmonaire circulatie. De druk in het rechter ventrikel is hierdoor ongeveer 5 keer zo klein als de druk in het linker ventrikel.
Hartspiercellen zijn gerangschikt in vezeltjes. De vezel richting is epicardiaal en endocardiaal verschillend. Dit resulteert erin dat als de spiertjes gaan samentrekken, er niet alleen verkorting optreedt, maar dat er ook torsie optreedt. Bij de apex zal er een draaiing zijn met de klok mee en bij de basis zal er een draaiing zijn tegen de klok in.
De wand wordt dan niet alleen kleiner, maar de wand ‘wringt zich ook uit’ (net zoals vocht uit een handdoek gewrongen kan worden). Dit is een efficiënte manier om het volume (bloed) uit het hart te krijgen. Daarnaast is het zo dat als alles op dezelfde manier zou verkorten, de spieren aan de buitenkant veel meer zouden moeten verkorten dan aan de binnenkant. Hierdoor zouden de spieren elkaar in de weg gaan zitten. Door de verschillende vezel richting, kunnen de spiertjes allemaal ongeveer 30 tot 40 procent gaan verkorten, zonder dat ze elkaar in de weg zitten. Alle spiervezels moeten dan ongeveer dezelfde arbeid verrichten. Er is dan een homogene verdeling van de arbeid.
Bij het maken van een inspanningsecho moet men goed opletten of men steeds naar hetzelfde vlak van het hart kijkt of dat men steeds tegen een ander vlak aan kijkt. Er moet dan altijd naar minstens 2 vlakken van het hart gekeken worden.
Er zijn diverse methodes om het hart in beeld te brengen:
Echocardiografie: simpele methode die niet duur is. Voor deze techniek is expertise nodig om de gemaakte beelden goed te kunnen interpreteren. Het is een niet invasieve en niet schadelijke methode. Als een echo wordt gemaakt, ziet men wat er op dat moment in het lichaam gebeurt. Hierdoor kan er heel dynamisch naar het hart worden gekeken. Het is dus een heel flexibele methode. Wanneer men gedetailleerdere informatie wil, dan kan gebruik worden gemaakt van de oesophagus. Een echoscoop wordt dan met een slang via de oesophagus zo dicht mogelijk bij het hart gebracht. Op deze manier kunnen bijvoorbeeld klep insufficiënties (lekkages) goed in beeld gebracht worden.
Magnetic Resonance Imaging (MRI): hiermee kunnen zeer nauwkeurige beelden verkregen worden. Op een aantal doorsneden worden beelden gemaakt. Achteraf kan een reconstructie gemaakt worden, waardoor de 3D structuur/geometrie van een orgaan (zoals het hart) in beeld gebracht kan worden. Het verschilt van echoscopie in het feit dat men niet op hetzelfde moment de afbeeldingen kan zien. Voor het verkrijgen van anatomische informatie is MRI een zeer goed hulpmiddel. Het is ook niet invasief, maar veel duurder. Ook zie je maximaal 1 hartslag, geen reeks.
Thorax foto / X-ray: op afbeeldingen die via deze techniek verkregen zijn, kan alleen gekeken worden naar de buitenkant van het hart. Op deze afbeeldingen kan men bijvoorbeeld zien of er afwijkingen zijn in het hart.
Contrast angiografie: bij deze techniek wordt gebruik gemaakt van contrast vloeistof. Op de beelden worden de delen die met contrast vloeistof gekleurd zijn, donker afgebeeld. Met behulp van deze techniek kan onder andere de pompfunctie van het hart worden bepaald. Meestal wordt dit gebruikt om de kransslagaderen weer te geven.
Multi-Slice Computed Tomography (MSCT): dit is ook een röntgen techniek die plaatjes maakt van heel veel plakjes van het hart. Het heeft een hoge resolutie. Dit is wel invasief.
Op het QRS complex begint het ventrikel druk op te bouwen. De druk in het linker ventrikel is dan hoger dan de druk in het linker atrium, waardoor de mitralisklep sluit. De isovolumische fase is wanneer het linker ventrikel druk aan het opbouwen is, maar z’n volume constant blijft, aangezien de aortaklep nog gesloten is. De aortaklep opent pas als de druk in het linker ventrikel hoger is dan in de aorta. Als het linker ventrikel het volume eruit knijpt, de aorta in, kan hij nog steeds zijn druk verhogen. Dit bereikt een bepaalde piekwaarde, waarna de druk weer gaat zakken (tijdens het ejecteren van het volume).
Als de druk lager wordt in het linker ventrikel dan in de aorta, dan zal de aortaklep weer sluiten. De druk daalt totdat de druk lager is dan de druk in het linker atrium (dit is de isovolumische relaxatie). De druk in het linker atrium is op dat moment al aan het stijgen, want deze krijgt de hele tijd flow vanuit de long circulatie. De mitralisklep opent vervolgens weer als de druk van het linker ventrikel onder de druk van het linker atrium is gekomen. Het drukverschil tussen het linker ventrikel en het linker atrium is heel klein, maar het linker ventrikel is heel slap (in relaxatie fase) waardoor het heel makkelijk is om deze te vullen. Het eerste deel van de vulling is passief. Wanneer het linker ventrikel al deels gevuld is, komt de P-top, waarin het atrium samentrekt zodat het ventrikel verder wordt gevuld (actief). Voor de rechterkamer en ventrikel werken het principe hetzelfde alleen is de druk daar lager.
Deze cyclus kan ook in een P/V grafiek gevolgd worden. Hierin is het volume uitgezet op de X-as en de druk (pressure) op de Y-as. Dit vormt een soort rechthoek. De onderste horizontale lijn geeft de vulling aan, op de hoek rechtsonder sluit de mitralisklep. De rechter verticale lijn geeft de contractie aan (isovolumisch) op de hoek bovenaan gaat de aorta klep open. De bovenste (deels) horizontale lijn is de ejectie. De druk in deze periode verandert daarom is de lijn niet horizontaal. Aan de hoek op de linkerkant sluit de aorta klep. De verticale lijn aan de linkerkant geeft de relaxatie weer en onderaan gaat de mitralisklep open.
Parameters die belangrijk zijn:
EDV: eind diastolisch volume
EDP: eind diastolische druk
ESV: eind systolisch volume
ESP: eind systolische druk
EDV-ESV: SV: slag volume (breedte van de P/V grafiek)
HR: hartslag (slagen per minuut)
SV x HR: CO: cardiale output
SV/EDV: EF: ejectie fractie. Hoeveel pompt het hart uit in vergelijking met hoeveel het wordt gevuld.
Art. druk: maximale druk in de aorta / minimale druk in de aorta.
De hoogste druk in de aorta is ook de hoogste druk in de linker ventrikel. De laagste druk in de aorta is niet de laagste druk in de linker ventrikel. De rechterkamer trekt iets eerder samen dan de linkerkamer daardoor heeft hij een iets kortere isovolumische periode dan de linkerkamer.
Factoren die de cardiale output bepalen:
Hartslag
Belasting van het hart
Myocardiale contractie
Uniformiteit wat betreft tijd en ruimte.
De cardiale output wordt minder bij een verminderde preload, een verhoogde afterload, een verminderde contractie en een verminderde compliantie.
Elasticiteit is hetzelfde als de stijfheid. De compliantie is 1 / stijfheid.
Bij hartfalen heeft de ventrikel minder contractie. Om dit te compenseren moet het circulerend volume meer druk hebben. Dit veroorzaakt lymfe oedeem, ook krijgen de longen een te hoge druk wat kortademigheid veroorzaakt. Ook een verminderde vulling wordt door het lichaam op dezelfde manier gecompenseerd en geeft dezelfde problemen.
De normale volgorde bij een onderzoek is als volgt:
Vraagstelling / hypothese
Studieopzet om de vraagstelling te beantwoorden
Data verzameling
Data analyse
Resultaten interpretatie
Conclusies trekken
Artikel schrijven / voordracht geven
Design is voor ons al bepaald, data is al verzameld, wij moeten een vraag bedenken en beantwoorden. Mogelijkheden voor een onderzoek voor ons:
Normaalwaarden bepalen. Dit noemt men ook wel referentiewaarden.
Normaalwaarden bepalen, die van andere variabelen afhangen.
Kijken naar de verschillen tussen groepen. Zoals kijken naar het verschil in hartslag tussen mannen en vrouwen.
Kijken of bepaalde variabelen samenhangen: correleren. Zoals kijken of langere mensen een hogere hartslag hebben.
Normaalwaarden zijn zeer belangrijk. Artsen willen natuurlijk graag weten wanneer iets afwijkend is, en wanneer iets normaal is. Er is echter vaak een overlap tussen ziek en gezond. 95 % van de normale bevolking zit tussen de referentieintervallen. Deze 95% zit tussen de grenswaarden die worden bepaald door het gemiddelde – 1,96*standaarddeviatie en gemiddelde + 1,96*standaarddeviatie. Dit kan ook bepaald worden met behulp van het 2,5e en het 97,5e percentiel.
Een regressielijn kan worden voorgesteld aan de hand van een lineaire vergelijking, met daarin een constante (α) en een richtingscoëfficiënt (β). Een algemene formule hierbij is: Y = α + βx. In deze formule geldt dat Y de afhankelijke variabele (dependent) en X de onafhankelijke variabele (independent).
De punten spreiden rondom de regressielijn. Dit is omdat voor een persoon i geldt: Yi = αi + βxi + ei. Hierin is ei de ‘error’, oftewel de afwijking van de regressielijn voor deze persoon. Deze error is normaal verdeeld, met gemiddelde 0 en standaarddeviatie σ.
SPSS kan deze regressielijn schatten, met de commando’s Analyse; Regression; Linear. Als uitvoer verschijnt er een tabel, waaruit de constante en richtingscoëfficiënt gehaald kunnen worden. Hier kunnen de normaalwaarden bepaald worden door de standaarddeviatie te schatten rond de regressielijn en vervolgens de formule toe te passen voor de grenswaarden. In SPSS kunnen plaatjes gemaakt worden door de commando’s: Graphs; Legacy Dialogs; Scatter/Dots. Via Simple Scatter; Define kan het plotscherm ingevuld worden. Met behulp van SPSS kan het 95% referentie-interval aangegeven worden.
Om te bepalen of er samenhang is tussen twee variabelen (zoals leeftijd en longfunctie), kan worden gekeken naar de richtingscoëfficiënt. De nulhypothese wordt dat er geen samenhang is: de richtingscoëfficiënt zou dan 0 moeten zijn. De alternatieve hypothese is dat er wel een relatie is en de richtingscoëfficiënt dus geen 0 is. Als deze 0 is, dan is er dus geen relatie (H0 wordt aangenomen). Als deze geen 0 is, dan is er wel een relatie (H1 wordt aangenomen). Als de P-waarde kleiner is dan 0,05 dan is er een significant verschil tussen de twee variabelen.
De correlatiecoëfficiënt (r) meet de samenhang tussen twee variabelen. r ligt altijd tussen -1 en -1. Als r>0 dan is er een positieve correlatie. Als r<0 dan is er een negatieve correlatie. Als r=0 dan is er geen correlatie. Als r=-1 of r=1, dan is er een perfecte correlatie. De formule voor de correlatiecoëfficiënt is:
Met behulp van de commando’s: Analyse; Correlate; Bivariate; geeft SPSS de correlatiecoëfficiënt.
Maak bij het onderzoek maak je gebruik van de toetskeuzetabel die bij AWV is gegeven. Veel van de onderzoeken zullen gebaseerd zijn op ongepaarde groepen.
Het onderzoek:
Bedenk een onderzoeksvraag. Deze moet duidelijk en specifiek zijn.
Bekijk de data. Gebruik hierbij beschrijvende statistiek en plaatjes. Hiermee moet de onderzoeksvraag beantwoord worden.
De opdracht die bij het onderwerp zorgpad hoort, is het schrijven van een essay. Dit essay moet uit circa 500 woorden bestaan. Het essay moet gaan over een zorgpad, er wordt gekeken naar dit zorgpad vanuit het perspectief van een zorginstelling (ziekenhuis), een specialist (arts) of vanuit de patiënt zelf. In dit essay moet je de voor en nadelen van dit COPD-zorgpad (casus staat op blackboard) benoemen, suggesties noemen voor verbeteringen en je eigen mening over de structuur van het COPD-zorgpad beschrijven. Dit essay moet ingeleverd worden via blackboard. Het essay wordt beoordeeld door de docent van je werkgroep. Je kunt een onvoldoende/voldoende voor dit essay halen, bij een onvoldoende moet je het essay aanpassen (anders wordt het tentamencijfer van Basis tot Homeostase niet vrijgegeven in usis).
Bij het opstellen en het uitvoeren van een zorgplan is een goede samenwerking van belang. Deze samenwerking vindt vanuit verschillende perspectieven plaats. Die perspectieven richten zich allemaal op of worden beïnvloedt door verschillende factoren:
De patiënt: wil ook zeggenschap over zijn/haar zorg, multimorbiditeit, vraag om kwaliteit
De arts
De zorgaanbieder (bijvoorbeeld een ziekenhuis): focus op kwaliteit. Marktwerking
De overheid/verzekeraars: Doelmatige zorg (kwaliteit, veiligheid, budget), pakket keuzes, marktwerking.
De zorglogistiek verandert continu. Er zijn namelijk grote externe veranderingen in de zorg. Door deze grote veranderingen verandert de rol van zowel de patiënten als de zorgverzekeraars. Ook door de toenemende maatschappelijke verantwoording verandert de zorglogistiek. Deze toenemende maatschappelijk verantwoording houdt in dat er steeds hogere eisen komen over de kwaliteit en veiligheid van de zorg.
Daarnaast zijn er ook verschillende veranderingen wat betreft de financiering van de zorg. Bij de vroegere financiering werd de beschikbaarheid van het ziekenhuis vergoed (''het aantal bedden''), terwijl tegenwoordig de financiering wordt betaald per prestatie. Ook is er meer markt ontstaan tussen de ziekenhuizen onderling, hierdoor moet een ziekenhuis zich onderscheiden van andere ziekenhuizen om niet failliet te worden verklaard (bijvoorbeeld het worden van een academisch ziekenhuis). Het is daarom van belang dat zowel de inhoud als de logistiek van een ziekenhuis met elkaar overeenkomen en dus kloppen.
Er zijn verschillende gestandaardiseerde methodes voor een procesontwerp in een ziekenhuis of een andere zorgorganisatie:
Zorgprogrammering; het ontwerpen van zorgpaden en het standaardiseren van processen.
LEAN; het elimineren van alle verspillingen in een proces.
SIX-Sigma; de procesbeheersing, het uit de weg gaan/voorkomen van fouten.
Theory of Constraints; het identificeren en oplossen van fouten.
LUMC heeft het Top Referentie Functies (~top referente zorg) als strategie richting 2018 bedacht.
Kenmerken TRF:
- TRF betreft de behandeling van patiënten die zeer specialistische zorg nodig hebben waarvoor geen verdere doorverwijzing meer mogelijk is;
- een zeldzame aandoening
- een complexe aandoening of behandeling
- een eenvoudige aandoening die complex wordt door combinaties van chronische zieken
- of met een uitzonderlijk beloop van een veelvoorkomende aandoening
- Waarvoor een multidisciplinaire aanpak nodig is
- Nauw samenhangt met fundamenteel en translationeel wetenschappelijk onderzoek
- Een bijzondere en complexe infrastructuur vereist is
Om die TRF na te streven tracht de organisatie de o.a. de volgende taken na te streven:
1) de zorg optimaliseren rond de patiënt
2) de kwaliteit van zorg meetbaar toe te laten nemen
Die kwaliteit van zorg wordt wordt door WHO aan de hand van 6 dimensies beschreven:
1) Veiligheid: vermijden van schade bij verlenen van zorg. Is een systeemkenmerk
2) Effectiviteit: evidence based. Optimale hoeveelheid zorgverlening toepassen
3) Tijdigheid: waarborgen continuïteit. Voorkomen van wachttijden
4) Doelmatigheid: verspilling vermijden van o.a. middelen, voorraden, ideeën en energie
5) Rechtvaardigheid: zorg toegankelijk voor iedereen zonder uitzondering geslacht, etniciteit etc.
6) Patiëntgerichtheid: respect voor individuele voorkeur, normen en waarden van de patiënt
Het verder ondersteunen van de TRF en dus zo de zorg te optimaliseren kan met behulp van zorglogistiek: het beheersen van zorg- en behandelprocessen en daarmee
verbonden goederen- en informatiestromen.
Die zorglogistiek kan voortkomen uit verschillende mogelijkheden:
- unitoptimalisatie: optimaliseren van bedrijfsvoering van een productie-eenheid bijv een poli, IC , OK.
- patiëntlogistiek: een generiek proces die zich richt op hoe een patientenstroom door een ziekenhuis loopt (bijv. de acute of de geopereerde patiënt)
- zorgpadontwikkeling: verbetering van zorgpad voor patienten groep, omvat een hele keten van units en acties. De juiste zorg op het juiste moment van de juiste patiënt en dat zo gestandaardiseerd mogelijk is de definitie van een zorgpad. Het doel van een zorgpad is de kwaliteit van de verleende zorg verbeteren of de doelmatigheid van de zorg bewerkstelligen.
. Zorgboek definieert het als volgt: een complexe interventie om de gemeenschappelijke besluitvorming en organisatie vanzorgprocessen te verwezenlijken voor een specifieke groep van patiënten gedurende een gedefinieerd tijdskader.
Wat kan er met behulp van een zorgpad bewerkstelligd worden?
focus op traject van patiënt
uniforme werkwijze
multidisciplinaire afstemming
proceseigenaarschap & verantwoordelijkheid
ezis: logistiek & informatiestroom
informatievoorziening pt/HA
zorg & onderzoek integreren
uitkomstmetingen
In een ziekenhuis zijn er diverse zorgpaden. Er zijn bijvoorbeeld eenvoudige zorgpaden, op 1 afdeling, een voorbeeld is oogheelkunde. Maar er zijn ook complexere zorgpaden, waardoor een zorgpad eigenlijk op meerdere afdelingen plaatsvindt, een voorbeeld is darmkanker. Een zorgpad van een ziekenhuis begint niet bij de voordeur en eindigt niet bij de achterdeur. Voor de opname van een patiënt in een ziekenhuis zijn er namelijk al diverse maatregelen en afspraken wat betreft het zorgpad gemaakt.
Transmurale zorgpaden zijn zorgpaden met een voorkant en een achterkant. De voorkant is de samenwerking met de huisarts, die de patiënt doorstuurt naar een ziekenhuis. De achterkant betreft de samenwerking met verpleeg/zorghuis, revalidatiecentra, thuiszorg etc.
In 1970 had de patiënt bij hartinfarct 50% kans op overlijden en was de opname 6-weken. Goedkoop vingerhoedkruit was de behandeling. Sindsdien is er veel veranderd. Nu is de opname 2-3 dagen en de sterfte 1-2% door de komst van betere, maar ook duurdere behandelingen.
De verbeteringen zorgen ervoor dat er veel behandelingmogelijkheden zijn voor patiënten met hart-en vaatziekten. En er blijven steeds meer nieuwe en verbeterde behandelingsmogelijkheden worden ontwikkeld. De zorg is zo complex geworden dat zorgpaden (bij hart-en vaatziekten) essentieel zijn om de kwaliteit van de zorg te verbeteren. Er zijn namelijk veel opties voor verschillende afwijkingen, risico op versnippering en verspilling van geld en er is noodzaak om te komen tot regionale organisatie van de zorg.
Een zorgpad vanuit het perspectief van een arts bekeken is een systematische beschrijving van de processen rondom de behandeling van een patiënt.. De uitkomst van een zorgpad is een betere veiligheid en een positieve ervaring voor de patiënt. Hierbij wordt de juiste kwaliteit van zorg geleverd. Ook op financieel gebied moet een zorgstraat kloppen (een betaalbaar zorgproces).
Met behulp van zo'n zorgpad worden richtlijnen in een klinisch protocol verwerkt, waarbij het de specialist makkelijker maakt bij het maken van afwegingen. Ook kan aan de hand van het zorgpad de kwaliteit van de zorg worden gemeten.
Zorgprogrammering is het maken van zorgpaden. Bij het maken van een zorgpad wordt er vanuit verschillende invalshoeken naar dit zorgpad bekeken. Een zorgpad moet aan verschillende eisen voldoen:
Het zorgpad moet efficiënt zijn
Het zorgpad moet haalbaar zijn voor alle zorgverleners
Vanuit het perspectief van een patiënt moet dit zorgpad aantrekkelijk zijn
Het zorgpad moet de laatste medische richtlijnen bevatten
Het zorgpad moet gericht zijn op de service van een patiënt
Het ontwikkelen van zorgpad en daarmee gepaard gaande regionale samenwerking heeft onder andere de behandelingssnelheid verbetert (bij bijv. hartinfarct). Waar vroeger de eerste behandeling in het regionale ziekenhuis was, vindt die nu plaats in de ambulance en van daaruit vind al communicatie (verzenden ECG) met interventiecentrum voor optimale zorg. Zo is de 'door to balloon time' , dus de tijd dat het verstopte bloedvat gedotterd wordt verlaagd.
Problemen van zorgpaden zijn:
- weerstand tegen dit soort geneeskunde
- speelruimte individuele dokter wordt minder. De dokter dient zich te houden aan vooraf vastgelegde protocollen.
- de zorgkwaliteit is te meten, wat betekent dat er ook op kan worden afgerekend, wanneer die resultaten niet goed blijken te zijn.
Wanneer de druk waarmee het hart gevuld wordt meer wordt, worden de EDP en de EDV meer. Hiermee gaat ook het ESV, SV en PP (peak pressure, maximale druk) omhoog. Wanneer de druk lager wordt gaan al deze factoren omlaag, omdat er minder bloed in het hart is, dus minder druk en makkelijkere samentrekking dus ook meer bloed eruit.
Wanneer de contractiliteit verhoogd wordt, wordt het ESV lager en het SV en de PP hoger. Het bloed wordt namelijk krachtiger uit de kamer gepompt. Het EDV en EDP blijven gelijk omdat de druk waarmee het hart gevuld wordt niet veranderd. Wanneer de contractiliteit verlaagd wordt, worden de SV en PP lager. De ESV wordt dan juist hoger en de EDV en EDP zijn nog steeds gelijk.
De afterload is de kracht die een spier levert tijdens verkorting. Tijdens de vulling van een ventrikel blijft de lengte van de sarcomeren gelijk (isometrische contractie). Als de aorta- of pulmonaalklep open gaat, verkorten de sarcomeren (isotonische contractie). De kleppen gaan open bij een bepaalde druk, dus de druk is een maat voor de afterload. Wanneer de afterload verandert blijven de EDP en EDV ook gelijk. Wordt de afterload hoger dan worden het ESV en de PP hoger. Het SV wordt lager omdat er meer bloed achterblijft in de kamer. Wanneer de afterload lager wordt worden het ESV en de PP lager en het SV hoger.
Tijdens het eerste gedeelte van de ejectie in de aorta is de volume instroom groter dan de volume uitstroom. De druk neemt dan toe in de aorta. Tijdens het tweede gedeelte is de volume uitstroom groter, dan neemt de druk in de aorta af. Bovendien is de druk in de ventrikel afgenomen, waardoor de aortaklep sluit.
Wanneer de hartfrequentie hoger wordt, wordt de CO meer. Ook de PP en het ESV gaan omhoog. De EDV, EDP en SV gaan juist omlaag. Als de hartfrequentie nog meer omhoog gaat, wordt de ESV en de PP ook lager, tot de CO weer hetzelfde wordt als in normale toestand.
Als het hart minder compliant is, kan het minder goed relaxeren. Het slagvolume neemt in zo’n situatie af. Door de afterload te vergroten kan toch een hoog slagvolume bereikt worden.
Er zijn 3 verschillende vaatsystemen in het lichaam: Het arteriële vaatsysteem, het veneuze vaatsysteem en het lymfesysteem. Daarnaast heeft het lichaam 2 verschillende systemen, het pulmonale systeem en het systematische systeem. Het systematische systeem heeft een hogere bloeddruk dan het pulmonale systeem.
Elke vaatwand is grofweg opgebouwd uit dezelfde compartimenten:
De binnenste laag: Tunica intima. Deze laag bestaat vooral uit endotheelcellen. Capillairen bestaan volledig uit deze laag.
De middelste laag: Tunica media. Deze laag bestaat vooral uit glad spierweefsel en is erg variabel. Arteriën bevatten een grote tunica media.
De buitenste laag: Tunica adventitia. Deze laag bestaat vooral uit bindweefselcellen. Deze laag verbindt het vat met andere structuren, bijvoorbeeld andere bloedvaten en zenuwen. Venen hebben een erg grote tunica adventitia.
De scheiding tussen tunica intima en media wordt de lamina elastica interna genoemd. Deze lamina hoort nog bij het intima. De scheiding tussen tunica media en adventitia wordt lamina elastica externa genoemd. Deze lamina hoort bij de media.
Endotheelcellen vormen de barrière tussen bloed en weefsel. Ook produceren endotheelcellen verschillende stoffen. Een belangrijke stof die endotheelcellen produceren is glycocalyx. Deze stof zorgt voor een soort van gelachtig laagje in een bloedvat. Hierdoor wordt het bloedvat van binnen glad en kunnen bloedcellen dus gemakkelijker langs de wand stromen. Andere stoffen zijn prostacycline en nitric oxide (vasodilatie), endotheline (vasoconstrictie), vWF en thromboplastine (stolling) en thrombospondine (antistolling). Bovendien is het endotheel gevoelig voor veranderingen in shear stress. Het gevolg hiervan is dat atherosclerose (intima verdikking) ontstaat wanneer het endotheel is beschadigd.
Er zijn 3 verschillende arteriën:
Elastische arterie (bijvoorbeeld de aorta en de truncus pulmonalis): Deze arterie vangt de pompdruk van het hart op. Deze arterie dempt de druk en genereert een extra flow.
Windketeleffect: de elastische vaatwand wordt uitgerekt tijdens systole en slaat energie op. Vervolgens wordt de energie tijdens de diastole gebruikt om continue bloed flow te creëren.
Musculeuze arterie: deze arteriën verdelen het bloed naar onderdelen van het lichaam. Er bevindt zich een hoge druk in deze arteriën. Deze arteriën bestaan uit circulair georiënteerde gladde spiercelvezels.
Arteriolen (hele kleine arteriën met dikke spierwanden). Deze arteriolen regelen de bloeddruk. Arteriolen zorgen voor de distributie van bloed naar de capillairbedden. Wanneer een arteriool een hoge tonus (vaatspanning) heeft, ontstaat er hypertensie.
Capillairen (haarvaten) bestaan uit een paar lagen tunica intima. Er zijn 3 verschillende soorten capillairen: continue capillairen, gevensterde capillairen en discontinue capillairen. Gevensterde capillairen hebben gaatjes in de wand, deze capillairen bevinden zich in de tractus digestivus, endocriene organen en de nieren. Discontinue capillairen bevatten intercellulaire lacunes en hebben geen basaal membraan, deze capillairen komen voor in de lever. Het grootste deel van de capillairen zijn dus de continue capillairen.
Bij arterioveneuze shunts ontbreken er capillairen tussen de arteriën en de venen. Er zijn dan directe connecties tussen arteriolen en venulen. Deze shunts hebben een belangrijke bijdrage in de thermoregulatie. Er kunnen ook verbindingen ontstaan tussen verschillende takken van een arterie, deze verbindingen heten anastomosen. Ze kunnen de bloedstroom omleiden in het geval van een obstructie. Echte terminale arteriën kunnen niet anastomoseren. Functionele eind arteriën kunnen dit wel, maar de anastomosen zijn ineffectief.
Het meeste bloed bevindt zich in het lage druk systeem: de venen. Venen bevatten een dikke laag adventitia. Ook bevatten sommige venen kleppen die de bloedstroom passief richting het hart stuwen. Door incompetente veneuze kleppen kunnen spataderen (varicosis) ontstaan. Er bestaan drie soorten venen:
Venulen: draineren capillairbedden en komen samen in veneuze plexuses.
Medium venen: draineren veneuze plexuses en lopen mee met medium arteriën. Deze begeleidende venen hebben twee voordelen. Allereerst ontstaat countercurrent heat exchange, het warme arteriele bloed verwarmt het koude veneuze bloed. Ook helpt de pulserende arterie bij de stuwing van het veneuze bloed richting het hart, dit wordt de arterio-veneuze pomp genoemd.
Grote venen: zijn wijde bundels bestaande uit longitudinale gladde spiercellen.
De saturatie in arteriën is hoger dan in venen omdat organen zuurstof opnemen. Ze gebruiken dit zuurstof om substraten te verbranden. Het saturatieverschil van arteriën en venen rondom een bepaald orgaan is dus een maat om de hoeveelheid verbrand substraat weer te geven. Het saturatieverschil (Sarterie – Svene) wordt beschreven in percentages. De absolute waarde van zuurstofgebruik door organen kan berekend worden met de formule mVO2 = CBF x 136 x Hb x (Sa-Sv). Waarbij CBF de coronaire bloed flow is, 136 het zuurstofbindend vermogen van hemoglobine en Hb de hoeveelheid hemoglobine in gram per liter.
Capillairen vormen gezamenlijk een erg groot oppervlak. De snelheid waarmee het bloed deze haarvaten passeert is zeer laag (bijna gelijk aan nul). Er bevindt zich dus een erg lage druk in deze capillairen. Er bevindt zich echter wel veel bloed in deze haarvaten, omdat de totale oppervlakte erg groot is. De weerstand en compliantie zijn eigenschappen van een systeem. De flow, druk en het volume verschillen echter continu, daarom worden deze waarden ook wel de variabele van een systeem genoemd. De weerstand kun je berekenen met de formule: R = ΔP / F. Een hoge weerstand ( R) ontstaat dus door een lage flow of door een hoge druk (P). Uit deze formule blijkt ook dat de flow (F) toeneemt bij een hoge druk en een lage weerstand. Wanneer een vat verkleint, hangt het van de omstandigheden af of de flow daardoor lager wordt of de druk hoger wordt. De compliantie (C) is het volume delen door de druk. Dus C = V / P. Bij een stijve wand zal dus een snelle drukstijging ontstaan bij een toename in volume. Wanneer een wand van een bloedvat oprekt, ontstaat er een hogere druk. De wandspanning is evenredig met de druk en de straal van het vat: Spanning (T) = P x r.
De compliantie van de aorta is vrij constant. De compliantie van de vena cava is hoog bij een lage druk en laag bij een hoge druk. Dit komt doordat de vena cava van vorm kan veranderen bij drukverschillen. Vanwege de hogere compliantie in het veneuze systeem, bevat dit systeem het meeste bloed. Een hoge druk ontstaat bij de systole, waarbij de influx groter is dan de efflux. Hierdoor stijgt het volume en de druk in een arterie. Een lage druk ontstaat bij een diastole, waarbij de efflux groter is dan de influx. Hierdoor daalt het volume en de druk in een arterie. Een toegenomen pulsactiviteit kan veroorzaakt zijn door een toename van het slagvolume, of door een stijve vaatwand.
In de capillairen vindt transport plaats. Transport vindt plaats door: diffusie, bulk flow, blaasjes/vesicles en door middel van actief transport (de ionpompen). Diffusie vindt plaats voor een concentratiegradiënt. Bij een groot oppervlakte vindt er gemakkelijker diffusie plaats. Bij bulk flow vindt er filtratie en absorptie plaats. Er is bij bulk flow een 'Net driving Force' (NDF) nodig. Er ontstaan twee verschillende drukken: De hydrostatische en de osmotische druk. De hydrostatische druk verplaatst de druk naar buiten toe. De osmotische druk verplaatst de druk naar binnen toe. Hierdoor ontstaat er in het eerste deel van de capillaire filtratie, ionen gaan dus naar buiten toe (NDF>0). En in het tweede deel van de capillaire vindt er absorptie plaats, de ionen gaan dus naar binnen toe (NDF<0). Wanneer er geen balans is tussen de filtratie en absorptie wordt de vloeistof met daarin de ionen door de lymfe opgenomen. Wanneer de vloeistof niet door de lymfe wordt opgenomen ontstaat er oedeem.
Het cardiovasculaire systeem bestaat uit een pomp; het hart (met 2 kamers en 2 boezems), een systematische en een pulmonaire systeem en uit bloed.
De cardiac function hangt van verschillende factoren af. Chonotropie is de snelheid waarmee het hart pompt. Dromotropie is de geleidingssnelheid van het hart. Inotropie is een mate voor de contractie van het hart. Wanneer het hart bijvoorbeeld gerelaxeerd is, is er weinig druk nodig om het hart te vullen. Lusitropie is een mate voor de relaxatie van het hart. De preload bepaalt de vulling van het hart. Wanneer de preload hoog is, betekend dit dat het hart zich verder kan vullen en zo het eind diastolische volume hoger komt te liggen. De afterload is de aortadruk. Wanneer de aortadruk hoger komt te liggen, stijgt de afterload en stijgt het eind systolische volume.
Het slagvolume is het eind diastolische volume min het eind systolische volume. SV = EDV – ESV. Aan deze formule kan je dus zien dat wanneer de EDV toeneemt, het slagvolume toeneemt. Wanneer het ESV afneemt, neemt het slagvolume toe. Je kan dus op twee manieren het slagvolume verhogen: door de EDV te verhogen (de preload verhogen) of het ESV te verlagen (de aortadruk/afterload te verlagen). Het slagvolume en de hartfrequentie bepalen de CO, CO = HR x SV. Dus een verandering van de preload of afterload heeft ook effect op de CO.
De cardiac function kan ook beïnvloed worden door het vasculaire systeem. Dit gebeurt door de weerstanden van het systeem te veranderen of door de compliantie aan te passen. De weerstanden van het systeem kunnen verandert worden door de diameter van de vaten aan te passen. Bij een kleiner vaatweerstand zal een hogere weerstand het gevolg zijn.
De compliantie in het arteriële systeem bepaalt de MAP en de compliantie in het veneuze systeem bepaalt de CVP. Hoe hoger de arteriële of veneuze compliantie, des te lager de MAP of CVP. De compliantie van het hart tijdens de systole bepaalt de ESP en de compliantie van het hart tijdens de diastole bepaalt de EDP. Hoe hoger de compliantie, des te hoger de ESP of EDP.
Het centraal veneuze druk (CVP) beïnvloedt de preload van het hart. Wanneer er meer bloed in het veneuze systeem bevindt, stijgt de druk in dit systeem. Wanneer de druk stijgt, wordt de preload verhoogt. Wanneer de arteriële druk toeneemt, door een toename in bloedvolume, stijgt de afterload van het hart. Een verhoging van de afterload leidt tot een verlaging van de Cardiac Output (CO).
De flow en de Cardiac Output (CO) staan onder gezonde omstandigheden met elkaar in evenwicht. Hierdoor worden alle organen en cellen van voldoende voedingsstoffen voorzien en daarnaast kunnen de afvalstoffen verwijdert worden.
Stel de Cardiac Output (CO) is hoger dan de veneuze return, wat gebeurt er dan? Het bloedvolume in het arteriële systeem neemt toe en het bloedvolume in het veneuze systeem neemt af. De druk in het arteriële systeem wordt hoger, en de druk in het veneuze systeem wordt lager. De afterload wordt hoger en de preload wordt lager. Het drukverschil wordt dan groter, want de druk in het arteriële systeem neemt sneller toe dan de druk in het veneuze systeem afneemt. Hierdoor gaat de Cardiac Output (CO) omlaag en de VR omhoog, waardoor er uiteindelijk weer een evenwicht ontstaat tussen de CO en de veneuze return op een hoger niveau (betere flow). De CO kan op twee manieren stijgen:
Het hart beter laten werken
De weerstand van het systeem te verlagen
Het hart is in staat om zich op verschillende omstandigheden aan te passen. Bij het rennen van een marathon bijvoorbeeld stijgt de hartfrequentie. Dit komt doordat het lichaam veel vraagt van de renner. Spieren hebben voldoende voedingsstoffen nodig en de afvalstoffen moeten vervolgens verwijderd worden. Daarnaast stijgt de lichaamstemperatuur fors, dit moet via de thermoregulatie gehandhaafd worden. Bij inspanning neemt daardoor de hartfrequentie en de cardiac output beide toe, maar het slagvolume blijft gedurende de inspanning vrijwel constant. Dit slagvolume blijft vrijwel constant, doordat het hart zich minder vult (het eind diastolische volume daalt), maar het hart zich verder leeg knijpt (het eind systolische volume daalt).
Wanneer er wordt gesproken over aanpassingen van het hart zijn verschillende begrippen van invloed waarvan je de betekenis moet kennen. Inotropie is de systole/contractie van het hart. Lusitropie is de diastole/relaxatie van het hart. Dromotropie is de geleidingssnelheid van het hart. Chonotropie is snelheid waarmee het hart zich samentrekt.
Om het hart te laten aanpassen op omstandigheden is er een regelsysteem nodig. Zenuwen en hormonen spelen hierin een grote rol. Neurohormonale invloeden kunnen zowel extrinsiek zijn als intrinsiek. Extrinsieke invloeden zijn bijvoorbeeld hormonen en neuronen, deze hebben een groots effect. Intrinsieke invloeden zijn metabolieten, lokale hormonen, myogene en endothele factoren. Deze intrinsieke invloeden spelen voornamelijk een rol in de lokale omgeving.
Bij de regulatie van het hart zijn stoffen en sensoren/receptoren nodig. Receptoren die de bloeddruk controleren worden baroreceptoren genoemd. Deze receptoren bevinden zich bijvoorbeeld in de aortaboog. Receptoren die het bloedvolume controleren worden volumereceptoren genoemd. Receptoren die de osmolaliteit controleren worden osmoreceptoren genoemd. Receptoren die onder anderen de zuurstofspanning, de pH en de hoeveelheid koolstofdioxide (CO2) controleren worden chemoreceptoren genoemd. Baroreceptoren hebben een hogere vuurfrequentie bij een hoge druk. Daarnaast zijn deze receptoren het gevoeligste rond een normale bloeddruk (deze kan anders zijn onder bepaalde omstandigheden zoals fysieke activiteit). Hierdoor kan een kleine verschuiving in bloeddruk al waargenomen worden door deze baroreceptoren. Bovendien is de baroreceptor een voorbeeld van negatieve terugkoppeling.
Sympathische activatie leidt tot vasoconstrictie. Sympathische activatie gebeurt doormiddel van de stof norepinefrine. Norepinefrine zorgt voor de stimulatie van alfa en bèta receptoren. Alfa receptoren zorgen voor vasoconstrictie en bèta receptoren zorgen voor vasodilatatie. In de vaten heeft norepinefrine een hogere affiniteit voor alfa receptoren en in het hart voor bèta receptoren. Bovendien wordt epinefrine aangemaakt dat een hoge affiniteit heeft voor bèta receptoren. Dus in de skeletspieren kan sympathische activiteit leiden tot vasodilatie bij een lage concentratie epinefrine (bij een hoge concentratie zal het ook alfa receptoren binden). Sympathische activatie heeft een positief effect op inotropie, lusitropie, chonotropie en dromotropie.
Parasympatische activatie leidt tot vasodilatatie. Parasympatische activatie gebeurt doormiddel van de stof acetylcholine. Acetylcholine zorgt voor de stimulatie van de M receptoren. Deze M receptoren zorgen voor vasodilatatie en een verlaging van het hartritme. Parasympatische activatie heeft een negatief effect op inotropie, lusitropie, chonotropie en dromotropie.
Zoals hierboven staat beschreven hebben zowel hormonen als neuronen/zenuwen invloed op het hart. Maar naast deze neurohormonale invloeden hebben ook intrinsieke invloeden invloed op het hart. Wanneer de temperatuur van het lichaam bijvoorbeeld met 1 graden Celsius toeneemt, neemt het hartritme met 7 slagen per minuut toe. Wanneer er meer rek in het atrium ontstaat, dus wanneer het atrium verder gevuld wordt neemt de druk met ongeveer 6 procent toe in mmHg.
De Sinusknoop (SA-knoop) bepaalt in een normaal en gezond hart het hartritme. Deze SA-knoop is een pacemakercel. Een actiepotentiaal van een pacemakercel verschilt van een actiepotentiaal van een non-pacemakercel. Een pacemakercel heeft 5 verschillende fases. De eerste fase is de funny current (If) fase. In deze fase gaat Na de cel in en K de cel uit. Hierdoor wordt de cel positiever. In de tweede fase is er een kortdurende Ca instroom de cel in. Hierdoor wordt de cel positiever. De derde fase is een langdurige Ca instroom de cel in. Hierdoor wordt de cel nog positiever, uiteindelijk is de cel zo positief dat er een depolarisatie plaatsvindt. Vervolgens vindt de repolarisatie plaats doordat K de cel verlaat.
Sympathische invloeden verhogen de funny current fase. Hierdoor wordt het hartritme verhoogd. Sympathische invloeden verlagen dus de depolarisatiedrempel. Parasympatische invloeden stimuleren de uitwaartse K stroom. Hierdoor wordt het hartritme verlaagd. Parasympatische invloeden verhogen dus de depolarisatiedrempel.
In veel regelsysteem zijn er eigenlijk twee systemen. 1 Systeem die een remmende werking heeft, en 1 systeem die een stimulerende werking heeft. Hierdoor ontstaat er onder normale omstandigheden een balans tussen deze twee systemen. Het hartritme wordt bepaalt door zowel lichamelijke- als omgevingsomstandigheden. Het hartritme wordt bijvoorbeeld verhoogd door lichamelijke inspanning, een snelle ademhaling, wanneer je veel moet nadenken etc.
In het vorige college zijn de begrippen inotropie, lusitropie, chonotropie en dromotropie behandelt. Deze processen kunnen beïnvloed worden door sympathische en parasympatische invloeden. Inotropie wordt vooral beïnvloedt door sympathische factoren, terwijl dromotropie vooral beïnvloedt wordt door parasympatische invloeden. Chronotropie wordt door zowel sympathische als parasympatische invloeden beïnvloedt. De weerstand en de capaciteit van bloedvaten wordt vooral geregeld door sympathische invloeden.
Het Renine-Angiotensine-Aldosteron-Systeem (RAAS systeem) heeft een sympathische invloed op het hart. Onder sympathische innovatie of hypotensie scheiden de nieren de stof renine uit. Renine stimuleert de productie van angiotensine II (AII) dat voor vasoconstrictie, een dorst gevoel en het produceren van aldosteron en vasopressine zorgt. Hierdoor houdt je lichaam vocht vast en stijgt de bloeddruk.
Atrium natriuretic peptide (ANP) wordt geproduceerd door het atrium zelf wanneer het overrekt wordt of hoge concentraties AII en endotheline aanwezig zijn. Door dit ANP scheiden de nieren nu minder renine uit. Hierdoor daalt de bloeddruk en vindt er vasodilatatie plaats.
Vasopressine wordt geproduceerd door de hypofyse. Vasopressine leidt tot vasoconstrictie. Hierdoor stijgt de bloeddruk. Vasopressine heeft dus een sympathische werking.
Stijging van het bloedvolume, een hogere Cardiac Output en een hogere arteriële druk vinden dus plaats onder sympathische invloeden. Aldosteron, epinefrine en angiotensine II hebben een sympathische activatie als gevolg. Daling van het bloedvolume, een lagere Cardiac Output en een lagere arteriële druk vinden plaats onder parasympatische invloeden. Atrialpeptide heeft een parasympatische invloed.
Bij sympathische innovatie (bijvoorbeeld bij lichamelijke activiteiten) vindt er in heel het lichaam vasoconstrictie plaats, behalve in de vaten in de huid en de werkende spieren. Dit komt doordat de werkende spieren metabolieten produceren. Metabolieten zorgen lokaal voor vasodilatatie. Hierdoor neemt de doorbloeding van de werkende spieren toe.
Bij autoregulatie vraagt een spiercel wat hij nodig heeft. Wanneer deze spier actief is zal er dus vasodilatatie plaatsvinden, waardoor deze spier beter doorbloed wordt.
Myogene factoren reageren wanneer een gladde spiercel wordt opgerekt. Hierdoor ontstaat er een depolarisatie waardoor de spier contraheert. Myogene factoren zorgen dat deze spier eerst oprekt en dat er vervolgens een tegenreactie ontstaat, waardoor de spier weer verkort. Het werkt dus druk geïnduceerde veranderingen van de vasculaire diameter tegen.
Endotheelcellen produceren stoffen die een invloed hebben op de vaten. Ze worden geactiveerd door hormonen, hypoxie of shearing stress (vervorming van het endotheel). NO, EDHF, PGI2 zijn stoffen die een positief effect hebben op de relaxatie van een spier. Hierdoor ontstaat er vasodilatatie. ET-1 is een stof die een positief effect heeft op de contractie van een spier. Hierdoor ontstaat er vasoconstrictie.
Tijdens de systole is er weinig flow door de coronaire bloedvaten vanwege de contractie. Dit wordt vasculaire compressie genoemd. De hoogste flow in de coronair vaten is er tijdens de diastole.
Orthostatische hypotensie is het verschijnsel waarbij de bloeddruk omlaag gaat en de cerebrale flow afneemt, als men lang stilstaat. Dit komt omdat het hart veel hoger ligt in het lichaam. Er kan dan een oedeem inde benen ontstaan of je kan flauwvallen vanwege afname van de cerebrale flow. Om dit te voorkomen verplaatsen mensen onbewust hun gewicht van het ene been op het andere en spannen zo hun beenspieren aan. De spieren zorgen voor het omhoog pompen van het bloed in de vaten.
De wet van La Place geeft het verband weer tussen de wandspanning van een vat en de transmurale druk van het vat. Als de druk binnen het vat groter is dan buiten het vat, dan zal de wand steeds verder uitrekken. De wandspanning zorgt ervoor dat de wand niet oneindig kan uitrekken. Bij een hoge wandspanning kan een ruptuur ontstaan in het vat. De wandspanning wordt hoger als de radius van het vat groter wordt. Bovendien is de wandspanning afhankelijk van de stijfheid van de wand.
De wandspanning wordt geleverd door meerdere rijen aan gladde spiercellen. De wand stress geeft de spanning aan gedeeld door de oppervlakte van de wand. Als de wanddikte toeneemt zal de wand stress afnemen.
Flow ontstaat als er een drukverschil is tussen de MAP en CVP. Wanneer het hart stopt, zal het drukverschil verdwijnen en stopt de flow. Op dit moment zit het meeste volume in het veneuze systeem. De druk die dan heerst wordt de Minimal Systemic Filling Pressure (MSFP) genoemd.
In een evenwichtssituatie, als MAP en CVP gelijk zijn, is de veneuze return (VR) gelijk aan de cardiac output (CO). CO=SV x HR=VR=(MAP-CVP)/SVR
Het sympathische en parasympatische systeem bepalen gezamenlijk wat er gebeurt met het hart. Het is een reciproke samenwerking, de systemen versterken elkaar. Als het sympathische systeem harder gaat werken dan gaat het parasympatische systeem minder hard werken en andersom.
De thorax bestaat uit een benig deel en een spier gedeelte. Het benige deel bestaat uit de ribben en het sternum. Het spier gedeelte bestaat uit de intercostaal spieren, die een belangrijke bijdrage leveren aan het ademhalingsstelsel. De thorax is verdeeld in het mediastinum, de pericardiale holte en twee pleurale holtes. Bovendien wordt de thorax gescheiden van de abdomen door het diafragma. Dit is echter geen volledige scheiding, aangezien de aorta, vena cava inferior (VCI), oesophagus en zenuwen door het diafragma in contact staan met zowel de abdomen als de thorax. Het diafragma omvat dus de onderste apertuur oftewel opening. De bovenste apertuur bevat ook passerende structuren waaronder de trachea en oesophagus.
In de pleuraholten bevinden twee belangrijke vliezen; de pariëtale pleura en de viscerale pleura. De pariëtale pleura is het vlies die aan de lichaamswand grenst. De viscerale pleura grenst aan een orgaan zelf, bijvoorbeeld aan een long. Er bevindt zich een kleine ruimte tussen deze twee vliezen; de pleurale ruimte. Deze ruimte wordt opgevuld door pleuravocht. Er zijn twee gedeeltes in de pleurale ruimte waar geen long weefsel zit, namelijk voor het hart en in de costodiafragmatisch reces.
Embryonale ontwikkeling van het ademhalingssysteem:
In de intra-embryonale coeloom holte bevinden zich 3 verschillende holten: een pericardiaal holte, twee pericard-peritoneel kanalen en een peritoneaal holte. Deze verschillende holten gaan met elkaar fuseren. De fusie tussen de pleuropericardiaal membranen en het mediaan mesenchym scheidt de pleuraholten van de pericard holte. De fusie tussen de pleuropericardiaal membranen met het mesenchym wat voor de oesophagus ligt, wordt het mediastinum en scheidt daarnaast de pleuraholten van elkaar. De fusie van de pleuroperitoneaal membranen met het dorsale mesenterie van de oesophagus en het septum transversum scheidt de pleura holten van de peritoneaal holten. Samen met het ingroeiende spierweefsel uit de lichaamswand, wordt deze structuur het diafragma genoemd.
Wanneer het diafragma niet goed is aangelegd, kan er een opening ontstaan tussen de thoraxholte en de abdomen. Hierdoor kan er bijvoorbeeld een stuk darm in de thorax holte bevinden. Dit noemt men een congenitale diafragmatische hernia.
Het ‘lagere’ ademhalingsstelsel (de larynx, de trachea, bronchi en longen) wordt vanaf week 4 van het embryo ontwikkelt. Aanvankelijk staan de trachea en de oesophagus met elkaar in verbinding. Het trachea-oesophagale septum moet deze verbinding gaan scheiden. Wanneer deze verbinding tussen de trachea en oesophagus blijft bestaan, is er sprake van een trachea-oesophagale fistula; een verbinding tussen de luchtpijp en de slokdarm. Mensen met een fistula hebben vaak last van een longontsteking.
Uit de laryngotracheale buis ontstaan verschillende elementen van het ademhalingsstelsel. Uit het endoderm van deze buis ontstaan het epitheel en de klieren van de trachea. Daarnaast ontwikkelt uit het endoderm het epitheel van de longen. Het splanchisch mesoderm vormt het kraakbeen, bindweefsel, de spieren en de capillairen van de trachea. De laryngotracheale diverticulum vormt uiteindelijk de trachea en de longen.
De bronchi vertakken zich in steeds kleinere eenheden. Na de hoofdbronchi komen de secundaire bronchi lobaire takken segmentale takken intrasegementale takken.
De ontwikkeling van de bronchi vindt zowel voor als na de geboorte plaats. Ongeveer 95 procent van de alveoli ontwikkelt zich na de geboorte. Rond 3-jarige leeftijd zijn de meeste alveoli aangelegd, echter kunnen er nog alveoli gevormd worden tot een jaar of 8. Wanneer een kind (onder de 8) rookt of meerookt heeft dit dus negatieve gevolgen op de ontwikkeling van de alveoli.
Een belangrijk anatomisch verschil tussen de linker en rechter hoofdbronchus is dat de rechter hoofdbronchus wijder en meer verticaal georiënteerd is. Hierdoor kunnen restjes voedsel in de rechter long komen en verslikt men zich.
Macroscopie trachea
De functie van de trachea is om lucht van en naar de longen te brengen. De trachea is een fibrocartilageneuse buis. De trachea bestaat dus uit kraakbeen. Deze kraakbenige ring is niet helemaal dicht het heeft een soort 'C' vorm. Aan de achterkant van de trachea bevindt zich geen kraakbeen, daar bevindt zich de trachealis spier.
De wand van de trachea bestaat uit 4 verschillende lagen.
– Mucosa: bestaande uit epitheel, een basaal membraan en een lamina propria. De lamina propria bestaat uit losmazig bindweefsel. In het pseudomeerlagige kolomepitheel bevinden zich verschillende cellen. 30% van de cellen zijn trilhaarcellen, 30% van de cellen zijn gobletcellen (deze cellen bevatten geen trilharen), 30% uit basale cellen (zorgen voor nieuw cel-aanmaak), 2% uit brush cellen en 8% uit kleine granule cellen.
– Submucosa; bestaande uit losmazig bindweefsel. Dit is een soort voedende laag voor de mucosa en bevat bloedvaten, lymfe, zenuwen en klieren.
– Kraakbenige laag: bestaande uit kraakbeen.
– Adventitia: bestaande uit bindweefsel en zorgt voor de verbinding van de trachea met verschillende structuren.
De longhilus bevat de bloedvaten naar de long toe. De arteria pulmonalis bevindt zich boven in de hilus, de vena pulmonalis bevindt zich voor in de hilus en de primaire bronchus bevindt zich achter in de hilus. Naast deze vaten zijn er verschillende zenuwen in de hilus aanwezig, voorin de nervus frenicus en achterin de nervus vagus.
In het lichaam zijn twee longen aanwezig; de rechter en de linker long. De linker long bestaat uit 2 kwabben en de rechter long bestaat uit 3 kwabben. De rechter long heeft een fissura oblique en een fissura horizontalis. De linker long heeft alleen de fissura oblique. Beide longen hebben 10 segmenten. Deze segmenten zijn volledig gescheiden van elkaar door septa. De bloedtoevoer naar de long bestaat uit de arteria bronchialis (een aftakking van de aorta) en uit de arteria pulmonalis.
De luchtstroom in het menselijk lichaam gaat als volgt:
mond/neus → trachea → hoofd bronchus → lobaire bronchus → segmentale bronchus → terminale bronchus → terminale bronchiolus → respiratoire bronchiolus → alveolaire duct → alveolaire sac → alveolus
De bronchi hebben in tegen stelling tot de trachea een volledige kraakbeenring. De bronchus wand bestaat uit verschillende onderdelen:
– Mucosa (pseudomeerlagig kolomepitheel met cilia, lamina propria en basaal membraan)
– Muscularis (spirale orientatie van gladde spiercellen voor het reguleren van de diameter)
– Submucosa
– Kraakbenige laag
– Adventitia
Bronchioles voorzien de longen van zuurstof. Bronchiolen bevatten geen kraakbeen. De kleinste eenheden zijn pulmonaire acini. Elke acini bestaat uit twee delen: de terminale bronchiole en de respiratoire bronchiole. In de terminale bronchiole vindt geen gaswisseling plaats en in de respiratoire vindt wel gaswisseling plaats. De terminale bronchiole bevatten clara cellen, die surfactent produceren. De respiratoire terminale bronchiolen bestaan uit kubisch epitheel in tegenstelling tot de begin bronchioli, die hebben pseudomeerlalig kolomepitheel.
De alveoli zijn de structuren waarin werkelijk de gaswisseling plaatsvindt. De alveolaire duct bestaat uit openingen, hierdoor vindt er dus gaswisseling plaats. Alveoli zijn omgeven door haarvaten. Een dunne laag bindweefsel is aanwezig daar waar de alveoli aan de haarvaten grenzen. De plek waar de alveoli aan haarvaten grenzen heet het alveolaire septum. Dit septum bestaat uit dikke en dunne elementen. Onder de dunne elementen vallen: alveolaire cellen en het basale lamina. De dikke elementen zijn het bindweefsel, elastische vezels, macrofagen en fibroblasten. Het epitheel van de aveoli bestaat voor 95% uit type 1 cellen. Deze type 1 cellen zijn plat en delen niet. 5% van de cellen aan het oppervlak bestaat uit type 2 cellen. Deze type 2 cellen zijn bol en kubisch. Deze type 2 cellen zijn secretoire cellen en produceren in hun lamellaire lichaampjes surfactent.
De longen zijn niet goed weer te geven op een echo. Dit komt doordat een long (in normale omstandigheden) vooral lucht bevat. Wel zijn de contouren van de long op een echo zichtbaar. Een thoraxfoto wordt gemaakt alsof de patiënt jou aankijkt. Bij een pneumonie is er meer wit aanwezig op de thoraxfoto of op een echo. Dit komt doordat er meer slijm aanwezig is in de longen.
Het is van klinisch belang om de longen te kunnen lokaliseren. Dit is bijvoorbeeld handig voor lichamelijk onderzoek. Ventraal liggen voornamelijk de bovenkwab en middenkwab. Dorsaal ligt vooral de onderkwab. De ondergrens van de long in rust is ongeveer de 6e rib. De pleura ligt hier nog onder.
Bij inademing beweegt het diafragma naar beneden, zodat de longen zich kunnen vullen en dus groter worden. Daarnaast kan, naast het bewegen van het diafragma, bij inademing de ribben zich omhoog bewegen, waardoor de longen zich kunnen vullen. De externe tussenribspieren zorgen voor de inspiratie. De interne tussenribspieren zorgen voor de expiratie. Expiratie gebeurt meestal passief.
Bij een pneumothorax is de elasticiteit van de long en de thorax waar te nemen. Bij een pneumothorax bevinden zowel de long als de thorax zich in de rustpositie. Hierdoor is de thorax uiteengezet (dus breder geworden) en de long kleiner geworden. Het rustvolume van de thorax is dus groot en het rustvolume van de long is klein. Bij een pneumothorax kan een klaplong herkend worden aan een verhoogd middenrif en meer mediastinum aan de kant van de klaplong. Aan de kant van de gezonde long staan de ribben verder uitelkaar. De gezonde long probeert dus te compenseren voor de klaplong.
De long bestaat uit kwabben. Deze kwabben zijn gescheiden van elkaar door fissuren. De verschillende longsegmenten zijn gescheiden van elkaar door septa. Door deze septa is er geen lucht en bloeduitwisseling tussen de segmenten mogelijk.
Een acinus is een functionele eenheid. De acinus opereert dus zelfstandig, er vindt nauwelijks communicatie plaats. Bij een shunt is er een vernauwing ontstaan, er vindt dan geen gasuitwisseling meer plaats. Ook kan een dode ruimte ontstaan door een longembolie.
De arteria bronchialis voorziet de bloedvoorziening van de grotere luchtwegen. Deze arteria bronchialis fuseert samen met de vena pulmonalis en zo ontstaat een arterioveneuze shunt. Hierdoor ontstaat er een menging van zuurstofrijk met zuurstofarm bloed. De functie hiervan is nog onbekend.
Er zijn verschillende manieren om de longen in beeld te krijgen. Het maken van een echo (zwart beeld duidt op vocht) en het maken van een thoraxfoto worden erg vaak gebruikt. Een MRI wordt vooral gemaakt bij verschillende vormen van longkanker. Bij een bronchoscopie wordt er met een camera, vanuit 'binnen' naar het lichaam gekeken. Deze camera gaat via de mond-trachea- naar de bronchi. Een endo-echoscopie is eigenlijk dezelfde techniek als de bronchoscopie, maar de endo-echoscopie kan ook informatie over de omgeving van de camera verkrijgen. Dit wordt vooral gebruikt bij longkanker. Bij een thorascopie wordt een camera tussen de ribben door gebracht en kunnen de longen en ribben bekeken worden.
De long en de thoraxwand zijn elastisch. In de alveoli vindt perfusie en ventilatie plaats. Perfusie is doorbloeding, ventilatie is de luchtdoorstroming. Hierdoor komt er O2 uit de lucht in het bloed en CO2 uit het bloed weer in de lucht. Het diafragma en de thoraxwand (met de ribben) bepalen het volume van de longen. De long zit als het ware vast met de hilus en is gelegen in die thoraxwand De longen zijn vergelijkbaar met een ballon.
Elasticiteit (EL) of stijfheid is het vermogen om terug te keren naar de rusttoestand. Compliantie (C) is het omgekeerde van elasticiteit, het vermogen om mee te geven met een kracht. EL = 1/C
De long is van de trachea tot aan de pleura één groot elastisch netwerk, vol elastische vezels. Bij een rustige ademhaling gebruik je voor de inademing alleen je diafragma, de uitademing is passief omdat de longen uit zichzelf terugveren door de elasticiteit. Bij een klaplong wordt deze elasticiteit niet meer beperkt, en valt de long helemaal samen. Het vacuümzegel tussen de thoraxwand en de long is namelijk verbroken. Hij bereikt zijn rustvolume, wat heel klein is. Het mediastinum valt deels naar de gezonde long omdat de thoraxwand aan de kant van de klaplong niet meer getrokken wordt. Normaliter wordt die door de long iets naar binnen getrokken, nu niet meer. Het rustvolume van de thoraxwand wordt dan bereikt, maar deze is groter dan het normale volume. Door deze verschillen in rustvolume is er in de normale situatie een constant evenwicht tussen deze twee krachten. Dit zorgt voor een negatieve druk in de interpleurale ruimte.
De krachten van de long en de thoraxwand kan je ook in een grafiek zetten. Je zet dan de druk tegen de vulling van de long in procenten van de TLC (total long capacity) uit. Dit wordt de compliantiecurve genoemd. (zie de diapresentatie Longmechanica 1 en 2 vanaf dia 11) De druk van de thoraxwand (aangegeven in rood) wil bij een klein volume de long groter maken, en is daardoor negatief. De druk van de long (aangegeven in blauw) zelf wil zelfs bij een klein volume kleiner worden en daarom is de druk positief. De systeemcurve (aangegeven in geel) is deze twee drukken bij elkaar opgeteld en geeft de druk van het hele systeem. Het punt waarop de druk gelijk is aan 0 is het rustpunt. Bij de thoraxwand is dit punt bij een groot volume en bij de long bij een minimaal volume. Bij de systeemcurve is het punt bij ongeveer de helft van het volume. Dit is het FRC (Functioneel Residual Capacity), het volume wat in de long achterblijft na een rustige uitademing. Hier is de kracht die nodig is om in en uit te ademen even groot. De horizontale afstand tot beide curves is gelijk.
De longcurve is niet lineair. Een inademing van 70 naar 90% TLC kost meer arbeid dan van 50 naar 70% TLC. Hoe hoger het volume wordt hoe meer arbeid het kost. De elastine vezels komen steeds meer op rek te staan. De arbeid die het kost kan je zien in de systeemcurve. Dit is de oppervlakte van de curve tot de lijn waarbij de druk 0 is. Deze is verdeeld in de longcurve en thoraxcurve (opp van de long en thoraxwand bij elkaar opgeteld). Bij de thoraxcurve begint de lijn met een negatieve druk, het levert dan arbeid op. Bij een extreme inademing kost het energie en de curve loopt dan ook aan de positieve kant.
Echter is er ook nog weerstand doordat de lucht door de bronchiën moet bewegen. Dit zorgt voor een extra arbeid die nog als boogje erbij getekend moet worden.
Een probleem met ademarbeid veroorzaakt kortademigheid. Dit kan op twee manieren.
De compliantie van de long neemt af. Er is dan meer stijfheid. Dit zorgt ervoor dat het meer moeite kost om de longen op te blazen. Op de thoraxfoto is meer wit weefsel te zien. Bij de inademing hoor je een krakend geluid ‘tok- tok- tok- tok’ van het openspringen van groepjes weefsel. De compliantiecurve van de long wordt dan vlakker/schuift naar rechts. Ook de systeemcurve wordt daarmee samenhangend vlakker. Er is dus meer arbeid nodig om hetzelfde volume te bereiken. Ook het FRC punt wordt minder, dit noemt men FRC adipositas
De compliantie van de thoraxwand neemt af. Dit gebeurt bij overgewicht, of wanneer iemand extra gewicht op zijn longen heeft. Ook kan een vergroeiing van de ruggengraat dit tot gevolg hebben. De compliantiecurve van de thoraxwand verplaatst naar rechts/wordt vlakker. Ook hierdoor verschuift de systeemcurve naar rechts/wordt vlakker. Er is wederom sprake van FRC adipositas.
Weerstand, R= 8nl/πr4 (n = viscositeit, l = lengte, r = radius)
De weerstand in de longen is omgekeerd evenredig met de diameter van de bronchi. Dit wordt ook wel het omgekeerde trompetmodel genoemd. De flow en de weerstand veranderen als de diameter veranderd. De bronchioli hebben individueel weliswaar een kleinere oppervlak dan de grote bronchi, maar omdat het aantal zo veel groter is, is het totale stroomgebied groter. Hierdoor is de weerstand in de bronchioli lager dan in de iets grotere bronchi. De grootste weerstand is bij een gezonde long in de middelgrote bronchi.
Een luchtwegobstructie zorgt voor een nauwere doorgang met dus meer weerstand. Dat kan door samentrekken van de spieren in de wand of door wandveranderingen. Wanneer zo’n obstructie reversibel is, is er sprake van astma. Wanneer de obstructie permanent is, is er sprake van COPD. Bij een obstructie (astma aanval/COPD) hoor je een piepende ademhaling. Door de grotere weerstand is er meer arbeid nodig om adem te halen. Dit komt doordat de lucht moeilijker in de kleine vaten kan komen.
Drukken
De intrapleurale druk is de druk in de pleuraholte tussen de longen en de thoraxwand. De alveolaire druk is de druk van de lucht in de longen. De intrapleurale druk is bij een rustige inademing altijd negatief. Dit komt omdat de thoraxwand en de longen de andere kant op trekken. Bij de inademing is de druk lager dan bij de uitademing. Bij een krachtige uitademing wordt de druk wel positief. De alveolaire druk is altijd hoger dan de intrapleurale druk. Hierdoor kan diffusie plaatsvinden. Alveolaire druk negatief tijdens inademing. Zo komt de lucht uit atmostfeer naar binnen. Wordt positief bij uitademing.
Stel er worden twee gelijkwaardige blazen met elkaar verbonden afgesloten van de luchtaanvoer. Dan wordt de grootste blaas iets groter en de kleinste blaas wordt kleiner. Het kost dus meer moeite om de kleine blaas te vergroten dan de grote blaas. P= 2T/r (P is druk, T de wandspanning en r de radius) Bij een (ongeveer) gelijke wandspanning is de druk in de grote blaas lager. Lucht stroomt van hoge naar lage druk, dus de kleinste blaas wordt kleiner, en de grote blaas iets groter.
Surfactans
Surfactans is een oppervlaktespanningsverlagende stof. Het is een zeepachtige substantie die door type 2 alveolaire cellen wordt geproduceerd. In de alveoli is wandspanning waardoor het blaasje wil inklappen. Deze kracht is namelijk naar centraal gericht. Het vocht in de alveoli vergroot deze wandspanning (vocht afkomstig uit capillairen). De surfactans doet dit effect teniet. Surfactans stabiliseert dus en voorkomt daarmee een collaps. Ook vergroot het de compliantie, waardoor de blaasjes makkelijker open gaan, en houdt het de alveoli droog.
Regionale compliantieverschillen
In de long zijn door de zwaartekracht drukverschillen. Boven in de long (apicaal) is intrapleurale druk lager dan onderin de long (basaal). Het volume is daardoor apicaal ook groter dan basaal. De apicale long zit daardoor in een vlakker deel van de compliantiecurve en daardoor veranderd daar het volume minder makkelijk (minder ventilatie). De ventilatie neemt af van basaal naar lateraal.
Basaal zijn de blaasjes kleiner als gevolg van zwaartekracht die erop drukken, echter kan het volume wel meer toenemen, waardoor er betere ventilatie is.
Gastransport is het transport van met name O2 en CO2 door heel het lichaam. P = druk, A = alveolair, a = arterieel, 1 kPa = 7,5 mmHg, 1mmHg = 1,35 cm H2O
De drijvende kracht voor verplaatsing van gas tussen compartimenten is het drukverschil. Gas diffundeert van hoge naar lage druk. De buitenlucht op zeeniveau heeft een zuurstofdruk (PO2) van 20 kPa dat is ongeveer 150 mmHg. In de mitochondriën is de zuurstofdruk bijna ‘nul’. Bij het transport door het lichaam wordt de druk steeds lager. De alveolaire druk PA O2 is lager dan de PO2 in de buitenlucht. Dit komt doordat in de alveoli de concentratie van water en CO2 hoog is. De buitenlucht mengt hiermee, en de concentratie O2 wordt dan minder. De alveolaire zuurstofdruk is te berekenen aan de hand van de arteriële CO2 druk en de inspiratoire O2 druk. PA O2 = PI O2 – 1,25 * Pa CO2 De PA O2 is de hoeveelheid zuurstof in de alveoli, de PI O2 is de hoeveelheid ingeademde zuurstof en de Pa CO2 is de hoeveelheid CO2 in het arterieel bloed.
Bij diffusie in de capillairen vindt O2 afgifte aan het bloed af en CO2 afgifte aan de alveolaire lucht. De O2 gebonden aan de erytrocyten heeft geen invloed op de gasspanning in het bloed. De wet van Fick geeft de diffusiesnelheid aan.
V= D * A * (P1 - P2) / L2 (V = snelheid, D = diffusieconstante, A = oppervlakte, P1 = druk in ene medium, P2 = druk in andere medium, L = afstand). De alveolaire diffusie van O2 moet door een heleboel lagen om bij het hemoglobine (Hb) te komen: (surfactans), water, type 1 epitheelcel (met twee celmembranen), interstitiële ruimte, capillair endotheelcel, bloedplasma en het celmembraan van de erytrocyt. Bij elke stap wordt zuurstofspanning iets lager. De diffusieconstante wordt voor al deze lagen samen bepaald.
Het alveolaire gastransport kan beperkt worden door de diffusie of perfusie. (perfusie = doorbloeding). Wanneer de zuurstof, de PA O2 en de Pa O2, een evenwicht bereikt bij het gastransport tussen alveolus en capillair is er een beperking door de perfusie, een perfusielimitatie. Er kan namelijk meer zuurstof opgenomen worden als het bloed sneller zou stromen. De arteriole heeft een bepaalde tijd waarin het longblaasje contact maakt. Daarin kan zuurstof opgenomen worden. Dit gebeurt door diffusie. De diffundeert van een hoge naar een lage concentratie, van lucht naar de bloedbaan. Wanneer er een evenwicht is, is de concentratie zuurstof in de alveoli en in de arteriole gelijk. Dit gebeurt meestal voor de helft van de tijd. Zo wordt er ook nog maximale zuurstof opgenomen bij het sporten, wanneer het bloed twee keer zo hard stroomt. Dit evenwicht wordt ook bereikt voor CO2 maar dan geeft het bloed de CO2 af aan de lucht.
Bij CO (koolstofmono-oxide) wordt zo’n evenwicht niet bereikt. Hoeveel CO het bloed ook opneemt, de concentratie wordt niet hetzelfde als deze in de alveoli. Er komt geen evenwicht. Dit komt omdat Hb een veel grotere affiniteit heeft voor CO en dit meteen opneemt. Hier is sprake van een diffusielimitatie. De CO kan niet snel genoeg diffunderen door het membraan om het bloed te verzadigen. Als de perfusie sneller wordt, wordt de contacttijd met de alveoli korter en komt er evenredig minder CO in het bloed. Gaat de perfusie trager wordt dit evenredig meer.
Wanneer er geen perfusielimitatie is, bepaalt de diffusielimitatie van de membraandoorgang de druk die wordt opgebouwd. Dit kan getest worden met een klein beetje CO. Als dit in de long komt en het verdwijnt allemaal, dan heeft het membraan een goede doorgang. Is er nog veel van aanwezig, dan is de membraan slecht doorlaatbaar, hij is bijvoorbeeld dikker. Bij inspanning kan je hier last van krijgen.
Het zuurstof in het bloed is grotendeels opgenomen in erytrocyten, gebonden aan hemoglobine. De hoeveelheid die is opgelost in het bloed is heel weinig. De curve van de hoeveelheid zuurstof gebonden aan hemoglobine volgt bijna de curve die het totaal aangeeft. De kleine hoeveelheid opgeloste zuurstof is echter wel belangrijk. Het bepaalt namelijk de saturatie (SaO2) ook wel O2 content genoemd. Hiermee kan je berekenen hoeveel zuurstof er gebonden is aan hemoglobine: SaO2 = [HbO2] / ( [Hb] + [HbO2] ). Dus slechts weinig zuurstof fysisch opgelost maar dit is wel belangrijk: bepaalt de PO2 en daarmee het transport naar/van andere compartimenten.
De relatie tussen SaO2 en PaO2 is de saturatiecurve. Het geeft de relatie tussen de zuurstofconcentratie en de zuurstofdruk in de arteriën.
Hemoglobine is de transporteur van zuurstof, maar het is niet goed in de opslag ervan. Voor het opslaan van 1 gram zuurstof is al meer dan een halve kilo hemoglobine nodig. Het fysiologisch opgeloste zuurstof is belangrijk omdat het de PO2 bepaald en daarmee het transport naar en van andere compartimenten.
De O2-afgifte wordt in weefsels verbeterd door een rechtsverschuiving van de saturatiecurve bij een hoge PCO2. Dit zorgt dat bij spieren en organen meer zuurstof wordt afgegeven door de hemoglobine. Bij een lage PCO2 schuift de curve naar links zodat er meer zuurstof wordt opgenomen door het bloed. De pH heeft ook invloed op de saturatiecurve. Hemoglobine is door deze verschuivende saturatiecurve het ideale transportmiddel.
De CO2 in het bloed wordt op een andere manier vervoerd. In het bloed zit ongeveer 5% opgelost CO2, 90% HCO3, 0% H2CO3- en 5% carbamino-CO2. Carbamino-CO2 is een aan eiwit gebonden CO2. Dit is een open buffer, omdat je de CO2 kan uitademen. Wanneer mensen met diabetes een ontregelde suiker hebben, krijgen ze ketonen en daardoor wordt hun bloed zuurder. Om dit zuur te compenseren gaan ze zuur uitademen, koolzuur.
Ook heeft de hoeveelheid zuurstof invloed op de CO2 transport. Dit is het Haldane effect: O2 en CO2 hebben invloed op elkaar. De ventilatie-perfusieverhouding verschilt in verschillende plekken in je long. Bij een lage druk (boven in de long) zijn de longblaasjes groot en open, bij een hogere druk (onder in de long) kunnen de blaasjes zich met kleinere druk verschillen in grootte aanpassen en zijn ze kleiner. Er is een verschil tussen de alveolaire hoeveelheid zuurstof en de arteriële hoeveelheid zuurstof. Dit A-a verschil kan berekend worden met de alveolaire gasvergelijking en een bloedgasbepaling: PA O2 = PI O2 – 1,25 * Pa CO2. Dit verschil kan voor 1/3 worden verklaard worden door de anatomische shunt. Hierdoor gaat er een beetje zuurstof arm bloed (vena bronchialis) bij het zuurstofrijke bloed (vena pulmonalis) mee naar de linkerboezem. Ook zijn er afsluitingen in de bronchioli die voor shunts zorgen en afsluitingen in bloedvaten die voor een grotere dode ruimte zorgen.
De V-Q mismatch verklaart de overige 2/3. De V-Q mismatch is de ventilatie-perfusie mismatch die wordt veroorzaakt door de zwaartekracht. Hierdoor is namelijk niet in ieder deel van de long een gelijke druk. In het bovenste deel is de alveolaire druk hoog en de perfusiedruk is relatief te laag. Er gebeurt vrijwel niets omdat het bloed bijna stil staat. Dit is een perfusielimitatie. Onderin de long is de arteriële druk veel hoger en de alveolaire druk relatief te laag. De perfusie gaat daardoor te snel en er kan niet veel zuurstof worden opgenomen door het bloed. Hier is een tekort aan ventilatie, de V-Q verhouding is laag. Echter is de ventilatie basaal wel het hoogste van de long. Ergens daartussenin is de ideale verhouding. Het bloed heeft een PO2 van ongeveer 13kPa.
Op de IC wordt veel met de houding van patiënten geëxperimenteerd om een zo optimaal mogelijke houding te vinden om de V-Q mismatch zo klein mogelijk te maken.
Het hart en de longen zijn fysiologisch sterk met elkaar verbonden. Het bloed loopt van de rechterhartzijde naar de longen door naar de linkerhartzijde gaat vervolgens door de capillairen en keert terug naar de rechterhartzijde. Een afwijking in de longen kan invloed hebben op zowel de linker als op de rechterhartzijde. Afwijkingen in de linker of rechterhartzijde kunnen invloed hebben op de longen.
Voorbeeldcasus 1: Vrouw 69 jaar oud. Bekend met een te hoge bloeddruk (hypertensie). Ze heeft nu last van dyspneu. Het ECG laat een verhoogde amplitude zien. De thoraxfoto is witter dan normaal, dit wijst op een long met meer vocht en dus longoedeem. Ook is het hart groter dan normaal. Een echo van het hart toont hypertrofie van de linker kamer en een verstoring van de diastolische functie (diastolische dysfunctie).
In deze casus heeft de linkerhartzijde invloed op de longen. De hypertensie zorgt voor een hoge systolische druk in het LV. Om genoeg kracht op te bouwen om hier tegenin te gaan ontstaat LV hypertrofie. De bestaande myocyten worden groter en dikker. Hierdoor wordt het hart minder compliant en kan dan minder goed gevuld worden (diastolische disfunctie). Om deze vulling wat beter te krijgen wordt de druk in de pulmonaal venen verhoogd. Hierdoor wordt de druk in de longcapillairen ook hoger. Er treedt meer vocht uit en dit veroorzaakt longoedeem. Dit veroorzaakt hypoxemie (te weinig zuurstof in het bloed) en daarmee vasoconstrictie. Vasoconstrictie vindt ook plaats bij een te hoge CO2 spanning. De pulmonale hypertensie veroorzaakt een verhoogde afterload in de rechter ventrikel. De rechterventrikel heeft meer kracht nodig om hiervoor te compenseren.
Voorbeeldcasus 2: Meneer 40 jaar oud. Blanco voorgeschiedenis. Komt nu met klachten over toenemende kortademigheid en duizeligheid na een lange vliegreis terug uit Australië. Hij hoest ook rood bloed op. Het lichamelijk onderzoek wijst een tachycardie, een zachte ruis en een lage tensie, met flauwvallen aan. De ECG wijst op tachycardie, een te breed QRS-complex, wat wijst op een rechterbundeltak blok en een overbelasting van het rechterventrikel. De x-thoraxfoto is normaal. De pH waarde is te hoog, en de PCO2 en de PO2 zijn te laag. Een echo van het hart toont een verwijde rechter ventrikel (wat wijst op overbelasting) en een echo van de vena cava op een gestuwde (verbrede) vena cava. Er is een verdenking op een longembolie (longtrombose). Hiervoor wordt een CT-scan met contrastvloeistof gemaakt. Het contrast loopt door de arteria pulmonalis. Het is een wit contrast, waar de witte kleur ophoudt (uitsparing in contrast) is de blokkade. Ook kan er een ventilatie-perfusie scan worden gedaan. Dit zijn eigenlijk twee scans, één voor de perfusie en één voor de ventilatie. Er wordt een radioactieve stof in de vaten gebracht voor de perfusiescan en in de bronchiën voor de ventilatiescan. Bij een longembolie is de perfusie scan voor een groot deel wit waar deze zwart hoort te zijn. De ventilatie is wel normaal.
Bij deze casus gaat het om een invloed van de longen op beide zijden van het hart. Door het longembolie neemt de dode ruimte in de long toe. De ventilatie is gelijk maar de perfusie verminderd. Door deze vermindering van de gaswisseling ontstaat hypoxemie (zuurstof tekort). Hierdoor ontstaat pulmonale vasoconstrictie en daarmee pulmonale hypertensie. Hierdoor wordt het hart aan beide zijden groter (dilatatie en hypertrofie, vooral rechts). Het effect op de linkerhartzijde is dat de preload minder wordt door deze dilatatie. Ook hier is sprake van een te laag CO2 gehalte (ischemie). Het rechterventrikel krijgt ook hypertrofie en dilatatie en daar is ook sprake van ischemie. De afterload is verhoogd door de hoge pulmonale druk. Dit heeft op lange termijn weer invloed op de longen, want door de veranderingen in het hart, kan er minder druk gegenereerd worden. Hierdoor wordt de perfusiedruk in de longen dus nog minder.
Patiënt:. Hart en longen functioneren niet goed, daardoor snel benauwd. Door ziekteverleden verminderd longvolume (restrictie). Ook is zijn hart in grootte toegenomen. De hilus is goed zichtbaar evenals de bloedvaten. Normaal zijn de bloedvaten aan de bovenkant van de long (apicaal) minder goed te zien dan onderin door het drukverschil. Overal duidelijk zichtbaar wijst op een te veel aan vocht: redistributie. Nierfunctie van meneer is ook niet goed. Er is hartruis te horen. Een echo laat een lekkage van de mitralisklep zien.
Bij deze patiënt beïnvloedt de linkerhartzijde de longen. De linkerventrikel moet namelijk meer druk leveren om het klep defect te compenseren. Ook moet de druk in het linker atrium meer worden en daarvoor de druk in de longen. De druk in de longcapillairen gaat omhoog en er komt pulmonaal oedeem. De longen hebben ook invloed op de rechterhartzijde. Door de hypoxemie en bijkomende vasoconstrictie ontstaat weer pulmonale hypertensie. Hierdoor wordt de afterload verhoogd en moet het rechterventrikel meer druk leveren.
De oorzaak van hartziekten van de linkerzijde zijn onder te verdelen in drie categorieën:
Systolische disfunctie (hartfalen, infarct), diastolische disfunctie en kleplijden (lekkage). Een longresectie, waarbij een stuk van de long uitgenomen wordt, veroorzaakt vaak pulmonale hypertensie, vooral wanneer een hele long afwezig is. Bij gezonde longen functioneert het apicale deel als reservecapaciteit voor bij inspanning. Wanneer een patiënt maar één long heeft wordt deze reserve in rust al gebruikt en vormt zich bij inspanning een probleem. Wanneer iemand een longkwab moet missen, komen de andere hart en longproblemen meer tot uiting.
Algemene boodschap: Let bij een long probleem ook op hartproblemen, en bij een hartprobleem ook op de longen.
Bij de embryonale ontwikkeling zorgt de intraembryonale coeloomholte onder andere voor de linker en de rechter pleuraholte. Vroeg in de embryonale ontwikkeling staan deze in verbinding. Wanneer het embryo met zijn kop gaat krommen, sluiten de pleuraholte zich af van de hartholte en pericardholte. De linker en de rechter pleuraholte staan dus niet in verbinding met elkaar bij een volwassene.
De anatomische shunt in de longen zorgt ervoor dat het arteriële bloed niet evenveel zuurstof bevat als het met zuurstof verzadigde bloed in de longen. De arteria bronchialis voorziet de long (de buitenkant, het slijm e.d.) van zuurstof rijk bloed. De afvoer hiervan bevat zuurstof arm bloed omdat het niet langs longblaasjes komt. Dit komt voor een deel uit in de vena cava, maar voor een groot deel komt dit uit op de vena pulmonalis (die zuurstof rijk is). Dit mengt, en daardoor is er een anatomische shunt. Deze anatomische shunt heeft geen duidelijke functie. Het kan wel zijn dat het een soort alternatieve route is.
Een fysiologische shunt is niet de bedoeling. Hierbij komt er bloed langs longblaasjes die geen toegang meer hebben van de buitenlucht door een afsluiting (stof/sputum).
Membraneuze bronchioli of terminale bronchioli bevatten platter epitheel, geen subcutane slijmproducerende cellen en geen kraakbeenringen die wel in bronchi aanwezig zijn. Hoe dieper je de long in gaat, hoe meer alveolair weefsel de bronchioli bevatten.
Respiratoire bronchioli gaan langzaam over in alveolaire bronchioli, die geen bronchiolaire wand heeft. Alveolaire duct (buis vlak voor de alveoliblaasjes) heeft een bronchiolus wand. Een alveolaire sac (longblaasje) bestaat uit alveolair weefsel.
Bij een maximale inspiratie komt de long bij thoracale 12. Bij een maximale expiratie komt de long tot thoracale 7 of 8. Achter de trachea zit de oesophagus. Een overmaat van pleuravocht verzameld zich bij een staande patiënt in de recessus costa diafragmaticus. Bij een pneumothorax (klaplong) blijft er ook vocht achter omdat het niet meer goed kan worden opgenomen door de long. Bij een longontsteking zie je dit vocht ook.
Wanneer er een bloeding in het longweefsel zelf is, blijft het is het altijd binnen de kwab, maar kan soms wel in een ander segment komen. Het komt nooit in de pleuraholte. Wanneer je je verslikt in een pinda komt deze in de rechteronderkwab, omdat de rechteropening groter is en de zwaartekracht werkt naar beneden.
De onderzijde van de long is herkenbaar aan de koepelvorm van het diafragma. De longzijde die tegen de thoraxwand ligt, is glad, de zijde aan de hartkant is onregelmatiger. De rechterlong heeft drie kwabben, en dus twee fissura’ s. De fissura major of obliqua en de fissura minor of horizontalis. De linkerlong heeft twee kwabben en dus maar één fissura, de fissura major (of obliqua). Aan de mediale zijde zie je de hilus duidelijk, wanneer je die niet ziet is het de laterale zijde (achterkant).
In de thoraxfoto zie je de arteriën duidelijker dan de venen van de hilus. De bloedvaten worden wit gekleurd, en daarom zijn ze te zien op de foto. De bronchi zijn bijna niet te zien.
Op de thoraxfoto is aan de linkerzijde half onder het borstbeen de aortaboog te zien.
In verschillende situaties is het nodig om de ademhaling van buitenaf te regelen. Bij het onder narcose brengen van een patiënt en bij de behandeling van kortademigheid bijvoorbeeld. De spieren beïnvloeden het volume van de pleuraholten. De spieren van het diafragma worden aangestuurd door de nervus phrenicus. De intercostaalspieren door de nervus intercostalis. De motorneuronen liggen in de wervelkolom. Deze sturen de spieren aan met signalen vanuit de hersenstam. Zo wordt de ademhalingscyclus in stand gehouden. Er zijn meerdere feedbackmechanismen die de signalen vanuit de medulla beïnvloeden. Perifere chemoreceptoren vormen zo’n feedback mechanisme. Ook kan je de ademhaling bewust beïnvloeden.
Voor de inademing worden intercostaalspieren en het diafragma aangestuurd. De pre-motor neuronen liggen in de ventrale en dorsale respiratoire groep (VRG en DRG) van de medulla. Voor uitademing liggen de pre-motor neuronen in de VRG en voor inademing in de DRG. Barbituraten en morfine remmen de activiteit van deze VRG en DRG. Het pre-Bötzinger complex van de medulla is de automatische impuls generator. De pons is belangrijk voor finetuning van de ademhaling en bestaat uit twee delen; de lage en hoge pons. De lage pons heeft een excitoire functie (lange, diepe inademing) en de hoge pons heeft een inhiberende functie. De cortex kan de hersenstam overheersen binnen bepaalde limieten. Hierdoor is praten en zingen mogelijk, maar ook hyper- en hypoventilatie. De hypothalamus en het limbisch systeem (emoties) zijn ook van invloed op de ademhaling.
Er zijn perifere en centrale chemoreceptoren. De centrale chemoreceptoren liggen in het ventrale deel van de medulla en zijn alleen gevoelig voor CO2, omdat alleen CO2 de bloed-hersen barrière kan passeren. Bij een hoge CO2 concentratie zal de pH afnemen door de vorming van H+, hierop reageren de chemoreceptoren. In de hersenen is de pH meestal al wat hoger omdat ze een kleinere buffercapaciteit hebben. En de pH wordt daar genormaliseerd door instroom van bicarbonaat. De perifere chemoreceptoren liggen rond de aortaboog en de arteria carotis in zogenaamde carotis lichaampjes of glomus carotica. Bij een hypoxie komt er snel meer ademhaling door de perifere chemoreceptoren die gevoelig zijn voor zuurstof. Ook bij zuur bloed reageren de perifere chemoreceptoren. De samenwerking tussen de centrale en perifere chemoreceptoren noemen we de geïntegreerde respons. Deze neemt af met slaap, leeftijd, medicatie, COPD, genetische en persoonlijke factoren.
In een grafiek kan je het gecontroleerde systeem en de controller tegelijk weergeven, waarbij ventilatie op de y-as staat en de concentratie O2 of CO2 op de x-as. Als de concentratie CO2 hoog is dan is de ventilatie laag.
Als de concentratie O2 hoog is, dan is de ventilatie hoog. Waar de lijnen van het gecontroleerde systeem en de controller kruizen is de rust CO2 of O2 concentratie en daaronder de apneudrempel. Als de CO2 tijdens het slapen hoger wordt dan de rust concentratie kan apneu optreden. Overdag voorkomt wakefulness drive dat je stopt met ademhalen.
Bij COPD is er sprake van een chronisch verhoogde CO2 concentratie. De constante influx van bicarbonaat zorgt voor een normalisatie van de pH waardoor er geen respons van de centrale chemoreceptoren plaatsvindt. Deze mensen hun chemoreceptoren zijn alleen nog gevoelig voor O2. Het is dus heel gevaarlijk om COPD’ers zuurstof toe te dienen, ze gaan dan hyperventileren wat voor een nog hogere concentratie van CO2 zorgt. Hierdoor worden ze suf en kunnen ze in coma raken.
De longen hebben ook receptoren:
Rekreceptoren (traag adapterend, hering-breuer reflex: voorkomt te diepe inademing)
Irritant receptoren (snel adapterend, voor niet-specifieke prikkels zoals rook)
J receptoren (rondom de pulmonale circulatie)
Bronchiale C vezels (rondom de bronchiale circulatie
Er zijn nog meer receptoren op verschillende plaatsen zoals de neus, bovenste luchtwegen, spieren en gewrichten. De arteriële baroreceptoren, pijn- en temperatuurreceptoren spelen ook een rol in de regulatie van de ademhaling.
Mensen hebben een circadiaans slaapritme, anders gezegd een dag-nacht ritme van 24 uur. Gedurende de dag bouwt de slaapdruk op. Door het slaapritme en de slaapdruk kan je ’s avonds in slaap vallen. Slapen is een aan-uit systeem. Korte slaapduur is geassocieerd met slaapproblemen, toegenomen morbiditeit en mortaliteit, slaperigheid en afname van de prestaties.
Bij een polysomnografie worden verschillende waardes gemeten tijdens de slaap. Onder andere hersenactiviteit, ventilatie, luchtstroom en spieractiviteit. Met deze gegevens kan een hypnogram gemaakt worden. Hierop is te zien dat naarmate de ochtend nadert je meer droomt (REM-slaap). Er worden drie stadia onderscheiden, waarbij stadia 1 ondiepe/REM slaap voorstelt en stadia 3 diepe slaap.
Tijdens het slapen verandert de ademhaling. Er is afname van de ventilatie, vernauwing van de bovenste luchtwegen en afname van de kracht van de ademhalingsspieren. Bovendien neemt de CO2 concentratie toe en de O2 concentratie af, maar de saturatie blijft gelijk.
Bij obstructief slaapapneu syndroom (OSAS) is er sprake van herhaald optreden van episodes met hogere luchtwegobstructie tijdens de slaap. De O2 saturatie daalt hierdoor. Deze mensen hebben last van hevig snurken, forse bewegingsonrust, toegenomen slaperigheid en concentratie stoornissen. Tijdens zo’n apneu valt de farynx dicht door een te nauwe of slappe wand. De luchtstroom valt stil, terwijl de ventilatiebeweging doorgaat. Na een ontwaakreactie (arousal) wordt de ademhaling hervat. Mensen met OSAS ervaren meer dan 5 keer per uur nachtelijke slaap een apneu. OSAS komt vaker voor bij mensen met een BMI boven de 28. Toch is dit geen goede voorspeller, een boordmaat groter dan 43 cm is wel een goede voorspeller voor OSAS.
OSAS wordt vastgesteld aan de hand van een apneu-hypopneu index. Een apneu is een complete stop van de luchtstroom voor meer dan 10 seconden. Als er adempogingen zichtbaar zijn, spreekt men van een obstructieve apneu. Als er geen adempogingen zichtbaar zijn, spreekt men van een centrale apneu. Een hypopneu is een gehalveerde luchtstroom voor meer dan 10 seconden, waarbij de saturatie met meer dan 4% afneemt.
De desaturatie bij slaap apneu syndroom hangt af van de duur van het event, het soort event (obstructief: men probeert adem te halen, dit kost energie en O2) en de HbO2.
Bij centraal slaapapneu syndroom (CSAS) is er sprake van tijdelijke afwezigheid van de aansturing van de ademhalingsspieren.
Bij kinderen, ouderen en mensen in hooggebergte komt dit voor zonder enige problemen. Andere ziektebeelden, zoals hartfalen, zijn geassocieerd met CSAS. Bij hartfalen kan een longoedeem ontstaan, hierdoor worden de C vezels gestimuleerd en neemt de ventilatie toe. De concentratie CO2 neemt vervolgens af (hypocapnie) en de apneudrempel stijgt. Hierdoor wordt de drempel eerder bereikt en stijgt de kans op centrale apneus.
CSAS patienten hebben vaak een cheyne strokes adempatroon. Bij dit adempatroon neemt het teugvolume langzaam toe en vervolgens langzaam af, gevolgd door een apneu.
OSAS wordt behandeld met positietherapie (slaaphoudingen), een mandibulair repositie apparaat (MRA: soort beugel), kaakchirurgie of een druk-masker. Er bestaan twee soorten druk-maskers, namelijk het continuous positive airway pressure (CPAP) masker en het bilevel positive airway pressure (BiPAP) masker.
CSAS wordt behandeld met CPAP, toediening van zuurstof en diamax. Diamax zorgt ervoor dat er meer bicarbonaat wordt uitgeblazen.
Bij een instabiele angina pectoris (IAP) of myocardinfarct (MI) spreken we van een acuut coronair syndroom (ACS). Op basis van anamnese en lichamelijk onderzoek zijn een IAP en MI niet te onderscheiden. Bij een MI is er een totale occlusie van een vat en bij een IAP niet. ACS is een comorbiditeit van Diabetes Mellitus en het heeft verschillende risicofactoren.
De niet beïnvloedbare risicofactoren voor een ACS zijn:
Leeftijd (hoe ouder hoe groter)
Geslacht (mannen en vrouwen na hun menopauze hebben verhoogde kans)
Erfelijke factoren
De beïnvloedbare risicofactoren voor een ACS zijn:
Roken
Hypertensie
Cholesterolgehalte
Lichamelijke inactiviteit
Stress
Obesitas
Bij een MI moet met spoed gehandeld worden om de perfusie te laten toenemen. Het gevaar is dat hartweefsel afsterft, wat weer leidt tot cardiogene shock en een long oedeem. Daarnaast bestaat het risico op ventrikel fibrilleren en een hartstilstand.
Differentiaal Diagnose van pijn op de borst:
Tractus Digestivus: reflux
Tractus Respiratorius: longembolie
Tractus Locomotorius: kneuzing van ribben of intercostaalspieren
Tractus Psychicus: stress, angststoornis
Tractus Circulatorius: myocardinfarct, angina pectoris
Meneer van 54 jaar oud kreeg pijn op de borst terwijl hij op de bank zat. De pijn zakte weg toen hij even op bed ging liggen. Even later kwam het terug en deze keer hield de pijn aan. Meneer ervoer het als een stekende pijn links van het sternum. Zijn vrouw heeft 112 gebeld en binnen 15 minuten stond de ambulance voor hun huis. Allereerst kreeg meneer antistolling medicatie. Vervolgens werd er een ECG gemaakt, daarop was een ST-elevatie zichtbaar wat duidde op een myocardinfarct. In het ziekenhuis werd gelijk een percutane coronaire interventie (PCI) uitgevoerd, waarbij ze via de lies stents in de vernauwde vaten plaatsten. Onmiddellijk waren de pijnklachten verdwenen.
Meneer moest nog 24 uur op de IC blijven en 24 uur op de verpleegafdeling. De maanden na het incident kreeg meneer revalidatie en psychische hulp. De psychische hulp wordt gegeven om mensen weer op hun lichaam te laten vertrouwen en om achter de risicofactoren te komen. De enige risicofactor van meneer was stress, waar hij hedendaags nog steeds last van heeft. Nu zit hij levenslang vast aan onder andere maagzuurbeschermers, bloeddrukverlagende en cholesterolverlagende medicamenten.
Zuurstof diffundeert snel door het membraan. Bij de opname hiervan is sprake van een perfusielimitatie. De diffusie van zuurstof is snel genoeg om een evenwicht te bereiken binnen de contacttijd. Er is zelfs veel reserve tijd. Wanneer het bloed twee keer zo snel stroomt, halveert de contacttijd, maar ook nu nog is het bloed verzadigd met zuurstof. Als de perfusie verandert, verandert ook de zuurstof opname. De perfusie bepaalt dus de hoeveelheid zuurstof die opgenomen wordt. Als de diffusie slechter zal gaan verlopen, zal er ook geen vermindering optreden omdat er nog reserve tijd is. Hierin is wel een maximum. Bij longfibrose is er een heel slechte diffusie en dit beperkt wel.
Koolmonoxide diffundeert heel langzaam en het wordt meteen door het Hb opgenomen. Hierdoor zit er geen opgeloste stof in het bloed en er wordt geen druk opgebouwd. Er komt geen evenwicht binnen de contacttijd. Bij een snellere perfusie (twee keer zo snel) zal er een twee keer kortere contacttijd zijn, dus de opname blijft gelijk. Dit is dus niet perfusie-gelimiteerd. Bij een dikker membraan wordt er ook geen evenwicht bereikt. De hoeveelheid stof die oplost hangt af van hoe snel de diffusie gaat, hoe snel de stof door het membraan gaat. Het is perfusie onafhankelijk.
V/Q-mismatch
Boven in de long (apicaal) is er een slechte ventilatie, de longblaasjes staan al ver open en komen zo in het vlakke deel van de compliantiecurve. Het kost veel druk om de longblaasjes een beetje te vergroten. De perfusie is echter nog slechter in dit deel van de long omdat er al zo’n hoge druk is in het weefsel. Hierdoor is er bijna geen perfusie meer mogelijk en staat het bloed stil. De ventilatie is hoger dan de perfusie. Dit geeft het effect van een fysiologische dode ruimte. Dode ruimte heeft weinig directe impact op de daling van de PO2. Wel is er minder ventilatie beschikbaar voor de rest van de long. Hierdoor kan hypoxemie (zuurstof tekort in het bloed) ontstaan, wat een hyperventilatie in het gebied met wel gaswisseling kan veroorzaken. Hierdoor wordt de contacttijd (te veel) verkort en kan er minder zuurstof opgenomen worden.
Basaal in de long is de perfusie hoger dan de ventilatie. Dit is een shuntachtige situatie. Het vele bloed wat langskomt, heeft een te korte contacttijd en raakt niet verzadigd met zuurstof. Dit deels gedeöxideerde bloed levert wel een bijdrage aan het PO2 verschil tussen arterieel en alveolair bloed. Dit veroorzaakt ongeveer 2/3 van het verschil. Het overige verschil komt door de anatomische shunt.
Een alveolus is vergelijkbaar met een ballon. De wandspanning is naar binnen gericht, door de elastische vezels en de oppervlaktespanning van het vocht (wat gecompenseerd wordt door de surfactans). De druk in de alveolus is dus altijd hoger dan de druk in de pleuraholte. Het verschil tussen deze pulmonale druk en de alveolaire druk is de transpulmonale druk.
Grotere alveoli bevatten meer druk, de transpulmonale druk wordt daardoor ook hoger. De intrapleurale druk is altijd negatief bij een rustige ademhaling. De longen trekken door middel van elastische vezels de pleuraholte naar binnen. De thoraxwand trekt deze naar buiten.
Transmurale druk is een druk over een wand heen. Het hangt af van het weefsel tussen welke twee ruimten dit drukverschil is.
De PAO2 (zuurstof spanning in alveolaire ruimten) is lager dan de zuurstofspanning in de buitenlucht. Omdat de verse lucht van buiten zich mengt met de lucht in de alveoli bij inademing. De lucht in de alveoli bevat een hogere water- en CO2-druk dan de buitenlucht. De totale druk is hetzelfde maar er is een hogere CO2 en waterspanning dan buiten en een lagere zuurstofspanning.
Veranderingen in de zuurstofspanning (fysisch opgelost) leidt tot veranderingen in de saturatie. De kleine fractie fysisch opgelost zuurstof heeft dus een grote invloed. Weefsels verbeteren de zuurstof afgifte door de saturatiecurve bij een hoge CO2 de curve naar rechts te verschuiven. Het Hb is daardoor meer geneigd om de zuurstof af te geven. PO2 en PCO2 (gehalte zuurstof en CO2) beïnvloeden het transport van elkaar. De alveolaire zuurstofdruk (PAO2) is altijd hoger dan de arteriële zuurstofdruk (PaO2) in de gewone gezonde situatie, vanwege de V/Q mismatch en de arteriële shunt. Er zijn drie situaties denkbaar waar de A-a gradiënt anders zou kunnen zijn:
Diffusiestoornis: de A-a gradiënt zal verhoogd zijn, want de PAO2 zal hoger zijn en de PaO2 zal iets lager zijn.
Alveolaire hypoventilatie: A-a gradiënt zal normaal zijn, want de PAO2 zal lager zijn maar de PaO2 ook.
Anatomische of fysiologische shunt: A-a gradiënt zal verhoogd zijn, want de PAO2 zal verlaagd zijn en de PaO2 redelijk normaal.
Wanneer je van FRC tot TLC niveau inademt, zal de elasticiteit (stijfheid) van de thorax toenemen. Hierdoor moet er meer ademarbeid geleverd worden. Ook bij kyfoscoliose zal de elasticiteit van de thoraxwand toenemen, want de ribben kunnen dan niet meer goed op en neer.
Luchtvervuiling is een belangrijk gezondheidsprobleem. Dit komt door luchtvervuiling door fabrieken maar ook door sigarettenrook en rook die ontstaat bij het koken (onvolledige verbanding). Vooral in China speelt dit, want daar is de luchtkwaliteit het slechtste van de hele wereld. In Beijing is het zo erg dat er maar 5 meter zicht is. De grootte van de deeltjes bepaald de schadelijkheid. Hoe kleiner hoe slechter. Zwaveldioxide (geel), wat vrijkomt bij het verbranden van steenkool, is ook een groot probleem in China. De effecten van de vervuiling zijn erger in een koud seizoen. Dit komt omdat de luchtdruk dan hoger is, er meer gestookt wordt en de smog blijft hangen. Vrouwen (hogere blootstelling door koken) en ouderen zijn er meer vatbaar voor.
Zichtbare rook is niet altijd slecht, het kan ook waterdamp zijn (wat onschadelijk is). Witte rook komt van kolen dit valt mee als het wordt weg geleid met een schoorsteen. Sigarettenrook is zeer schadelijk omdat het zo dicht bij je longen is. Lucht binnenshuis kan schadelijker zijn dan buitenshuis omdat er bij het koken of warm stoken van het huis onvolledige verbranding plaats vindt. Bovendien wordt de lucht niet goed afgevoerd vanwege het ontbreken van een schoorsteen. In China is respiratoire ziekten de grootste doodsoorzaak. Vrouwen roken veel minder, maar krijgen de longproblemen door de onvolledige verbranding binnenshuis bij het koken. Eerst was het aantal gevallen van longkanker hoger bij mannen. Nu verschuift dat langzaam naar de vrouwen. In de Westerse wereld zijn meer vrouwen gaan roken door de emancipatie.
De afgelopen eeuw is de hoeveelheid longkanker gevallen aanzienlijk toegenomen. Van de nieuwe kankergevallen is 13% longkanker. De meeste sterfte gevallen (30%) worden veroorzaakt door longkanker. Dit is meer dan de vrouwen die sterven aan borstkanker. Met longkanker is de levensverwachting slechts een half jaar. Vergeleken met astma en COPD komt het minder voor. COPD en astma treft 5% van de gevallen en longkanker ‘slechts’ 0,12%. China is door deze grote hoeveelheden patiënten vooruitstrevend met de techniek op dit vlak.
Het verschil tussen astma en COPD ligt in de oorzaak. Astma komt vaak door een allergie en komt met episoden. De eosinofielen zijn ontstoken, dit kan worden verminderd met inhalatiesteroïden. COPD betekent Chronic Obstructive Pulmonary Disease, emfyseem en chronische bronchitis vallen hieronder. Dit is een permanente beschadiging aan de longen. Dit wordt veroorzaakt door rook. De ontsteking komt door de neutrofielen, hiervoor is geen medicijn.
Roken wordt nu door de overheid minder populair gemaakt. Vooral passief roken wordt geprobeerd te voorkomen.
Rokers hebben een 25-30% hogere kans op hart en vaatziekten en een 20-30% hogere kans op longkanker. In lage inkomsten landen roken vooral de mannen wat een morele status heeft. Vrouwen hebben vaak beperkte kook mogelijkheden en hangen hierdoor vaak boven open vuur.
De tabaksindustrie is ook niet zomaar te blokkeren omdat dit juist in die landen veel werk en geld voor de overheid oplevert. Ook roken veel artsen en steeds meer kinderen. Dit verlies aan levens kost meer dan de winst van de tabaksindustrie in het 50 jaren plan. Chronische ziekten zijn een wereldwijde belangrijke doodsoorzaak, groter dan infectieziekten. COPD staat nu op de 4e plek in de ranglijst voor doodsoorzaken en stijgt binnenkort naar de 3e plek, boven HIV/AIDS en cardiovasculaire ziekten. Biogassen helpen ook mee aan een hogere prevalentie van COPD. In Zuid-Amerika is er ook een diagnostisch probleem. De longziekten worden daar vaak niet goed onderscheiden en men is niet bekend met de risico’s van roken en biomassa brandstoffen. Er is een onderzoek in Brazilië gedaan en hieruit bleek dat de diagnosen van de arts vaak niet klopte (70% van de gevallen) en dat de prevalentie veel hoger is dan verwacht. Het verschilt ook per stad hoeveel er gerookt wordt. Het is moeilijker om deze mensen in te lichten omdat de cultuur zo anders is dan hier. De waarschuwingen op de sigarettenverpakkingen zijn dan ook anders dan in Europa.
In Vietnam is de cultuur ook een probleem. Hier moet je praten met de dorpshoofden om mensen te overtuigen te veranderen. Ook is het moeilijk om een cultureel aanvaardbare en veilige kookgelegenheid te geven. Toch zijn voor relatief weinig geld per gezin miljarden dollars en levens te besparen. In China heeft dit in bepaalde streken al geholpen. Ook belasting verhogen op tabak kan een grote vermindering in de hoeveelheid rokers opleveren zonder de belastingsopbrengst te verminderen.
De acute effecten van roken:
Een prettig gevoel in het centrale zenuwstelsel door de nicotine
Tachycardie (snellere hartfrequentie) door de nicotine
Verslaving tot meer dan 6-7 sigaretten per dag door de nicotine
De CO die vrijkomt bezet de Hb zodat de zuurstofopname verminderd wordt
De HbCO zorgt ook dat de zuurstof moeilijker wordt afgegeven aan de weefsels
De lange termijn effecten van roken geven meer kans op:
Hart en vaatziekten
Carcinomen (long, hoofd-halstumoren, bovenste deel tractus digestivus en pancreascarcinomen en blaascarcinomen)
COPD
Pneumothorax
Enkele interstitiële longziekten, fibrose achtige ontstekingsziekten
Een longcarcinoom gaat vier stadia door. In het eerste stadium is er alleen een primaire tumor. In het tweede stadium komen de kankercellen in de regionale lymfeklieren. Bij het derde stadium komen de kankercellen ook in de lymfeklieren in het mediastinum voor. Bij het vierde stadium komen er uitzaaiingen, de metastase.
De incidentie is meer dan 9000 gevallen per jaar in Nederland, daarvan sterven er meer dan 8000 per jaar. Het is in 35 landen de meest voorkomende vorm van kanker en 33% van alle sterfte aan kanker. Het is 8% van de totale sterfte. In Nederland is de genezing 15%.
De kans op longkanker is voor een niet-roker 1% en voor een zware roker 30%. De kans wordt dus 10-30 keer hoger. Bij metaplasie luisteren de kankercellen helemaal niet meer naar signalen van buitenaf. Ze hebben ook geen kenmerken meer van het weefsel. Bij roken beschadigd de long, hierdoor treedt er steeds schade op. Bij het herstel van deze schade kunnen mutaties ontstaan en wordt het DNA steeds slechter.
Van de rokers krijgt 20% COPD. Het is een irreversibele obstructie, meestal progressief en veroorzaakt door schadelijk gas/deeltjes. Comorbiditeit komt ook vaak voor. Ook voor COPD worden 4 stadia vastgesteld. I: FEV1 > 80%, II: FEV1 is 50-80%, III: FEV1 is 30-50% en stadium IV: FEV1 <30% van voorspeld.
Er zijn drie ziekten die onder COPD vallen:
Chronische bronchitis, hierbij wordt er te veel slijm geproduceerd wat ontstekingen veroorzaakt.
Small airway disease, hierbij is er veel littekenweefsel door vroegere schade aan het longweefsel.
Longemfyseem, hierbij gaan de alveoli’s kapot en smelten samen tot grote lacunes (het contactoppervlak wordt steeds minder.
Er komt steeds meer COPD voor de laatste jaren. Dit komt onder andere door meeroken. Hierbij verdubbelt de kans op longkanker bijna. Ook is er een groter risico op COPD. Wanneer de ouders roken kan dit astma en luchtwegklachten veroorzaken bij het kind. Bij een moeder die tijdens haar zwangerschap rookt, krijgt het ongeboren kind later ook klachten.
Er is ook veel effect op het hart en op de vaten. Bij de vaten krijg je last van atherosclerose. In tien jaar tijd is de mortaliteit voor rokers verdubbeld ten opzichte van niet rokers. Meeroken heeft ook een significant effect. De kans op een myocardinfarct verdrievoudigt. Roken heeft op jonge leeftijd hierop de meeste invloed. Op oudere leeftijd worden andere oorzaken waarschijnlijker. Rokers hebben ook meer kans op coronair lijden. Dit komt in fasen. De vaten worden stijver door vasculaire dysfunctie. Het endotheel wordt beschadigd en dit trekt monocyten aan. Hierdoor komt er inflammatie en proliferatie van de spiercellen en wordt de wand dikker. Wanneer er meer lipiden in het weefsel komen, vindt er oxidatie plaats. De geoxideerde lipiden gaan infiltreren en er komt een plaque die ook zorgt voor een dikkere wand. Als in deze verdikte wand een wondje ontstaat, trekt die bloedstollingsfactoren uit het bloed aan en ontstaat er een groeiende trombus. Deze processen vinden plaats in alle arteriën. Vooral in de coronairen, de carotis en de aorta vormt dit problemen. Het kan zo leiden tot hypertensie en een myocardinfarct.
Stoppen met roken is heel zinvol, de kans op ziekten neemt snel af. Na 20 jaar is de kans ongeveer hetzelfde als voor een niet roker.
Het regelsysteem van ademhaling bestaat uit:
regelende systemen, de spieren die de thoraxwand vergroten
geregelde systeem: ademapparaat
controller in de hersenen die het systeem aanstuurt via motorsignalen en signalen ontvangt via sensorische zenuwen
output en input: bloedgassen PCO2 en PO2 gemeten arterieel (onder andere in de aortaboog) door periferen en centrale chemoreceptoren.
De ademhaling wordt beïnvloed door de chemoreceptoren, de hersenen (cortex hoe we ons voelen) en door de spanning in onder andere de ademhalingsspieren en longweefsel. Het spierweefsel is autonoom en willekeurig, maar functioneert toch als een automaat. Bij sommige ziekten valt dit automatisme weg, dit staat bekend als de vloek van Ondine. De sensibele zenuwen zitten achteraan. De motor zenuwen vooraan in het ruggemerg. De dorsale respiratoire groep bevat afferente zenuwen (IV, X) en bepaald de inspiratie. De ventrale respiratoire groep bevat een deel efferente zenuwen en bepaald de inspiratie en de expiratie.
De perifere chemoreceptoren in aortaboog meten PO2 en bepalen de gevoeligheid aan de hand van de PCO2.
De centrale chemoreceptoren meten de pH (kijken zo naar het CO2 gehalte) ze zijn gevoelig voor geneesmiddelen en deze kunnen zo de ademhaling beïnvloeden.
De gasspanning wordt gemeten met receptoren. Deze geven signalen af aan het regelcentrum in de hersenen. De ritme generator wordt hierdoor beïnvloed en geeft signalen door aan de motor neuronen, die de ademhalingsspieren aansturen.
Een verandering in CO2 spanning heeft een veel groter effect dan een verandering in de O2 spanning.
Terwijl een vermindering van de O2 spanning juist voor problemen kan zorgen. Er kan een verminderde gevoeligheid ontstaan door verhoogde leeftijd, COPD, metabolische alkalose (verstoring van de zuur-base balans), CO2 retentie (het vasthouden hiervan) en drugs.
Wanneer je de ventilatie tegen het CO2 gehalte uitzet krijg je een hyperbool. Met meer ventilatie wordt het CO2 gehalte lager, bij minder ventilatie stijgt het CO2 gehalte. De controller geeft altijd een zelfde soort reactie op O2, maar de drempelwaarde wordt aangepast aan het CO2 gehalte. Bij een paniekstoornis wordt de ventilatie door de cortex aangepast.
Bij hypercapnie (een teveel aan CO2) is er vasodilatatie in de hersenen. Bij hypocapnie is er constrictie. Bij een hypercapnie in de skeletspieren vindt ook vasodilatatie plaats en bij hypocapnie vasoconstrictie. In de longen is dit andersom, daar vindt juist dilatatie plaats bij hypocapnie en constrictie bij hypercapnie.
Bij een apneu kunnen er verschillende problemen zijn: de beweging van de thorax kan niet goed werken of er kan iets mis zijn met de flow. Deze meet je bij onderzoek beide. Bij een obstructieve apneu is er wel beweging geen flow. Bij een centrale apneu zijn de flow en de beweging beide verminderd.
Hyperventilatie leidt tot vermindering van activatie van de centrale chemoreceptoren omdat de arteriële CO2-druk te laag wordt. Bij een te laag CO2 gehalte stopt men met ademen. Bij een apneu kan je flauw vallen omdat in de hersenen bijna geen bloed meer komt. Dit komt door de vasoconstrictie in de hersenen als gevolg van de hypercapnie.
Bij spirometrie kunnen verschillende waardes bepaald worden zoals de FEV1 en de VC, maar het RV kan niet worden bepaald. Hierdoor kan de TLC (=RV+VC) niet worden uitgerekend. Er zijn twee soorten VC, namelijk de FVC en de IVC. Voor de FVC (forced vital capacity) wordt de VC bepaald door het verschil in volume te nemen tussen een geforceerde uitademing met de daaraan voorafgaande geforceerde inademing. Voor de IVC (inspiratoire vitale capaciteit) wordt gekeken naar de geforceerde uitademing en de daaropvolgende geforceerde inademing. De FVC kan lager zijn dan de IFC door een collaps van de luchtwegen.
In een flow-volume curve staat op de x-as het volume (afnemend) en op de y-as de flow van de maximale expiratoire flow (positief, boven de x-as) tot de maximale inspiratoire flow (negatief, onder de x-as). De inademing ziet eruit als een halve bol onder de x-as, lopend van rechts naar links. De uitademing, boven de x-as lopend van rechts naar links, piekt snel en daalt vervolgens rustig. Het verloop van de uitademingscurve is tot aan de piek inspanningsafhankelijk, het gedeelte daarna hangt af van de elasticiteit van de longen.
Het EPP (equal pressure point) is het punt waar de pleuradruk en de transpulmonale druk gelijk zijn. Vervolgens dalen de alveolaire druk en de intrapleurale druk, waardoor de luchtwegen dichtgedrukt worden. Bij longemfyseem is het EPP eerder bereikt en vallen de luchtwegen dus eerder dicht. Door het pursed lip breathing ademen deze patiënten uit tegen een hogere weerstand. Hierdoor zal het EPP later worden bereikt.
Bij een obstructieve longziekte neemt de FEV1 af en blijft de VC gelijk of neemt een klein beetje af. Hierdoor neemt de FEV1/VC af, wanneer deze kleiner is dan 70% spreek je van een obstructieve longziekte.
Als na een bronchusverwijder de FEV1 met meer dan 12% toeneemt en het volume met meer dan 200 ml, spreek je van een reversibele obstructieve longaandoening. Een obstructieve longziekte kan ontstaan door spierspasmes en ontstekingen (reversibel) of door bronchiale fibrose en bronchiale collaps (irreversibel). Het kan ook een obstructie zijn van de bovenste luchtwegen, dan is het een centrale obstructie. Bij een restrictieve longziekte nemen de FEV1 en de VC af, waardoor de FEV1/VC gelijk blijft of iets toeneemt. De TLC wordt echter kleiner, dit is daarom de definitie van een restrictieve longaandoening.
De nieren zijn verantwoordelijk voor de excretie van afvalstoffen (ureum, urinezuur, kreatinine, hormonen, geneesmiddelen en toxische stoffen) en het behouden van de homeostase (regulatie osmolariteit en volume van de lichaamsvloeistoffen, electrolytenbalans en het zuur-base evenwicht behouden met de longen samen). Daarnaast maken de nieren endocriene hormonen aan zoals renine, vitamine D3 en EPO.
Bij reflux ziekte ontstaan recidiverende ontstekingen aan de nieren, doordat de bacteriën van een blaasontsteking bij de nieren kunnen komen. Door de ontstekingen ontstaat verlittekening van de nieren, dit leidt weer tot een verslechterde nierfunctie. Er zijn drie mogelijke therapieën.
Continue Ambulante Peritoneaal Dialyse (CAPD): een vloeistof wordt in de buikholte gespoten en enige tijd daar gelaten. Zodat het in aanraking kan komen met het buikvlies en afvalstoffen kan opnemen.
Hemodialyse: de afvalstoffen worden uit het bloed gefilterd door een “kunstnier”
Niertransplantatie: een goed werkende nier wordt in het lichaam geplaatst. De twee slecht werkende nieren blijven ook in het lichaam.
Mevrouw van 67 jaar heeft vanaf haar eerste levensjaar al recidiverende ontstekingen aan haar nieren. Artsen wisten niet waar de ontstekingen vandaan kwamen, daarom besloten ze om de patiënte profylactisch antibiotica te geven. Bovendien werd elke week het aantal leukocyten bepaald. Om de zoveel tijd wisselden ze de ene antibiotica soort om voor een ander, om resistentie te voorkomen. Zo ging het haar hele jeugd door totdat ze 22 jaar oud was.
Tijdens een routine onderzoek met contrastvloeistof in de blaas, werd gekeken of de blaas zich volledig ledigde. De patiënte moest enorm hoesten tijdens het onderzoek en door reflux kwam de contrastvloeistof in de nieren. Zo werd de diagnose refluxziekte gesteld. Het ging lange tijd goed met de ziekte van de mevrouw, ook zonder antibiotica. Rond haar 40e levensjaar verslechterde de nierfunctie. Toen ze 48 jaar oud was ging het zo slecht dat ze moest beginnen met CAPD. Dit was echter geen succes want de vloeistof stroomde de thorax in. Ze ging daarom over op de hemodialyse, waar ze migraineaanvallen van kreeg.
Toen ze 50 jaar oud was kreeg mevrouw een transplantatie nier, na slechts 1 jaar op de wachtlijst te hebben gestaan. Een paar dagen na de operatie merkte de patiënte al dat ze veel meer energie had. Voor 16 jaar ging het heel goed met de transplantatie nier. In die 16 jaar was de nierfunctie wel al afgenomen. Maar na de 16 jaar begonnen de bijwerkingen van de immunosuppressiva op te spelen. De mevrouw kreeg bronchitis en een longontsteking, vanwege haar lage weerstand.
Net toen ze aan het herstellen was kreeg ze een hartaanval. De transplantatie nier heeft dit niet kunnen doorstaan. De patiënte moest dus weer beginnen met de hemodialyse, dit maal had ze geen last van bijwerkingen. Sinds korte tijd voert mevrouw samen met haar man de hemodialyse thuis uit. Ze is de eerste patiënte uit het LUMC die hiervoor 10 weken getraind is. Ze is er erg blij, want nu kan ze zelf de tijden bepalen en hoeft ze minder te reizen.
De nieren liggen in het abdomen maar lopen ook half onder rib 11 en 12. De rechternier ligt iets lager dan de linkernier vanwege de lever, het verschil is één wervel. De linkernier loopt van T12 tot L2/3 en de rechternier loopt van L1 tot L3/4. Ze liggen retroperitoneaal achter de darmen, maag, duodenum en het pancreas. De ventrale zijde van de rechternier ligt tegen de lever (bovenaan), duodenum (de hilus) en het colon (midden). De linkernier ligt tegen de maag (boven), milt (linksboven), pancreas (midden) en het colon descendens (linksonder). Dorsaal raken de nieren het diafragma bovenaan. Onderaan raken ze twee spieren: m. quadratus lumborum (de achterste rugspier) in het midden op de nieren en de m. psoas major bij de hilus van de nieren (die zorgt voor het naar voren strekken van je been en de urineleider loopt hierover). Ook is er nog een spier in de rompwand die ventraal ligt, de tendon m. transversus abdominis deze dekt de buitenste zijde van de nieren. De nier wordt bij operaties vanaf de zijkant benaderd. Omdat de peritoneaal holte lastig door te komen is.
De nieren zitten vast in vetweefsel en bindweefsellagen. De fascia renalis zit rond de nieren en het perirenale vet wat daar direct omheen ligt. Hij loopt ook om de bijnier heen. Hij loopt tot onderin het bekken en is daar open. De capsula adiposa is het structurele pararenale vetweefsel wat de nier op de goede positie houdt in de bindweefsellaag. Zonder dit vet zou de nier naar beneden zakken. De bloedtoevoer van de arteria renalis komt vanuit de aorta descendens. De vena renalis stroomt uit op de vena cava inferior. De rechternier arterie is langer en dan de linkernier arterie, omdat de aorta links in het lichaam licht. Bij de venen is de linkernier vene juist langer, omdat de vena cava rechts in het lichaam loopt. De arteriën passeren achter de venen langs. Alleen de arteria mesenterium superior loopt over de linkerniervene.
De bijnier (glandula suprarenalis)en de nier (ren) zitten dicht tegen elkaar aan. De nier zelf is boonvormig en bevat meerdere lobben (multilobair). Hij is convex aan de buitenkant en concaaf naar mediaal bij het hilum. De nier is omvat door een capsula fibrosa. Dit is een fibreus perirenaal kapsel bestaande uit twee lagen: bindweefsel (buitenlaag) en myofibroblasten (binnenlaag, voor volume veranderingen). De nier zelf bestaat uit parechym en een holte (sinus renalis). Het parenchym kan je opdelen in twee delen: de cortex met nierkolommen naar het midden (medulla) toe en de medulla, het binnenste van de nier met mergpiramiden (uitmondend in een renale papil) en mergstralen (tussen de cortex). De combinatie van een halve nierkolom een deel met mergpiramiden en nog een halve nierkolom vormt een nierlob. De sinus renalis is de uitloop van de nierkelkjes (calices) op de ureter, c. renales minores overlopend naar c. renales majores tot het de ureter vormt. Ook liggen de bloedvaten in de sinus renalis en is de rest opgevuld met perirenaal vet. In de hilus van de nier liggen vena renalis het meest ventraal, de arteria renalis in het midden en de ureter licht dorsaal.
De nieren vangen 25% van de cardiale output op. Het bloed gaat van de aorta naar de arteria renalis (nierslagader), a. segmentalis (vijf segmenten), a. interlobaris (lopen over de grenzen van de lobben), a. arcuata (aan de basis van de piramide) en uiteindelijk de a. interlobularis (lopen in het corticale labyrint). Voor de venen geldt hetzelfde in omgekeerde volgorde. Van de v. interlobularis naar de v. arcuata naar de v. interlobaris, v. segmentalis uiteindelijk naar de v. renalis en naar de vena cava inferior.
De nieren zijn segmentaal opgebouwd en bevatten geen anastomoses, alle arteriën zijn dus eind arteriën.
Een nefron is de functionele eenheid in een nier. Bestaande uit 4 delen:
Nierlichaampje (v. Malpighi) bestaande uit glomerulus (de vaatkluwen) en het kapsel van Bowman (epitheel waar de voorurine wordt opgevangen)
Proximale tubulus bestaande uit een gekronkeld deel: tubulus contortus I (TCI) en een recht deel: tubulus rectus I (TRI)
Dunne buis: onderdeel van de lis van Henle
Distale tubulus bestaande uit een recht deel, tubulus rectus II (TRII) en een gekronkeld deel tubulus contortus II (TCII)
De verzamelbuis bestaat uit de ductus colligens en de ductus papillaris en is geen onderdeel van een nefron. Het nierlichaampje kan oppervlakkig, intermediair en diep liggen. Hoe dieper in de cortex, hoe langer de lis van Henle is. Het dunne deel verschilt in lengte, de TRI en TRII blijven even lang. De lis van Henle wordt gevormd door piramidale deel van TRI, de dunne buis en het piramidale deel van TRII.
De functies van de onderdelen zijn als volgt: In de glomerulus vindt ultrafiltratie plaats. In de TCI en TCII vindt selectieve reabsortpie plaats. De lis van Henle vormt het countercurrent exchange mechanisme. Het afdalende deel is semi-permeabel voor water en dat diffundeert (passief) hier uit de buis. Het stijgende deel is niet permeabel voor water maar wel voor Cl-, Na+ en K+ dit diffundeert (passief) hier uit de buis. Hierdoor ontstaat hyperosmotische urine. In de TCII vindt selectieve reabsorptie van Na+ en H2O plaats en secretie van K+ en H+. In de verzamelbuis wordt de reabsorptie van water gereguleerd onder invloed van ADH.
In het TCI vindt reabsorptie plaats van elektrolyten, H2O, aminozuren en suiker. Deze reabsorptie is actief, in het epitheel van deze cellen vind je dan ook veel mitochondriën terug, dit veroorzaakt een basale streping. In het epitheel zijn ook veel microvilli te vinden (borstelzone). De grenzen tussen de cellen zijn zichtbaar als basolaterale interdigitaties. De cellen zijn verbonden door junctionele complexen: tight junctions en zonula adherens.
In de TCII vindt selectieve reabsorptie van Na+ en H2O plaats en secretie van K+ en H+. Dit weefsel bevat minder interdigitaties en minder microvilli. Ook hier zijn veel mitochondriën. De TCI en de TCII liggen naast elkaar.
De countercurrent multiplier zorgt ervoor dat er hyperosmotische urine kan ontstaan. Doordat er eerst water uit kan treden en daarna de ionen, maar niet tegelijk. In de lus neemt de osmotische waarde langzaam toe naarmate je verder bij de onderkant van de lus komt. De vasa recta, de countercurrent exchanger zijn bloedvaten die langs de lis van Henle lopen. De dalende delen zijn arteriole en de stijgende zijn venulen. Deze efferente arteriolen liggen alleen bij de mergpyramides met een diep gelegen vaatkluwen. Zodat de lis van Henle lang is.
De ductus colligens (verzamelbuis) zorgt voor reabsorptie van water. De permeabliteit van het membraan wordt gereguleerd door de ADH. Het osmotische gradiënt in het interstitium van de mergpyramide beïnvloedt dit ook. De verzamelbuis wordt ook wel het osmotisch equilibrium device genoemd als onderdeel van het countercurrent multiplier systeem.
Het nierlichaampje (corpusculum renis) bevat de vaatkluwen en het kapsel van Bowman. Dit geheel heeft een vasculaire pool en een urinaire pool. In de vasculaire pool komen de afferente en efferente arteriolen het kapsel binnen. Deze vormen de glomerulus met een capillaire vaatkluwen. De afferente en efferente arteriolen zijn op elkaar aangesloten. Bij de urinaire pool wordt de voorurine afgeleid naar verder in het nefron. Het kapsel van Bowman bestaat uit een pariëtale en een viscerale laag. De pariëtale laag vormt de binnenbekleding van de ruimte van Bowman en is continu met het TCI. De viscerale laag is de laag over de vaatkluwen. De filtratie van arteriole naar de ruimte van Bowman bevat drie lagen.
De endotheliale fenestratie waardoor de kleine componenten wel kunnen passeren maar de grote niet, de gemeenschappelijke basale lamina en de podocytaire filtratiespleten in de viscerale laag. De glomerulaire basaalmembraan is erg dik, het bestaat uit drie lagen: Lamina rara interna (endotheel), lamina densa (bevat veel collageen IV) en de lamina rara externa (podocyten). Deze lagen filteren de stoffen uit het bloed (op grootte) en de lamina rara externa houdt de negatieve moleculen tegen door glycosaminoglycanen. Mesangiale cellen onderhouden de glomerulaire basaal membraan. Ze hebben een fagocyterende functie. Ze geven extra steun en produceren interleukines bij ontstekingsreacties. Mesangiale cellen bevinden zich intra- en extraglomerulair.
Het junxtaglomerulaire apparaat bestaat uit drie componenten: macula densa, junxtaglomerulaire cellen en extraglomerulaire (Lacis) cellen. Het begin van de TCII bevindt zich dicht bij de vaatpool en zit vast aan het nierlichaampje met macula densa cellen. Juxtaglomerulaire cellen bevinden zich bij de afferente arteriole en zijn gemodificeerde gladde spiercellen. De extraglomulaire mesangiale cellen liggen vlak bij de glomulus en zorgen voor het hormoon renine die via de RAAS de reabsorptie van water en Na+ regelt en de secretie van kalium.
Renale papil met area cribrosa is de uitmonding van de nierverzamelbuizen (ductus papillaris Bellini). Hier druppelt de urine in de urineleiders naar de blaas. Op een thoraxfoto kan je de ureter vinden met contrastvloeistof bij de processus transversus van de wervelkolom. Ook kan je hem herkennen aan de musculus psoas major waar ze overheen lopen. Het transitionele epitheel in de ureter is hetzelfde als deze in de urinekelkjes. Dit weefsel bevat veel spiercellen waardoor de urine met actief transport naar de blaas kan komen. De circulaire gladde spiercellen liggen buitenom en de longitudinale spiercellen liggen binnenin. In de ureter zijn drie vernauwingen waar nierstenen vast zouden kunnen komen te zitten. In de overgang van de nierbekken naar ureter, in de kruising met de kleine bekken en in de uitmonding in de blaas. Wanneer het contrast niet wordt afgevoerd maar in de nier blijft zitten is er een verstopping in de ureter.
De ureter mondt uit in boven aan de achterzijde van de blaas (vesica urinaria, subretroperitoneaal). De spieren die over de blaas heen lopen, m. detrusor, zijn drie lagen dik en lopen willekeurig dwars door elkaar. Bij het legen van de blaas worden de ureters dichtgeknepen door de spieren. Hierdoor vindt er geen terugflow plaats in de ureter. In de blaas vanaf ventraal gezien is er een trigonum vesicae (blaasdriehoek) en urethra. Dorsaal van de blaas lopen de urethers en de vas deferens, bovendien kan je de prostaat en vesicula seminalis zien liggen. De urine wordt afgevoerd via de urethra. Bij mannen is deze ongeveer 20 cm lang, bij vrouwen slechts 3-5 cm. Bij mannen loopt de urethra door de prostaat (pars prostatica) en een deel door de bekkenbodem (bij beide geslachten). De bekkenbodemspier (externe urethrale sfincter) is een willekeurig aangestuurde spier, dwarsgestreept, hiermee kan je je plas ophouden. Mannen hebben ook nog een uretale sfincter. Deze spier zit vlak onder de blaas. Hij wordt autonoom aangestuurd, sympathisch en zorgt ervoor dat bij de ejaculatie geen semen in de blaas komt.
Glomerulaire filtratie (GFR) is een van de belangrijkste functies van een nefron. GFR vindt plaats bij de glomerulus, het filtraat wordt vervolgens opgevangen in het kapsel van Bowman. Andere belangrijke processen in de nier zijn filtratie, secretie en resorptie van stoffen.
Een belangrijk begrip in de nier-fysiologie is klaring. Klaring is een virtueel begrip, de eenheid van klaring is meestal milliliter per minuut. Het begrip klaring heeft alleen betrekking op de snelheid waarmee een stof wordt uitgescheiden door de nier.
C= U x V/ P
Waarin klaring (C) in ml/min. Urine concentratie (U) in mmol/L. Urine flow (V) in ml/min. En plasma concentratie (P) in mmol/L
Klaring kan het best uitgelegd worden aan de hand van een voorbeeld. Stel de doorbloeding van een nier is 700 ml/min. Dit bloed bevat 142 mM Natrium. Er komt dus 0,7 x 142 = 100 millimol Natrium binnen per minuut. Van deze 100 millimol Natrium wordt slechts 0,14 millimol uitgescheiden door de nier. Om 0,14 millimol Natrium te krijgen is eigenlijk maar 1 ml bloed nodig. We spreken dan dat de klaring voor Natrium 1 ml bloed is. In de nier vindt altijd massabalans plaats. Massabalans houdt in dat wat ''er in gaat, moet er ook uitkomen''. De arteriële input moet dus gelijk zijn aan de veneuze return opgeteld met de urine: Arteriële input = veneus return + urine. De veneus return blijft buiten beschouwing wanneer je naar klaring kijkt.
Bij sommige stoffen is de nier in staat om in 1 passage het geheel van de stof te verwijderen/te klaren. Een voorbeeld van zo'n stof is PAH. PAH wordt door de nier in 1 passage verwijderd. Doordat de nier PAH gelijk verwijdert, kan aan de hand van de PAH de RPF/RBF bepaald worden. RBF/RPF staat voor de renale plasma/bloed flow. In het geval van PAH is de klaring gelijk aan de RBF. Wanneer een stof niet in een keer verwijderd wordt door de nier is de klaring kleiner dan de RBF. Een bekend voorbeeld van een stof waarbij de klaring lager is dan de RBF is Natrium. Wanneer aan de hand van de klaring de RBF bepaald wordt, moet de stof aan een aantal eisen voldoen:
De stof moet vrij filtreerbaar zijn
De stof moet gefiltreerd en gesecreteerd zijn
De stof mag niet geresorbeerd zijn
De stof mag geen invloed hebben op de nierfunctie
PAH voldoet aan al deze eisen en kan dus goed gebruikt worden om de RBF te bepalen. Bij sommige stoffen kan aan de hand van de klaring de GFR bepaald worden. Een stof moet dan aan de volgende eisen voldoen:
De stof moet vrij filtreerbaar zijn
De stof mag niet geabsorbeerd of gesecreteerd zijn
De stof mag geen invloed hebben op de nierfunctie, de stof moet dus inert zijn (geen fysiologische kenmerken hebben).
Insuline is een stof die aan al deze eisen voldoet en dus ideaal is om de filtratiesnelheid te bepalen. Creatinine is een andere stof die aan al deze eisen voldoet, toch is deze stof minder geschikt om de GFR te bepalen dan insuline. Dit komt doordat creatinine voor een klein gedeelte wordt gesecreteerd (10%), maar deze secretie wordt opgeheven door de meetfout die gemaakt wordt. GFR beïnvloedt de plasmaconcentratie van creatinine, maar niet andersom. Met behulp van de Cockcroft formule kan de klaring berekend worden:
C = (140 – leeftijd) x gewicht x 1,23 / concentratie plasmacreatinine. Bij mannen wordt er vermenigvuldigd met 1,23, bij vrouwen niet. Dit komt doordat mannen meer spiermassa bevatten dan vrouwen.
Een andere methode is MDRD: betrouwbaarder tussen 20-60 ml/min/1.73 m2. Gaat uit van standaardnormaal gewicht. Deze methode beter niet toepassen bij patiënten met ondergewicht (overschatting) of gespierde sporters (onderschatting) omdat de verhouding BW en spiermassa verstoord is.
Glucose is een stof die niet door de nier wordt uitgescheiden, anders gezegd: de excretie van glucose is 0. Er is totale reabsorptie. Onder speciale omstandigheden, wanneer de bloedsuikerspiegel te hoog is, wordt glucose toch uitgescheiden door de nier.
Filtratiefractie= GFR/RBF. Deze filtratiefractie bepaaltde hydrostatische druk en osmotische druk in efferente arteriolen.
Ook voor de verschillende processen in de nier geldt dat deze processen binnen bepaalde waarden moeten plaatsvinden. Er is dus ook in de nier zelf sprake van homeostase. De GFR, RBF moeten binnen bepaalden waarden blijven. Verschillende mechanismen hebben hier een invloed op. De GFR en de RBF worden op twee verschillende manieren binnen bepaalde waarden gehouden: door autoregulatie (myogenische en tubuloglomerulaire feedback) en door hormonen.
Onder de myogene processen wordt de bloedtoevoer en de bloedafvoer van een nefron bedoeld. Rond een normale bloeddruk verandert er niet veel in de GFR en de RBF waarden. De regeling van de RBF is er op gericht om de filtratiefunctie van de nier te waarborgen. De secundaire functie van deze regeling is voedingsfunctie.
Bij de tubuloglomerulaire feedback worden de GFR en de RBF waarden door het juxtaglomerulaire apparaat geregeld. Wanneer de GFR toeneemt, ontstaat er meer flow door de lis van Henle. In de macula densa wordt vervolgens een hogere flow waargenomen. De macula densa geeft vervolgens stoffen af die tot vasoconstrictie leiden in de afferente arteriool. Doordat de weerstand in de afferente arteriool daardoor toeneemt, daalt de GFR. Hierdoor wordt de GFR dus weer naar de gewenste waarde geleidt. Dit is een vorm van een negatieve terugkoppeling. De tubuloglomerulaire feedback kan gevoelig en minder gevoelig zijn. Verschillende stoffen en processen leiden tot een toe/afname van deze tubuloglomerulaire feedback. Een verhoogde gevoeligheid ontstaat door; volume contractie, adenosine, PGE2, tromboxanen en Angiotensine 2 (ANG2). Een afname in gevoeligheid ontstaat door; volumedilatatie, NO, cAMP, PGI2 en door een eiwitrijk dieet.
Voor RBF geldt ook dat er verschillende factoren zijn die de RBF beïnvloeden. Er zijn factoren die voor een afname in de RBF zorgen en er zijn factoren die voor een toename in de RBF zorgen. Vasoconstrictie, stress, adenosine, ADH, angiotensine 2, endothelines, adrenaline zorgen voor een afname in de RBF. Afname in sympatische stimulatie, acetylcholine, ANP, dopamine, histamine en NO zorgen voor een verhoging in de RBF. Een hoge RBF zorgt vervolgens voor een hoge GFR.
Sympatische innervatie betreft vasculaire gladde spiercellen, mesangiale cellen, granulaire cellen en tubulaire cellen proximale tubulus, lis van Henle en distale tubulus. Innervatie is afferent 3 maal intenser dan efferent. Daarme mogelijkheid tot selectieve regeling afferente en efferente weerstand.
De GFR wordt vooral beïnvloedt door de afferente en efferente arteriool. Een toename in de weerstand van de efferente arteriool, zorgt voor een verhoging van de hydrostatische druk, hierdoor stijgt de GFR, maar daalt de RBF. Een afname van de efferente weerstand zorgt voor een daling GFR en stijging RBF.
Een toename in de weerstand van de afferente arteriool, zorgt voor een verlaging van de hydrostatische druk hierdoor daalt de GFR en de RBF. Bij een afname gebeurt het tegenovergestelde.
De filtratiefractie (FF) is de GFR delen door de RPF. Een hoge GFR leidt tot een hoge FF en een lage RPF zorgt voor een hoge FF.
De proximale tubulus is het eerste echte component wat een rol speelt in de resorptie en de secretie van een nefron (proximaal = dichtbij). In de proximale tubulus vindt zowel resorptie als secretie plaats. Chloride ionen, Natrium (67%), water (67%), aminozuren, fosfaat, bicarbonaat, glucose en urinezuren worden geresorbeerd in de proximale tubulus. Secretie vindt plaats met; creatinine, waterstof, ammonium en medicijnen.
De proximale tubulus bestaat uit twee verschillende delen; het eerste en het tweede deel. In het eerste deel vindt resorptie van Natrium, bicarbonaat, lactaat, fosfaat, glucose, aminozuren en water plaats. Daarnaast bevinden er zich in dit eerste gedeelte carriers en transporters op het apicale membraan. Deze carriers en antioporters (Na+/H+) zorgen voor vervoer van stoffen. Op het basolaterale membraan bevindt zich de Natrium/Kalium pomp. Deze pomp levert en kost energie. In het tweede gedeelte vindt resorptie van natrium plaats (wat gekoppeld is aan het transport van chloride ionen). De Natrium/waterstof wisselaar is ook in dit tweede gedeelte aanwezig, parallel met chloride transport tegen organische anionen. In dit tweede gedeelte vindt voornamelijk passief transcellulair transport plaats. Ook in het tweede gedeelte bevindt zich de Natrium/kalium pomp en de Kalium/Chloride cotransporter zich op het basolaterale membraan.
In de proximale tubulus is de reabsorptie van water osmotisch. De cellen in de proximale tubulus hebben apicaal en basolateraal aquaporines 1
Passieve diffusie wordt bepaald door het elektrochemische potentiaal. Dit potentiaal komt tot stand door het concentratie-verschil van ionen en door het membraan verschil. Down-Hill-transport verplaatst zich in dezelfde richting als het elektrochemische potentiaal. Uphilltransport gaat juist tegen dit elektrochemische potentiaal in.
Urine wat de proximale tubulus verlaat heeft dezelfde osmotische waarde als het plasma; het is iso-osmotisch. In de proximale tubulus vindt verdunning en concentrering van bepaalde stoffen plaats. Aminozuren en bicarbonaat worden verdund, terwijl ureum juist geconcentreerd wordt. Ook vindt er 67% resorptie van water en natrium plaats in de proximale tubulus. Ook zal 98% van de glucose worden geabsorbeerd in de proximale tubulus. De resterende 2% wordt daarna ook nog gereabsorbeerd.
Het dalende deel van de lus van Henle is permeabel voor water. Permeabel houdt in dat het water de lus in en uit kan. In dit dalende deel van Henle vindt daarom 15-20% van de water resorptie plaats. In het afdalende deel van de lus van Henle is er een osmotisch evenwicht tussen de vloeistof in het lumen en in de lus zelf. Wanneer er gekeken wordt naar de osmotische waarde tussen de cortex en de medulla, is de osmotische waarde van de medulla veel hoger dan in de cortex van 300 naar 1200 mosm/kg H2). In het dalende deel van de lus van Henle vindt urine concentratie plaats, doordat er water geresorbeerd wordt.
In het stijgende deel van de lus van Henle vindt verdunning van de urine plaats. Het stijgende deel bestaat uit een dikwandig en een dunwandig gedeelte. Het dunwandig gedeelte is weinig permeabel voor water en er vindt transport van Natrium en ureum plaats. Natrium gaat het lumen in en ureum gaat de lus in. Het dikwandige gedeelte is ook impermeabel voor water. In dit dikwandige gedeelte bevindt zich de NA/2CL/K cotransporter.
De lus van henle draagt dus bij aan de countercurrent exchanger/multiplicatie. Dit is het gehele process waarmee in de nier een verticale of axiale osmotische gradiënt in lumen tAl / TAL en interstitium wordt gecreëerd. Bijdragen door lis van Henle en verzamelbuizen doordat urine wordt geconcentreerd in afdalende been maar verdund in opstijgende been; de mate waarin hangt af van volumestatus. Bijdrage verzamelbuizen hangt ook af van volumestatus
Door het single effect ontstaat er een osmosegradiënt. Er ontstaat een horizontale osmosegradiënt tussen het opstijgende deel van de Lis en de interstitiële vloeistof. Dit zorgt ervoor dat in het dalende gedeelte van de Lis water het lumen in gaat. Dit single effect kan beïnvloedt worden door het ADH.
In de distale tubulus vindt minder resorptie plaats dan in de proximale tubulus. In de distale tubulus vindt 9% resorptie van natrium plaats en 19% resorptie van water. ADH zorgt voor een verhoogde resorptie van water en ureum. Aldosteron stimuleer resorptie van Natrium en excretie van waterstof en kalium. De distale tubulus lijkt erg op het dikke stijgende deel van de lus van Henle, alleen vindt er ander actief transport plaats dan in de tubulus.
In de verzamelbuizen vindt resorptie plaats van natrium (onder invloed van aldosteron), chloride ionen, water en ureum (resorptie van ureum vindt alleen plaats wanneer er ADH aanwezig is). Daarnaast vindt er in de verzamelbuizen ook secretie plaats van Kalium, waterstof en ammonium wat ook door aldosteron wordt gestimuleerd.
Er zijn drie hele belangrijke cellen die de secretie en de resorptie van cellen regelen: de alfa en de bèta geïntercaleerde cellen en de principiële cel. In de bèta geïntercaleerde cel vindt er op het apicale membraan secretie van bicarbonaat plaats. Op het basolaterale membraan vindt resorptie van waterstof plaats. Bij de alfa geïntercaleerde cel is dit omgekeerd. Hier vindt dus aan het apicale membraan secretie van waterstof plaats en op het basolaterale membraan vindt resorptie van bicarbonaat plaats. Bij een principiële cel vindt er resorptie van natrium plaats en secretie van kalium.
ADH zorgt voor een verhoogde cAMP (c; cyclisch adenosinemonofosfaat). Hierdoor wordt de Na/Cl/K cotransporter gestimuleerd.
Ureum is product van eiwitmetabolisme en kan zich ophopen in het medullair interstitium Ureum wordt in een nier zowel gefiltreerd, geresorbeerd als gesecreteerd. In de proximale tubulus en in de verzamelbuis vindt resorptie van ureum plaats. In het dunne afdalende deel van de Lis vindt secretie van ureum plaats. Hoeveel ureum geresorbeerd wordt hangt af van het volume. Een laag volume en een lage flow zorgen voor weinig secretie van ureum. Een hoge flow en een groot volume zorgen voor veel secretie van ureum.
Ureum draagt bij aan het single effect omdat het in de inner medulla bijdraagt (50%) als osmol. Er is een soort recycling van ureum. Er vindt secretie plaats in de lis van Henle en later in de verzamelbuis wordt het weer gereabsorbeerd (deels). Dat gereabsorbeerde ureum kan weer gesecreteerd worden in de lis om als osmol te fungeren.
De belangrijkste functie voor de nieren is het in stand houden van het milieu interieur. De nieren doen dit door: urineproductie, de productie van hormonen en enzymen (EPO, renine en de actieve vorm van vitamine D), door het uitscheiden van afvalstoffen, zoutbalans, waterbalans en de zuur-base balans binnen bepaalde waarden te houden. In de nier geldt altijd de massabalans. De massabalans houdt in dat wat de nier in gaat, ook de nier moet uitkomen: arteriële input = veneuze output + urine. De snelheid waarin een stof wordt uitgescheiden door de nier hangt af van de plasmaconcentratie.
De GFR is een optelsom van alle nefronen. Elke nefron heeft dus een eigen GFR. De GFR kan berekend worden door de klaring. De klaring is de hoeveel plasma die per tijdseenheid door de nier van een stof ontdaan wordt. Een ideale stof om de GFR te bepalen is insuline. Insuline ondergaat namelijk geen secretie of resorptie. Daarnaast wordt insuline door de nier gefiltreerd. Ook beïnvloedt insuline de functie van de nier niet. Insuline is dus een stof die fysiologisch inert is. Een andere stof om de GFR te kunnen bepalen is creatinine. creatinine is iets minder geschikt dan insuline, aangezien creatinine voor ongeveer 10% gesecreteerd wordt. Wanneer de nierfunctie halveert, verdubbelt de creatinineconcentratie in het plasma. Aan de hand van de stof PAH kan de RBF (renale blood flow) berekend worden. PAH wordt namelijk niet geabsorbeerd. De klaring van PAH is gelijk aan de RBF.
Grote eiwitten en negatief geladen stoffen kunnen filtratiebarrière niet passeren. De filtratiebarrière bestaat uit een basaalmembraan, epitheel en podocyten. Kleine eiwitten kunnen de filtratiebarrière wel passeren, maar worden gelijk werd geabsorbeerd. Een hoge bloedflow zorgt voor een hoge filtratiedruk die vervolgens weer zorgt voor een hoge plasmaflow. De hydrostatische druk in het kapsel van Bowman werkt tegen de oncotische druk van de glomerulus in.
De klaring kan berekend worden via de volgende formule:
Klaring = (140 – leeftijd) x gewicht / plasmacreatinine.
De klaring wordt bij een hoge leeftijd onderschat en bij een lage spiermassa overschat. De klaring wordt daarom in de praktijk met meerdere formules berekend.
De peritubulaire capillairen hebben als functie het aanleveren van zuurstof en voedingsstoffen. Daarnaast nemen deze capillairen vocht met de daarin geabsorbeerde stoffen op.
De filtratiefractie is het deel van het plasma dat gefiltreerd wordt. De filtratiefractie kan berekend worden door de GFR te delen door de RBF. Wanneer er veel vocht is, is de filtratiefractie laag. Wanneer er weinig vocht is (bijvoorbeeld onder invloed van angiotensine 2) is de filtratiefractie hoog.
De GFR kan op verschillende manier beïnvloedt worden. Wanneer er vasoconstrictie plaatsvindt bij de afferente arteriool neemt de GFR af. Wanneer er vasoconstrictie plaatsvindt bij de efferente arteriool neemt juist de GFR toe. Door dat de GFR beïnvloedt kan worden door vasodilatatie en vasoconstrictie kan de GFR beïnvloedt worden door het parasympatische en het sympatische stelsel. Hierdoor kunnen stoffen zoals, AVP en ANP ervoor zorgen dat de GFR toeneemt. Stoffen zoals angiotensine en renine zorgen ervoor dat de GFR daalt.
Het volume van de vloeistof in het bloedplasma en de intracellulaire ruimte verschillen erg van elkaar (3,5 liter tegenover 28 liter). Er werken ook meerdere krachten op het transport van water en electrolyten tussen de compartimenten: electrochemische gradient, crystalloïd osmotische druk, colloïd osmotische druk (oncotische druk) en hydrostatische druk.Toch hebben deze beide compartimenten dezelfde osmolaliteit. De effectieve osmolaliteit (tonus) kan berekend worden door de natriumconcentratie te vermenigvuldigen met 2, en de glucose concentratie daarbij op te tellen. Een hypertone oplossing zorgt voor een daling in het celvolume. Een hypotone oplossing zorgt voor een stijging in het celvolume. Een iso-osmotische oplossing zorgt noch voor een toename, noch voor een daling van het celvolume.
De osmoregulatie is de manier waarop het lichaam de osmolaliteit binnen bepaalde waarden houdt. De osmolaliteit is de concentratie van het aantal actieve 'osmostoffen' per kilogram water. Natriumionen, Chloride ionen en bicarbonaat hebben de grootste bijdrage in de osmolaliteit. De osmolaliteit wordt binnen zeer nauwkeurige grenzen gehouden, er wordt gestreefd naar een osmolaliteit van 290 mOsmol/kg. Een afwijking van boven de 2% kan al grote gevolgen hebben voor het normale functioneren. De osmolaliteit is in alle lichaamscompartimenten gelijk, behalve in de nieren.
Puur water is een hypotone oplossing. Door deze hypotone oplossing wordt het vloeistof in het interstitiële compartiment dus verhoogd. NaCl (0,9%) is een isotone oplossing. NaCl zorgt voor een verhoging van het volume in het extracellulaire compartiment, maar heeft geen invloed op de volumeconcentratie in het interstitiële compartiment. Een hypertone oplossing leidt tot een toename van vloeistof in het extracellulaire compartiment en een daling van vloeistof in het interstitiële compartiment.
Een abnormale waarde van de osmolaliteit wordt opgelost door de concentratie van water aan te passen. Een abnormale waarde van de osmolaliteit wordt dus veroorzaakt in een disbalans van water. De osmolaliteit wordt geregeld door de hoeveelheid water. De osmolaliteit wordt geregeld door dorst-sensatie en de afgifte van het ADH. Bij een hogere osmolaliteit wordt er meer ADH vrijgegeven en wordt de dorst-sensatie hoger. ADH wordt aangemaakt in de hypothalamus. Angiotensine ||, een hogere osmolaliteit en sympatische stimulatie zorgen er voor dat er meer ADH wordt vrijgegeven. Wanneer er meer ADH wordt vrijgegeven wordt er minder water uitgescheiden. Hierdoor neemt het bloedvolume toe.
Een verstoring van het waterbalans kan op twee verschillende manieren opgelost worden: de urine wordt geconcentreerd of de urine wordt verdund. Wanneer te weinig water in het lichaam aanwezig is wordt de urine geconcentreerd. Wanneer er te veel water in het lichaam aanwezig is wordt de urine verdund. Uiteindelijk is de handhaving van de volumeconcentratie belangrijker dan de osmoregulatie.
De volumeregulatie wordt in stand gehouden door de Natriumconcentratie. Wanneer er extracellulair Natrium wordt toegevoegd, neemt het extracellulair volume toe. Het maakt daarin niet uit of de natrium in een iso/hypo/hypertone toestand wordt toegediend. Wanneer het lichaam opeens meer Natrium binnenkrijgt, wordt er meer water vastgehouden door het lichaam. Dit doet het lichaam door meer ADH af te geven of een dorst-sensatie af te geven, waardoor men meer gaat drinken. Modulatie van ECF leidt tot modulatie van plasmavolume en daarmee tot modulatie van cardiac output.
Het effectieve circulerende volume is het gedeelte van het ECF dat zich in de vaten bevindt en effectief door de weefsels wordt vervoerd. In een normaal individu kan men aan de hand van de ECV globaal de ECF bepalen. Er zijn vier verschillende sensoren die de volumeregulatie onder controle houden:
lage druk sensoren (deze zijn het belangrijkste). Deze sensoren bevinden zich in het atrium en in het pulmonaire vaatsysteem.
hoge druk sensoren. Deze sensoren bevinden zich in de sinus carotide, in de aortaboog en in het juxtaglomerulaire compartiment.
sensoren in het centrale zenuwstelsel
sensoren in de lever
Het effectief circulerend volume kan door middel van verschillende systemen en stoffen geregeld worden. Het RAAS systeem (renine-angiotensine-aldosteron-systeem), sympatische stimulatie en het ADH zorgen ervoor dat er meer natrium wordt geresorbeerd. Daarnaast zorgen deze systemen voor een toename in dorst-sensatie, een toename in aldosteron, een verhoging in de gevoeligheid van de macula densa, verhoging in de filtratiefractie en uiteindelijk voor het meer vast houden van water/ meer water resorptie. Het ANP zorgt voor het omgekeerde proces: een afname van het aldosteron, meer natrium secretie, meer water secretie, verlaging van de filtratiefractie en de urine wordt dus meer verdund.
Renine wordt vrijgegeven door een afname in doorbloeding, een toename in sympatische activiteit, door de stof Endotheline, PGE2, cAMP, I2. Wanneer renine wordt vrijgegeven wordt het RAAS systeem geactiveerd en wordt er uiteindelijk dus minder water gesecreteerd en de urine wordt dus geconcentreerd.
De pH-waarde van het lichaam ligt rond de 7.4. De nieren hebben een belangrijke functie in het in stand houden van deze pH-waarde. De nieren kunnen H+ uitscheiden, HCO3 aanmaken en HCO3 resorberen. Per dag wordt er ongeveer 4320 mol bicarbonaat door de nier geresorbeerd. Per dag wordt er door de nier 70mmol aan H+-ionen verwijderd. Naast de nieren hebben de longen ook een zeer belangrijke functie in het in stand houden van de pH. Door de longen wordt er per dag 15 mol CO2 verwijderd.
Wanneer de pH-waarde daalt, worden er meer H+-ionen door de nier verwijderd. Wanneer de pH-waarde stijgt wordt er meer bicarbonaat gesecreteerd door de bèta geïntercaleerde cel. Bij het verwijderen van deze H+-ionen zijn buffers noodzakelijk. Voor de buffers in het lichaam geldt de Henderson Hasselbalch vergelijking. Buffers kunnen onderverdeeld worden in tritreerbare en niet-tritreerbare buffers. Tritreerbare buffers hebben een pK die dicht bij de pH-waarde van het lichaam ligt, namelijk rond de 7.4. Wanneer er dus een beetje zuur/base toegevoegd wordt aan deze buffer wordt de pH-waarde van het lichaam bereikt. Voorbeelden van tritreerbare buffers zijn de fosfaatbuffer, creatininebuffer en ureumbuffer. Niet-tritreerbare buffers hebben een pK waarde die ver van de pH-waarde van het lichaam afligt. Er moet dus heel veel base/zuur toegevoegd worden om de pH-waarde van het lichaam te bereiken. Een voorbeeld van een niet-tritreerbare buffer is het NH4+. Bicarbonaat wordt vooral in de proximale tubulus geresorbeerd, namelijk 80%. De buffering voor nieuw bicarbonaat wordt vooral geregeld door NH4.
Rond de Lis van Henle liggen kleine bloedvaten, de peritubulaire vaten. Deze peritubulairen zorgen voor een interactie tussen de Lis van Henle en het bloed. Door deze interactie kunnen zouten zoals Natrium, Kalium en chloride zich naar of van de Lis toe verplaatsen. Ook kan er water naar de Lis gesecreteerd of geabsorbeerd worden.
In de glomerulus vindt filtratie plaats. Zouten en water worden gefiltreerd, maar eiwitten zijn te groot om te gefiltreerd te worden. Dit komt doordat eiwitten niet door het filtratiemembraan heen kunnen. Dit membraan bestaat uit een basaal membraan, endotheel en podocyten. Kleine eiwitten kunnen dit membraan wel passeren, maar worden vervolgens weer geabsorbeerd.
Natrium bevindt zich vooral in het extracellulaire compartiment. Natrium wordt in een nefron geabsorbeerd. Absorptie van natrium vindt vooral in de proximale tubulus plaats, namelijk 67%. Daarnaast vindt er in het opstijgende deel van de Lis van Henle 25% van de natriumresorptie plaats. Tot slot wordt er in de distale tubulus nog 5% natrium geabsorbeerd en in de verzamelbuizen 3%. Natrium is niet de enige stof die wordt geabsorbeerd in een nefron. Naast natrium worden chloride, water, fosfaat, bicarbonaat, glucose, aminozuren en urinezuren geabsorbeerd. Creatinine, H+, NH4, en medicijnen worden gesecreteerd.
Bij een laag effectief circulerend volume wordt er meer natrium geresorbeerd. Dit komt omdat je lichaam water wilt vasthouden, doordat natrium wordt geresorbeerd volgt er automatisch water. Naast een laag effectief circulerend volume, stimuleren angiotensine-II, norepinefrine, een hoge GFR, een hoge filtratie fractie (FF) en ADH de natriumresorptie. ANP heeft juist een tegenover gesteld effect, je lichaam wilt water uitscheiden en er vindt dus minder natrium resorptie plaats. ANP doet dit door dilatatie in de afferente arteriool en constrictie in de efferente arteriool, hierdoor neemt de GFR toe. Hierdoor neemt de renine secretie af en dus ook de aldosteron secretie. Dit leidt tot een verminderde natriumresorptie.
Onder invloed van ADH worden er meer of minder aquaporines in de cel ingebouwd. Wanneer er veel ADH aanwezig is, zijn er veel aquaporines aanwezig in een cel, hierdoor kan water de cel passeren en vindt er meer water resorptie plaats. Wanneer er veel water in het lichaam aanwezig is, wilt je lichaam dit overtollige water kwijt. Dit doen de nieren door de urine te laten verdunnen. De osmolariteit in deze verdunde urine is laag. Wanneer er te weinig water in het lichaam aanwezig is wilt je lichaam dit water vasthouden, het gevolg hiervan is dat de nieren de urine gaan concentreren. De osmolariteit van deze geconcentreerde urine is hoog. Om te kunnen concentreren hebben de nieren een concentratiegradiënt tussen de vasa recta en verzamelbuis nodig en ADH. De nieren zijn beter in staat om de urine te laten verdunnen. De urine kan maximaal 10x verdund worden en slechts 4x geconcentreerder zijn.
In het dalende deel van de Lis van Henle gaat er water de Lis uit, hierdoor wordt de urine geconcentreerder en heeft het een hoge osmolariteit. In het stijgende deel van de Lis van Henle worden er zouten geresorbeerd, hierdoor vindt er verdunning van de urine plaats. De osmolariteit in het stijgende Lis van Henle is dus laag. Ureum kan onder invloed van ADH geabsorbeerd en gesecreteerd worden. In de proximale tubulus vindt er resorptie van ureum plaats. In het stijgende deel van de Lis van Henle vindt er secretie van ureum plaats. Tot slot vindt er in de distale tubulus resorptie van ureum plaats.
De osmotische gradiënt wordt in stand gehouden door de vasa recta. De vasa recta zijn kleine bloedvaten die zich om de Lis van Henle bevinden. Het stijgende deel van de vasa recta bevindt zich bij de dalende deel van de Lis van Henle. Hierdoor verplaatst er water in het stijgende deel van de vasa, de vasa recta in. De zouten gaan dus in het stijgende deel van de vasa recta de vasa recta uit. Het omgekeerde is van toepassing bij het dalende deel van de vasa recta. Het dalende deel van de vasa recta bevindt zich bij het stijgende deel van de Lis van Henle. Hierdoor gaat er water in het dalende deel van de vasa recta, de vasa recta uit. Zouten komen juist de vasa recta in.
Diuretica zorgen ervoor dat er meer secretie van natrium en water plaatsvindt. Hierdoor wordt de urineproductie verhoogd. Diuretica worden gebruikt bij mensen met hartfalen of bij personen die een abnormale bloeddruk hebben. Bij diabetes insipidus is er sprake van een daling in de gevoeligheid van ADH. Hierdoor daalt de ADH. Mensen met diabetes insipidus hebben dus een hogere urineproductie.
Een slechte nierfunctie betekent dat de GFR is afgenomen. Hierdoor zal er minder creatinine excretie zijn en dus een hogere plasma creatinine concentratie. De 24-uurs creatinine klaring kan berekend worden met de volgende formule: ((urine creatinine (mmol/l) x 1000)/serum creatinine (micromol/l)) x 24-uurs volume(ml)/1440. Het nadeel van deze methode is dat het veel vraagt van de patiënt en dat er worden gemakkelijk verzamelfouten gemaakt.
Nadelen van de MDRD-formule zijn: een vrij ruim 90% betrouwbaarheidsinterval, onbetrouwbaar bij een klaring groter dan 60 ml/min, alleen geldig voor de leeftijdsgroep 18-69 jaar. De cockroft Gauld- formule kent ook wat beperkingen. Zo geeft die formule een overschatting van de nierfunctie bij overgewicht en is hij niet geschikt voor mensen onder de 18 jaar.
De oorzaken van nierfunctieverlies kan je prerenaal, renaal (vasculair, glomerulair of tubulair) of postrenaal vinden. Een prerenale oorzaak van nierfunctieverlies is verminderde perfusie van de nieren door dehydratie, volumeverlies, hartfalen, shock of leverfalen. De fractionele natriumexcretie (FeNa) is dan kleiner dan 1%. Een hypovolemie (laag volume) kan ontstaan door diaree braken en diuretica en is te herkennen aan hypotensie, tachycardie, orthostase, turgor en gewicht.
Postrenale oorzaken van nierfunctieverlies kunnen zijn:
Blaasuitgang obstructie
Bilaterale urether obstructie
Unilaterale urether obstructie
Een unilaterale urether obstructie kan het gevolg zijn van een tumor, een steen of littekenweefsel. Postrenale nierinsufficiëntie is te herkennen aan prostatisme (vergroting van de prostaat), intra-abdominale maligniteiten, flankpijn, plotselinge anurie en stolsels in de urine. Daarnaast kan een vergroting van de nieren en/of blaas gezien worden. Bovendien zal het pyelum en/of urether gedilateerd zijn.
Wanneer er veel zuur (H+) aanwezig is wordt er gesproken over een acidose. Bij een acidose is er sprake van een lage pH. Wanneer er weinig zuur aanwezig is (H+) wordt er gesproken van een alkalose. Bij een alkalose is er sprake van een hoge pH.
Ons lichaam is een open systeem, als we een zuur toevoegen zal de pCO2 gelijk blijven (overschot CO2 blazen we uit) maar de concentratie bicarbonaat zal afnemen (wordt opgebruikt). Daarnaast vindt intracellulaire buffering plaats en respiratoire of metabole compensatie. De pH wordt bepaald door de concentratie niet gebufferde, niet gebonden vrij H+ ionen. De concentratie vrije H+ ionen wordt bepaald door de verhouding tussen bicarbonaat en de pCO2, dit is te zien de Henderson-Hasselbachvergelijking.
Bij een respiratoire of een metabole acidose is er sprake van een lage pH, dit komt doordat er veel H+ aanwezig is. Bij een metabole acidose is de concentratie bicarbonaat laag, om de pH te verhogen vindt respiratoire compensatie plaats. Men gaat sneller ademhalen om de CO2 kwijt te raken in de longen (hierdoor daalt de p02 en de pH). Bij respiratoire acidose is de ventilatie niet goed waardoor CO2 ophoopt en H+ vormt, hierbij vindt metabole compensatie plaats waardoor de concentratie bicarbonaat toeneemt. Op een langer termijn spelen de nieren een rol in het in stand houden van de pH waarden. Dit doen de nieren door de H+ ionen te secreteren en door bicarbonaat aan te maken.
Normaal is het anion gap nul, met andere woorden de concentratie natrium minus de concentratie chloor en bicarbonaat is nul. Als de waarde toeneemt bij een metabole acidose, dan is er een vreemd exo- of endogeen zuur in het lichaam. Een verhoogde anion gap kan komen door anaerobe verbranding (lactaat acidose), intoxicatie met een zuur van buitenaf of door een te kort aan insuline (keto-acidose). Bij een gewone metabole acidose is de gap anion nul maar de concentratie bicarbonaat is verlaagd. De concentratie chloor moet dus zijn toegenomen, we spreken van hyperchloremic acidose.
Bij een metabole alkalose is er sprake van een hoge pH, dit komt doordat er veel bicarbonaat aanwezig is. Bij een metabole alkalose gaat men minder snel ademhalen (respiratoire compensatie), hierdoor stijgt de CO2 in het bloed. Bij een respiratoire alkalose is de pCO2 laag, om dit metabool te compenseren wordt de bicarbonaat concentratie verlaagd. Er vindt minder H+ secretie plaats en er vindt juist wel secretie plaats van bicarbonaat door de bèta-geïntercaleerde cellen. Ook de GFR en de renale flow hebben een invloed op de H+ secretie. Bij een hoge GFR vindt er meer H+ secretie plaats. Hierdoor wordt een acidose voorkomen.
Bicarbonaat kan door de nieren vrijwel volledig geresorbeerd worden. Dankzij het RAAS systeem dat zorgt voor Na resorptie, waaraan bicarbonaat resorptie is gekoppeld. De natrium gradient is de drijvende kracht hiervoor. Ongebonden H+ kan niet ge-excreteerd worden, want dat is toxisch voor de nieren. Als titreerbaar zuur, gebonden aan fosfaat of sulfaat kan het wel. Daarnaast kan excretie plaatsvinden als H+ ammonium vormt met het ammoniak wat in de lever wordt gemaakt. Bij metabole acidose maakt de lever meer ammoniak aan.
Er zijn verschillende diuretica die een invloed hebben op de zuur-base balans in de nier. Carbonische anhydrase inhibitors veroorzaken een acidose doordat bicarbonaat niet meer geresobeerd kan worden. Er vindt minder H+ secretie plaats, dit zorgt ervoor dat de pH van de urine hoger wordt (alkaline). Kalium sparende diuretica werkt hetzelfde. Deze kaliumsparende diuretica veroorzaken een acidose. Ook in dit geval vindt er minder H+ secretie plaats en wordt de urine dus alkaline. Lis- and thiaziade diuretica werken omgekeerd. Deze diuretica veroorzaken een alkalose.
Een te veel in kalium (hyperkaliaemie) leidt tot een acidose. Intracellulair is er sprake van een alkalose, maar extracellulaire is er sprake van een acidose.
De nieren merken alleen de alkalose op, wat als gevolg heeft dat de nier minder H+ gaat secreteren en het kalium zich verplaatst naar buiten de cel. Het omgekeerde gebeurd bij een hypokaliaemie. Hypokaliaemie leidt tot een alkalose. Intracellulair is er sprake van een acidose, terwijl er extracellulaire sprake is van een alkalose. De nieren merken echter alleen deze acidose op. Hierdoor vindt er meer H+ secretie plaats en kalium gaat dus de cel in.
Kalium is een erg belangrijke stof in het lichaam. Kalium heeft verschillende functies in het lichaam: het heeft een rol in het celvolume, de regeling van de pH, functionering van pompen en enzymen, een rol in de DNA-synthese, actiepotentialen etc. Kalium bevindt zich vooral intracellulair, slechts 2% van het kalium is extracellulair aanwezig. Dit is het omgekeerde van natrium, natrium bevindt zich juist extracellulair. Kalium wordt geproduceerd door spieren, daarnaast komt er kalium in het lichaam door voedselinname.
Ook voor kalium geldt er een homeostase; er moet een kalium balans ontstaan. Deze kaliumbalans ontstaat door verschillende regelmechanismen, adrenaline, insuline, aldosteron en de nieren houden het kalium in een balans.
Wanneer een persoon veel kalium binnenkrijgt door middel van voedsel, wil het lichaam het kalium kwijt. In eerste instantie wordt het kalium snel opgenomen in de cel, om de plasmaconcentratie te verlagen. Daarna wordt het kalium uitgescheiden via de urine, de urine bezit dan een hoge kaliumconcentratie. Het omgekeerde is van toepassing bij een persoon die weinig kalium binnenkrijgt. Het lichaam wil in dat geval het kalium vasthouden, het gevolg hiervan is dat er maar weinig kalium in de urine aanwezig is (een lage kaliumconcentratie). Kalium kan zowel geabsorbeerd als gesecreteerd worden.
Een hyperkaliaemie kan ontstaan door het vrijkomen van kalium uit spierweefsel, een shift van intracellulair naar extracellulair of door het mislukken van kalium om de cel in te komen. Daarnaast kan het ontstaan door te weinig uitscheiding van kalium in de nier, door nierinsufficiëntie of hypo-aldosteronisme. Hyperkaliaemie kan leiden tot ritmestoornissen, spierzwakte en acidose. Hypokaliaemie kan ook leiden tot ritmestoornissen en spierzwakte, maar veroorzaakt een alkalose. Dit kan ontstaan door een shift van kalium van intracellulair naar extracellulair of door verlies aan kalium via de darmen (diarree) of nieren.
Kalium wordt in de proximale tubulus passief geresorbeerd met behulp van solvent drag, diffusie langs de elektrische gradiënt en de Na-K-pomp. In het dikke opstijgende been van de lis van Henle wordt kalium paracellulair passief en transcellulair actief geresorbeerd. Diffusie langs de chemische gradient gebeurd passief en de Na-K-Cl-pomp werkt actief. In alfa-intercalated cellen van de verzamelbuis wordt kalium apicaal actief geresorbeerd met behulp van de H-K-pomp en basolateraal passief. In de principal cellen van de verzamelbuis wordt kalium apicaal actief gesecreteerd met ENaC kanalen.
De kalium excretie is afhankelijk van de kalium concentratie en de flow in de corticale verzamelbuis. De kalium concentratie in de verzamelbuis is afhankelijk van het negatieve voltage in het lumen en dus van de natrium resorptie of de aanwezigheid van een ander negatief geladen deeltje in de verzamelbuis. Diuretica zorgen voor een lage kaliumsecretie en hypokaliaemie, want er is dan meer natrium in de verzamelbuis dat vervolgens opgenomen zal worden ten koste van kalium (Na-K-pomp). Het RAAS systeem zorgt ook voor meer natrium resorptie en dus kalium excretie in de principal cells van de verzamelbuis. RAAS verhoogt namelijk de aldosteron concentratie waardoor er meer ENaC kanalen komen. Bij mensen die frequent drop eten functioneert cortisol als aldosteron, dit kan leiden tot hypokaliaemie en een hoge bloeddruk. Kaliumsparende diuretica inhiberen ENaC, waardoor minder natrium wordt geresorbeerd en er mogelijk hyperkaliaemie ontstaat.
Bij diarree ontstaat hypokaliaemie doordat kalium niet wordt opgenomen in de darmen en RAAS actief wordt. Als de nier niet goed functioneert ontstaat hyperkaliaemie, omdat het kalium niet goed gefilterd wordt. Een crush-trauma bij soldaten kan leiden tot hyperkaliaemie, door de knelling van de ledematen komt kalium de spieren uit. Dit veroorzaakt ritmestoornissen.
Het menselijk lichaam bestaat voor 60% uit water. Van dit water bevindt zich 2/3 in het intracellulaire compartiment, en 1/3 in het extracellulaire compartiment. Een man van 70 kg bestaat dus uit: 0,6 x 70 = 42 Liter water. Extracellulair bevindt er dus: 1/3 x 42 = ong. 15 L. Stel de concentratie van het natrium in zijn bloed is 142 mmol. Dan bevindt er 142 x 15 = 2130 mmol natrium in het extracellulaire compartiment. Natrium is vooral extracellulair aanwezig en kalium intracellulair vanwege de natrium-kaliumpomp.
De volumeregulatie wordt geregeld door de natriumbalans. Er wordt echter gekeken naar de hoeveelheid natrium, en niet naar de natriumconcentratie. Stel je loopt door een woestijn en hebt geen water bij je, je zweet veel en verliest dus veel water. De natriumconcentratie in het lichaam stijgt dus flink.
Eigenlijk zou je dus het natrium kwijt willen, maar dit heeft als gevolg dat je nog meer water verliest. Er wordt dus gekeken naar de hoeveelheid natrium in het lichaam en niet naar de concentratie van dit natrium.
De osmolaliteit is het aantal actieve osmotische deeltjes per kg water. De tonus is de effectieve osmolaliteit. De tonus van een oplossing is namelijk gerelateerd aan het effect op het celvolume. Een oplossing kan hyper-, hypo- of isotoon zijn. Het toedienen van een isotone oplossing (NaCl 0.9%) zorgt ervoor dat het ECF verhoogd wordt. Toediening van een hypertone (NaCl 2%) oplossing zorgt er ook voor dat het ECF wordt verhoogd, tegelijkertijd daalt het ICF. Bij een hypotone (NaCl 0,45%) oplossing stijgt opnieuw de ECF, maar dit keer stijgt de ICF ook. Osmolaliteit is geen maat voor het ECV, want bij bijvoorbeeld een bloeding neemt het ECV af maar de osmolaliteit blijft gelijk.
Bij een laag effectief circulerend volume, wordt het RAAS-systeem en de sympathicus geactiveerd. Daarnaast neemt het antidiuretisch hormoon (ADH) toe. Dit zorgt er voor dat er water en natrium geabsorbeerd wordt. Het lichaam houdt dus water vast, dit zorgt ervoor dat de bloeddruk gaat stijgen. Angiotensine 2 (wat onderdeel is van het RAAS-systeem), zorgt voor een verhoging van de terugresorptie van natrium. ANP doet juist het omgekeerde, ANP wordt geactiveerd bij een toename in het effectief circulerend volume. ANP wil juist water kwijt, er vindt dus meer water en natrium secretie plaats. Dit zorgt voor een daling in de bloeddruk.
De osmoregulatie wordt geregeld door water. De osmoregulatoren bevinden zich in de hypothalamus. Wanneer er een hoge osmolaliteit wordt waargenomen, wordt de afgifte van ADH gestimuleerd, er wordt vervolgens meer water vastgehouden. Wanneer er een lage osmolaliteit wordt waargenomen, wordt de afgifte van ADH geremd, hierdoor wordt er minder water geabsorbeerd en verlies je dus water.
Bij een shock daalt het ECF, je lichaam doet er alles aan om zoveel mogelijk water/vloeistof vast te houden. Doordat het lichaam er alles aan doet om de vloeistof vast te houden, daalt de natriumconcentratie. Er ontstaat een hyponatriëmie. In dit voorbeeld zie je dus dat in een levensbedreigende situatie de volumeregulatie het wint van de osmoregulatie.
Farmacologie houdt zich bezig met de werking van geneesmiddelen. Farmacokinetiek houdt zich bezig met de vraag: wat doet het lichaam met het geneesmiddel? Farmacodynamie houdt zich bezig met de vraag: wat doet het geneesmiddel met het lichaam? Farmacokinetiek bekijkt altijd de volgende aspecten: absorptie, distributie, metabolisme en excretie (ADME). Eliminatie bevat metabolisme en excretie. Eliminatie zijn de processen waarbij het lichaam probeert om de werking van het geneesmiddel te laten stoppen. Eliminatie kan in verschillende organen een rol spelen. Vooral de lever en de nieren spelen een belangrijke rol in de eliminatie van geneesmiddelen. De lever en nieren kunnen dus geneesmiddelen uitscheiden, maar een groot deel van de geneesmiddelen wordt via zweet, mond (denk aan alcohol), of via de ontlasting uitgescheiden.
De snelheid van eliminatie wordt de klaring genoemd, klaring is meestal weergegeven als ml/min. Klaring is dus het volume bloed waaruit een medicijn per tijdseenheid wordt verwijderd. In de farmacologie wordt de klaring als optelsom gezien van de klaring van verschillende organen. De klaring is bijvoorbeeld: de klaring van de nier + de klaring van de lever + etc. Voor de meeste medicijnen is de klaring proportioneel met de concentratie van het aanwezige medicijn. Bovendien is eliminatie niet verzadigbaar.
De renale bloed flow (RBF) is ongeveer 1100 milliliter per minuut. De GFR is ongeveer 125 milliliter per minuut. Eiwitten die groter zijn dan 5500 Da kunnen het filtratiemembraan niet passeren, en dus niet gefiltreerd worden. De urineflow is ongeveer 1,5 milliliter per minuut. De pH van de urine heeft een waarde tussen de 5-8. De urine kan dus zowel basisch als zuur zijn. De renale excretie/klaring bevat drie belangrijke processen:
De glomerulaire filtratie (als stoffen niet gebonden zijn aan plasmaeiwitten)
Actief tubulaire secretie (dit proces kan verzadigd raken, er kan competitie tussen medicijnen plaatsvinden en het is transporter gemedieerd)
Passief tubulaire resorptie
De renale klaring wordt in de kliniek meestal bepaald door het creatininegehalte van de urine te onderzoeken. Aan de hand van creatinine kan de staat van de nierfunctie geschat worden. Dit kan aan de hand van de Cockcroft formule berekend worden. Deze formule is overigens niet honderd procent betrouwbaar, zo wordt de klaring onderschat bij een oudere leeftijd. Daarnaast wordt de klaring overschat bij overgewicht.
Het eerst waarneembare proces in de ontwikkeling van een embryo is het ontstaan van de primitiefstreep. Deze primitiefstreep ontstaat in een groeve van het epiblast. In deze primitiefstreep vindt vervolgens ingressie plaats. Bij ingressie zakt de epiblastlaag, de epiblast vormt hierna het endoderm en het mesoderm. Uit de primitiefstreep worden de kiembladweefsels en de chorda (notochord) gevormd. Uit het embryoblast ontstaat het epiblast en het hypoblast. Het epiblast vormt het ectoderm, mesoderm en endoderm. Uit het epiblast vormt zich dus daadwerkelijk het embryo. Het hypoblast wordt vervolgens deel van de dooierzak. Uit het mesoderm ontstaan verschillende compartimenten:
Het axiale mesoderm (chorda dorsalis -> nucleus pulposus)
Het paraxiale mesoderm (somieten: sclero-, derma- en myotoom)
Het intermediaire mesoderm (urogenitaal stelsel)
Het zijplaat mesoderm (somatisch en splanchisch mesoderm, wat vorm geeft aan de bekleding van de lichaamswand en organen)
Uit het intermediaire mesoderm wordt het urogenitaal stelsel gevormd. Het intermediaire mesoderm bevindt zich tussen het zijplaat mesoderm en het paraxiale mesoderm in. In dit intermediaire mesoderm wordt als eerste de pronephros gevormd aan de nefrogene streng. De pronephros (voornier) bestaat uit de ductus pronefricus (voorloper ductus mesonefricus) en nefrotomen, deze worden echter nooit functioneel. Vervolgens wordt de mesonephros gevormd caudaal van de pronephros. De mesonephros wordt ook wel de oernier genoemd en de nefrotomen zijn tijdelijk functioneel. De ductus mesonefricus (buis van Wolff) sluit aan op de cloaca/urogenitale sinus, helemaal caudaal ontstaat de ureterknop. Daarnaast ontstaat het metanefrogeen blasteem. De ureterknop induceert de ontwikkeling van de metanephros (definitieve nier) uit het metanefrogeen blasteem. De ureterknop geeft vorm aan de ureters, nierbekken, calyces en verzamelbuizen. Uit de metanefrogeen worden de Lis van Henle, distale en proximale tubulus en het kapseltje van Bowman gevormd. De ureterknop en het metanefrogeen blasteem induceren elkaar. De ureterknop wordt geinduceerd tot splitsing en het metanefrogeen blasteem tot vorming van nierblaasjes. De splitsing van de ureterknop kan al gebeuren voordat het het metanefrogeen blasteem heeft bereikt, dan is er sprake van ureter bifidus (gesplitste ureter).
Ascensus renalis houdt in dat het lichaam van het embryo caudaal verder groeit, waardoor de nieren relatief hoger komen te liggen. Dit kan fout gaan, zo kan 1 of beide nieren in het bekken achterblijven of de nieren zijn gefuseerd (hoefijzernier) en kunnen niet stijgen door de a. mesenterica superior. Aangezien de nieren stijgen in het lichaam moeten er eerdere aangelegde vaten verdwijnen en nieuwe ontstaan. Soms gaan de vaten van een lager punt in het lichaam niet weg, dit zijn accessoire nierarterien. Zij kunnen de nier doorbloeden zonder door de hillus te komen.
De ontwikkeling van de urineblaas begint met het scheiden van de cloaca. Het septum van tourneux (uro-genitale septum) scheidt de cloaca in de urogenitale sinus en het rectum. De urogenitale sinus ontwikkelt zich verder tot blaas en urinebuizen.
De gonaden ontstaan uit de gonadale richel (geslachtsplooi), dit is een verdikking van het coeloomepitheel. Het wordt bevolkt door primordiale kiemcellen, de voorlopers van geslachtscellen, en zijn afkomstig uit de epiblast. Tijdelijk verblijven de primordiale kiemcellen in de dooierzak voordat ze migreren naar de gonadale richel. Naast de ductus mesofrenicus (buis van wolff) is ook de ductus paramesonefricus (buis van muller) van belang bij de gonadale ontwikkeling. Tot de zevende week is er nog geen verschil tussen een man en een vrouw. Pas na de zevende week ontstaat er een verschil tussen de sekse. Dit komt doordat in het mannelijke embryo het SRY-gen (seks determining region of Y chromosomes) aanwezig is, het PTDF (protein testis determining factor) eiwit dat ontstaat uit dit gen zorgt voor AMH (anti-mullerian hormone) uit de sertoli-cellen. Het AMH zorgt voor verhoogde productie van testosteron door de leydig cellen. In het mannelijke embryo blijft de ductus mesonephricus (buis van Wolff) aanwezig en de ductus paramesonephricus verdwijnt. Bij een vrouw is dit het omgekeerde: de ductus paramesonephricus (buis van Muller) blijft aanwezig, terwijl de ductus paramesonephricus verdwijnt. Aanvankelijk worden dus in beide sekse beide buizen aangelegd.
De buis van muller wordt de tuba uterina, uterus en bovenste deel van de vagina. Het onderste deel van de vagina wordt gevormd uit de sinusvaginale zwelling op de achterwand van het onderste deel van de urogenitale sinus. De buis van wolff wordt de epididymus, vas deferans, vesicula seminalis en ductus ejaculatorius. De uitwendige geslachtsorganen ontwikkelen zich uit de voorwand van het caudale deel van de sinus urogenitalis. \
Bij mannen moeten de testis nog indalen met hulp van het gubernauculum, dit is een bindweefselstrook die de testis naar beneden trekt. Door de indaling ontstaat een uitstulping van de peritoneaal holte, dit wordt processus vaginalis genoemd.
De nieren dragen bij in de handhaving van het milieu interieur. Dit doen de nieren door afvalstoffen te verwijderen doormiddel van urine productie (bij een gezond persoon gemiddeld 1,5 L urine per dag). De volumeregulatie en daarmee de zoutbalans te regelen (Kalium secretie, etc.). De osmoregulatie en daarmee de waterbalans binnen bepaalde waarden te houden, en tot slot hormonen te produceren (EPO, renine en actieve vitamine D). De urineproductie kan variëren van 0,5 tot 18 liter per dag. De nieren kunnen urine makkelijker verdunnen dan concentreren. Urine wordt geconcentreerd bij een te kort aan water, en verdund bij een wateroverschot. Daarnaast zorgt een hoog zout inname voor het vasthouden van vocht. Het menselijk lichaam bestaat voor ongeveer 60% uit water. Twee derde van dit water bevindt zich intracellulair, en een derde bevindt zich extracellulair. Natrium is vooral extracellulair aanwezig, terwijl kalium juist intracellulair aanwezig is.
De osmolaliteit is de concentratie van osmotisch actieve stoffen per kilogram water. Deze osmolaliteit wordt vooral bepaald door natrium, chloride-ionen en bicarbonaat. De osmolaliteit heeft een normaalwaarde van 280-290 mOsmol per kilogram. Een afwijking die groter is dan 2% heeft al ernstige gevolgen. De osmolaliteit is in alle lichamelijke compartimenten gelijk, met uitzondering van de niermerg. De tonus is de effectieve osmolaliteit. De tonus kan berekend wordt door de natriumconcentratie te vermenigvuldigen met twee, en daarbij glucose op te tellen. De osmolaliteit kan zowel berekend als gemeten worden. Wanneer er een verschil is tussen de gemeten en de berekende waarde spreekt men van een osmogap. Deze osmogap is meestal kleiner dan tien. Een groot verschil betekent dat een ander osmol grote invloed uitoefent, door bijvoorbeeld een intoxicatie.
Bij een te kort aan water neemt de osmolaliteit toe. Wanneer het lichaam een water te kort heeft, verplaatst er water vanuit het intracellulaire compartiment naar het extracellulaire compartiment. Hierdoor krimpen de cellen. Bij een te kort aan water neemt het ADH toe. Hierdoor houdt je lichaam meer water vast, doordat ADH het aantal aquaporines in de cel verhoogt. Hierdoor kan water makkelijker geabsorbeerd worden. Daarnaast neemt de dorstsensatie bij een te kort aan water toe, wat meestal leidt tot meer vocht inname. Bij een overschot aan water gebeurt het tegenover gestelde. Bij een overschot aan water is de osmolaliteit verlaagd. Bij te veel water verplaatst er water van het extracellulaire compartiment naar het intracellulaire compartiment. Dit heeft als gevolg dat de cellen gaan zwellen. Er wordt minder ADH afgegeven, dit zorgt ervoor dat er minder water wordt vastgehouden. De urine productie neemt toe.
De hoeveelheid urine die per dag wordt uitgescheiden kan berekend worden aan de hand van de volgende formule: hoeveelheid urine per dag = hoeveelheid uitgescheiden osmolen per dag te delen door de osmolaliteit van de urine. Dagelijks moet er ongeveer 600 mOsmol uitgescheiden worden. Bij een osmolaliteit van 300 mOsmol/kg wordt er dus 2 liter urine geproduceerd. Bij een osmolaliteit van 1200 mOsmol/kg wordt er 0,5 liter urine geproduceerd.
Thiazidediuretica werken vooral op de distale tubulus. Thiazide zorgt ervoor dat er een verhoogde urineproductie ontstaat. Dit komt doordat thiazide de natrium secretie verhoogd. Een bijwerking van thiazide kan zijn dat er een hyponatriëmie ontstaat (een te kort aan natrium). Een hyponatriemie kan leiden tot een hersenoedeem omdat vocht zich naar intracellulair verplaatst. In de schedel is er weinig ruimte voor zwellen vanwege de benige schedel, dan kan iemand met hyponatriemie in coma belanden of een insult krijgen. Om dit te voorkomen moet hypertoon zout toegediend worden. Bij asymptomatische patiënten SIADH therapie ook (waterrestrictie).
Hypernatriemie kan ontstaan door te weinig drinken. Ouderen hebben hier wel eens last van, omdat zij een verminderd dorstgevoel hebben. Langzaam vocht toedienen is de beste therapie hiervoor. Bij snel vocht toedienen kan een hersenoedeem ontstaan. Hypernatriemie kan ook ontstaan bij neurochirurgie aan de hypofyse. ADH wordt dan niet meer aangemaakt door de hypofyse. Deze mensen moeten veel plassen (hypotone urine). Als therapie kan ADH toegediend worden.
Kalium heeft een belangrijke rol in het transmembraan verschil (actiepotentialen, rustpotentialen). Daarnaast kan een te kort of een overschot aan kalium hartproblemen veroorzaken. Kalium bevindt zich vooral in het intracellulaire compartiment. Wanneer men een banaan eet, bevat deze banaan veel kalium. Toch is deze banaan niet dodelijk, dit komt doordat het kalium snel de cel in kan gaan met behulp van insuline. Dit gebeurt voornamelijk door de natrium/kaliumpompen. Zoals in het voorbeeld is aangegeven kan kalium dus via voedselinname in het lichaam komen, daarnaast produceren spieren, de lever en botten kalium. Dit kalium wordt uitgescheiden via de feces en de nier.
Denk bij Kalium elke keer aan de massabalans; het ‘wasbakmodel’. Alle kalium die het lichaam in gaat, moet er ook weer uit. Wanneer er te veel kalium aanwezig is (een hyperkaliëmie) kan er een ritmestoornis en/of een acidose ontstaan. Dit komt doordat de H+-ionen die de cel in gaan, de kaliumionen als het ware uit de cel jagen. Bij een hyperkaliëmie wordt het transmembraanverschil kleiner, het wordt makkelijker om de cel te prikkelen, zo ontstaat ritmestoornis. In ECG is een hyperkaliëmie te herkennen aan spitse T top en een breed QRS complex.
Bij een hypokaliaemie (tekort aan kalium) ontstaat er een alkalose. Dit komt doordat de kaliumionen de cel in gaan en de H+-ionen de cel verlaten. Een hypokaliaemie kan ontstaan zijn door een verlies van kalium via de nier of bij bijvoorbeeld diarree. Dit is in een ECG te herkennen aan bredere T-toppen. Kaliumexcretie kan beïnvloedt worden door verschillende processen. Wanneer er een hoge corticale flow is, zal de kaliumsecretie toenemen. Daarnaast zal de kaliumsecretie toenemen bij een hoge kaliumconcentratie, een negatief lumen, een hoge concentratie van natrium en bicarbonaat, aanwezigheid van aldosteron en ADH. (Belangrijk is figuur 37-1 uit Medical Physiology, dit figuur gaat over de kaliumbalans in het lichaam. )
Het zuur-base evenwicht kan door verschillende processen verstoord raken. Hormoonstoornissen, shock, nierfalen, medicatie, intoxicaties kunnen een verstoord evenwicht veroorzaken. Braken en diarree leiden ook tot een verstoring, zo zorgt braken voor een alkalose en diarree voor een acidose. Dit komt doordat je bij braken veel zuur verliest en bij diarree veel bicarbonaat verliest. Het zuur-base evenwicht wordt vooral geregeld door de nier en door de longen. De longen scheiden per dag ongeveer 15 mol aan CO2 uit. De nieren scheiden per dag ongeveer 7 mmol aan H+-ionen uit. Daarnaast kan de nier bicarbonaat aanmaken en absorberen.
Bij een metabole acidose (diarree) is er te weinig bicarbonaat in het lichaam aanwezig. Deze acidose wordt opgelost door meer te ventileren. Bij een metabole alkalose (bijvoorbeeld bij overgeven) is er te veel bicarbonaat aanwezig. Hierbij braak je zuur uit en het RAAS-systeem is actief (door ondervulling) dus er is meer HCO3- resorptie en meer H+ excretie.
Dit wordt opgelost door de ventilatie te laten afnemen, hierdoor wordt het CO2-gehalte verhoogd. Bij een respiratoire acidose (hypoventilatie) is er te veel CO2 aanwezig. Deze acidose wordt opgelost door meer bicarbonaat aan te maken en te resorberen. Bij een respiratoire alkalose (hyperventilatie) is er te weinig CO2 aanwezig. Deze alkalose wordt opgelost door meer bicarbonaat uit te scheiden.
Hypertensie is een verhoogde bloeddruk. De prevalentie van hypertensie is erg hoog. Bij personen in de leeftijdscategorie tussen de 70-75 jaar heeft 50% last van hypertensie. Naarmate de leeftijd stijgt, stijgt de prevalentie van hypertensie. Bij een systolische bloeddruk die hoger is dan 140 en een diastolische bloeddruk die hoger is dan 90 is er sprake van hypertensie. Bij oudere mensen is de prevalentie van hypertensie hoger. Oorzaken van hypertensie kunnen zowel secundair zijn als primair. Primaire hypertensie komt vaker voor dan secundaire hypertensie, namelijk 90% tegenover 10%. Onder primaire hypertensie vallen de genetische en omgevingsfactoren.
Door hypertensie wordt de kans op het krijgen van atherosclerose twee keer zo groot . Daarnaast leidt hypertensie tot een verhoogde kans op pulmonair oedeem en beschadiging van hersenen en ogen. Door hypertensie raakt het endotheel van de vaten beschadigd. Door de beschadiging van het endotheel wordt er minder NO geproduceerd. Hierdoor neemt de stijfheid (elasticiteit) van de vaten toe. Doordat de compliantie van de vaten is verlaagd zorgt dit vooral in de arteriolen tot lumen vernauwing. Hierdoor neemt de (vaat)weerstand toe. In de grote vaten leidt hypertensie vooral tot atherosclerose. Hypertensie zorgt voor een verwijding (aneurysmata) in de aorta.
Hypertensie heeft nadelige gevolgen voor het hart zoals hartfalen en hypertrofie (dit is het vergroten van de hartwand, niet het groter worden van de kamers) en ook voor de hersenen (herseninfarct /TIA) en voor de vaten (atherosclerose). Atherosclerose zorgt ervoor dat de druk in het vat groter wordt. Doordat de druk hoger is, neemt de dikte van de wand ook toe; zo blijft de wandspanning gelijk (de wet van La Place). Hypertrofie zorgt ervoor dat het hart minder goed kan vullen doordat de wand minder compliant is. Hierdoor neemt de diastolische functie af en gaat de eind diastolische druk in de linkerharthelft omhoog.
De gemiddelde druk in de arterie pulmonalis is 25 mmHg. Door de interactie tussen het hart en de longen kan er ook pulmonale arteriële hypertensie (PAH) ontstaan als er een aandoening van de linkerharthelft is. Ook door longziektes/ hyopoxemie en chronische trombo-embolie (CTE) kan PAH ontstaan. Hypercapnie en hypoxemie veroorzaken een vasculaire respons.
Ook kan pulmonale hypertensie ontstaan zijn door een afwijking in de wanden van de pulmonaalarterietakken of door afwijkingen in de pulmonaalarteriewanden. De pulmonaire en systematische circulatie hebben dezelfde flow. De pulmonaire druk is echter veel lager dan de systemisch druk, namelijk 15 tegen 95 mm Hg. Doordat beide circulaties dezelfde flow hebben is de compliantie van het pulmonaire systeem groter dan het systematische systeem.
De meest voorkomende klachten bij een pulmonaire hypertensie zijn hoesten, vermoeidheid en heesheid. Pulmonaire hypertensie wordt vastgesteld door een ECG, echo-onderzoek van het hart en long, longfunctie onderzoek en een CT scan. Pulmonaire hypertensie kan opgelost worden door antihypertensieve medicatie. Bètablokkers en ACE-remmers zijn de meest voorgeschreven geneesmiddelen bij pulmonaire hypertensie. Echter kunnen bètablokkers leiden tot bronchospasme en ACE-remmers tot hoest.
De prevalentie van pulmonaire hypertensie stijgt de laatste jaren flink. Dit komt doordat er steeds meer mensen last hebben van overgewicht. Overgewicht leidt tot een verhoogde kans op obstructief slaapapneu syndroom (OSAS). Dit zijn korte adempauzes gedurende de slaap en gaat gepaard met snurken. Vaak is het de partner die hier last van heeft.
Hypertensie komt steeds vaker voor onder de bevolking. Er zijn verschillende risicofactoren voor een hoge bloeddruk. Roken, alcohol, overgewicht, een verhoogde zoutinname en stress zijn de voornaamste risicofactoren. Ondanks dat veel mensen hypertensie hebben, worden de meeste patiënten met hypertensie niet gecontroleerd. Daarnaast heeft hypertensie niet een specifiek symptoom. Bij een anamnese moet er gekeken worden of er aanwijzingen zijn voor orgaanschade, of er aanwijzingen zijn voor een secundaire hypertensie en naar de kans op het krijgen van hart- en vaatziekten.
Hypertensie kan onderverdeeld worden in twee categorieën; primaire hypertensie en secundaire hypertensie. Onder primaire hypertensie vallen de genetische en omgevingsfactoren, dit is in 80-90% van de mensen met hypertensie het geval. Secundaire hypertensie wordt veroorzaakt door een andere ziekte (zoals diabetes mellitus) of medicatie. Secundaire hypertensie komt vooral voor onder jongere personen. Hoe lager de leeftijd is bij een persoon met hypertensie, des te groter is de kans dat er sprake is van secundaire hypertensie.
Het grootste deel van hypertensie kan verholpen worden door leefstijlinterventie; meer bewegen, minder zout eten, minder vet eten etc. Wanneer de oorzaak van hypertensie echter niet te veranderen is door leefstijlinterventie, kunnen er medicijnen voorgeschreven worden. Diuretica, bètablokkers, ACE-remmers, a2-antagonisten en Ca-antagonisten vallen onder de antihypertensiva. Deze medicijnen hebben echter ook bijwerkingen. Zo kan thiazidediuretica leiden tot hypokaliaemie, bètablokkers voor vermoeidheid en duizeligheid, ACE-remmers kunnen leiden tot een hyperkaliaemie en prikkelhoest.
Binnen slechts 7 seconden bereikt nicotine het onderste gedeelte van de hersenen, het reptielenbrein. Het bezorgt je een plezierig gevoel, maar geeft ook een hunkering. Nicotine zelf werkt de hunkering tegen, dit is dus eigenlijk een negatieve beloning. De verslaving aan nicotine maakt de vrije keuze om te stoppen zeer moeilijk. De marketingstrategieën van de tabaksindustrie maken de verleiding om te gaan roken groot.
Rookpreventie heeft drie doelen: bevorderen stoppen met roken, voorkomen beginnen met roken en beschermen tegen meeroken. Determinanten van rookgedrag zijn sociaal-economische, sociaal-demografische en sociaal-cognitieve factoren. Bij sociaal-demografische factoren kan je denken aan cultuur, geslacht en leeftijd. Bij sociaal-cognitief aan attitude, subjectieve norm, eigen effectiviteit, risicoperceptie en sociale steun. Rookpreventie speelt in op verschillende doelgroepen, dit kunnen doelgroepen zijn gericht op het individu, de populatie, een specifieke groep mensen of bepaalde kenmerken van een individu.
Individugerichte preventie houdt zich bezig met signalering, zorg en advies (stoppen met roken) en voorlichting en educatie (preventie starten of stoppen). Het is vooral gericht op sociaal-cognitieve determinanten. Het voordeel van deze doelgroep is dat je de preventie op maat kan geven. Als iemand twijfelt kan je inspelen op de voor- en nadelen van roken (attitude) en als iemand wilt stoppen kan je proberen de eigen effectiviteit te vergroten.
Populatiegerichte preventie haakt in op regelgeving, handhaving en beleid (bv. Accijns en rookverboden) en voorlichting en educatie (massamediale campagnes). Deze preventie is gericht op sociaal-cognitieve determinanten, de sociale en fysieke omgeving, toegang tot de zorg en de mogelijkheden van mensen (bv. SES).
Een preventie gericht op het niet meeroken probeert de fysieke en sociale omgeving te beïnvloeden door de sociale norm te veranderen. Dit kan zowel individueel als populatie gericht zijn.
De effectiviteit van stoppen met roken interventies die systemische ontwikkeld zijn volgens inzichten gedragsveranderingen is aangetoond. Het gebruik van medicatie kan die effectiviteit vergroten. Voor wie welke interventie werkt hangt af van de kenmerken en opvattingen van de persoon zelf.
TentamenTests bij Van basis tot homeostase - Geneeskunde ULBevat 2 proeftentamens met totaal 112 vragen en antwoorden bij het blok
Welke buffer levert de grootste bijdrage aan het bloed?
a. bicarbonaat
b. eiwit
c. fosfaat
Welke regulerende eiwitten zitten op het dunne filament van de sarcomeer?
a. actine en myosine
b. heavy en light chain
c. titine en nebuline
d. tropomyosine en troponine
Wanneer de hartfrequentie verhoogd is:
a. blijft de duur van de hartcyclus constant
b. blijft de verhouding tussen de duur van de systole en diastole gelijk
c. neemt de duur van de diastole relatief toe
d. neemt de duur van de systole toe
Wat is de normaalwaarde van de eind-diastolische druk van de linkerkamer?
a. 10 mm Hg
b. 25 mm Hg
c. 80 mm Hg
d. 130 mm Hg
Wat gebeurt er in de linkeronderhoek van de druk-volumecurve?
a. aortaklep gaat open
b. aortaklep gaat dicht
c. mitralisklep gaat open
d. mitralisklep gaat dicht
Welke cellen produceren de elastinelamellen in de vaatwand van de aorta?
a. bindweefselcellen in de adventitia
b. bindweefselcellen in de media
c. endotheelcellen in de intima
d. gladde spiercellen in de media
Wanneer een mannelijke student gaat hardlopen, stijgt zijn hartfrequentie van 60 naar 160 bpm. De arteriele drukt stijgt van 80 naar 140 mm Hg en de systemische weestand daalt 40%, Wat is het effect van het hardlopen op het slagvolume van de linkerkamer?
a. neemt meer dan 10% af
b. neemt minder dan 10% af
c. neemt minder dan 10% toe
d. neemt meer dan 10% toe
Wanneer iemand in shock raakt, neemt de systemische vasculaire weerstand met de helft af, neemt de hartfrequentie toe van 100 naar 120, de arteriele bloeddruk zakt van 100 mm Hg naar 60 mm Hg en de systolische bloeddruk neemt af van 120 naar 70. Wat is het effect van de shock op de diastolische bloeddruk?
a. blijft onveranderd
b. daalt 10%
c. daalt 40%
d. daalt meer dan 50%
Wanneer 6 parallelle arteriolen met dezelfde vaatweerstand toenemen in weerstand met 50%, komt dit omdat één of meerdere vaten geoccludeerd zijn. Hoeveel vaten zijn nog open?
a. 2
b. 3
c. 4
d. 5
De normale vaatweerstand van een bloedvat van 2mm in diameter bedraagt 0.8 mm Hg. Wanneer het hematocriet verdubbelt, verdubbelt ook de viscositeit. Als de viscositeit verdubbelt, neemt de vaatweerstand toe, maar de diameter blijft gelijk. De vaatweerstand wordt weer genormaliseerd indien een vasodilaterende stof wordt toegediend. Waarvoor zorgt de vasodilaterende stof?
a. 0% verandering omdat de diameter gelijk is gebleven
b. 10% toename van de diameter
c. 20% toename van de diameter
d. 50% toename van
Study Notes bij Van basis tot homeostase - Geneeskunde UL (2015-2016)Bevat aantekeningen bij de colleges van 2015 - 2016 en sluiten aan bij de colleges van 2016 - 2017.
Dit principe kunnen we toepassen op meerdere niveaus: cellen, organismes, ecosystemen etc. Om de homeostase te bewaken moeten alle orgaansystemen samenwerken. Het cardiovasculair systeem, ademhalingssysteem en de nieren werken sterk samen. In dit blok wordt er gekeken naar de anatomie en fysiologie van het ademhalingssysteem, het cardiovasculaire systeem en de nieren.
De competenties die dit blok worden getest zijn: organisator, academicus en gezondheidsbevorderaar. De toetsing van dit blok bestaat uit een deeltentamen (20 meerkeuzevragen) en een tentamen (80 meerkeuzevragen). De aanvullende eisen van dit blok zijn; aanwezigheid bij de werkgroepen en practica, een voldoende beoordeling van het Einthoven Science project, zorgpaden en ‘roken een gezondheidsbevorderaar’. Je kunt aan het eind van het blok dispensatie krijgen voor maximaal 1 gemist verplicht onderdeel. Daarnaast kun je voor maximaal 1 gemist practicum en maximaal 1 gemiste werkgroep een vervangende opdracht aanvragen.
Fysiologie is de bestudering van de vitale functies van het lichaam. Hierbij kijkt men naar hoe de individuele organen functioneren, hoe ze samenwerken en welke interacties zich afspelen binnen en tussen organen. Daarnaast bestudeert men de integratie van processen op het moleculaire, cellulaire, orgaan en organismen niveau.
Homeostase is het aanpassen (constant houden) van belangrijke biologische parameters, die ervoor zorgen dat het organisme normaal kan functioneren in variabele toestanden. Hierbij moet de parameter worden aangepast aan de heersende omstandigheden. Denk hierbij aan: bloeddruk, pH, cel volume, et cetera. De term homeostase werd door Walter B. Cannon (1871-1945) geïntroduceerd. Het is van belang kennis te hebben van homeostase om zodoende symptomen van ziekte te kunnen begrijpen. Als gevolg van ziekte, trauma, infectie etc. kan het gebeuren dat de homeostatische mechanismen niet meer kunnen compenseren.
De orgaansystemen moeten uitwisseling hebben met het externe milieu om de homeostase in stand te houden. Hiervoor zorgt het cardiovasculaire systeem. Er is interactie van het cardiovasculaire systeem met het ademhalingssysteem: het cardiovasculaire systeem zorgt voor.....read more
Study Notes bij Van basis tot homeostase - Geneeskunde UL (2013-2014)Bevat aantekeningen bij de colleges, werkgroepen en patientdemonstraties van 2013-2014
Study Notes bij Van basis tot homeostase - Geneeskunde UL (2014-2015)Bevat aantekeningen bij de colleges, werkgroepen en patientdemonstraties van 2014-2015
Stationstoets Fysiologie - Geneeskunde - VU (2013-2014)Longfunctie
Visus
ECG
Bloeddruk
Computer:
Open labmanager (konijn)
Conditions zijn al ingevuld, dus alleen nog de patiënt data invoeren: gewicht, lengte, leeftijd, geslacht. Dit wordt gedaan om de uitkomsten te vergelijken met de normaalwaarden voor jou.
Druk op de 10 links onderin om terug te gaan naar het beginscherm. De patiënt data is automatisch opgeslagen.
Spirometrie aanklikken.
Testen die je gaat doen zijn achtereenvolgens: 2 maal test 2 en dan test 3 en dan moet je op 7 klikken (ezelsbruggetje: 2x2+3=7).
Uitvoering:
De proefpersoon moet staan. Zet een stoel achter de proefpersoon, zodat als deze duizelig wordt hij niet valt. Zorg dat de proefpersoon niet naar het scherm kan kijken. Zet een kartonrondje op de pneumotachograaf. Zet de neusklem op en geef altijd goede instructies.
Eerste keer test 2
Klik op test 2, links in het scherm. Hiermee meet je het teugvolume, de ademfrequentie en wordt het ademminuutvolume (teugvolume x ademfrequentie) berekent. Deze waarden zijn de bovenste drie in de kolom:
Predicted | Best | Percentage |
Voorspelde waarde voor jouw groep. | Je persoonlijke beste waarde. | Je persoonlijke beste als percentage van predicted. |
VT is het teugvolume, BF de ademfrequentie en MV het ademminuutvolume. In het balkje helemaal onderin het scherm staat steeds de opdracht. In dit geval, normaal ademen tot een blauw balkje voor de grafiek verschijnt.
Tweede keer test 2
Nu komt er een rood randje om het vakje van test 2. Nu worden er twee opdrachten achter elkaar gegeven:
Normaal inademen en zo compleet mogelijk uitademen, een aantal keer achter elkaar tot er een verticaal balkje verschijnt. Moedig de proefpersoon aan.
Meteen de tweede opdracht: zo diep mogelijk in en zo diep mogelijk uitademen, tot alle waardes verschijnen.
Deze waardes zijn: ERV (expiratoir reserve volume), VC IN (vitale capaciteit inspiratoir), VC uit (vitale capaciteit expiratoir).
Test 3
Hierbij wordt het forced volume gemeten. De opdracht is normaal ademen een aantal keer, dan zo diep mogelijk in, even vasthouden en dan zo hard en snel mogelijk uit. Deze hele opdracht doe je drie keer achter elkaar, dan klik je op zeven en krijg je de waardes. Dit zijn: FEV1 (forced expiratory volume in 1 seconde), en FVC (forced vital capacity). Ook krijg je de flow volume loop grafiek.
Nu is de test afgelopen. Vergeet niet steeds goede instructies aan de proefpersoon te geven. Behandel de proefpersoon alsof hij/zij een onwetende patiënt is.
(Met knop 9 doe je alle.....read more
Vorm en functie - B1 - Geneeskunde - UU - Notes (2015-2016)Bevat aantekeningen van week 1 en 3 bij de colleges, werkgroepen etc. gebaseerd op het studiejaar 2015-2016
Wat is anatomie?
De anatomie houdt zich bezig met de vorm en functie van verschillende structuren in het lichaam. Wanneer de vorm van een structuur verandert, dan verandert de functie vaak mee en vice versa.
Er zijn 3 soorten anatomie:
De systemische anatomie, waarin het bestuderen van een bepaald systeem of stelsel centraal staat. Bijvoorbeeld het bestuderen van het spijsverteringsstelsel (tractus digestivus) of het hart- en vaatstelsel (tractus cirulatorius).
De regionale anatomie, waarin het bestuderen van een regio van het lichaam centraal staat. Voorbeelden hiervan zijn de borst (thorax), de buik (abdomen) of het bekken (pelvis).
De klinische anatomie, waarin men zich richt op wat voor de praktisch medicus van belang is. Hier wordt gekeken naar de informatie die belangrijk is en de basis van het handelen vormt.
Nomenclatuur
De namen van de structuren van het lichaam hebben het Latijn als basis, maar er komen ook wel wat Griekse woorden voorbij die een Latijnse uitgang hebben gekregen. Een aantal voorbeelden van deze Latijnse benamingen zijn de hepar (lever) en de ren (nier). Daarnaast wordt in de leerboeken voor een aantal structuren vaak een afkorting gebruikt. Dit zijn de v voor vena (ader), de a voor arteria (slagader), de n voor nervus (zenuw) en de m voor musculus (spier). Verder zijn de woorden vascularisatie, wat bloedvoorziening betekent en innervatie, wat aansturing door een zenuw betekent, veel gebruikte woorden voor de beschrijving van de functie van verschillende structuren.
Topografische aanduidingen
De anatomische houding is het referentiepunt voor de aanduiding van positie en beweging. In het boek Gray’s Anatomy wordt uitgelegd wat de anatomische houding precies is.
Een aantal topografische aanduidingen:
Craniaal: dit komt van cranium, wat schedel betekent. Craniaal betekent dus in de richting van de schedel
Caudaal: dit komt van caudum, wat staart betekent. Caudaal betekent dus in de richting van het staartbeen.
Ventraal: de buikzijde
Dorsaal: de rugzijde
Voor de rest van de benamingen kun je terecht in Gray’s anatomy.
Lichaamsholtes
Er bevinden zich een aantal holten in het lichaam......read more
Collegeaantekeningen bij Basis tot Homeostase 2019/2020Deze bundel bevat alle hoorcolleges en (proef)tentamens voor het blok van Basis tot Homeostase 2019/2020 van de opleiding Geneeskunde aan de Universiteit Leiden.
Study Notes bij Van basis tot homeostase - Geneeskunde UL (2015-2016)Bevat aantekeningen bij de colleges van 2015 - 2016 en sluiten aan bij de colleges van 2016 - 2017.
Dit principe kunnen we toepassen op meerdere niveaus: cellen, organismes, ecosystemen etc. Om de homeostase te bewaken moeten alle orgaansystemen samenwerken. Het cardiovasculair systeem, ademhalingssysteem en de nieren werken sterk samen. In dit blok wordt er gekeken naar de anatomie en fysiologie van het ademhalingssysteem, het cardiovasculaire systeem en de nieren.
De competenties die dit blok worden getest zijn: organisator, academicus en gezondheidsbevorderaar. De toetsing van dit blok bestaat uit een deeltentamen (20 meerkeuzevragen) en een tentamen (80 meerkeuzevragen). De aanvullende eisen van dit blok zijn; aanwezigheid bij de werkgroepen en practica, een voldoende beoordeling van het Einthoven Science project, zorgpaden en ‘roken een gezondheidsbevorderaar’. Je kunt aan het eind van het blok dispensatie krijgen voor maximaal 1 gemist verplicht onderdeel. Daarnaast kun je voor maximaal 1 gemist practicum en maximaal 1 gemiste werkgroep een vervangende opdracht aanvragen.
Fysiologie is de bestudering van de vitale functies van het lichaam. Hierbij kijkt men naar hoe de individuele organen functioneren, hoe ze samenwerken en welke interacties zich afspelen binnen en tussen organen. Daarnaast bestudeert men de integratie van processen op het moleculaire, cellulaire, orgaan en organismen niveau.
Homeostase is het aanpassen (constant houden) van belangrijke biologische parameters, die ervoor zorgen dat het organisme normaal kan functioneren in variabele toestanden. Hierbij moet de parameter worden aangepast aan de heersende omstandigheden. Denk hierbij aan: bloeddruk, pH, cel volume, et cetera. De term homeostase werd door Walter B. Cannon (1871-1945) geïntroduceerd. Het is van belang kennis te hebben van homeostase om zodoende symptomen van ziekte te kunnen begrijpen. Als gevolg van ziekte, trauma, infectie etc. kan het gebeuren dat de homeostatische mechanismen niet meer kunnen compenseren.
De orgaansystemen moeten uitwisseling hebben met het externe milieu om de homeostase in stand te houden. Hiervoor zorgt het cardiovasculaire systeem. Er is interactie van het cardiovasculaire systeem met het ademhalingssysteem: het cardiovasculaire systeem zorgt voor.....read more
Study Notes bij Van basis tot homeostase - Geneeskunde UL (2014-2015)Bevat aantekeningen bij de colleges, werkgroepen en patientdemonstraties van 2014-2015
Study Notes bij Van basis tot homeostase - Geneeskunde UL (2013-2014)Bevat aantekeningen bij de colleges, werkgroepen en patientdemonstraties van 2013-2014
Van Basis tot Homeostase: Samenvattingen, uittreksels, aantekeningen en oefenvragen - UL
JoHo can really use your help! Check out the various student jobs here that match your studies, improve your competencies, strengthen your CV and contribute to a more tolerant world
There are several ways to navigate the large amount of summaries, study notes en practice exams on JoHo WorldSupporter.
Do you want to share your summaries with JoHo WorldSupporter and its visitors?
Field of study
Op zoek naar een uitdagende job die past bij je studie? Word studentmanager bij JoHo !
Werkzaamheden: o.a.
Interesse? Reageer of informeer
Je vertrek voorbereiden of je verzekering afsluiten bij studie, stage of onderzoek in het buitenland
Study or work abroad? check your insurance options with The JoHo Foundation
Add new contribution