Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
College 1 “Ademhalen”
Doel ademhalen
De lichaamscellen van O2 voorzien en het, bij de cellulaire oxidatie van voedingsstoffen,
vrijkomende CO2 afvoeren. CO2 bindt op een andere manier aan hemoglobine dan O2,
hierdoor treden er op dat gebied geen problemen op in de gaswisseling.
Betrokken processen






Transport van gassen de long in en uit
Diffusie tussen alveoli en bloed
Uitwisseling tussen bloed en cellen
Afstemming van ventilatie en longdoorbloeding
Transport van gassen in het bloed
Verbruik van O2 en CO2 productie in de cellen






Ventilatie
Gaswisseling
Gaswisseling
Ventilatie : perfusie
Gastransport
Intermediair metabolisme
H-H vergelijking
De Henderson-Hasselbalch-vergelijking is
een vergelijking opgesteld om de pHwaarde van een buffersysteem te
berekenen. Dit is belangrijk omdat de
[CO2] bij inspanning stijgt, wat effecten
heeft op de pH van het bloed (pH mag
maximaal 0,5 afwijken van 7,4).
Bronchioli
Alle delen van de luchtpijp (van trachea tot
bronchi) hebben bindweefsel in de wand.
Bronchioli hebben dit niet, waardoor het
samengedrukt kan worden.
Tidal volume
Tidal volume: that volume of air moved
into or out of the lungs during quiet
breathing.
IRV
Inspiratory reserve volume: the maximal volume that can be inhaled from the end-inspiratory
level (top van de TV).
ERV
Expiratory reserve volume: the maximal volume of air that can be exhaled from the endexpiratory position.
1
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
RV
Residual volume: the volume of air
remaining in the lungs after a
maximal exhalation.
Dus:




Functionele Residuaal
Capaciteit
o FRC = ERV + RV
Inspiratoire Capaciteit
o IC = VT + IRV
Vitale Capaciteit
o VC = IC + ERV
Totale Long Capaciteit
o TLC = VC + RV
Ademhaling
De onbewuste inademing gebeurt door een impuls vanuit het ademhalingscentrum in
het verlengde merg van de hersenstam. Als de longen zijn uitgerekt valt deze impuls weg en
kan de uitademing beginnen. De koolstofdioxideconcentratie is de prikkel waarop het
ademcentrum reageert. Stijgt deze concentratie, dan wordt krachtiger geademd om de
concentratie terug te brengen op het optimale niveau. Met ademhalingsspieren worden die
spieren bedoeld die de adembewegingen verzorgen. Dit zijn het middenrif, de spieren van de
buikwand, de tussenribspieren en de supra-claviculaire (boven het sleutelbeen gelegen)
spieren. Zij worden gebruikt bij het inademen of bij het actief uitademen. Bij het inademen
maken de spieren het volume van de borstholte groter, zodat de longen, die zich in deze
borstholte bevinden, uitzetten. De druk in de borstholte wordt dan lager dan die van de
buitenlucht, waardoor de lucht in de longen stroomt (wet van Boyle P x V = constant). Bij het
uitademen ontspannen de spieren zich en door de elasticiteit van de longen, borstkas en
buikwand wordt het volume van de longen weer kleiner, wordt de druk in de longen hoger en
zal de lucht weer naar buiten worden gestuwd.
2
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Pleurale en alveolaire druk
Je kunt dus zeggen dat er lucht in de long stroomt doordat er
een onderdruk in de longen ontstaat. Eerst neemt de Pleurale
druk af, doordat de pleurale ruimte (de ruimte tussen het
longvlies en de alveoli, ook wel de intra thoracale ruimte
genoemd) wordt opgerekt door het strekken van o.a. het
middenrif. Doordat de pleurale druk afneemt, zullen de alveoli
als het ware worden meegetrokken, waardoor ook de
alveolaire druk daalt (omdat het volume toeneemt). Hierdoor
ontstaat er een onderdruk en zal er lucht in de long stromen.
Te overwinnen krachten


Elastische krachten
• Retractiekrachten long
• Retractiekrachten thoraxwand
Weerstandskrachten
• Luchtwegweerstand
• Weefselweerstand
Transmurale druk
Onder de transmurale druk verstaat men het verschil tussen de intra-alveolaire druk en de
intrapleurale druk.
At
3
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Functional residual capacity (FRC), defined as the volume of gas in the lungs at the end of a
normal exhalation, the tendency of the lungs to contract is opposed by the equal and opposite
tendency of the chest wall to expand. For the lungs and the chest wall to achieve a volume
other than this resting volume (FRC), either the pressures acting on them must be changed
passively —e.g., by a mechanical ventilator that delivers positive pressure to the airways and
alveoli— or the respiratory muscles must actively oppose the tendency of the lungs and the
chest wall to return to FRC. During inhalation to volumes above FRC, the inspiratory
muscles actively overcome the tendency of the respiratory system to decrease volume back to
FRC. During active exhalation to volumes below FRC, expiratory muscle activity must
overcome the tendency of the respiratory system to increase volume back to FRC.
At TLC, the maximal force applied by the inspiratory muscles to expand the lungs is opposed
mainly by the inward recoil of the lungs. As a consequence, the major determinants of TLC
are the stiffness of the lungs and inspiratory muscle strength. If the lungs become stiffer —
i.e., less compliant and with increased inward recoil —TLC is decreased. If the lungs become
less stiff (more compliant and with decreased inward recoil), TLC is increased. If the
inspiratory muscles are significantly weakened, they are less able to overcome the inward
elastic recoil of the lungs, and TLC is lowered.
At RV, the force exerted by the expiratory muscles to decrease lung volume further is
balanced by the outward recoil of the chest wall, which becomes extremely stiff at low lung
volumes. Two factors influence the volume of gas contained in the lungs at RV. The first is
the ability of the subject to exert a prolonged expiratory effort, which is related to muscle
strength and the ability to overcome sensory stimuli from the chest wall. The second is the
ability of the lungs to empty to a small volume. In normal lungs, as PTP is lowered, lung
volume decreases. In lungs with diseased airways, as PTP is lowered, flow limitation or
airway closure may limit the amount of gas that can be expired. Consequently, either weak
expiratory muscles or intrinsic airways disease can result in an elevation in measured RV.
Compliantie
Onder de rekbaarheid (ook wel compliantie genoemd) verstaat men de volumeverandering
die bij een bepaalde drukverandering optreedt (∆V/∆P). Factoren die de compliantie bepalen
is de hoeveelheid collageen en elastine in de wand en de oppervlaktespanning in de alveoli
Deze compliantie is te bepalen uit de volume-druk relatie (rustrekkingscurve) onder statische
omstandigheden. Dit kan alleen onder statische omstandigheden omdat het stromen van lucht
weerstand veroorzaakt. Het omgekeerde van compliantie is de terugveerkracht van de longen.
Elasticiteit is dus geen rekbaarheid! Bij het inhouden van je adem is je Pmond gelijk aan je
Palveoli, omdat er op dat moment geen lucht stroomt!
4
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Oppervlaktespanning
Wet van Laplace
Aan het oppervlak met de lucht zullen de watermoleculen van de alveolaire wand elkaar
aantrekken (want niet graag in contact met de lucht)  intramoleculaire krachten 
oppervlaktespanning (T)  binnenkant van de alveool neemt zo klein mogelijke oppervlakte
aan  druk in alveool (P). Collaps van kleine alveoli in aanwezigheid van groteren.
Surfactant
Gesecreteerd door type II alveolaire cellen, bedekt binnenkant van de alveoli

T reduceren  longen al kunnen openen met een druk van enkele cm H20

Maakt T afhankelijk van het volume van de alveoli. Als T onafhankelijk zou zijn van de
grootte van de alveoli dan zou volgens de wet van Laplace de druk het grootst zijn in de
kleine alveolen waardoor de lucht van de kleine naar de grote alveoli (waar de druk lager
is) zou lopen.
Arbeid tijdens ademhaling
The work of breathing equals the product of pressure
change across the lung and volume of gas moved.
During inspiration, most of the work is done to
overcome elastic recoil of the thorax and lungs, and the
resistance of the airways and non-elastic tissues.
5
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
College 2 “Interne milieu”
Regelsysteem: Terugkoppeling





Negatieve terugkoppeling (neg.feedback, tegenkoppeling)
Zorgt voor stabilisatie
Positieve terugkoppeling(pos.feedback, meekoppeling)
Zorgt voor destabilisatie, bv. circulus vitiosus
Feedforward: signalering van de dreigende verstoring; Beter voorkomen dan genezen
Basiseenheid neurohumorale regulatie: reflexboog
Om een werkende reflexboog te creeeren heb je een aantal dingen nodig. Ten eerste een
sensor (receptor) dat in contact staat met hetgene dat gereguleerd dient te worden. Ten
tweede moet deze receptor via een afferente baan in contact staan met een integratiecentrum,
dat vervolgens een signaal stuurt naar de effector via efferente banen. Een reflexboog kan
zowel onderdeel zijn van een gesloten als een open regelsysteem.
Reflexen
Somatische reflex
Bij dit type reflex slaat de sensor aan op een prikkel van buiten het lichaam (exteroceptie) of
op een prikkel vanuit het bewegingsapparaat of evenwichtsorgaan (proprioceptie). Hierdoor
kan een myotatische (zonder tussenkomst van de hersenen) reflex ontstaan.
Autonome reflex
Bij dit type reflex liggen de sensoren meestal binnen het lichaam (enteroceptief). Denk hierbij
aan osmosensoren, barosensoren en chemosensoren. De effector is vrijwel altijd glad
spierweefsel of klierweefsel, terwijl dit bij somatische reflexen vaak dwarsgestreept
spierweefsel is. In de afbeelding hieronder wordt links een somatische en rechts een
autonome reflex weergegeven.
6
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Endocriene reflexen
Onder dit type reflex verstaat men regelsystemen die hormonaal worden gereguleerd.



pO2 nierschors ↓  Erytropoietine (EPO)
Bloedglucose ↑   - cellen pancreas (sensor + integrator)  insuline  opname
glucose in cellen  daling bloedglucosespiegel
Zuur (HCl) in duodenum  S-cellen in mucosa darm: secretine Secretine (via
bloed) pancreas  o.a. HCO3-  neutralisatie zuur in duodenum
Orthosympaticus en parasympaticus
Uit dit plaatje kan je opmerken dat sympatische neuronen alleen thoracaal en
parasympatische neuronen vanuit de hersenstam en sarcaal ontspringen.


Postganglionaire transmitter parasympathicus is ACh (cholinerg)
Postganglionaire transmitter sympathicus NA (NE, adrenerg).
(Uitzondering zweetklieren, die sympathisch cholinerg worden geïnnerveerd)
7
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
De sympaticus loopt via de grensstrengen (reeks
ganglia die als een parelsnoer langs her ruggenmerg
gelegen zijn) naar de organen, de neuronen stellen de
neurotransmitter noradrenaline vrij. In tegenstelling
tot het sympatische zenuwstelsel bevat het
sympatische zenuwstelsen zeer korte preganglionaire
zenuwen die vanuit het ruggenmerg overschakelen in
een ganglion. Hierdoor heeft het sympatische
zenuwstelsen zeer lange postganglionaire zenuwen
die verschillende doelorganen kunnen innerveren. De
preganglionaire zenuwen hebben allemaal
acetylcholine als neurotransmitter. De postganglionaire zenuwen hebben dit niet. De
postganglionaire neurotransmitter van het
sympatische zenuwstelsel is noradrenaline, terwijl dit
in het parasympatische zenuwstelsel nog steeds
acetylcholine is.
De parasympathicus die vertrekt vanuit het ruggenmerg, de neuronen gebruiken de
neurotransmitter acetylcholine. Ze bestaat vooral uit de zwervende zenuw (nervus vagus).
Vertakkingen van deze zenuwen lopen naar de verschillende organen. Het parasympatische
zenuwstelsel heeft hele lange preganglionaire zenuwen die vanuit de hersenstam pas in het
doelorgaan overschakelen op het ganglion. Parasympatische zenuwcellen hebben daarom
zeer korte postganglionaire zenuwen.
Acetylcholine en (N)A-receptoren
Er zijn drie typen ACh-receptoren:



Muscarinerge (AChM). Deze zitten veel in de parasympatische eindsynapsen.
Nicotinerge (AChN). Deze zitten veel in de sympathische en parasympathische
ganglia
Nicotinerge, met receptoren op de motorische eindplaten van skeletspieren (AChNm)
Er zijn twee typen (N)A-receptoren
Adrenerge receptoren: - en  (1, 2 en 1, 2 ).


NA: meer voorkeur voor -receptoren, minder voor -receptoren
A: zowel voorkeur voor - en -receptoren
8
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Meeste systemische bloedvaten (speciaal in abdominale viscera en huid ledematen):

Sympathische stimulatie + -adrenerge receptoren  vasoconstrictie
Bloedvaten actieve skeletspieren:

Sympathische stimulatie + 2-adrenerge receptoren  vasodilatatie
DUS: -constrictie en -dilatatie. Parasympatische stimulatie heft op de meeste bloedvaten
geen effect (behalve vasodilatatie in gezicht en in de penis).
Eiwithormonen
Dit soort hormonen bestaat uit aminozuren. Eiwithormonen kunnen speciale aanpassingen als
sulfateringen ondergaan, waardoor de affiniteit van sommige receptoren sterk wordt
verhoogd. Eiwithormonen zijn hydrofiel, waardoor ze aan een extracellulaire receptor moeten
binden om een effect uit te oefenen op de cel. Eiwithormonen worden uitgescheiden wanneer
een stimulus het intracellulaire Ca2+ doet stijgen, waardoor secretoire granules zullen
versmelten met het celmembraan. Eiwithormonen worden afgebroken door proteasen in het
bloed, waardoor ze een korte halfwaardetijd hebben.
Steroïde hormonen
Dit soort hormonen zijn vaak geslachtshormonen of hormonen afkomstig van de
bijnierschors. Deze hormonen zijn afgeleid van cholesterol (en dus lipofiel), waardoor ze
door het celmembraan heen kunnen diffunderen en vervolgens aan een intracellulaire
receptor kunnen binden. I.t.t. eiwithormonen worden steroïde hormonen vrijwel niet
opgeslagen in de cel (mits in vetweefsel). Snelheid productie = snelheid afgifte, snelheid
productie wordt gecontroleerd (i.t.t. eiwithormonen, waarbij de mate van afgifte wordt
gereguleerd). Eiwithormonen brengen een intracellulaire signalering op gang, wat vele
effecten kan hebben. Steroïde hormonen beïnvloeden direct de genexpressie. Tenslotte
worden steroïde hormonen aan transporteiwitten gebonden tijdens circulatie.
Hypofyse
De hypofyse produceert neurohormonen betrokken bij de groei of regulatie van endocriene
klieren. Hij wordt aangestuurd door de hypothalamus. De hypofyse bestaat uit twee delen, de
zogenaamde neurohypofyse en de adenohypofyse.


De neurohypofyse maakt vooral hormonen aan die het bloedvolume reguleren (ADH).
Ook produceert de neurohypofyse oxytocine.
De adenohypofyse maakt vrijwel andere hormonen (LH, FSH, GH, PRL, TSH en
ACTH).
ADH-productie: in neuronen in de hypothalamus. Beschadiging van deze neuronen  weinig
of geen ADH-productie  Diabetes Insipidus (polyurie en veel drinken)
9
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Hormonen en de bijnier


Bijniermerg
o Adrenaline
Bijnierschors
o Zona glomerulosa: mineralocorticoïden
(aldosteron)
o Zona fasciculata: glucocorticoïden (cortisol)
o Zona reticularis: geslachtshormonen
Cortisol remt zowel de ACTH afgifte door de hypofyse dat de afgifte van cortisol in de
bijnierschors stimuleert als het CRH uit de hypothalamus. Cortisol heeft dus een dubbele
negatieve terugkoppeling op de ACTH afgifte.
Functies cortisol









Stimulering gluconeogenese (sparen lever/spierglycogeen)
Stimulering eiwitafbraak (aminozuren voor gluconeogenese)
Remming glucose-opname door cellen, behalve bij zenuwweefsel
Remming ontstekingsreacties (vandaar gebruik cortisol bij allergische reacties en
ontstekingsreacties)
Remming vorming van antilichamen
Vaten gevoeliger maken voor A en NA
Stabilisatie lysosomale membranen van beschadigde cellen
Speelt een rol in de productie van surfactans
Onderdrukking groei en functie bepaalde immuuncellen
Angiotensine II
Zoals hiernaast te zien is heeft angiotensine II twee
effecten, namelijk vasoconstrictie en het stimuleren
van Na en water retentie gedirigeerd door aldosteron.

ADH corrigeert de vloeistofbalans na
verandering in de osmolariteit van het bloed

Aldosteron corrigeert de vloeistofbalans na
een verandering in de hoeveelheid
vloeistof/bloed.
10
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
College 3 “Diabetes”
Endocriene pancreas
Glucagon en α-cellen
Glucagon stimuleert de glycogenolyse (de afbraak van glycogeen) en gluconeogenese
(aanmaak van glucose in de vetcellen). Glucagon zorgt voor een verhoogde productie van
cAMP in de lever. Hierdoor worden afbraakenzyemen, zoals phosphoryfase geactiveerd. Dit
zorgt voor de afbraak van glycogeen tot glucose.
Insuline en bèta-cellen
Insuline is een polypeptidehormoon. Dit hormoon heeft invloed op de glucosestofwisseling.
Een tekort aan insuline leidt tot suikerziekte (diabetes). Insuline wordt gemaakt door de
bètacellen van het pancreas, in de eilandjes van Langerhans en via het bloed vervoerd.
Insuline remt de glycogenolyse (glucose  glycogeen) en de gluconeogenese (vet en eiwitten
 glucose).
Somatostatine en δ-cellen
Dit hormoon heeft verschillende functies. Het werkt remmend op de afscheiding van insuline
en glucagon. Het onderdrukt de productie van maagzuur en vertraagt de lediging van
de maag. Het kan bovendien optreden als neurotransmitter.
Oorzaken hyperglycemie T1DM


Nauwelijks glucoseopname door spieren en hersenen
Glycogenolyse en gluconeugenese in lever (worden niet geremd door insuline)
Door de verhoogde glucoseconcentratie in het bloed zal er ook meer glucose in de voorurine
in de nefronen in de nieren terecht komen. Aangezien de transporters in de nefronen maar een
bepaalde hoeveelheid glucose kunnen resorberen, blijft er bij T1DM patienten veel glucose in
de urine over. Vervolgens zal het ontstaande verschil in osmotische waarde ervoor zorgen dat
water zich in de voorurine zal verzamelen, waardoor de (voor)urine in volume toeneemt.
Hierdoor zal de patiënt heel veel naar de WC moeten. Dit proces noemt men ook wel
osmotische diurese. Deze polyurie zorgt in het bloed voor een hypovolemie en dorst, doordat
de patient veel water via de urine verliest. Zoals al eerder gezegd worden er bij een
hypovolemie catecholaminen uitgescheiden, om zo de hartslag te verhogen en een perifere
vasoconstrictie teweeg te brengen. Deze catecholaminen en glucagon zorgen voor lipolyse,
die vervolgens FFA’s en ketonlichamen vrijmaken (hierbij val je dus af).
In de lever worden deze FFA’s omgezet in acetylazijnzuur, dat op zijn beurt weer wordt
omgezet in aceton en -hydroxyboterzuur. Aangezien beta-hydroxyboterzuur een zuur is, kan
het de buffercapaciteit van het lichaam aantasten.
11
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Een daling van de pH van het bloed (acidose) kan erg gevaarlijk zijn. De uitersten liggen
tussen de 6,9 en de 7,9.
Zoals je in de bovenstaande formule kunt zien is er een verband tussen de HCO3
concentraties en de koolstofdioxide druk. Wanneer de bicarbonaatconcentraties dalen duur de
aanslag van ketonzuren op de bufferwerking van het lichaam, zal men automatisch proberen
om de koolstofdioxidedruk in het bloed te verlagen, om zo de pH gelijk te houden. Het
compenseren via de ademhaling wordt ook wel respiratoir gecompenseerde metabole acidose
genoemd.
De adem van ontregelde diabeten zal ook naar aceton ruiken, omdat dat het product is wat
naast ketonlichamen ontstaat. Uiteindelijk gaan deze mensen dood aan een keto-acidotisch
coma. Aangezien vetten de rol van koolhydraten niet volledig kunnen overnemen in de
stofwisseling hanteert men het volgende gezegde: Vetten verbranden in de vlam van
koolhydraten.
Bij de oxidatie van vetzuren ontstaat er acetylCoA dat vervolgens met oxaalacetaat kan
reageren tot citraat en de citroenzuurcyclus in kan. Het probleem is echter dat bij T1DM de
rem op de gluconeogenese wegvalt, waardoor al het oxaalacetaat reageert tot glucose. T1DM
patienten hebben dus te weinig oxaalacetaat en een overmaat aan acetylCoA. Door gebrek
aan oxaalacetaat wordt de overmaat acetylCoA door de lever omgezet in acetoacetaat, betahydroxyboterzuur en aceton. Hierdoor stijgt ook de hoeveelheid ketonlichamen in de urine.
Tentamen: Ga na of T2DM patiënten last hebben van ketonurie
Hypo’s ontstaan door een te hoge insulinespiegel, intensieve arbeid en door het uitputten van
het leverglycogeen. Dit kan schadelijk zijn voor de hersenen, omdat deze op korte termijn
zijn aangewezen op glucose als brandstof. Omdat een te laag bloedsuikerspiegel de
sympathicus activeert, treden er klinische verschijnselen als een tremor, zweten en
tachycardie op. Wanneer ook de neuronen te weinig glucose krijgen noemt men dit
neuroglycopenie. Verschijnselen hiervan zijn honger, verwardheid, abnormaal gedrag en
eventueel een coma.
Complicaties op lange termijn
1) Diabetische retinopathie




Hyperglykemie
Microtrombi
Ischaemie
Nieuwe vaten
 Microvasculaire schade
 Retinale ischaemie
 Proliferatieve retinopathie
 Snel kapot  bloedingen retina
12
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
2) Diabetische nefropathie
Hierbij treedt er een toegenomen permeabiliteit van de glomerulus capillairen voor albumine
op.
3) Diabetische neuropathie
Hyperglykemie  zenuwschade door glycosidering eiwitten en/of de conversie van glucose
in sorbitol. Hierdoor kan er occlusie in de nerveuze capillairen ontstaan, wat kan zorgen voor
neuropathie (degeneratie cellen van Swann, degeneratie axonen, verlies pijnsensatie (ulcus
diabeticus)).
4) Macrovasculair lijden
Hierbij treedt er atherosclerose op doordat VLDL en LDL stijgen en HDL daalt.
College 4 “Ventilatie en perfusie”
Zoals je kunt zien kun je de bovenste grafiek indelen in twee delen, namelijk de compliantie
en de luchtwegweerstand. Hierin is de compliantie de steilheid van lijn AC en de
luchtwegweerstand de breedte van de rugbybal evenwijdig aan de X-as (FB). Wanneer de
compliantie en luchtwegweerstand dusdanig toenemen, zal er een gebied links buiten het
driehoek treden. Wanneer dit gebeurd heeft de patiënt moeite met uitademen, maar het
inademen gaat gemakkelijker. Andersom is het ook waar. Wanneer de compliantie (sterk)
afneemt wordt het voor de patiënt moeilijker om in te ademen, terwijl uitademen juist
gemakkelijker gaat.
“De 62-jarige heer J. voelt zich de laatste tijd erg benauwd. Sinds zijn 17 de rookt hij
gemiddeld 2 pakjes sigaretten per dag. Hij weet wel dat roken niet goed is, maar heeft niet
het idee dat de benauwdheid door het roken erger wordt, integendeel.”
13
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Diagnose: Door het roken zijn de randen van de alveoli stuk gegaan. Hierdoor zijn er vezels
(collageen) in de wanden van de alveoli verloren gegaan, waardoor de patiënt meer moeite
krijgt met uitademen. Roken zorgt ervoor dat de rugbybal breder wordt (longobstructie neemt
toe) en de compliantie toeneemt, waardoor de situatie in de rode grafiek ontstaat.
Bij chronische bronchitis zijn de oorzaken vaak ontstekingsprocessen in de kleine
luchtwegen, de bronchioli. De bronchusklieren zijn vergroot waardoor overmatig
veel slijm wordt geproduceerd. Die ontstaat door littekenvorming in de wand, het gladde
spierweefsel, van de bronchiën. Hierdoor zwellen de slijmvliezen op waardoor een
gedeeltelijke obstructie van de luchtwegen ontstaat. Dit zorgt dus voor het breder worden van
de grafiek (luchtwegobstructie).




Afname collageen
Emfyseem/COPD
Fibrose
Ontsteking




Compliantie stijgt
Compliantie stijgt
Compliantie daalt
Luchtwegobstructie neemt toe
Forced expiration is a simple but extremely useful pulmonary function test. Following
maximal inhalation a person exhales as hard and as completely as possible. Measuring forced
expirations is very effective for separating normal ventilation from obstructive and restrictive
conditions.
Two values are obtained with this manoeuvre: the volume exhaled in one second (FEV1) and
the vital capacity (VC), which is – by definition – identical with the forced vital capacity
(FVC). In healthy subjects the volume that can be expired in one second is usually about 80%
of the forced vital capacity, or something like four litres out of five (male adult).
14
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
In an obstructive condition, however, such as asthma, bronchitis or emphysema, not only the
forced vital capacity, but the rate of expiratory flow is also decreased. With restrictive
disease, like fibrosis, forced vital capacity is also compromised. However, due to the low
compliance of the lung in such conditions, and the high recoil, the FEV1/FVC ratio may be
normal or even higher than normal.
Dit geforceerde uitademen moet altijd via een kleine
opening gebeuren, omdat de long anders inklapt
omdat de druk in buiten de alveoli hoger is dan in de
alveoli zelf. Van alveoli richting mond zal de druk
steeds minder worden. In het begin zal de druk in de
alveoli hoger zijn dan de intrathoracale druk, maar
ergens tussen de alveoli en mond ligt er een punt dat
de intrathoracale druk hoger wordt dan de alveolaire
druk. Door door een klein tuitje te ademen treedt er
stuwing op in de luchtweg, waardoor je de alveolaire
druk weer verhoogd, zodat de long niet inklapt.
DUS: Door tuitje ademen  verhogen alveolaire
druk.
Pursed lip breathing
Pursed lip breathing (PLB) is the act of exhaling through tightly pressed, pursed lips. Doctors
and respiratory therapists teach the technique to their patients to ease shortness of breath and
to promote deep breathing, also referred to as abdominal or diaphragmatic breathing. The
purpose of PLB is to create back-pressure inside airways to splint them open; moving air thus
then takes less work.
Spontaneous breathing through pursed lips, especially after physical exercise, is also one of
the signs that health workers use to detect possible chronic obstructive pulmonary disease
(COPD) in patients.
Long en alveolaire ventilatie



Ademminuutvolume: VE= F x Vt
Fysiologische dode ruimte (Vd): Vd = Va + Ve
o Anatomische dode ruimte: lucht in longen maar niet in longblaasjes
o Alveolaire dode ruimte: lucht in alveoli dat mee kan doen maar niet doet
Alveolaire ventilatie: Va = f x Va = f x (Vt – Vd)
Tentamenvraag: Hoe komt het dat iemand met (ziekte) geen last heeft van benauwdheid in
rust, maar wel bij inspanning?
Antwoord: Bloed gaat sneller stromen, minder diffusietijd voor zuurstof  PO2 ↓
15
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Alveolaire en arteriële verschil (A-A verschil)
De A-a gradiënt is het verschil tussen alveolaire O2 (PAO2) en arteriële O2 (PaO2)
zuurstofspanning. Oorzaken van het normale A-a verschil zijn regionale verschillen in de
ventilatie-perfusie verhouding. Daarnaast kent het lichaam zogenaamde R-L shunts. Dit zijn
plekken in het lichaam waar er zuurstofarm bloed zich bij zuurstof rijk bloed mengt. Enkele
voorbeelden hiervan zijn de coronaire vaten, die zich uitten in het zuurstofrijke linker
ventrikel en de brochiaalvaten (de vaten die de longen van bloed voorzien) die zich uitten in
de vena pulmonales.
Met regionale verschillen bedoelt men het effect van de zwaartekracht op het alveolair
volume en de longperfusie. In de bovenkant van de long (in rechtopstaande positie) bedraagt
de pleurale druk ongeveer -10cm waterdruk, terwijl dit in de basis slechts -2,5cm waterdruk
is. Omdat de druk daar zoveel lager is zal de perfusie in de basis 6 keer groter zijn en de
ventilatie 2,5 keer.
Gevolg: ventilatie/perfusie-verhouding aan de basis juist kleiner  relatieve hypoventilatie.
College 5 “Gaswisseling”
Bloed
Menselijk bloed bestaat uit zogenaamd bloedplasma en
bloedcellen. Onder deze cellen verstaat men de rode bloedcellen
(erythrocyten), witte bloedcellen (leukocyten) en bloedlaatjes
(tromobocyten). Hiernaast kun je zien wat er gebeurd wanneer
je bloed centrifugeert. Er ontstaat een zogenaamde buffy coat,
die bestaat uit leuko’s en trombo’s.
Bezinkingssnelheid (BSE)
Erythrocyten zullen reversibele aggregaten vormen in de vorm
van geldrollen. Vervolgens zal dit netwerk uiteenvallen en zal
er een terminale stapeling optreden. Wanneer er een
verandering optreedt in het plasma eiwitspectrum zal de BSE
toenemen. Eiwitten functioneren als een soort lijm die de
aggregaten bij elkaar houdt. Hoe meer eiwit, hoe sneller de
bezinking.


Verkoudheid: 30 mm in 1ste uur
Vormen van Kanker: 100 mm in 1ste uur
Hematocriet
Dit is het zogenaamde relatieve erythrocytvolume. Om dit te berekenen deel je het rode
bandje door de som van alle drie de lagen (RBC/(Plasma + Buffy Coat + RBC)).
16
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Erythrocyten
Rode bloedcellen zijn biconcave schijfjes cellen die geen kern hebben. Ze zijn gemakkelijk
vervormbaar, zodat ze zich gemakkelijk door kleine capillairen kunnen wringen. Daarnaast
bevat een rode bloedcel vele Hb-eiwitten, waardoor de zuurstoftransportcapaciteit van het
bloed sterk is toegenomen. Wanner de PO2 in de nierschors daalt zorgt dit voor de activatie
van een enzym dat EPO gaat maken. Dit enzym zorgt voor de vorming en afgifte van nieuwe
ery’s. Ery’s worden voornamelijk in de milt afgebroken.
Hemoglobine
Hemoglobine is een eiwit dat in het bloed van de
mens en veel andere dieren voorkomt. Rode
bloedcellen zijn vrijwel geheel gevuld met dit eiwit.
Het geeft aan bloed de rode kleur. In de rode
bloedcellen is hemoglobine verantwoordelijk voor
het transport van zuurstof (O2) en koolstofdioxide
(CO2) door het bloed. Elke hemoglobinemolecuul
kan maximaal 4 zuurstof (O2) of 4 koolstofdioxide
(CO2) moleculen binden. Een hemoglobinemolecule is opgebouwd uit 4 polypeptide-ketens
(globines) en bevat 4 heemgroepen die elk een ijzeratoom bevatten. De zuurstofatomen
hechten zich aan het ijzer. De affiniteit van CO voor hemoglobine is 210 tot 260 keer hoger
dan die van zuurstof. Zelfs bij aanwezigheid van minieme hoeveelheden, zal CO zich in
plaats van zuurstof hechten aan de hemoglobine. Zo wordt het zuurstoftransport naar de
cellen verstoord.
Belangrijk: Bij het binden van zuurstof aan ijzer blijft de ferrovorm gehandhaafd. Er treedt
dus geen oxidatie, maar een oxigenatie op.
Gastransport
De concentratie van zuurstof in het bloed is de concentratie van het vrij opgeloste O2 plus het
door hemoglobine gebonden zuurstof.

cO2 = cO2 (vrij opgelost) + cO2 (Hb)
Om dit te berekenen moet je dus zowel het vrij opgeloste O2 als het Hb gebonden O2 weten.


CO2 (vrij opgelost) = O2 x pO2
(wet van Henry)
o O2 : Oplosbaarheidscoëfficient zuurstof
o pO2: Zuurstofspanning
De cO2(Hb) is niet te bereken. Als alle Hb volledig is geoxigeneerd, kan er,
onafhankelijk van de pO2, niets meer bij: vol = vol.
o Binding een molecuul O2 aan haem  verandering ruimtelijke structuur Hb
 andere haemgroep neemt gemakkelijker een volgend O2 molecuul op
(allosterische interactie). Dit geeft aan de pO2-cO2(Hb) relatie een S-vormig
karakter.
17
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
De cO2(Hb) is recht evenredig met de [actieve Hb]. De concentratie actief hemoglobine
wordt ook wel cHb* genoemd. cHb kan worden gedefinieerd als de concentratie van alle in
het bloed aanwezige Hb-derivaten minus cdysHb (dysfunctioneel Hb). Omdat de
laboratoriumbepaling van sO2 (zuurstofverzadiging ofwel saturatie) eenvoudiger is dan die
van cO2 is het gebruikelijk om de sO2 te nemen in plaats van de cO2.

De relatie tussen de pO2 en sO2: Zuurstofdissociatiecurve.
Zuurstofdissociatiecurve
De bij de in de longen heersende
pO2 , ook al varieert deze (10-14
kPa), is bloed vrijwel volledig
met O2 verzadigd.
Op het pO2 niveau in de
weefselcapillairen ( 5kPa) is de
curve steil zodat bij een geringe
pO2 daling veel O2 wordt
losgelaten.
Bij stijgende [H+] en pCO2 wordt
O2 gemakkelijker losgelaten en
bij dalende [H+] gemakkelijker
opgenomen (Bohr effect).
Stijging van temperatuur geeft
een rechtsverschuiving
By selectively binding to deoxyhemoglobin, 2,3-DPG stabilizes the T state conformation,
making it harder for oxygen to bind hemoglobin and more likely to be released to adjacent
tissues. 2,3-DPG is part of a feedback loop that can help prevent tissue hypoxia in conditions
where it is most likely to occur.
When 2,3-DPG binds to deoxyhemoglobin, it acts to stabilize the low oxygen affinity state (T
state) of the oxygen carrier.


Hb(O2)4 + DPG  DPG-Hb + 4O2
Bij stijging van 2,3DPG verschuift het evenwicht naar rechts.
18
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Principe van Fick
Het totale O2-transport door het bloed komt overeen met het O2-verbruik van het lichaam.
Oorzaken hypoxie (onvoldoende zuurstof in weefsels)






q te laag = ischemie, (as)grauw, hartinfarct
cHb* te laag = anemie, bleek, bloeding
cdysHb te hoog = Hb-intoxicatie,
o CO-vergiftiging(kersrood)
o Fe+++ te hoog (violet)
O2 = constante, nooit afwijkend
sO2a te laag = hypoxemie, blauw, longafwijkingen
sO2v te hoog = weefselintoxicatie, rood, HCN
CO2 transport
Koolstofdioxide komt net als zuurstof voor in een gebonden en een vrij opgeloste vorm.

c CO2 = c CO2 (vrij opgelost) + c CO2 (gebonden)
Net als zuurstof is de vrij opgeloste concentratie van koolstofdioxide te berekenen m.b.v. een
constante en de koolstofdioxidedruk: c CO2(vrij opgelost) =  CO2 x p CO2. De gebonden
vorm van koolstofdioxide is echter ingewikkelder dan die van zuurstof, omdat
koolstofdioxide zowel aan Hb als aan andere stoffen kan binden. Hierdoor wordt
koolstofdioxide zowel in het plasma als in ery’s gebonden en vervoerd.CO2 lost in plasma
vrij op en vormt HCO3- volgens:

CO2 + H2O  H2CO3 HCO3- + H+ (1)
En RNHCOO- (carbaminaat) volgens:

RNH2 + CO2  RNHCOO- + H+
(2)
De ontstane H+ wordt gebufferd door plasma-eiwit en HPO42- waardoor de evenwichten naar
rechts verschuiven. Toch wordt bij het stijgen van de pCO2 maar weinig CO2 in plasma
gebonden. Het transport van koolstofdioxide in het plasma bestaat dus uit een vrij opgeloste
vorm, in HCO3- en carbaminoverbindingen.
CO2-binding in de erytrocyt
CO2 diffundeert gemakkelijk de erytrocyt in, waar de bindingsvoorwaarden gunstiger zijn
dan in plasma. Dit door:


In de ery’s bevindt zich koolzuuranhydrase dat de reactie CO2 + H2O  H2CO3
aanzienlijk versnelt.
De H+-ionen worden vooral door Hb gebonden, door desoxiHb meer dan door HbO2:
in de weefsels ligt het evenwicht H+ + HbO2-  HHb + O2 naar rechts, in de longen
naar links.
19
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Haldane effect
Het Haldane-effect beschrijft de toegenomen bindingscapaciteit van gedeoxygeneerd bloed
(zuurstofarm bloed) voor koolstofdioxide. Omgekeerd heeft geoxygeneerd bloed (zuurstofrijk
bloed) een verminderde bindingscapaciteit voor koolzuur.
Bohr-effect
Het Bohr-effect is een eigenschap van hemoglobine die voor het eerst in 1904 door de
Deense fysioloog Christian Bohrwerd beschreven. Het Bohr-effect houdt in dat hemoglobine
minder affiniteit heeft voor zuurstof, door het aan het omliggende weefsels af te geven.
Hiervoor zijn vier redenen te geven:




Er is een verhoging van het koolstofdioxidegehalte in bepaalde weefsels
Er is een afname van de pH
De temperatuur stijgt
Een stof met een hogere affiniteit komt in contact met het hemoglobine en verdrijft
het zuurstof (bijvoorbeeld cyanide of koolstofmonoxide)
Dit zorgt voor een rechtsverschuiving van de zuurstofdissociatiecurve. Omgekeerd bindt
koolstofdioxide minder goed aan hemoglobine bij een verhoging van het zuurstofgehalte. Dit
wordt het Haldane-effect genoemd. Het Haldane-effect is de tegenhanger van het Bohr-effect.
Weefsels:
 Opname CO2 bevordert afgifte O2 (Bohr)
 Afgifte O2 bevordert opname CO2 (Haldane)
Longen:
 Afgifte CO2 bevordert opname O2 (Bohr)
 Opname O2 bevordert afgifte CO2 (Haldane)
Het Haldane en het Bohr effect vinden dus beiden in zowel de longen als de perifere weefsels
plaats!
20
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
CO2-dissociatiecurve
De relatie tussen de pCO2 en de cCO2 is te beschrijven met behulp van de CO2dissociatiecurve. De invloed van sO2 op de ligging van de curve geeft het Haldane effect weer
(veneus bloed kan meer koolstofdioxide binden dan arterieel bloed).
Noodzaak van Fe2+
Voor goed functionerend hemoglobine is Fe2+ essentieel. Fe2+ wordt in de proximale dunne
darm geresorbeerd. Wanneer een persoon te weinig ijzer tot zich neemt kan dit leiden tot een
ijzer deficiëntie. Andere oorzaken van een ijzer deficientie zijn chronisch bloedverlies
(menstruatie, trauma, maag/darm bloedingen) of een verhoogde behoefte aan ijzer bij een
zwangerschap.
Noodzaak vitamine B12
Een andere belangrijke stof in de erytropoese is vitamine B12. Vitamine B12 zit vooral in
vlees en zuivelproducten. Om door het lichaam opgenomen te kunnen worden moet vitamine
B12 eerst binden met het zogenaamde IF. IF wordt aangemaakt door parietale cellen in de
darmwand. Wanneer IF in contact komt met vit. B12 zal het een complex vormen dat in het
ileum kan worden opgenomen. Oorzaken van een vit. B12 deficiëntie zijn dus: ‘




Te weinig opname (veganisten)
Afwezigheid van IF (gastritis)
Aandoeningen ileum
Gastrectomie
21
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Noodzaak foliumzuur
Foliumzuur zit vooral in zuivel, bladgroenten en orgaanvlees. Het lichaam bevat genoeg
foliumzuur om voor ongeveer één maand aan de behoefte te voldoen. Oorzaken van een
foliumzuur deficiëntie:



Zwangerschapsbraken
Junkfood
Alcoholisme
Wanneer een persoon een vitamine B12 of foliumzuur deficientie heeft, zal er een verlaagde
DNA synthese plaatsvinden, waardoor precursor erytrocyten langer kunnen rijpen dan
normaal. Hierdoor zullen zij groter worden dan de precursor erytrocyten van een persoon
zonder deficiënties (megaloblasten). Als een gevolg hiervan zullen ook de circulerende ery’s
groter zijn dan normaal (macrocyten).


Grote precursor ery’s
Grote circulerende ery’s


Megaloblasten
Macrocyten
Definitie anemie
Anemie is geen ziekte, maar een symptoom waarbij het cHb* kleiner is dan normaal. Een
exacte en directe bepaling van cHb*, H+, [ery’s], MCV (gemiddeld volume van
de erytrocyten in bloed, hematocriet delen door het aantal bloedcellen) en MCH (de
gemiddelde hoeveelheid hemoglobine per rode bloedcel) is goed mogelijk. De enige
moeilijkheid is het bepalen van het circulerend volume.


Acuut bloedverlies. Hierbij is de totale hoeveelheid Hb en ery’s in het lichaam
gedaald, maar de cHb* en de [ery’s] in de eerste instantie normaal.
Gebruik diuretica. Hierbij is het bloedvolume sterk afgenomen. Hierdoor is de totale
hoeveelheid Hb en ery’s in het lichaam normaal, maar is de cHb* en [ery’s] gestegen.
Een anemie kan dus ontstaan door een verminderde bloedaanmaak, een verhoogde
bloedafbraak en bloedverlies.
Verminderde bloedaanmaak



Ontbreken van productiefactoren (ijzer, vit. B12, foliumzuur deficiëntie). Hierbij kan
er onderscheid worden gemaakt tussen een ijzergebreksanemie (te kleine ery’s) en een
pernicieuze anemie (te grote ery’s). Een pernicieuze anemie wordt dus veroorzaakt
door zowel een vit. B12 als een foliumzuur deficiëntie.
Daarnaast kan het zijn dat het lichaam te weinig erytropoëtine (EPO) aanmaakt. Dit
kan komen door verschillende nierziekten
Tenslotte kan het aantal stamcellen verminderd zijn t.g.v. een aplastische anemie
(hierbij is dus ook de [leuko’s] en de [trombo’s] verlaagd).
22
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Verhoogde bloedafbraak
Hierbij is er sprake van een verhoogde bloedafbraak (hemolyse). Bij dit proces gaan ery’s
kapot en komt Hb vrij. Hemolyse kan worden veroorzaakt door zowel intrinsieke als
extrinsieke afwijken.

Intrinsieke afwijkingen (erfelijk). Hier treedt er een productie van abnormale vormen
van Hb op (veranderde affiniteit voor O2 of een veranderde oplosbaarheid binnen
ery’s sikkelcelanemie), zijn er afwijkingen in de celmembraan te zien of heeft de
patiënt bepaalde enzymdeficiënties. Sikkelachtige ery’s kunnen een interactie aangaan
met trombocyten, endotheel, stollingseiwitten en andere circulerende factoren.
Hierdoor treedt er een “afsluiting” op van de microcirculatie wat zorgt voor een
pijnlijke crises.
Bij een ander genetisch defect is er een verschil in de productiesnelheid tussen - en
-globineketens.
o -thalassemie: te weinig -ketens
o -thalassemie te weinig -ketens.
Wanneer men over erfelijk bepaalde afwijkingen van de celmembraan praat, gaat het
vaak over een vormverandering van de erytrocyt. Hierdoor treedt er een versnelde
afbraak op in de milt. Een voorbeeld hiervan is sferocytose, hierbij neemt de erytrocyt
een bolvorm aan.
Bij een tekort aan enzymen in de erytrocyt verliest de ery het vermogen om zichzelf
van energie te voorzien, waardoor hij vroegtijdig ten gronde zal gaan.

Extrinsieke afwijkingen zijn niet genetisch bepaald maar worden veroorzaakt door
invloeden van buitenaf. Hierbij kun je denken aan mechanische en chemische
destructie.
o Bij mechanische destructie moet je denken aan hartklepprothesen, waarbij de
bloedcellen kapot worden geslagen tegen een metalen hartklep.
o Chemische destructie komt voor bij het gebruik van bepaalde medicijnen met
een oxiderende werking en het gif van de Cobra.
Ventilatie long
In de long treedt er vasoconstrictie op wanneer de partieelspanning van zuurstof daalt. In
weefsels gebeurt er juist het omgekeerde, om ervoor te zorgen dat het weefsel genoeg
zuurstof krijgt. Je kunt dus zegen dat bloed alleen naar de goed geventileerde delen van de
longen gaat.


Daling pO2 in de longen
Daling pO2 in weefsels


Vasoconstrictie
Vasodilatatie
23
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
College 6 “Het hart elektrisch”
Impulsgeleiding hart
In de wand van de rechter boezem (rechter atrium) zit een klein gebiedje (1-2 mm) van
aangepaste spiercellen, de sinusknoop, die een spontane depolarisatie vertoont: de cellen
trekken vanzelf ongeveer eenmaal per seconde samen. Er komt dus geen impuls uit de
hersenen aan te pas, het stimulatiecentrum zit in het hart zelf. Hiervoor is geen aansturing
door een zenuw of vanuit de hersenen nodig. Een hart dat uit het lichaam wordt verwijderd
blijft vanzelf nog enige tijd kloppen tot het geen energie meer heeft om dit te doen (glucose
en zuurstof worden natuurlijk niet meer aangevoerd). Als de sinusknoop uitvalt, kunnen
andere hartspiercellen deze functie overnemen, maar die kloppen dan wel met een lagere
frequentie. Ook bij ziektes van het hart en bij het ouder wordende hart kunnen soms spontaan
groepjes cellen elders in het hart een samentrekking starten.
De impuls die door de sinusknoop is opgewekt, plant zich over de omliggende spiervezels
voort en veroorzaakt daarbij contractie: de boezems trekken samen. Tussen de boezems en de
veel sterkere kamers ligt echter een tussenschot van bindweefsel waarin de kleppen zijn
opgehangen en dat geen impuls kan geleiden: de spiercontractie loopt hier dood en kan zich
niet naar de kamers toe voortplanten. De kamers blijven vooralsnog in rust terwijl de
boezems samentrekken (contraheren) en de
ontspannen kamers zo vullen met bloed.
In het bindweefsel tussen boezems en
kamers zit echter één plaats waar wèl
contact is: de atrioventriculaire knoop (AVknoop). Deze geleidt de impuls dat door de
spiervezels wordt opgewekt wel, maar met
een lichte vertraging van ongeveer 0,1
seconde. In deze periode pompen de
boezems nog wat extra bloed naar de
kamers.
Daarna geeft de AV-knoop het contractiesignaal naar de kamers door, te beginnen met het
interventriculair septum, het tussenschot tussen de linker- en de rechter kamer. Hierin zijn
speciale gemodificeerde spiervezels gelegen, de Bundel van His en de Purkinje-vezels die de
impuls naar de onderste punt van het hart geleiden. Vanaf daar gaat de impuls omhoog. De
contractie van de kamers begint dus onderin en verplaatst zich naar boven.
De linker en de rechter kamer trekken zich nu samen (systole), de druk in de kamers loopt op,
de mitraalklep (2-ledig) en tricuspidalisklep (3-ledig) slaan door deze druk dicht zodat het
bloed niet naar de boezems kan terugvloeien, en als de druk in de kamers hoger wordt dan de
druk in de longslagader en in de aorta dan openen zich respectievelijk de pulmonalis- en de
aortaklep en stroomt het bloed de slagaders in.
24
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
De contractiegolf van de hartspier loopt weer dood, nu tegen de onderkant van het
bindweefselseptum tussen boezems en kamers, het hart ontspant zich (diastole). Tijdens het
ontspannen vullen de boezems en kamers zich weer met bloed. Dit is voor het grootste
gedeelte een passief proces. Pas aan het eind van de diastole als de boezems zich
samentrekken wordt extra bloed de kamers ingeperst. Hierdoor komen deze een beetje onder
spanning te staan, waardoor de samentrekking van de kamers extra krachtig wordt.
ECG
Een elektrocardiogram of ECG is een registratie van de elektrische activiteit van de hartspier.
Een spiercel trekt samen onder invloed van natrium-, kalium- en calciumionen die door de
celmembraan heen en weer worden getransporteerd. Het ladingstransport en de elektrische
activiteit gaan vooraf aan de mechanische activiteit. Het aan de buitenkant van het lichaam
afgeleide ECG is een registratie van de resulterende som van al die afzonderlijke potentialen
van alle hartspiercellen samen in de tijd. De gemeten elektrische spanning is in de orde van
grootte van 1 millivolt, er is dus gevoelige apparatuur nodig. Ook moet de patiënt goed
stilliggen om de meting niet door de activiteit van andere spieren te storen.
P-golf
De P-golf (het kleine eerste bobbeltje in de basislijn op de illustratie) is het resultaat van de
depolarisatie van de hartboezems. Hierna wordt de depolarisatie een poosje opgehouden in de
AV-knoop; deze is te klein om op het ECG direct waarneembaar te zijn. Na ongeveer een
tiende seconde gaat de depolarisatie verder in het tussenschot (septum) tussen de hartkamers
of ventrikels. Hier begint de hartspier van de kamers zelf te ontladen en samen te trekken. De
depolarisatie is eerst via het septum naar de punt van het hart toe en daarna er weer vanaf
over de kamerwanden, dus de elektrische activiteit poolt in het qrs-complex vaak om.
QRS-complex
De eerste naar beneden gerichte
uitslag na de P-top heet q of Q (klein
of groot), de tweede positieve uitslag
r of R, de negatieve uitslag die daarna
eventueel nog volgt heet s of S.
Samen vormen deze het QRScomplex.
T-top en U-golf
Na de depolarisatie volgt weer een tijd van elektrische rust, waarna de T-top volgt die
fysiologisch het gevolg is van het langzame transport van natrium- en kaliumionen om de
potentiaal van de hartspiercellen weer te normaliseren, waarna de hartspier klaar is voor een
volgende samentrekking. De precieze oorzaak van de soms waarneembare U-golf is nog
altijd niet bekend. Een van de hypotheses is dat de U-golf overeenkomt komt met de
repolarisatie van de papillairspieren.
25
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
SA-knoop
Cells in the SA node spontaneously depolarize, resulting in contraction, approximately 100
times per minute. This native rate is constantly modified by the activity
of sympathetic andparasympathetic nerve fibers, so that the average resting cardiac rate in
adult humans is about 70 beats per minute. Because the sinoatrial node is responsible for the
rest of the heart's electrical activity, it is sometimes called the primary pacemaker.
Er lekken constant natriumionen de cel in, ookwel de funny current genoemd (If). Op een
gegeven moment openen er voltage gated channels door de ontstaande elektrochemische
gradient, waardoor calciumionen de cel in kunnen
stromen.
SA nodal action potentials are divided into three
phases. Phase 4 is the spontaneous depolarization
(pacemaker potential) that triggers the action
potential once the membrane potential reaches
threshold between -40 and -30 mV). Phase 0 is the
depolarization phase of the action potential. This is
followed by phase 3repolarization. Once the cell is
completely repolarized at about -60 mV, the cycle is
spontaneously repeated.
Ventriculaire cel
Een individuele hartcel spant zich aan wanneer er calcium-ionen naar binnen stromen. Maar
deze calcium-ionen moeten ook weer naar buiten, anders zou de cel aangespannen blijven.
Iedere hartslag opnieuw worden er ionen naar binnen gelaten en weer naar buiten gepompt
door ion-kanalen op de hartspiercel.
Dit proces wordt in gang gezet door een doorgegeven electrisch signaal van de naburige
cellen. Als reactie hierop, depolariseert de hartcel. Hierbij maakt hij ook zelf een electrisch
signaal, de actiepotentiaal.
Deze actiepotentiaal bestaat uit een aantal fasen;





Fase 4, ook wel de rustfase. Herstellen membraanpotentiaal Na/K pomp
Fase 0, Snelle natrium kanalen worden geopend en natrium stroomt de cel in
(depolarisatie). Dit zorgt voor de snelle upstroke.
Fase 1, Kalium stroomt de cel uit (efflux) wat ervoor zorgt dat het
membraanpotentiaal zichzelf herstelt naar 0mV
Fase 2, ook wel de plateaufase Deze fase wordt gekenmerkt door kalium efflux (de
cel uit) en calicium influx (de cel in).
Fase 3, De kalium efflux overschrijdt de calcium influx. De membraanpotentiaal
herstelt zich weer tot -90mV (repolarisatie).
26
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Invloed (para)sympaticus


Parasympaticus
Sympaticus


Ivloed op SA en AV knoop (Ifunny ↓, K efflux ↑)
Invloed op SA, AV en ventrikels (Ifunny↑)
Wanneer de SA (en dus de AV) knoop wordt
beinvloed door de sympathicus, zal dus de
frequentie van de depolarisaties toenemen,
doordat de sympathicus de funny current doet
toenemen. Wanneer vagale zenuwen de SA en
AV knoop beïnvloeden, resulteert dit in een
afname van de hartfrequentie. Daarnaast wordt
de efflux van kalium verhoogd, waardoor de
(pacemaker) cellen verder zullen repolariseren
(zie blauwe grafiek hiernaast, grafiek komt
lager uit).
Coronaire doorstroming
De O2-utilisatie van het hart (sO2a – sO2v ) is in rust hoog in vergelijking tot bv. skeletspieren.


Been: 95%(art.)  70%(ven.)
Hart: 95%(art.)  45%(ven., sinus coronarius)
Wanneer een person zich zal gaan inspannen zal de behoefte voor zuurstof toenemen. Een
verhoogde Pao en Pcoron zullen leiden tot het vernauwen van coronairvaten. Toch kan men
observeren dat een verhoogde aortadruk (en dus meer hartarbeid) leidt tot vasodilatatie. De
autoregulatie wordt dus overruled door metabole factoren.
Autonome effecten op de coronairvaten:


Gering direct effect van Ach op de ventriculaire coronaire vaatwand: vasodilatatie
(dus niet via een cholinerge receptor).
De coronaire vaten bevatten α-receptoren.
o Sympathicus stimulatie  vasoconstritie
Tegenstijdig: Sympathicusactiviteit omhoog  meer hartarbeid  vasoconstrictie
Echter: Meer hartarbeid  meer metabole factoren  overrulen vasconstrictoire effect v/d
sympathicus.
27
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Coronaire perfusie tijdens diastole en systole
Takken van coronairarteriën in het myocard worden dichtgedrukt tijdens
iedere systolé, m.n. in LV tijdens isovolumetrische contractie  lage
coronairperfusie. De flow wordt gedeeltelijk hersteld tijdens einde ejectie en
is maximaal tijdens de diastolé
Acuut mycardinfarct
Dit type infarct ontstaat vaak door een acute afsluiting van een coronaire
arterie. Bij een acuut myocardinfarct houden de klachten aan na het
toedienen van nitroglycerine (vasodilatator). Dit i.t.t. tot toediening bij
angina pectoris (ischaemie).
College 6 “Het hart mechanisch”




Extrasystolen. Hierbij starten de purkinje vezels een contractie i.p.v.
de SA-knoop. Na deze intensieve hartslag zal er even geen nieuwe
contractie plaatsvinden.
Atriumfibrilleren. Hierbij fibrilleren de boezems, maar blijven de
ventrikels wel op het juiste moment contraheren.
Kamerfibrilleren. Hierbij fibrilleren de ventrikels in een zeer
onregelmatig patroon
Kamertachycardie. Hierbij zullen de ventrikels in een hoge
frequentie, maar in een constant patroon contraheren.
Daarnaast zijn er nog enkele geleidingsstoornissen. Hierbij treedt er een
abnormale vertraging of zelfs een blokkering op in de prikkelgeleiding.
Hierbij wordt er onderscheid gemaakt tussen een partieel blok (eerste of
tweedegraads) en een derdegraads blok.



Eerstegraads. Hier duurt tijd tussen de depolarisatie van de atria en de depolarisatie
van de ventrikels (tijd tussen P en QRS piek) lang.
Tweedegraads. Hierbij treedt er niet na elke P een depolarisatie van de ventrikels
(QRS) op.
Derdegraads. Vrijwel geen geleiding richting ventrikels.
28
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Hartkleppen
In het hart zitten verschillende hartkleppen, die de bloedstroom tussen de hartboezems en
de hartkamers, en tussen de hartkamers en de slagaders kunnen afsluiten. De functie van de
kleppen is het voorkomen van het terugstromen van het bloed.


De atrioventriculaire kleppen of zeilkleppen:
 tricuspidalisklep, tussen rechterboezem en rechterkamer
 mitralisklep, tussen de linkerboezem en linkerkamer
De slagaderkleppen of halvemaanvormige kleppen:
 pulmonalisklep, tussen de rechterkamer en de longslagader
 aortaklep, tussen de linkerkamer en de lichaamsslagader
Harttonen
De fysiologische harttonen worden onderverdeeld in twee categorieën: 2 hoofdtonen (S1 en
S2).


S1: Sluiten AV-kleppen, ventrikeldepolarisatie (LUB)
S2: Sluiten semilunar valves, repolarisatie (DUB)
Begin en eind van rechter- en linkerventrikelsystole verlopen niet exact synchroon waardoor
er een klein tijdsverschil optreedt in het trillen van de 2 AV-kleppen en de 2 SL-kleppen,
waardoor de harttonen gespleten kunnen klinken. Normaal gaat bij splijting van de 2de toon
het aortadeel vooraf aan het pulmonaal deel. Splijting hangt tevens samen met de
ademhaling: De splijting neemt toe aan het begin van de inspiratie en neemt af tijdens de
expiratie.
Verklaring: inademen  Intrathoracale druk neemt af (vergroten oppervlak d.m.v.
diafragma) en de druk in de buikholte neemt af (verkleinen oppervlak).  Vasodilatatie vena
cava inferior.  Er komt meer bloed in het hart.  Er moet dus meer bloed uit het hart. 
Pulmonalisklep moet langer open blijven om het bloed naar de longen te pompen.
ACV patroon
De atriumdrukcurve bevat een acv-patroon:





A golf: veroorzaakt door de contractie van de atria
C golf: (begin van de contractie van de ventrikels)
veroorzaakt door het opbollen van de
atrioventriculaire kleppen richting de atria en een
kleine terugstroom van bloed de atria in.
X dal: basis-apex verkorting door ventrikel
contractie
V golf: (eind van de contractie van de ventrikels) veroorzaakt door de langzame
bloedstroom de atria in vanuit de aders terwijl de atrioventriculaire kleppen dicht zijn
tijdens de ventriculaire contractie.
Y dal: openen AV klep
29
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Verschillen tussen skeletspieren en hartspiervezels
Aan het eind van een motorische eindplaat laat een motorisch neuron acetylcholine los in de
synaptische spleet tussen het neuron en spiercel. Dit veroorzaakt een actiepotentiaal, welke
door de T-tubuli (buizen door het sarcoplasmatisch reticulum, instulping membraan) van de
spiercel naar binnen gaat. Het actiepotentiaal stimuleert de afgifte van calcium door het
sarcoplasmatisch reticulum. De calcium-ionen binden aan de troponine-complexen op de
tropomyosine-draden, waardoor deze draden van de myosine-bindingsplaatsen verschuiven.
De myosinekoppen kunnen nu binden, waardoor contractie (spiersamentrekking) mogelijk is.
Merk hier op dat een spiercel gebruik maakt van intracellulair calcium uit het
sarcoplasmatisch reticulum.
Wanneer een actiepotentiaal het hart nadert, zorgt het ervoor dat er zogenaamde voltage gated
channels zullen openen. Door het openen van voltage gated channels kan calcium de
spiervezel instromen. Dit extracellulaire calcium maakt vervolgens calcium vrij uit
calciumvoorraden uit de cel, wat uiteindelijk voor 90-95% van de contractie zorgt. Het
calciumsignaal dat voor het vrijmaken van intracellulair calcium zorgt wordt ook wel de
calcium trigger genoemd (Een contractie is dus een cyclisch proces!).


Skeletspierweefsel
Hartspierweefsel


Intracellulair calcium
Extracellulair calcium
Rigor mortis treedt op wanneer er geen ATP meer beschikbaar is om te zorgen dat calcium
vrijkomt uit het SER, waardoor de spier in contractie blijft.
Rustrekkingskromme
In het passieve deel van de rustrekkingskromme schuiven de
actine en myosinefilamenten bijna weerstand loos uit elkaar. Op
een bepaald moment neemt de spanning echter toe omdat het
bindweefsel de strekking tegenwerkt. In de afbeelding hiernaast:
 = spanning,  = verlenging. Dit zal dus ook gebeuren wanneer
het hart wordt gevuld met bloed tijdens de diastole. Hoe meer
bloed erin, des te meer oprekking ventrikel, des te groter de
opgewekte tegenkracht. Naast het bindweefsel biedt het
pericardium ook bescherming tegen overrek.
30
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Het actieve deel van de kromme wordt veroorzaakt
door het feit dat naarmate de uitgangslengte
toeneemt, er meer actine/myosine interactieplaatsen
ter beschikking komen, waardoor meer kracht
ontwikkeld kan worden. De helling van deze
kromme is beïnvloedbaar door calcium of NA. Om
de kracht van een skeletspier te vergroten heb je
meer motorunits nodig. Om de contractiekracht van
de hartspier te vergroten zijn er specifieke
aanpassingen per vezel.
Werklus ventrikel
Een contractie van het hart speelt zich altijd binnen de
lijnen diastole en eindsystole af. Tijdens een hartcyclus
doorloopt het verband tussen volume en druk een lus, de
werklus.









V = ventrikelvolume
p = ventrikeldruk
a = vulling ventrikel (diastole)
b = isovolumetrische contractie
c = ejectie
d = isovolumetrische relaxatie
Ves = eindsystolisch volume
Ved = einddiastolisch volume
Vs = slagvolume
De druk in het rechter atrium en vergroting van het einddiastolische volume in het linker
ventrikel (Ved) zijn maten voor de preload. De eindsystolische druk-volume waarde ligt vast.
Wanneer het einddiastolische volume groter wordt, stijgt het slagvolume ook.
Deze reactie op vergroting van Ved treedt normaal op slag op: meer per slag erin, direct meer
per slag eruit. Het slagvolume linkerhart wordt direct aangepast aan dat van het rechterhart,
zo niet, dan zouden de longen al snel vollopen of leeglopen. Vergroting van de belasting aan
een uitgang (a. pulmonalis of aorta) wordt ook wel de nabelasting of afterload genoemd.
Reactie van het hart hierop verloopt in 2 fasen (zie afb volgende pagina)


Kleiner slagvolume in de eerste slag
In de volgende slag is het Ved groter indien de toevoer van bloed aan het hart gelijk
blijft wat normaal het geval is
Daarna gaat er eenzelfde slagvolume uit maar nu tegen een hogere druk: De pompfunctie
trekt zich binnen zekere grenzen niets aan van veranderingen in nabelasting.
31
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Neurohumorale invloeden en de plasma calcium spiegel zijn van invloed op de ligging van de
eindsystolische PV-curve. Catecholaminen als adrenaline en noradrenaline zorgen voor het
naar links draaien van de actieve curve. Het resultaat is dat er bij eenzelfde Ved toch een
groter slagvolume is. Bij lichte inspanning:


Ved stijgt (Starling)
Ves daalt (Contractiliteit stijgt)
Aortaklepstenose
Bij stenose van de aortaklep is het slagvolume gedaald en het eindsystolische volume
verhoogd. Het lichaam zou hiervoor kunnen compenseren middels een hypertrofie van het
myocard of m.b.v. het Frank-Starling mechanisme.
Hypertrofie



Het idee: Aortaklepstenose  wandspanning ventrikel stijgt  hypertrofie myocard
 wandspanning daalt en contractiliteit wordt gehandhaafd.
Het probleem is echter dat de compliantie van de ventrikels zal dalen na een
hypertrofie (ze worden minder rekbaar). Het gevolg hiervan is dat de diastolische
drukken stijgen, wat doorwerkt op het linker atrium en de longvaten.
Gevolg: Oedeem en kortademigheid
Frank-Starling



Het idee: Daling slagvolume (verhoogd Ves)  toename preload  vergroting
slagvolume.
Het probleem is echter dat er bij een sterk vergrote Ved een geringe stijging in het
slagvolme optreedt.
Gevolg: De vergroting van het Ved van de linkerventrikel werkt door op het
linkeratrium en eveneens de longcirculatie.
32
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
College 7 “Ventilatie en perfusie 2”
Oorzaken A-a verschil
Ik had al eerder genoemd dat het A-a
verschil door twee dingen wordt
veroorzaakt. Ten eerste zijn dat de
regionale verschillen in de ventilatieperfusie verhouding (dat bloed alleen
naar de goed geventileerde delen van de
longen gaat.) en niet pathologische R-L
shunts (coronairvaten en de
bronchiaalvaten).
Effect van de zwaartekracht op de
ventilatie-perfusie verhouding
Zowel de blood flow als de ventilatie is in de basis van de long hoger dan in de top. In de
bovenkant van de long (in rechtopstaande positie) bedraagt de pleurale druk ongeveer -10cm
waterdruk, terwijl dit in de basis slechts -2,5cm waterdruk is. Omdat de druk daar zoveel
lager is zal de perfusie in de basis 6 keer groter zijn en de ventilatie 2,5 keer.
Gevolg: ventilatie-perfusie-verhouding aan de basis juist kleiner  relatieve hypoventilatie.
Vuistregel: Het lichaam wil de ventilatie-perfusie verhouding zo hoog mogelijk maken
Lokale stoornissen in de ventilatie-perfusie verhouding

Ventilatiestoornis
 Verminderde compliantie (veroudering, oedeem of longziekte)
 Verhoogde luchtwegweerstand (slijm, vocht, bronchoconstrictie/compressie)
 Meest extreem: Shunt
Shunt
A pulmonary shunt is a physiological condition which results when the alveoli of
the lungs are perfused with blood as normal, but ventilation (the supply of air) fails
to supply the perfused region. In other words, the ventilation/perfusion ratio (the
ratio of air reaching the alveoli to blood perfusing them) is zero.

Perfusiestoornis
 Lokale belemmeringen (emboli, thrombi)
 Lokale compressie (oedeem, tumor)
 Meest extreem: Dode ruimte ventilatie
Dode ruimte ventilatie
Hierbij worden de capillairen rond de alveoli dichtgedrukt door een te hoge pO2 in
de alveoli. (denk bijvoorbeeld aan beademing) OP TENTAMEN!
33
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Regulatie van regionale verschillen in de ventilatie-perfusie verhouding
Het lichaam lokaal sleutelen aan de ventilatie-perfusie verhouding door middel van
bronchodilatatie en vasoconstrictie. Wanneer (lokaal) de arteriële pCO2 stijgt (wat duidt op
een verminderde ventilatie), zal er bronchodilatatie optreden, waardoor de ventilatie zal
toenemen. Wanneer (lokaal) de arteriële pO2 daalt, zal er vasoconstrictie plaatsvinden.


pCO2 omhoog
pO2 omlaag


Bronchodilatatie
Vasoconstrictie
Rokers hebben wijde bronchiën en vasoconstrictie.
Ademhalingsspieren
De spieren die je gebruikt om te ademen worden aangestuurd door het motorische
zenuwstelsel, dus NIET door een ortho-of parasympathicus. De spieren staan onder invloed
van de wil.
Centrale regulatie van de ademhaling
Effect van de pCO2
Wanneer de koolstofdioxidedruk toeneemt,
zal het ademminuutvolume (AMV)
toenemen. In de hersenen kan
koolstofdioxide uit de cerebrale capillairen
in het cerebrospinale vloeistof treden, waar
het met water zal reageren tot o.a. H+
onder leiding van het enzym
koolzuuranhydrase (dit enzym zorgt ervoor
dat de reactie sneller verloopt). In de
medulla bevinden zich ventrale
chemoreceptoren die deze waterstofionen
kunnen waarnemen. Hoe meer
waterstofionen aan deze chemoreceptoren
zullen binden, hoe meer het AMV zal
toenemen.
Effect van de pO2
Wanneer de pO2 sterk daalt, zal het AMV ook
toenemen. Hiervoor moet de pO2 eerst een
zogenaamde hypoxic threshold passeren. Pas
nadat deze grens is gepasseerd zal het AMV
aanzienlijk toenemen. Bedenk wel dat het effect
van de pO2 een stuk minder hevig is dan die van
de pCO2.
34
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Effect van de pH
Wanneer de pH sterk daalt, zal het AMV
toenemen. Dit komt doordat een lage pH
vaak gepaard gaat met hoge concentraties
koolstofdioxide. Een hoger AMV zal
ervoor zorgen dat er meer koolstofdioxide
wordt uitgeblazen.
Onderverdeling


Centrale chemosensoren (in
medulla oblongata)
o pO2
o pCO2
Perifere chemosensoren
o pH
Hering-Breuer reflex
Wanneer de rek-receptoren in de long uitrekken geven ze een signaal naar het
ademhalingscentrum in de medulla oblongata zodat het inspiratiesignaal onderbroken wordt.
Deze reflex heeft dus een protectieve functie. Je kan je eigen long daarom nooit laten
knappen.
Hyper- en hypoventilatie


Hyperventilatie:
o Grotere ventilatie dan nodig om de PaCO2 op zijn normaalwaarde te houden.
Hypoventilatie:
o Kleinere ventilatie dan nodig om de PaCO2 op zijn normaalwaarde te houden.
Iemand met een tachypneu kan zowel hyper- als hypoventileren! Wanneer iemand
hyperventileert is er vrijwel nooit iets mis met de pCO2, pH of de pO2. Hyperventilatie moet
niet gedefinieerd worden als "snel ademhalen" (tachypnoe); dit kan namelijk best normaal
zijn, bijvoorbeeld bij inspanning. Afhankelijk van de situatie kan men, bijvoorbeeld bij
een metabole alkalose, snel ademhalen, maar nog last hebben van hypoventilatie (te langzaam
ademen).. Wanneer iemand die hyperventileert in een zakje ademt zal de pCO2 in het bloed
weer stijgen. Je kunt iemand ook gewoon aan zijn lot overlaten. Op een gegeven moment zal
de pCO2 dusdanig verlaagd zijn (en de pH dus gestegen), zodat er een respiratoire alkalose
optreedt. Dit zal zorgen voor een vaatvernauwing in de hersenen, waardoor de persoon flauw
zal vallen en weer normaal zal gaan ademen.
Wanneer, bijvoorbeeld door een ernstig nierprobleem, het bloed te zuur is (de zuurgraad (pH)
van het bloed is te laag), dan zullen de longen proberen meer CO2 uit te scheiden. De
CO2 verlaagt immers de zuurgraad van het bloed. Door hiervan meer uit te scheiden zal de
zuurgraad afnemen, anders gezegd: de pH van het bloed zal hoger worden en normaliseren.
Dit kan dus voorkomen bij diabetes!
35
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Casus 1
Een 36-jarige vrouw heeft al gedurende enige weken last van een ernstige en steeds meer
toenemende benauwdheid. Uit arterieel bloedonderzoek is gebleken dat haar PaO2 verlaagd
en haar PaCO2 verhoogd is.
Hypoventilatie  kan verschillende oorzaken hebben  uitputting.
Casus 2
De 24-jarige H. is per helicopter naar een hotel op 4200 m hoogte gebracht. De volgende dag
voelt hij zich benauwd, heeft hij last van misselijkheid, hoofdpijn en concentratieproblemen.
Volgens de hoteleigenaar is dit een gevolg van de overgang naar grote hoogte.


De luchtdruk:
o Neemt af op grotere hoogte
De partiële gasdruk:
o Dezelfde percentages O2, CO2, en N2 in de lucht
o Lagere partiële drukken van O2, CO2, en N2
pO2 neemt af  ventilatie neemt toe  pCO2 neemt af  pH stijgt  ventilatie neemt af 
na 3-5 dagen HCO3- uitscheiding in de nieren  pH daalt.
Het probleem met hypoxie is dat wanneer de pO2 in alveoli daalt, er vasoconstrictie zal
optreden om zo de ventilatie-perfusie verhouding op pijl te houden.
College 8 “Werkcollege”
1. Een 22-jarige vrouw maakt zich wat ongerust over haar gezondheid. Normaal gaat zij
elke avond een uurtje joggen, maar de laatste tijd voelt zij zich na het joggen vaak wat
raar. Soms heeft zij het gevoel dat haar hart zelfs helemaal stilstaat, maar dan met een
harde bons gelukkig weer begint.
A. Hoe zou u deze vrouw willen onderzoeken?
Middels een ECG.
B. Hoe beoordeelt u de toestand van deze vrouw en wat zijn uw argumenten hiervoor?
De vrouw heeft last van ventriculaire exstrasystolen (VESSEN).
Argumenten:
Dit is een klassiek verhaal. Ventriculaire extrasystolen (VESSEN). Het even stilstaan
(overslaan) van het hart, gevolgd door een (hart)bons. Dus er is een ritmestoornis en niet een
geleidingsstoornis.
VES: premature slag die niet in het reguliere ritme past.
36
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Aan het hart wordt een premature slag wel gehoord, maar aan de pols wordt het niet gevoeld
(dit komt door de te korte vullingstijd door de extra slag). Het stilstaan van het hart is vast te
stellen middels een ECG. De bons is te voelen als de palpatie van de pols. Extrasystolen
kunnen ontstaan in de atria, AV-knoop of ventrikel. Dit is makkelijk af te leiden aan een
ECG. Het is af te leiden aan de hand van:



Voorafgaande activiteit van de atria
Breedte QRS-complex
Lengte van het (voorafgaande en volgende) RR-interval.
Extrasystolen kunnen ontstaan door:



Re-entry
Verhoogde automatie latente pace-makercellen
Triggered activity (vroege nadepolarisaties)
Bij ventriculaire extrasystolen is:



Geen voorafgaande P-top zichtbaar
Een verbreed QRS-complex (door een langzame voorgeleiding via de hartspiercellen
i.p.v. het gebruikelijke geleidingssysteem) te zien in de ECG.
Volledige compensatoire pauze (de afstand tussen voorafgaande normale slag en een
eerstvolgende normale slag na de extrasystole. Deze afstand is dus 2 normale RRintervallen).
Polsdeficiet
Er is een verschil tussen het aan de pols gevoelde en aan het hart geregistreerde aantal
contracties. Bij de contractie t.g.v. de VES zijn de ventrikels nauwelijks gevuld, zodat het
slagvolume erg klein is en de polsdruk zo laag dat de pols niet te voelen is. Indien de VES
wordt voorgeleid naar de atria, ontstaat een contractie van de atria tegen gesloten AVkleppen.
Extrasystolen
Komt ongeveer voor bij 40% van de mensen met een gezond hart. Bij mensen met een
hartaandoening ligt dit percentage rond de 60%. Niet onschuldige extrasystolen worden
veroorzaakt door een hartafwijking zoals:




Ischemie
Infarct
Verkalking
Ontsteking
37
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Deze extrasystolen ontstaan juist bij inspanning (vanwege een grotere kans op Ischemie) en
zijn gevaarlijk vanwege een risico op ventrikeltachycardie of ventrikelfibrilleren.
Onschuldige extrasystolen kunnen ontstaan door angst, stress, alcohol of cafeïne. Ze ontstaan
meestal bij lage hartfrequenties en verdwijnen juist bij inspanning. Pas bij heel veel VES’sen
is er kans op klachten van duizeligheid en eventueel hartfibrilleren.
SVESSEN
Extrasystolen kunnen zowel van ventriculaire als van supraventriculaire oorsprong zijn
(sVESSEN). SVESSEN (boezemextrasystolen) zijn een vroeger dan verwacht P-top, vaak
met een abnormale vorm. Ook hier verloopt de geleiding door de atria anders dan normaal.
Bij een niet gestoorde ventriculaire geleiding: wel een normaal (relatief) smal QRS-complex.
Een boezemextrasystole kan in de sinusknoop penetreren wat leidt tot een ontlating van de
sinusknoop. Het moet zich dan resetten.. De cellen van de sinusknoop moeten vervolgens de
membraanpotentiaal opnieuw opbouwen, alvorens de volgende sinusknoop kan worden
afgegeven. De interval tussen de sinus P-top voorafgaand aan de extrasystole en de sinus Ptop na de extrasystole zal iets langer zijn dan het basis sinusknoopinterval. Mem spreekt dan
van een incomplete compensatoire pauze.
2. Een 53-jarige man wordt naar het ziekenhuis doorverwezen vanwege toenemende
inspanningsintolerantie en zo nu en dan hartkloppingen. Bij lichamelijk onderzoek lijkt
hij niet in acute nood te verkeren. Wel wordt bij auscultatie een matig systolisch
ejectiegeruis gehoord. Hoe is de verminderde inspanningstolerantie bij de man te
verklaren?
Auscultatie: Luisteren met een echoscoop
Bij deze meneer blijkt sprake te zijn van een aortaklepstenose. Door de uitstroom
belemmering stijgt de druk voor de stenose en neemt het drukverval over de aortaklep toe (en
daalt dus de aortadruk). Een verhoogde druk in de linker ventrikel (LV) resulteert in een
stijging van de druk in het Linker atrium (LA). Door de grote compliantie van de longvaten
stijgt de druk in de rechter ventrikel (RV) en het rechter atrium (RA) meestal niet. Door
aortaklepstenose is een bepaald hartgeluid te horen, souffle genoemd.
Druk in
Verandering
Rechter Atrium (gemiddeld)
=
Rechter ventrikel (systolisch)
=
Linker atrium (gemiddeld)
+
Linker ventrikel (systolisch)
+
Aorta (systolisch)
-
38
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Hoe is de verminderde inspanningstolerantie te verklaren?
Een verlaagde aortadruk in rust zorgt voor activatie van BRR, wat zorgt voor een prikkeling
van de sympathicus (frequentie en contractiliteit omhoog). Tevens neemt de totale perifere
weerstand toe (via vasoconstrictie) en wordt de parasympaticus (PS) geremd, waardoor de
hartfrequentie toeneemt. De mogelijkheden van het hart om tijdens inspanning de cardiale
output (CO) te verhogen (Cardiale reserve) neemt hierdoor af, waardoor deze meneer sneller
moe wordt.
3. De 83-jarige mevrouw H. maakt zich ernstig zorgen over haar gezondheid. Zij wordt
de laatste tijd bij de minste, geringste inspanning al moe en zij heeft het gevoel dat haar
hart zeer onregelmatig slaat. Zij is al enige jaren bij haar huisarts bekend met matige
hypertensie. Bij lichamelijk onderzoek blijkt inderdaad sprake van een irregulaire pols.
De polsfrequentie is 48 min-1. Het ECG laat echter een veel hogere hartfrequentie zien.
Wat is er het meest waarschijnlijk met de vrouw aan de hand?
De bloeddruk is verhoogd (hypertensie) dus ook de druk in de bloedvaten. Tijdens iedere
hartcontractie; een volume bloed (SV) in het arteriële vaatsysteem. De druk stijft tot een
maximale waarde, de systolische bloeddruk. Na relaxatie van het hart: de arteriële bloeddruk
daalt tot een laagste waarde, de diastolische druk.
Algemeen: de bloeddruk, dan bedoelen we hiermee de bloeddruk in de grote perifere arteriën
ter hoogte van het hart (in rust verschilt deze weinig van die in de aorta). Met de polsdruk
bedoelt met het verschil tussen systolische en diastolische druk.
Bij hypertensie is een verslechtering van de functie van de LV het geval. Hierdoor is:



De diastolische druk in de LV stijgt
De diastolische druk in de LA stijgt
De wandspanning in het LA stijgt
Dit kan ontstaan door boezemfibrilleren, dit is een hartritmestoornis. En dus geen
geleidingsstoornis. Dit kan een gevolg zijn van vergroting van het RA of LA bij
miltralisstenose of miltralisinsufficientie.
Boezemfibrilleren
Een chaotisch ritme, met een boezemfrequentie van 350-600/min. Er zijn wel P-toppen
waarneembaar in het ECG, alleen ze zijn wat moeilijker waarneembaar. Door de hoge
frequentie lijkt de basislijn meer een golf dan dat je netjes toppen ziet. Door deze chaotische
ritmes vindt er af en toe een depolarisatie in de buurt van de AV-knoop plaats. Een prikkel
wordt dan doorgelaten naar de ventrikels. Het gevolg is een volgritme van ventrikels is hoog
en per definitie onregelmatig (125-150 per minuut).
39
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
De QRS-complexen zijn in principe normaal, maar irregulair door de onregelmatige
refractaire periode van de AV-knoop. Door het onregelmatig volgritme van de ventrikels is er
een korte diastole. Hierdoor heb je te maken met;



Een slechte ventrikelvulling
In de volgende ventrikelslag wordt weinig bloed uitgepompt (Frank/Starling)
Hierdoor wordt deze slag perifeer niet gevoeld, en daarom is er dus sprake van
een polsdeficiet.
Luisteren aan het hart geeft dan een andere frequentie weer.
Een hoge ventrikelfrequentie heeft consequenties voor de cardiac output. Namelijk
hypotensie, zeker bij diegenen met een gehypertrofieerde, stijve ventrikel, waarbij de normale
atrium contracties significant bijdragen aan de LV-vulling.
Hoge hartfrequentie en een verminderde ventrikelfunctie veroorzaakt:



Afneming van inspanningstolerantie (moe gevoel)
Dyspneu (door overvulling van longvaatbed)
Duizeligheid
Belangrijk bij de diagnose van boezemfibrilleren is (1) hoe eerder wordt geprobeerd het hart
weer op het sinusritme terug te brengen, des te groter de kans is van slagen. Daar komt bij dat
bij boezemfibrilleren de atria niet meet pompen (2). Hierdoor is er:




Nauwelijks wandbeweging van de atria
Trage bloedstroom in atria
Bloed kan gaan stollen
Embolieën
Therapie




Getracht kan worden met elektroshocks het gehele hart voor een aantal seconden
in een refractaire periode te brengen, in de hoop dat vervolgen er een normaal
sinusritme optreedt (cardioversie)
β-blokkers of Ca++-kanaal antagonisten voor het blokkeren van de AV-knoop om
de ventrikelfrequentie te reduceren.
Antiarrhythmica (veel bijwerkingen, soms letaal).
Antistolling (moet als eerste gepleegd worden om embolieën te voorkomen)
40
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
4. Bij de heer van Velsen blijkt sprake van een stenose (blokkade) van de a. carotis
communis (gemeenschappelijke halsslagader).
A. Wat is de cardiovasculaire reactie van het lichaam op een vernauwing van beide aa.
carotis communes?
B. Hoe wordt deze reactie beïnvloed door bilaterale vagotomy?
C. Hoe wordt deze reactie beïnvloed door β1-blokkers?
D. Dhr van Velsen blijkt al geruime tijd een β-blokker te gebruiken. Op een routine
E. ECG bedraagt zijn PR-interval nu 0,24 seconden.
F. Wat concludeert u hieruit en wat is het effect van stoppen met de β-blokker?
Rekreceptoren sinus caroticus liggen craniaal van de aa. Carotis communes. Door de stenose
daalt de druk ter hoogt van de rekreceptoren. Hierdoor stijgt de sympathische tonus. Het
gevolg hiervan is een:





Verhoogde arteriële vaatweerstand
Gedaalde veneuze compliantie
Verhoogd Hf
Verhoogde contractiliteit myocard
Verlaagde activiteit PS wat leidt tot stijging van Hf
De bloeddruk zal dus stijgen. In een normale situatie detecteren de rekreceptoren arcus aorta
de gestegen bloeddruk waardoor de reeds genoemd reactie van het lichaam worden afgeremd.
Vagotomie: opheffen van het effect van de rekreceptoren in arcus aortae. Dus de eerder
genoemde reacties van het lichaam worden nu niet meer afgeremd. Hierdoor stijgt de
bloeddruk.
Effecten van de β-blokker




Op de sympathicus:
Voorkomen verhoging Hf.
Voorkomen toeneming contractiliteit myocard
Nog steeds arteriële en veneuze vasoconstrictie (α1).
Via een geremde parasympaticus krijg je wel een Hf stijging, dus de bloeddruk zal wel
verhoogd zijn, maar in veel mindere mate.
41
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
College 9 “Het hart en de systeemcirculatie”
Factoren die de cardiac output bepalen
Hart-minuut-volume of HMV, is de hoeveelheid bloed die het hart per minuut wegpompt. Dit
volume hangt af van de volgende factoren.




De hartfrequentie
De contractiliteit
De voorbelasting
De nabelasting


De preload (Pra) is de gemiddelde druk in het rechter atrium
De afterload (Pao) is de gemiddelde druk in de aorta
 Pra
 Pao
Veneuze hartfunctiecurve
Wanneer de voorbelasting toeneemt, zal
de cardiac output ook toenemen. Dit is een
eigenschap van de hartspier (FrankStarling). Wanneer de hartspier meer
wordt opgerekt door bloed zijn er meer
actine-myosine interacties mogelijk,
waardoor er ook meer bloed uit het hart
gepompt kan worden. Wanneer iemand
een sterk hart heeft, draait de grafiek naar
links. Je ziet dat het hart dan bij dezelfde
preoload, een hogere cardiac output heeft
t.o.v. een normaal hart. Dit valt te
verklaren door een verhoogde contractiliteit. Het omgekeerde is ook waar. Wanneer iemand
een zwak hart heeft zal de grafiek naar rechts draaien. In deze situatie heeft iemand met
dezelfde preload, een lagere cardiac output. Dit valt te verklaren door een afgenomen
contractiliteit van het hart. Factoren die de contractiliteit beinvloeden:



Structuur van het hart
o Hypertrofie t.g.v. sport  Grafiek draait naar links
o Fibrose t.g.v. hartinfarct  Grafiek draait naar rechts (activatie sympathicus)
Sympathicus
o Sympathische stimulatie verhoogt de contractiliteit van het hart
Verhoogde preload (Starling)
Wanneer de hartfrequentie toeneemt, zal de grafiek ook naar links draaien, omdat er bij
dezelfde preload ook meer bloed uit het hart gepompt zal worden.
In de afbeelding hierboven ontspringt de grafiek uit de oorsprong. Wanneer je het hart in vivo
bekijkt blijkt de grafiek al voor de oorsprong (negatief op x-as) te ontspringen. Dit komt
doordat de intrathoracale druk lager is dan de luchtdruk, waardoor de preload ook lager is.
42
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Bij inspanning al de curve ook naar links schuiven omdat je dieper in en uit gaat ademen.
Wanneer je inademt zal je intrathoracale druk dalen (lees: preload daalt). Hierdoor zal er dus
bij dezelfde preload, een hogere cardiac output zijn (ga dit na!).
Wanneer je iemand gaat beademen d.m.v. een intubatie zorg je ervoor dat de intrathoracale
druk van die persoon gaat stijgen (middenrif beweegt niet, je pompt er gewoon lucht in).
Zoals je nu weet gedragen de intrathoracale druk en de preload zich rechtevenredig. Wanneer
de intrathoracale druk toeneemt, zal de preload dus ook toenemen (lees: curve schuift naar
rechts).
Als het goed is begrijp je nu dat het meestal geen goed idee is om hartpatiënten te beademen.
Hartpatiënten hebben al een lagere cardiac output. Wanneer je de intrathoracale druk (en dus
de preload) verhoogd zal de grafiek naar rechts schuiven. Dit betekent dat de patiënt een nog
hogere preload krijgt dan hij of zij al had. Hierdoor zal de patiënt nog meer longoedeem
ontwikkelen (stuwing). De contractiliteit van het hart van deze patiënten zal dus ook gestegen
zijn.
Arteriële hartfunctiecurve
Bij een toenemende aortadruk (afterload) slaagt
het gezond hart er in om de cardiac output
gelijk te houden. Het zou uiterst verveld zijn als
je cardiac output tijdens inspanning zou dalen
(Inspanning  BP omhoog  afterload
omhoog  cardiac output omlaag). Gelukkig
zorgt het Frank-Starling mechanisme ervoor dat
de cardiac output bij een stijgende afterload
gelijk blijft. Ook hier geldt weer dat wanneer de
hartspier meer wordt opgerekt door bloed er
meer actine-myosine interacties mogelijk zijn,
waardoor er ook meer bloed uit het hart
gepompt kan worden.
Systeemcirculatie
De systeemcirculatie bestaat uit de veneuze
compliantie, de arteriele compliantie, de
arteriele weerstand en het totale bloedvolume.
Al deze factoren dragen bij aan de
stroomsterkte van het bloed. In een normale
situatie is de arteriele bloeddruk hoger dan de
veneuze bloeddruk. De veneuze compliantie
is echter veel hoger dan de arteriele
compliantie.
43
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Hierdoor bevindt ongeveer 65% van het bloed zich in de venen. De meeste weerstand
ontstaat in de arteriolen (DUS NIET DE CAPILLAIREN). Spieren in de wand van de
arteriolen hebben veel invloed op de vaatweerstand, vandaar dat men ook wel over de
arterioliare weerstand spreekt. Als een gevolg hiervan daalt de bloeddruk na het passeren van
de arteriolairen.
Wanneer het hart wordt stilgezet. Zal er nog langzaam bloed vanuit het arteriele, naar het
veneuze vaatbed stromen, totdat de druk in beiden gelijk is. Deze bloeddruk noemt men ook
wel de mean systemic filling pressure (ongeveer 7). Het duurt ongeveer 10 minuten voordat
deze druk is ontstaan.
Veneuze terugstroomcurve
Systemic vascular function curves (sometimes called venous return curves) are generated by
measuring PRA (dependent variable) as CO (independent variable) changes. Note that the
independent and dependent variables are reversed for these curves compared to the cardiac
function curves described above. Experimentally, if cardiac output is stopped by fibrillating
the heart, aortic pressure falls and PRA increases to a common value of about 8 mmHg (if the
baroreceptor reflex is blocked). This pressure, which is recorded shortly after the heart is
stopped, is called the mean circulatory filling pressure (Pmc).
44
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
This pressure is not midway between the mean arterial
pressure and the PRA because venous compliance is 10-20times greater than arterial compliance; therefore, as the
volume of blood decreases in the arterial vessels and increases
in the venous vessels, the arterial pressure typically falls at
least 10-fold more than the venous pressure rises. If the heart
is restarted, then PRA decreases as the CO increases. As the
PRA starts to fall below zero, the CO begins to level off
because the vena cava collapses, thus limiting venous return
to the heart.
There is no single systemic vascular function curve, but
instead there is a family of curves that are determined by
the blood volume (Vol), venous compliance (CV; inverse of
venous tone) and systemic vascular resistance (SVR;
primarily arterial resistance). If, for example, blood volume is
increased due to renal retention of sodium and water, or
venous compliance is decreased due to sympathetic activation
of the veins (Panel A), there is a parallel shift to the right in
the vascular function curve, which leads to an increase in the
Pmc when the heart is stopped. The opposite shift occurs with
decreased blood volume or increased venous compliance. If
SVR is increased (Panel B) by administering an arterial
vasoconstrictor drug, the slope of the systemic vascular
function curve decreases, but there is little or no change in the
Pmc. The opposite occurs with a decrease in SVR. The
Pmc does not change appreciably with arterial constriction or
dilation because arterial diameter changes required to change
resistance causes only a small change in total vascular
compliance. DUS:




Curve schuift naar rechts (verhogen Pms)
o Hoger bloedvolume
o Verlaagde veneuze compliantie
Curve schuift naar links (verlagen Pms)
o Lager bloedvolume
o Verhoogde veneuze compliantie
Curve draait naar rechts
o Verlaagde systemische arteriële weerstand
Curve draait naar links
o Verhoogde systemische arteriële weerstand
45
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Arteriële vaatfunctiecurve
Deze functie is eigenlijk vrij eenvoudig. Deze functie zegt
alleen dat de cardiac output hoger wordt naarmate de
afterload toeneemt.
De vaatfunctie is dus te beschrijven aan de hand van een
veneuze terugstroomcurve en een arteriële vaatfunctiecurve.
Wanneer deze functies gekoppeld worden aan de veneuze
of arteriële hartfunctiecurve spreken we van een arteriële of
een veneuze koppeling. Bedenk wel dat zowel de veneuze
als de arteriële vaatfunctiecurve betrekking hebben op de
gehele systeemcirculatie.
Interactie veneus
Interactie arterieel
De veneuze terugstroom van de systeemcirculatie moet gelijk zijn aan de cardiac output van
het hart en de rechteratrium druk is gelijk voor het hart en de systeemcirculatie. Wanneer de
veneuze terugstroom en cardiac output curve in één grafiek worden getekend, is te zien dat
dit maar op één punt gebeurt. De interactie tussen de veneuze hart- en vaatfunctiecurves geeft
het werkpunt Wv en de interactie tussen de arteriële hart- en vaatfunctiecurves geeft het
werkpunt Wa. Wv en Wa zijn aan elkaar gelijk. Daarom hoef je maar één paar grafieken te
tekenen om de cardiac output te vinden (meestal de q-Pra).
46
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Factoren die de q-Pra beïnvloeden (ga deze na)

Hemorrhagie
o Bloedvolume ↓  Pms ↓  verschuiving naar links van de veneuze
terugstroomcurve

Hartfalen:
o Contractiliteit ↓  draaiing naar rechts van de hartfunctiecurve
o Vochtretentie  veneuze druk ↑ en oedeem  verschuiving naar rechts van
de veneuze terugstroomcurve
o Een hoge Pra met een lage q.

Autonome stimulatie
o Verhoogde activiteit sympathicus
 Compliantie ↓  verschuiving naar rechts van de veneuze
terugstroomcurve
 Weerstand ↓  draaiing naar rechts van de veneuze terugstroomcurve
 Contractiliteit van het hart ↑  draaiing naar links van de
hartfunctiecurve
 Hartfrequentie ↑  draaiing naar links van de hartfunctiecurve
o Verhoogde activiteit parasympathicus
 Hartfrequentie ↓  draaiing naar rechts van de hartfunctiecurve

Lichamelijke inspanning
o Hf↑ en contractiliteit ↑  draaiing naar links van hartfunctiecurve
o Ademhaling ↑  verschuiving naar links van de hartfunctiecurve
o Intrathoracale druk↓ + arteriële weerstand↓  centraal veneuze weerstand ↓
 draaiing naar rechts van de veneuze terugstroomcurve
o Perifere venoconstrictie  veneuze compliantie en/of veneuze spanningsloze
ruimte ↓  verschuiving naar rechts van de veneuze terugstroomcruve
o Het slagvolume neemt niet alleen toe door contractiliteit ↑ met Ves ↓, maar ook
door Ved↑. De Pra is bij inspanning dan ook iets hoger dan in rust.

Verhoogde hartfrequentie
o Draaiing naar links van de hartfunctiecurve  Wv verplaatst zich naar hogere
q tot het horizontale deel van de veneuze terugstroomcurve is bereikt.
47
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
College 10 “Het gastro-intestinale systeem”
Het slikken
Na processen in de mondholte wordt er geslikt. Dit slikproces verloopt in fasen:


Orale fase: Bolus voedsel van mondholte → keelholte. Een willekeurig proces, maar
doorgaans onbewust na voldoende kauwen voedsel
Faryngeale fase: Na bereiken keelwand worden hier sensoren geprikkeld: Afferente
signalen  slikcentrum in Medulla Oblongata  slikreflex.
Eenmaal gestart kan de slikreflex niet meer worden onderbroken. Daarnaast zorgen efferente
signalen van de keelwandmusculatuur voor een reflexmatige remming van het
ademhalingscentrum. De slikreflex treedt alleen op bij een zachte prikkeling van de
keelwand. Een ruwe prikkeling kan leiden tot een combinatie van spieractiviteiten die leiden
tot een terugdrijving van voedsel in de mondholte, ook wel de kokhalsreflex genoemd.
Eenmaal in de keel kan het voedsel vier richtingen op:




De mondholte, maar deze is versperd door de tong
De weg naar de neusholte wordt afgesloten doordat het zachte gehemelte en de huig
worden opgetrokken
De weg richting de luchtpijp wordt afgesloten doordat het strottenhoofd wordt
opgetrokken. Hierdoor kantelt de epiglottis en wordt het strottenhoofd afgesloten
Het onderste deel van de keelholte zal verwijden en er zal een verslapping van de
bovenste oesophagussfincter optreden waardoor de bolus in de slokdarm terecht zal
komen.
Vervolgens zijn we aangekomen bij de derde fase, de oesophageale fase. Hierbij wordt het
voedsel reflexmatig door peristaltische activiteit in de slokdarm getransporteerd. Series van
impulsen stuwen het voedsel naar steeds meer distale segmenten van de slokdarm. Hier
maakt men onderscheid in twee vormen van peristaltiek


Primaire peristaltiek
Secundaire peristaltiek
 Voedseltransport richting maag
 Bij reflux van maaginhoud
Wanneer iemand vaak refluxen heeft kan de oesophagus gaan ontsteken (oesophagitis).
Angina pectoris is hier een veelvoorkomend symptoom van.
Het niet meer kunnen slikken kan verschillende oorzaken hebben



Schade aan zenuwen
Schade aan het slikcentrum
Schade aan slikspieren (botulisme)
48
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Gladde spieren in de tractus digestivus
Het voedsel wat terecht komt in de tractus digestivus dient zowel gemengd als verplaatst te
worden. Om nutriënten zo efficiënt mogelijk om te zetten (macronutriënten 
micronutriënten) en op te nemen dienen verteringssappen goed in contact te komen met
voedsel. Daarnaast is het belangrijk dat voedsel zich over de tr. Digestivus verplaatst, zodat
er ruimte wordt gemaakt voor nieuw voedsel.
Gladden spieren kunnen zowel een fasische (sec) als tonische (uren) contracties
teweegbrengen:


Contractie + relaxatie: Fasisch:
o Oesophagus
o Antrum maag
o Dunne darm
Contractie + relaxatie: Tonisch:
o OES
o Proximale maag
o Interne anale sfincter
Wanneer de onderste oesophagus sfincter (OES) relaxeert, relaxeert het proximale deel van
de maag ook (receptieve relaxatie). Hierdoor kunnen relatief grote volumes worden
opgeslagen met minimale stijging van de intragastrale druk. Voedsel in de maag geeft
eveneens relaxatie. Dit proces verloopt via een vago-vagale reflex van maag  hersenstam
 maag.
Contracties ter lediging van de maag beginnen meestal in het midden van de maag (corpus)
en gaan richting pylorus. Wanneer de contractie de pylorus nadert zal er enige maaginhoud
het duodenum in worden gedrukt. De peristaltische golf neemt richting pylorus in snelheid en
kracht toe, zodanig dat hij op een gegeven moment sneller gaat dan de inhoudverplaatsing.
Wanneer deze golf de pylorus nadert, brengt het een contractie teweeg. Hierdoor zal de
meeste inhoud weer terug in de maag komen. Dit proces wordt ook wel retropulsie genoemd.
Retropulsie is essentieel voor een goede menging van de maaginhoud met maagsappen en
voor een reductie in de afmeting van vaste voedseldeeltjes.
Slow Waves
Gladde spiercellen in de caudale maag hebben geen stabiel potentiaal, maar wel een ritmisch
fluctuerende membraanpotentiaal met cyclisch optredende depolarisaties en repolarisaties,
ook wel Slow Waves genoemd. Slow waves worden mogelijk veroorzaakt door een langzame
golfbeweging in de pompactiviteit van de Na/K-pomp.

Peristaltische maagcontracties door slow waves ontstaan alleen wanneer de
plateaupotentiaal een bepaalde drempel overschrijdt.
49
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Reabsorptie van HCO3Hypovolemie leidt tot een verhoogde natrium en bicarbonaat reabsorptie in de nieren.
Wanneer er meer bicarbonaat zal worden geresorbeerd zal de pH stijgen:
Segmentale contracties
Naast peristaltische contracties kent de dunne darm ook zogenaamde segmentale contracties.
Dit is een contractie op een bepaalde plaats, waarbij de inhoud zowel naar proximaal als
distaal wordt verplaatst.
Slow waves in de dunne darm
De slow waves veroorzaken zelf geen significante contracties in de dunne darm. Contracties
ontstaan door snelle actiepotentialen die ontstaan tijdens de plateaufase van de slow waves.


Contracties maag
 Slow waves
Contracties duodenum  Actiepotentialen tijdens de plateaufase van slow waves
Voorwaarden voor het optreden van snelle actiepotentialen is het positiever worden van de
plateaupotentiaal door bijvoorbeeld rek en door excitatie door het ENS. Slow waves bepalen
de timing van de contractie, m.a.w. de momenten waarop contracties kunnen plaatsvinden.
Bewegingspatronen
Postprandiaal (na het eten):


Verplaatsing van de inhoud van de dunne darm langzaam richting distaal en resorptie
Vrij onregelmatige contracties
Interdigestief (tussen maaltijden in):


Dunne darm nagenoeg leeg. Restanten iedere 1,5 uur naar distaal vervoerd door
middel van interdigestieve migrerende motorcomplexen (IMMC’s). Dit proces zorgt
ervoor dat onverteerbare (vaste) bestanddelen uit de maag en dunne darm worden
verwijderd.
IMMC: bezem van het maag/darm kanaal
Functies dikke darm



Resorptie van H2O en elektrolyten
Opslag fecaal materiaal
Productie vitaminen (bv. vit.K, belangrijk voor aanmaak van protrombine in de lever)
50
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Opbouw colon
De dikke darm lijkt opgedeeld in segmenten, de zogenaamde Haustra, die voortdurend van
plaats veranderen (segmentale contracties). Dit zorgt voor een goed contact tussen de
darminhoud en het slijmvlies, waardoor er een goede H2O-resorptie kan plaatsvinden.
Daarnaast kan het colon massabewegingen teweegbrengen, die verantwoordelijk zijn voor de
propulsie van het chym. Dit zijn peristaltische contracties waarbij de distale haustra op
ongeveer 20cm afstand verdwijnen zodat het chym kan worden voortgestuwd.
Epitheliale cellen in de dunne darm zijn in staat om mucus en bicarbonaat te produceren:


Mucus
o Bescherming tegen mechanische beschadiging
o Bindmiddel voor feces
o Bescherming tegen bacteriele activiteit
Bicarbonaat
o Bescherming tegen zuur afkomstig uit de maag
In de epitheliale cellen van de darm vindt een sterke absorptie van natriumionen plaats,
waardoor er een elektrische gradiënt ontstaat. Door deze gradient zullen chloorionen de
natriumionen volgen. Tight junctions tussen epitheliale cellen in de colon zijn nauwer dan in
dunne darm wat de terugdiffusie van ionen voorkomt. Absorptie Na+ en Cl- creëert een
osmotische gradiënt absorptie van H2O.
Diarree





Osmotische diarree, hierbij is sprake van hypertone darminhoud (door aanwezige
zouten in laxantia) waardoor water naar het lumen wordt verplaatst.
o Disacchariden en Mg-zout zorgen voor een tegengestelde osmotische gradient
Secretoire diarree, hierbij is sprake van netto secretie van water en elektrolyten in de
darm (door toxinen van bacteriën).
Diarree door een gestoorde intestinale motiliteit met verhoogde propulsieve
spiercontracties.
Diarree ten gevolge van ontstoken darmslijmvlies met vergroting van de
permeabiliteit (bv. colitis ulcerosa).
Psychogene diarree door een verhoogde sympathicusactiviteit  vasoconstrictie GItract  minder resorptie.
Speekselsecretie
Speeksel kan twee verschillende structuren hebben. Waterig speeksel (sereus) ontstaat
wanneer licht en verteerbaar voedsel, zoals beschuit, wordt gegeten. Het bestaat
hoofdzakelijk uit K+ (kalium), Na+ (Natrium), HCO3– (waterstofcarbonaat) en het enzym αamylase. Bij taai en moeilijk te verteren voedsel, als vlees, kan het speeksel slijmerig worden.
51
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Functies van speeksel






Verdunning voedsel + toevoeging slijm (glijmiddel)
Oplossen smaakstoffen  prikkeling smaaksensoren
-amylase(ptyaline): zetmeelvertering
Linguale lipase:vetvertering
Aanwezigheid antimicrobiële stoffen
Reinigende werking
Invloed parasympathicus
Een sterke activatie van speekselklieren vindt plaats via een intracellulaire stijging van
calciumionen, waardoor speeksel zal worden uitgescheiden. Kliercellen scheiden het enzym
kallikreïne af, wat de conversie van plasmaeiwitten naar bradykinine bevordert. Bradykinine
is een sterke vasodilatator. Voor de aanmaak van nieuw speeksel is het essentieel dat er
vaatverwijding optreedt.
Maagsap
Maagsap is een mengsel van de secreten van epitheliale cellen en maagklieren. Het bevat
zouten, water, pepsine, IF, mucus en HCl. Zoutzuur heeft een bacteriedodende werking.
Daarnaast zorgt het voor de omzetting van het inactieve pepsinogeen tot het enzym pepsine.

Omeprazol remt de protonpomp in het membraan van epitheliale cellen, waardoor het
maagsap minder zuur wordt.
Maagzuur (HCl) wordt uitgescheiden door pariëtale cellen in de maag. Dit proces wordt
gestimuleerd door vagaal Ach, gastrine (G-cellen, gevormd bij rek antrum en chemische
prikkeling van bepaald voedsel) en histamine (via de H2-receptor)
Exocrien pancreassap
Pancreassap is een sap dat wordt geproduceerd door de trosvormige exocriene klieren in
de alvleesklier (pancreas). Het bevat een breed spectrum aan enzymen:




HCO3-: neutralisering van zure spijsbrij uit de maag. Stimulatie via het hormoon
secretine.
-amylase: koolhydraatvertering.
Lipase: vet  vetzuur en monoglyceride.
Proteasen
o Trypsine en chymotrypsine: eiwit  peptide
o Carboxypeptidase: peptiden  aminozuren
In het lumen van de darm wordt trypsinogeen omgezet tot trypsine door enterokinase vanuit
het duodenumslijmvlies. De enzymen worden dus in inactieve vorm in het pancreas gemaakt,
zodat de klier niet zal worden aangetast door eigen producten.
52
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Regulatie pancreassecretie







Cefale fase  efferentie via n.vagus  Ach 
pancreassap (zien, ruiken, proeven)
HCl in duodenum  secretine  HCO3Peptiden en vetzuren in duodenum  CCk 
afscheiding pancreassap
CCK  relaxatie van de sfincter van Oddi
Abnormale digestie door pancreasfalen door bijvoorbeeld:
o Pancreatitis
o Blokkering ductus thv. papil van Vater door galsteen
o Verwijdering pancreaskop (maligniteit)
o Cystische fibrose
Dus gebrek aan pancreassap en dus aan:
o Trypsine (eiwitvertering)
o Chymotrypsine (eiwitvertering)
o Carboxypolypeptidase (eiwitvertering)
o Amylase (koolhydraatvertering)
o Lipase (vetvertering)
Gevolg:
o Malabsorptie vet, koolhydraat en eiwit copieuze vettige ontlasting
Gal
Gal wordt gemaakt door de lever en in de galblaas opgeslagen in ingedikte toestand. Gal
bestaat onder andere uit water, galzouten, cholesterol en bilirubine. Als vethoudend voedsel
de wand van de twaalfvingerige darm (duodenum) passeert veroorzaakt dit
een parasympathische prikkel in de galblaas en afgifte van het hormoon CCK waardoor de
gal wordt afgegeven via de galgang (ductus choledochus) door de sfincter van Oddi in
de twaalfvingerige darm. Door de galzouten in de gal worden vetten geëmulgeerd en
ontstaan micellen zodat de vetten makkelijker verteerbaar zijn. Daarnaast zorgt het voor de
verwijdering van endogene producten als cholesterol en bilirubine en exogene producten
zoals zware metalen.
Als de gal uitgewerkt is verlaat deze het lichaam door middel van de ontlasting. Veel
galzouten worden echter weer opgenomen via de darm-leverkringloop (enterohepatische
kringloop). De galzouten worden voor meer dan 97,5% in het laatste stuk van de dunne darm
(het ileum) opgenomen en weer naar de lever vervoerd via het poortadersysteem zodat ze
opnieuw kunnen worden gebruikt. De bruine kleur van feces is afkomstig van
galkleurstoffen.
Vet voedsel in de darm  CCK  Contractie galblaas Relaxatie sfincter van Oddi
53
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Bilirubine
Bilirubine is een afvalstof die voornamelijk vrijkomt bij afbraak van oude rode bloedcellen.
Bilirubine is het afbraakproduct van hemoglobine, de rode bloedkleurstof. Bilirubine is giftig
voor het lichaam, wordt uitgescheiden via de gal en verlaat op deze wijze via de uitwerpselen
het lichaam.
Bilirubine is zeer slecht oplosbaar in water, daarom wordt het in het bloed gebonden
aan albumine. Het wordt door de lever uit het bloed opgenomen en gekoppeld
aan glucuronzuur met het enzym glucuronyltransferase. Hierdoor wordt het bilirubine
wateroplosbaar en kan het door de lever in de gal worden uitgescheiden. Men spreekt van de
omzetting van ongeconjugeerde bilirubine naar geconjugeerde bilirubine. De gal komt eerst
in de galblaas terecht en wordt daarna in de dunne darm uitgescheiden. In de darm wordt het
geconjugeerde bilirubine door de daar aanwezige bacteriën omgezet in urobilinogeen. Een
deel hiervan wordt door oxidatie omgezet in stercobiline, wat de kleur geeft aan de stoelgang.
Het overige gedeelte wordt ter hoogte van het jejunum terug opgenomen in de bloedbaan en
passeert terug via de levercirculatie. Ter hoogte van de nieren is er ook een mogelijkheid om
urobilinogeen te oxideren. Dan ontstaat urobiline wat de kleur geeft aan de urine.

Bilirubine circuleert in het bloed gebonden aan albumine: Indirect, ongeconjugeerd
bilirubine, kan niet door nier worden uitgescheiden.

Hepatocyt: opname bilirubine + conjugatie aan glucuronzuur: Direct, geconjugeerd
bilirubine, H2O-oplosbaar, kan wel door nier worden uitgescheiden.
Bij icterus treedt er een geelverkleuring van de lichaamsweefsels op (met name de huid en
sclera (oogwit)). Deze geelverkleuring treedt op door een ophoping van bilirubine in het
extracellulaire vloeistof (geconjugeerd of ongeconjugeerd).


Normale plasmaconcentratie bilirubine (meest in ongeconjugeerde vorm): 0,5 mg / dl
Geelkleuring bij bilirubinespiegel van 1,5-3 mg / dl
Hemolyse



Hoge serumspiegel ongeconjugeerd bilirubine, dit is niet H2O-oplosbaar.
Geelzucht zonder bilirubinurie.
Wel toegenomen uitscheiding van urobilinogeen in de urine (via de enterohepatische
kringloop)
54
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Galwegobstructie






Geconjugeerde bilirubine kan niet met de gal worden uitgescheiden
Reflux en veel geconjugeerd bilirubine in plasma.
Uitscheiding van het (goed oplosbare) geconjugeerde bilirubine met de urine.
Donkergekleurde urine, met na schudden en resistent geel gekleurd schuim.
Geen bilirubine in darm en dus ook geen urobilinogeen. Geen resorptie van
urobilinogeen door darmmucosa en urinetesten op urobilinogeen dus negatief.
Tevens geen stercobiline en andere galpigmenten in faeces: ontkleurde ontlasting
(stopverf).
Koolhydraatvertering
Koolhydraten worden enzymatisch
afgebroken tot monosachariden (glucose,
galactose en fructose). Deze zijn in water
oplosbaar en worden direct geresorbeerd in
het portale bloed. Voor de opname van
glucose en galactose geldt er een natrium
afhankelijk carriersysteem. Je kunt dus
zeggen dat natrium essentieel is voor de
opname van glucose. Duidelijk mag zijn
waarom aan sport (glucose) dranken zout
(Na+) wordt toegevoegd.
Eiwitvertering
In de maag zorgen HCl en pepsine voor de denaturatie en gedeelte hydrolisering van
eiwitten. In de dunne darm breken proteases als trypsine en peptidase de eiwitten verder af.
Vervolgens zullen de ontstaande aminozuren via het poortadersysteem worden afgevoerd.
Vetvertering
De digestie vindt plaats in de dunne darm. Hier worden o.a. gal en pancreassappen
toegevoegd aan de voeding. Lipases uit de pancreas breken vetten af. Vetzuren hebben
galzouten (vorming micellen) van de lever nodig om opgenomen te worden door enterocyten.
Begrijp dat de vrije vetzuren in de enterocyt weer zullen reageren met monoglyceriden, om
daar weer triglyceriden te vormen. Glycerol wordt afgevoerd via de portale circulatie.


Triglyceriden 
Glycerol

Lymfe
Portale circulatie
55
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Enterisch zenuwstelsel
Het enterisch zenuwstelsel is het eigen zenuwstelsel van het spijsverteringsstelsel. Het
behoort tot het autonome zenuwstelsel. Het enterisch zenuwstelsel communiceert normaal
gesproken met het centraal zenuwstelsel via de nervus vagus en het orthosympatisch
zenuwstelsel. Maar onderzoek, waarbij de nervus vagus wordt doorgesneden, toont aan dat
het enterisch zenuwstelsel ook geheel zelfstandig kan functioneren alsof het een eigen "brein"
heeft. Het bevat efferente en sensorische zenuwcellen en interneuronen en het maakt gebruik
van meer dan 30 neurotransmitters, waaronder acetylcholine, dopamine en serotonine. Deze
en andere eigenschappen maken het voor het enterisch zenuwstelsel mogelijk als een
zelfstandig systeem te functioneren.
De plexus myentericus en de plexus submucosus bevinden zich beiden in de darmwand. Hier
vindt de integratie van afferente signalen met efferentie naar gladde spieren en secretorische
cellen (lokale reflexactiviteit) plaats. Beide genoemde plexus coördineren een groot deel van
de activiteit van de tr. Digestivus, ook in afwezigheid van extrinsieke innervatie.

Achalasie  Een niet of onvoldoende functioneren van de plexus myentericus in de
wand van de oesophagus  de OES relaxeert niet  geen voedsel in maag.

Ziekte van Hirschsprung  ontbreken deel van het ENS in distale colon. Gevolg:
sterk verhoogde tonus in aangedane darmsegment en geen propulsie.

Gastrine (G-cellen maag, rek antrum):
 maagzuur
 pepsinogeen
 maagmotiliteit

Secretine (duodenum, zuur):
 maagsecretie
 maagmotiliteit
 pancreassecretie (HCO3-)

Gastric inhibitory peptide(GIP, mucosa dunne darm, vet, glucose, eiwit):
 maagsecretie
 maagmotiliteit
 dunne darmsecretie
 pancreassecretie

CCK (proximale dunne darm, vetzuren):
 maagsecretie
 pancreassecretie
 dunne darmsecretie en motiliteit
 galblaascontractie
56
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Mogelijke oorzaken maagzweer
Een overmatige secretie van HCl en pepsine kan zorgen voor het ontstaan van een
maagzweer (ulcus pepticum). Daarnaast kan een verminderde mogelijkheid van de gastroduodenale mucosa om zich te beschermen tegen zuur hetzelfde gevolg hebben. Ook externe
factoren zoals de H. Pylori kunnen maagzweren veroorzaken.
Andere maagzweer bevorderende factoren zijn:


Roken (verhoogde neuronale stimulatie)
Alcohol en aspirine (afbraak mucosa)
Behandeling:



Bestrijding bacterie
Blokkering van H2-receptoren en/of protonpompremmers (omeprazol)
HCl - bindende middelen (antácida)
Malabsorptie bij goede vertering
Coeliakie
Coeliakie is een chronische darmaandoening, zich kenmerkend door een
aangeboren glutenintolerantie die bij een onaangepast dieet leidt tot een beschadiging van het
darmslijmvlies. De aandoening wordt waarschijnlijk veroorzaakt door
een immunologische reactie tegen een van de eiwitten van het glutencomplex. Milde vorm,
alleen microvilli kapot. Ernstige vorm, ook de villi kapot. Hierdoor is er een sterke reductie in
het absorberend oppervlak van de darm.
Tropische Spruw
Tropische spruw is een aandoening van de dunne darm waarbij chronische diarree en
malabsorptie van voedingsstoffen op de voorgrond staan. Vooral de opname
van foliumzuur en vitamine B12 is verminderd.
Malabsorptie bij spruw
Vet in ontlasting vaak in vorm van zouten / vetzuren, dus vertering is het probleem niet.





Eiwitten
 vermagering / verzwakking
Koolhydraten  vermagering / verzwakking
Ca++
 osteomalacie, demineralisatie bot
Vit.K
 stollingsprobleem
Foliumzuur / vit. B12  macrocytaire anemie
Lactose intolerantie
Bij lactose intolerante mensen mist het lichaam het enzym lactase, waardoor het lichaam geen
lactose (koolhydraat) kan omzetten. Vervolgens kunnen bepaalde bacteriën de lactose
fermenteren bacteriën waarbij koolzuurgas, waterstofgas en organische zuren vrijkomen.
57
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
College 11 “Effecten van inspanning en shock”
Reactie hart en circulatie op inspanning
Wanneer we kijken naar de grafiek hiernaast kun je zien dat de veneuze hartfunctiecurve
zowel naar links gedraaid als geschoven is. Dit komt door de volgende factoren:


Grafiek naar links verschoven
o Afgenomen intrathoracale druk door het dieper ademhalen
Grafiek naar links gedraaid
o Verhoogde contractiliteit (bèta-1 receptoren)
o Verhoogde hartfrequentie (bèta-1 receptoren en een verlaagde stimulatie PS)
Daarnaast is de veneuze vaatfunctiecurve zowel naar
rechts verschoven als naar rechts gedraaid. Dit komt
door de volgende factoren


Grafiek naar rechts verschoven
o Verhoogd bloedvolume
o Verlaagde compliantie
Grafiek naar rechts gedraaid
o Een verminderde arteriolaire weerstand
Tijdens college werd gezegd dat er hier wel 10 vragen
over komen op het tentamen. Je moet dus goed weten
wat er gebeurd wanneer grafieken schuiven en draaien.
Dus nog één keer:


Veneuze hartfunctiecurve schuift naar
o Links
 Afname intrathoracale druk door bijv. een diepere in –en exhalatie
o Rechts
 Toename intrathoracale druk door bijv. intubatie
Veneuze hartfunctiecruve draait naar
o Links
 Verhoogde contractiliteit (bèta-1 receptoren, OS↑)
 Verhoogde hartfrequentie (bèta-1 receptoren, OS↑, PS↓)
o Rechts
 Verlaagde contractiliteit (OS↓)
 Verlaagde hartfrequentie (OS↓, PS↑)
58
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot

Veneuze vaatfunctiecurve schuift naar
o Links (Mean systemic filling pressure omlaag)
 Afname bloedvolume
 Verhoogde compliantie (OS↓)
o Rechts (Mean systemic filling pressure omhoog)
 Toename bloedvolume
 Verlaagde compliantie (alfa-1 receptoren, OS↑)

Veneuze vaatfunctiecurve draait naar
o Links
 Toegenomen arteriolaire weerstand (SVR)
o Rechts
 Afgenomen arteriolaire weerstand (SVR)
Baroreceptoren
De baroreceptorreflex of baroreflex is het primaire homeostatischeregelsysteem van het
lichaam dat zorgt voor de instandhouding van de bloeddruk in het lichaam. Dit gebeurt door
middel van de baroreceptoren: speciale rek-gevoelige zintuigen die zich onder andere
bevinden aan weerszijden aan de binnenzijde van de halsslagaders (arteriae carotides) en in
de aortaboog.
Deze reflex werkt zeer snel en komt in actie bij plotselinge drukveranderingen. Als iemand
plotseling opstaat vanuit liggende houding, dan wordt het bloed door de zwaartekracht in de
richting van de benen getrokken en zou de doorbloeding van de hersenen acuut in gevaar
kunnen komen, waardoor men het bewustzijn zou verliezen. Ook als iemand een bloeding
heeft waardoor de druk in het vaatstelsel vermindert, is deze snelle reflex essentieel. Het
duurt bij een gezonde mens ongeveer twee hartslagen alvorens een dergelijke reactie
uitgevoerd is.
De baroreceptoren kennen twee afferente zenuwen, namelijk de N. Glossofaryngeus en de N.
Vagus. Deze zenuwen lopen naar het regencentrum, namelijk de nucleus tractus solitarius
(NTS) in de hersenstam. Vanuit deze hersenstam gaan er twee efferente signalen richting het
hart en de bloedvaten, namelijk het autonome zenuwstelsel (ortho –en parasympathicus).
Effecten baroreceptorreflex op hart:


PS ↓
o
o
OS ↑
o
o
Hartfrequentie ↑
Contractiliteit atria ↑
(Ach, M2)
(Ach, M2)
Hartfrequentie ↑ (NA, β1)
Contractiliteit atria + ventrikels ↑ (NA, β1)
De parasympathicus remt dus de contractiliteit van de atria, niet die van de ventrikels!
59
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Effecten baroreceptorreflex op vaatstelsel:


PS ↓
o
OS ↑
o
o
o
Ra genitaliën ↑
(Ach, M2)
Ra werkende skeletspieren ↓
Ra overig ↑
Veneuze Compliantie ↓
(NA, β2)
(NA, α1)
(NA, α1)
Natuurlijk geldt het omgekeerde ook. Wanneer er iemand op je sinus caroticus drukt (bij
wurging), worden de baroreceptoren gestimuleerd. Hierdoor worden precies alle processen
omgedraaid. Je hartfrequentie en de contractiliteit van de atria en ventrikels nemen dan af.
Dynamische en statische belasting
Wanneer een spier een isotone (lengte spier verandert, spanning niet), dynamische belasting
ondergaat zullen de bloedvaten in skeletspieren dilateren doordat adrenaline aan de bèta-2
receptoren hecht. Natuurlijk bevatten die bloedvaten ook alfa-1 receptoren, maar
afvalproducten die ontstaan bij inspanning zorgen ervoor dat de bètareceptoren het winnen
van de alfareceptoren, waardoor er een vasodilatatie plaatsvindt.
Wanneer een spier een isometrische (lengte spier verandert niet, spanning wel), statische
belasting ondergaat zal er net als bij de isotone contractie een vasodilatatie optreden. Het
probleem is echter dat de spier omliggende bloedvaten dichtdrukt doordat zijn spanning
toeneemt.
Cardiopulmonale reflex
De cardiopulmonale reflex, het broertje van de baroreceptorreflex wordt veroorzaakt doordat
sensoren gelegen in lage druk gebieden als de atria, venae cavae en de longvenen gaan vuren
wanneer de (veneuze) bloeddruk teveel daalt. Deze reksensoren staan in contact met de
hersenstam via de nervus vagus. Eénmaal geactiveerd stuurt de hersenstam een efferent,
sympathisch signaal, dat zorgt voor algehele vasoconstrictie. De cardiopulmonale reflex
werkt dus als een soort setpoint voor de baroreceptorreflex.
Chemoreflex
Deze reflex ontstaat wanneer er veranderingen optreden in de pCO2, pO2 of de pH. Deze
veranderingen worden waargenomen door gevoelige sensoren in de glomus caroticum en
aortalichaampjes. De reflexwegen zijn dezelfde als bij de baroreflex. Deze chemoreceptoren
kunnen ook veranderingen in de bloeddruk waarnemen. Wanneer de mean arterial pressure
daalt (<60 mmHG), stijgen de lokale concentraties van CO2 en dalen de concentraties O2.
Als een gevolg hiervan zal zowel de orthosypathicus als de parasympathicus geactiveerd
worden (tentamen!).


Aortalichaampjes
Glomus caroticum


Arteriële & veneuze vasoconstrictie (OS)
Daling van de hartfrequentie (PS)
60
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Ischemische reacties van het CZS
Deze reacties treden alleen op bij een zeer lage bloeddruk. De effecten zorgen voor
tachycardie en een bloeddrukverhoging t.g.v. OS-activatie. Het lichaam krijgt dus al te
weinig zuurstof, maar toch wordt de sympathicus geactiveerd (vaatvernauwing). Het brein is
dus een egocentrisch orgaan, het wil al het bloed voor zichzelf hebben.
Samenvatting korte-termijn regulaties




De baroreflex
De cardiopulmonale reflex
De chemoreflex
Ischemische reacties van het CZS
Naast de korte-termijn regulaties zijn er ook nog de middellange-termijn regulaties, die
voornamelijk via hormonen verlopen (RAS, angiotensine II  vasoconstrictie). Lange
termijn regulaties bestaan vooral uit volumeregulaties door de nieren.
Shock
Een shock is een zich acuut tot subacuut ontwikkelende storing in de circulatie die met een
wijdverspreide storing in het celmetabolisme gepaard gaat
Hypovolemische shock
Deze vorm van shock ontstaat door (bloed) volumeverlies. Oorzaken zijn:


Endogeen verlies (inwendige bloedingen)
Exogeen verlies (externe bloeding, brandwonden)
Cardiogene shock
Een cardiogene shock wordt veroorzaakt door een direct verminderde hartfunctie. Oorzaken
zijn:



Een hartinfarct met verlies van pompfunctie,
Slechte werking van de hartkleppen,
Ritmestoornissen
61
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Distributieve shock
Een distributieve shock wordt veroorzaakt door een probleem in
de verdeling van het bloed. De bloedvaten gaan te veel
openstaan zodat er relatief te weinig vulling is van
het vaatbed en de druk wegvalt.


Anafylactische shock: bij een allergische reactie,
waardoor door het vrijkomen van histamine a.g.v.
mestceldegranulatie (allergische reactie), de vaten
open gaan staan.
Septische shock: waarbij een bacterie in de
bloedbaan aanleiding geeft tot prikkeling van de
vaatwand, waardoor deze open gaat staan.
Obstructieve shock
Bij een obstructieve shock is er ergens in het lichaam een
obstructie (verstopping) aanwezig. Als het bloed zich op een
bepaalde plaats ophoopt is er op een andere plaats bloed tekort.
Een obstructieve shock wordt veroorzaakt door twee
hoofdoorzaken:


Obstructie van uitstroom (bijvoorbeeld longembolie)
Obstructie van instroom harttamponade (pericard vol
met bloed)
Gevolgen van shock
Alle vormen van shock kenmerken zich door een afname in het hartminuutvolume (q).
Aangezien het hartminuutvolume recht evenredig is met de mean arterial pressure (MAP), zal
de MAP ook dalen bij een verminderde q. Deze afname wordt geregistreerd door zowel de
baroreceptor reflex als de cardiopulmonale reflex. Gevolg: activatie sympathicus



Afname veneuze compliantie
Toename hartfrequentie
Toename contractiliteit
(NA, alfa-1 receptoren)
(A, bèta-1 receptoren)
(A, bèta-1 receptoren)
Bedenk wel dat er geen vasoconstrictie optreedt bij anafylactische of een septische shock. Dit
komt doordat er pro-inflammatoire stoffen als histamine vrijkomen, die zorgen voor
vasodilatatie, wat weer leidt tot een toegenomen compliantie, wat weer leidt tot een
verminderd hartminuutvolume (tot de dood volgt). Fix: vasoconstrictie (adrenaline)
De bleekheid ten tijden van shock is dus te verklaren door de enorme vasoconstrictie die
optreedt in de huid (alfa-1 receptoren). Het transpireren is ook te danken aan de sympathische
activatie van de zweetklieren.
Hoe ga je dood: q↓  activatie sympathicus  vasoconstrictie  dood.
62
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
College 12 “Nierfunctie”
Functies van de nier
De nier kent verschillende functies. De centrale rol van de nier is het volume en de
osmolariteit van lichaamsvloeistoffen reguleren en het in stand houden van de
elektrolythomeostase en de zuur/base-balans (H+ homeostase).
Daarnaast heeft de nier ook een zuiverende functie. Denk hierbij aan het uitscheiden van
metabolieten als ureum (dat ontstaat bij de afbraak van eiwitten) en lichaamsvreemde stoffen
als geneesmiddelen en/of pesticiden. Een gemiddeld mens produceert ongeveer 2 tot 3 liter
urine per dag. Wanneer dit zakt onder de 500 ml zal de dood snel volgen, aangezien het
lichaam dan niet meer van haar afvalstoffen af kan komen.
Tenslotte heeft de nier een endocriene functie. Zoals al eerder genoemd kan de nier het
hormoon erytropoiëtine (EPO) maken wanneer de pO2 te laag is. Dit hormoon zorgt ervoor
dat er meer rode bloedcellen zullen worden aangemaakt. Bedenk wel dat EPO de viscositeit
van het bloed zal doen stijgen. Naast EPO kan de nier ook renine en prostaglandines maken.
Renine wordt aangemaakt wanneer de bloeddruk in de nier daalt (ga dit na). Prostaglandines
hebben een vaatverwijdende functie in de nier (afferente arteriole). Daarnaast zijn
prostaglandines verantwoordelijk voor de pijnsensatie van het lichaam.
Prostaglandinesynthetaseremmers als ibuprofen en aspirine verlagen de aanmaak van
prostaglandines en verlagen dus de nierfunctie (geen vasodilatatie meer in afferent arteriole).
De enige pijnstiller die dit niet doet is paracetamol. Geef dus nooit een nierpatiënt iets anders
dan paracetamol! Het enige nadeel van paracetamol is dat het op lange termijn permanente
leverschade kan veroorzaken.
63
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Opbouw en werkingsmechanisme nefron
In de afbeelding op de vorige pagina is de schematische opbouw van een nefron te zien.
Opmerkelijk is dat de afferente arteriole niet overgaat in een vene (na de capillairen
gepasseerd te hebben), maar in een efferent arteriole. Ook is het traject waarover
terugresorptie plaatsvindt veel langer dan in capillairen elders in het lichaam.
De eerste stap in de urineproductie is het persen van water met opgeloste stoffen uit het
bloed. Bloedcellen en grote eiwitten blijven hierbij achter in het bloed. Hierbij ontstaat het
zgn. ultrafiltraat (plasma zonder (grote) eiwitten). Dit proces vindt plaats in de glomerulus,
bestaande uit haarvaten. De kant van het bloedvat wat het kapsel van Bowman in gaat heeft
een grotere diameter dan de kant die er uit gaat. Hierdoor bouwt de druk in de glomerulus
zich op en wordt er nog meer vloeistof uit het bloedvat geperst. Vervolgens wordt het vocht
opgevangen in het kapsel van Bowman dat het zeeflichaampje omhult, het ultrafiltraat heet
dan de voorurine. Vanaf daar stroomt het door de proximale tubulus, de lus van Henle en de
distale tubulus richting de verzamelbuis, die weer in contact staat met de urineblaas. In deze
tubuli worden stoffen zoals bv. glucose, K+-ionen, water, en NaCl geresorbeerd. Sommige
stoffen (zoals NaCl) doen dit door zgn.
actief transport, anderen (zoals water en
glucose) doen dit door passief transport.
Een nettoverandering van de excretie kan
een gevolg zijn van veranderingen in de
glomerulaire filtratie (GFR), tubulaire
reabsorptie en tubulaire secretie. De renale
doorbloeding bedraagt 22 procent van het
hart minuut volume (HMV). De
bloedvoorziening van de nier verloopt via
de a. renalis. De afferente arteriolen
vertakken zich verder in glomerulaire
capillairen. In de laatstgenoemde start de
filtratie van vocht en opgeloste stoffen.
Bepalen van de GFR
Om de GFR van een persoon te meten (om
zo te bepalen of een patient een nierstoornis
heeft) maakt men gebruik van bepaalde stoffen. Deze stof moet aan een aantal eisen voldoen,
namelijk dat de stof niet gesecreteerd en niet teruggeresorbeerd, maar wel 100% gefiltreerd
moet worden. In de praktijk gebruikt men serumcreatinine, de klaring van creatinine en/of de
klaring van inuline. In de praktijk varieert het serumcreatinine tussen patienten. Slecht
mobiele mensen verbruiken minder creatinine, waardoor het serumcreatinine lager is (dit i.t.t.
sporters, waarbij de creatininespeigels vele malen hoger zijn). Vervolgens kan men kijken
naar de klaring van creatinine. Ook dit is niet altijd 100% nauwkeurig, omdat de klaring van
creatinine daalt bij een verminderde filtratie (wat veel nierpatienten juist hebben). Tenslotte
kan men kijken naar de klaring van inuline, wat altijd 100% nauwkeurig is. Het probleem is
hierbij dat de patiënt in het ziekenhuis moet overnachten (à raison de €800,-).
64
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Regulatie van het GFR
Om te zorgen dat de hydrostatische druk altijd hoger is dan de colloïde osmotische druk en de
vloeistofdruk (Pfluid in de afbeelding hierboven) bij elkaar opgeteld, zijn er een drietal
regelmechanismen die samen deel van de autoregulatie van de glomerulaire filtratie
uitmaken. Ten eerste is er de myogene regulatie:

Arteriële druk. Een stijging van de arteriële druk verhoogd de glomerulaire
hydrostatische druk en de GFR. Dit effect wordt echter opgevangen door
autoregulatie, welke het effect van bloeddruk op de glomerulaire hydrostatische druk
minimaliseert.

Afferente arteriole weerstand. Een stijging van de weerstand van de afferente
arteriolen verlaagt de glomerulaire hydrostatische druk en GFR (zelfde als afbeelding
C, alleen dan treedt er vasoconstrictie op in de afferente arterie.

Efferente arteriole weerstand. Een stijging van de weerstand van de efferente
arteriolen verhoogt de arteriolaire weerstand, waardoor de GFR toeneemt.
Ten tweede is er de tubuloglomerulaire feedback
Normal renal function requires that the flow through the nephron is kept within a narrow
range. When tubular flow (that is, GFR) lies outside this range, the ability of the nephron to
maintain solute and water balance is compromised. Additionally, changes in GFR may result
from changes in renal blood flow (RBF), which itself must be maintained within narrow
limits. Elevated RBF may damage the glomerulus, while diminished RBF may deprive the
kidney of oxygen. Tubuloglomerular feedback provides a mechanism by which changes in
GFR can be detected and rapidly corrected for on a minute-to-minute basis as well as over
sustained periods.
65
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Regulation of GFR requires both a mechanism of detecting an inappropriate GFR as well as
an effector mechanism that corrects it. The macula densa serves as the detector, while the
glomerulus acts as the effector. When the macula densa detects an elevated GFR, it releases
several molecules that cause the glomerulus to rapidly decrease its filtration rate. The macula
densa is a collection of densely packed epithelial cells. As the TAL ascends through the renal
cortex, it encounters its own glomerulus, bringing the macula densa to rest at the angle
between the afferent and efferent arterioles. The macula densa's position enables it to rapidly
alter glomerular resistance in response to changes in the flow rate through the distal nephron.
The macula densa uses the composition of
the tubular fluid as an indicator of GFR.
A large sodium chloride concentration is
indicative of an elevated GFR, while low
sodium chloride concentration indicates a
depressed GFR. Sodium chloride is
sensed by the macula densa by an apical
cotransporter. Detection of elevated
sodium chloride levels triggers the release
of signaling molecules from the macula
densa, which signal the JG cells. As a
reaction, the JG cells will produce
angiotensin II, which will cause a local
vasoconstriction in the afferent arteriole,
resulting in a decreased GFR.
Tubulaire terugresorptie
De tubulaire terugresorptie vereist
transport over twee membranen. Ten
eerste van het tubuluslumen naar de cel en
van de cel via een interstitium naar een
capillair. Het transport van het
tubuluslumen naar de cel is afhankelijk van ionkanalen, transporters en de Na/K-pomp (de
drijvende kracht). Vanaf het interstitium richting capillair hangt de terugresorptie enkel af
van Starling krachten.
Actief transport
Men kan actief transport indelen in twee groepen.


Primair actief:
o Benodigde energie wordt direct geleverd door afbraak van ATP
Secundair actief (cotransport):
o Benodigde energie wordt geleverd door een gradiënt die wordt opgebouwd
door een ander, gelijktijdig verlopend, primair proces
 Symport: in dezelfde richting
 Antiport: in tegengestelde richting
66
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Kenmerken actief transport
Kenmerkend voor actief transport is het zogenaamde tubulair transport maximum (Tm). Dit
houdt in dat er een maximum zit aan de hoeveelheid stoffen die actief kunnen worden
geresorbeerd. Denk hier bijvoorbeeld aan glucose. In lage concentraties kan glucose passief
worden geresorbeerd, maar wanneer de glucoseconcentraties hoger worden, gaan ook de
actieve transportmechanismen een steentje bijdragen. Wanneer de glucosespiegels echt
torenhoog worden (diabetes), zal de osmotische waarde van de (voor) urine hoger worden
dan die van de omliggende weefsels, waardoor de voorurine sterk in volume toeneemt. Dit is
de reden waarom diabetespatiënten veel plassen en veel drinken.
Je kunt in de afbeelding hierboven zien dat de drijvende kracht van alle terugresorptie
processen in de proximale tubulus de natrium/kalium pomp is. De rest zijn allemaal
secundaire (antiport) transportmechanismen. Tussen het tubulaire lumen en de tubuluscel zit
geen natrium/kalium pomp maar een natrium/waterstof pomp, die H+ ionen het tubulaire
lumen impompen. In de proximale tubulus wordt ongeveer 60% van het Cl-, 65% van het
gefiltreerde Na, K, Ca en water, 90% van het HCO3- en 100% van de glucose en aminozuren
geresorbeerd.
Kenmerken van de terugresorptie in de Lis van Henle
In het dunne afdalende been van de lis van Henle bevinden zich vrijwel geen mitochondrien,
waardoor er alleen passief transport kan plaatsvinden. Hierdoor is dit deel van de lis van
Henle goed permeabel voor water, maar niet voor NaCl. Het dikke opstijgende deel van de
lis van Henle vindt er terugresorptie plaats van het resterende HCO3- en natriumionen.
67
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Dit deel van de lis is echter impermeabel voor water. Dit zorgt voor het ontstaan van
hypotone urine aan het begin van de distale tubulus. Dit zorgt vervolgens weer voor een
osmotische gradiënt in het niermerg.
Je ziet dat er een afdalende osmotische gradient ontstaat. De osmotische waarde is sterk
gestegen in het diep gelegen deel van de lis (1200 mOsm/kg water). Als een gevolg zal de
waterresorptie uit de verzamelbuis (gedirigeerd door vasopressine) verlopen. Als de
osmotische waarde gelijk zou zijn, zou er niet veel gebeuren wanneer vasopressine de
‘deuren’ in de wand van de verzamelbuis zou openen. Naast water kunnen er ook kleine
hoeveelheden ureum worden geresorbeerd, die vervolgens weer bij kunnen dragen in het
creëren van een osmotische gradiënt (een soort zelfversterkend mechanisme dus). Dit noemt
men ook wel de ureumcirculatie.
68
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Kenmerken van de terugresorptie in de distale tubulus
In de distale tubulus wordt ongeveer 5% van het gefiltreerde natrium via de Na/Cl symporter
terug geresorbeerd. Daarnaast wordt in de distale tubulus ook calcium geresorbeerd onder
invloed van parathyroidhormoon en calcitriol.
Glomerulo-tubulaire balans
Wanneer de GFR toeneemt neemt de druk in de peritubulaire capillair af (Ppc daalt). De
colloid osmotische druk is veel hoger in de peritubulaire capillairen dan in de tubulus.
Hierdoor ontstaat er een terugresorptie van water terug naar de capillairen. Dit mechanisme
zorgt er dus voor dat je niet uitdroogt.
Aldosteron
Aldosteron verhoogt de natrium terugresorptie ten koste van kalium secretie (d.m.v. de Na/K
antiport).


Aldosteron
Hoge plasma kaliumconcentraties


Terugresorptie natrium, secretie kalium
Kaliumsecretie
Valsava Manoeuvre
Initially during a Valsalva, intrathoracic
(intrapleural) pressurebecomes very positive
due to compression of the thoracic organs by
the contracting rib cage. This increased
external pressure on the heart and thoracic
blood vessels compresses the vessels and
cardiac chambers by decreasing
the transmural pressure across their walls.
Venous compression, and the accompanying
large increase in right atrial pressure, impedes venous return into the thorax. This reduced
venous return, and along with compression of the cardiac chambers, reduces cardiac filling
and preload despite a large increase in intrachamber pressures. Reduced filling and preload
leads to a fall in cardiac output by the Frank-Starling mechanism. At the same time,
compression of the thoracic aorta transiently increases aortic pressure (phase I); however,
aortic pressure begins to fall (phase II) after a few seconds because cardiac output falls.
Changes in heart rate are reciprocal to the changes in aortic pressure due to the operation of
the baroreceptor reflex. During phase I, heart rate decreases because aortic pressure is
elevated; during phase II, heart rate increases as the aortic pressure falls.
When the person starts to breathe normally again, aortic pressure briefly decreases as the
external compression on the aorta is removed, and heart rate briefly increases reflexively
(phase III). This is followed by an increase in aortic pressure (and reflex decrease in heart
rate) as the cardiac output suddenly increases in response to a rapid increase in cardiac filling
(phase IV). Aortic pressure also rises above normal because of a baroreceptor, sympatheticmediated increase insystemic vascular resistance that occurred during the Valsava.
69
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
College 13 “Terugresorptie en secretie”
Terugresorptie van natrium en kalium
Natrium wordt geresorbeerd in de proximale tubulus (65%), het stijgende deel van de lus van
Henle (27%) en in de verzamelbuis (5%). Dit komt erg overeen met de terugresorptie van
kalium. Het enige verschil is dat kalium ook kan worden uitgescheiden in de verzamelbuis
wanneer daar aanleiding voor is.
Regulatie van terugresorptie en secretie
De terugresorptie en secretie van water, natrium, kalium, calcium en andere elektrolyten
wordt op drie manieren gereguleerd.



De glomerulo-tubulaire balans
o GFR - => Ppc ↓en pc ↑ => terugresorptie Hormonen:
o Angiotensine II
(Na+ -terugresorptie - in prox tubulus)
o Aldosteron
(Na+ terugresorptie ↑, K+-secretie ↑ in verzamelbuis)
o ANP
(remt Na+ -terugresorptie in verzamelbuis)
o ADH
(H2O-terugresorptie ↑ in verzamelbuis)
o PTH
(Ca2+ -terugresorptie ↑, vit D productie ↑)
Het sympathische zenuwstelsel
ANP
Atriaal natriuretisch peptide (ANP) is een hormoon dat wordt afgegeven door de atria van
het hart en een direct effect heeft op de natriumresorptie in de nieren. Wanneer het hart
weinig ANP uitscheidt (bij een lage bloeddruk en laag bloedvolume) zorgt dit voor een
stijging van de NaCl-resorptie in de nier. Meer NaCl-resorptie zorgt door osmose voor
waterresorptie en herstelt hiermee de druk en het volume.
Activatie van het RAAS
Het RAAS kan worden geactiveerd door verschillende factoren. Ten eerste bij een daling in
de renale perfusiedruk (barosensoren). Ten tweede bij een daling van het NaCl-aanbod in de
macula densa. Het RAAS systeem zorgt voor een verhoogde sympathische activiteit.
Effecten Angiotensine II
De effecten van ATII zijn onder te verdelen in twee groepen, renale en extrarenale effecten.
Renale effecten omvatten de vasoconstrictie in efferente arteriolen, waardoor de GFR
toeneemt. Vervolgens wordt er direct meer natrium terug geresorbeerd in de proximale
tubulus. Extrarenaal stimuleert ATII de secretie van aldosteron. Aldosteron zorgt voor een
verhoogde natrium resorptie in de verzamelbuis, vasoconstrictie (BP stijgt) en in hoge
concentraties dorst en de secretie van ADH.
70
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Aldosteron
De nieren spelen een hoofdrol in het reguleren van de water- en zoutbalans. Het zoutgehalte
in het lichaam wordt onder meer gereguleerd door het in de bijnierschors
geproduceerde hormoon aldosteron. Het zorgt tijdens de vorming van de urine voor het
uitwisselen van natrium (Na+) tegen kalium (K+) en helpt zo ook om de bloeddruk te regelen.
De nieren houden de elektrolytenconcentraties in het lichaam constant waardoor de
hoeveelheid zout in de urine kan variëren. Aldosteron zorgt voor meer terugresorptie van
water en natrium door activatie van natriumkanalen aan de apicale celmembraan in de
verzamelbuis. Een Na/K-ATPase, pompt aan de basolaterale zijde van de cel dan het natrium
uit de cel en het water volgt deze beweging. Deze antidiuretische werking doet
het bloedvolume vergroten en de bloeddruk stijgen.
Regulatie kalium-balans


Interne K+-balans:
o Betreft distributie van K+ tussen intra- en extracellulair
o Intracellulaire opslag bevorderd door:
 Aldosteron, b2-symphaticomimetica, insuline (Na/K-pomp ↑)
 Hoge plasma [K+], lage [H+] (K+ de cel in, in ruil voor H+)
Externe K+-balans:
o Betreft regulatie van het totale lichaamskalium
o 10% via darmen (cst), 90% via nier bevorderd door:
 Hoge plasma [K+],
 Hoge plasma-aldosteronconcentratie
 hoog distaal Na+-aanbod
71
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Relatie natrium aanbod en kalium secretie
Een hoge natriuminname zorgt voor een verlaagde natrium terugresorptie in de proximale
tubule. Als een gevolg hiervan is het distale aanbod van natrium sterk verhoogd. Verhoogde
distale natriumconcentraties zorgen voor verhoogde kalium-secretie d.m.v. de Na/K-pomp.
Gelukkig daalt afgifte van aldosteron, waardoor de secretie van kalium afneemt, zodat er een
normale excretie van kalium plaatsvindt.
Een lage natriuminname zorgt voor een verhoogde natrium terugresorptie in de proximale
tubule. Als een gevolg hiervan is het natrium aanbod in het distale gedeelte van het nefron
verlaagd, waardoor er ook minder kalium zal worden gesecreteerd. Door de lage
concentraties natrium wordt de afgifte van aldosteron gestimuleerd, waardoor de kaliumsecretie wordt verhoogd. Hierdoor ontstaat er een normale kalium excretie.
Stoornissen in de plasmaconcentraties van kalium

Hypokaliaemie. Dit is een symptoom die kan worden onderverdeeld in een acute en
een chronische vorm. Een acute hypokaliemie kan ontstaan door stress en insuline.
Beide factoren zorgen voor een kaliumshift naar intracellulair. Chronisch verlies kan
komen door deficiënte voeding, diarree, braken en door het gebruik van diuretica
(remmen Na/K-ATPase, Dit enzym ruilt natrium tegen kalium: natrium de nier uit,
kalium terug de nier in vanuit het bloed. Door remming van de natriumchloride
symporter wordt uiteindelijk zowel meer natrium als kalium door de nier
uitgescheiden met de urine).

Hyperkaliaemie. Ook deze vorm kan worden onderverdeeld in een acute en een
chronische component. Bij een overmatige intake van kalium of een kaliumshift naar
het ECF door inspanning zal de concentratie van kalium in het bloed stijgen.
Chronische vormen ontstaan vrijwel alleen door een (aangeboren) stoornis.
Een hypokaliaemie zal het membraanpotentiaal verlagen (meer intracellulair kalium 
ladingsverschil groter). Hierdoor zal het meer moeite kosten om de drempelwaarde te
passeren. Een hyperkaliaemie zal het membraanpotentiaal juist verhogen, waardoor de
repolarisatie wordt versneld en de depolarisatie wordt vertraagd.
72
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Symptomen hypokaliaemie



Spierzwakte, krampen en paresthesieën (rillingen):
o Door hyperpolaristie
Hartritmestoornissen:
o Verhoogde automaticiteit, vertraagde repolarisatie  atriale en
o Ventriculaire extrasystolen
Nierfunctiestoornissen:
o H+ shift naar intracellulair  alkalose met verhoogde H+-excretie
Symptomen hyperkaliaemie


Spierzwakte:
o Door minder negatief worden van de rustpotentiaal
Hartritmestoornissen:
o Trage depolarisatie en snelle repolarisatie  ventrikel fibrilleren 
hartstilstand
Het verband tussen H+ en K+

Hypokaliaemie. Wanneer de concentratie kalium in het bloed laag is, zal er kalium uit
cellen worden gepompt in ruil tegen H+ (antiport). Hierdoor zal de pH van het bloed
stijgen (alkalose). Het omgekeerde is ook waar. Wanneer iemand een alkalose heeft
zal er waterstof uit de cellen worden gepompt in ruil voor kalium, waardoor er een
hypokaliaemie kan ontstaan.

Hyperkaliaemie. Wanneer de concentratie kalium in het bloed hoog is, zal de
kalium/waterstof-pomp kalium de cellen in pompen, in ruil voor waterstof, waardoor
er een acidose kan ontstaan. Het omgekeerde is ook waar. Wanneer iemand een
acidose heeft zal waterstof de cellen ingepompt worden in ruil voor kalium, waardoor
een hyperkaliaemie kan ontstaan.
Waterstof
De concentratie van H+ in het lichaam wordt nauw gereguleerd. De concentratie van
waterstof wordt bepaald door de opname en productie van H+ en door de eliminatie van
waterstof uit het lichaam via de nieren of via zuur/base buffers.
73
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Herkomst van waterstof

Vluchtig zuur (15000 - 20000 mmol/dag)
o Bepaald door koolhydraten en vetten in de voeding die worden omgezet in
CO2 en H2O

Niet-vluchtig zuur (40-80 mmol/dag)
o bepaald door de aanvoer en het metabolisme (tot sulfaat en fosfaat)van andere
voedselbestandelen (bv aminozuren) en het verlies van HCO3-met de faeces.
De reacties van het lichaam op veranderingen in de zuur/base balans kunnen zowel regulatief
als niet-regulatief zijn. Met niet-regulatieve reacties doelt men op chemische buffering. Dit
proces reageert in een fractie van een seconde. Met regulatieve reacties bedoelt men zowel
respiratoire als renale regelmechanismen. Respiratoire regelmechanismen beginnen pas na
enkele minuten te werken, terwijl dit bij renale regelmechanismen wel uren tot dagen kan
duren.
Belangrijke buffers


Extracellulair:
o Bicarbonaat:
o Plasma eiwitten:
o Ammoniak (tubulus):
H+ +HCO3H+ + PH+ + NH3
Intracellulair:
o Hemoglobine:
o Eiwitten
o Fosfaat:
H+ + Hb
HHb
+
H +P
HP
+
2H + HPO4 HPO4- (skelet)
H2CO3
HP
NH4+
Zoals je in de grafiek hiernaast kunt zien
hebben verschillende buffers
verschillende eigenschappen. Je kunt zien
dat de bicarbonaatbuffer (de belangrijkste
in het lichaam) eigenlijk een hele lage
pKa heeft. Dit zou je eigenlijk niet
verwachten omdat die pH niet meer
verenigbaar is met het leven. Uit college
bleek dat dit toch werkt omdat
bicarbonaat altijd aanwezig is in een open
systeem (!!). Hierdoor slaagt bicarbonaat
er toch in om de pH van het bloed te
corrigeren.
74
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Bicarbonaat
De belangrijkste buffer in het bloed om de pH binnen nauwe grenzen te houden is het CO2bicarbonaat-systeem. Het evenwicht van dit systeem kan als volgt beschreven worden:
De pH van het bloed is direct afhankelijk van de verhouding CO2 en HCO3–volgens
de Henderson-Hasselbalch-vergelijking:
Hieruit volgt dat aangezien in de teller HCO3– is geplaatst stijging van de HCO3–-concentratie
leidt tot een stijging van de pH en dat een daling van de HCO3– concentratie leidt tot een
daling van de pH. De pCO2 staat in de noemer derhalve leidt een stijging van de pCO2 tot een
daling van de pH en een daling van de pCO2 tot een stijging van de pH. Als de zuurgraad van
het bloed stijgt (dalende pH) ontstaat een acidose; als de zuurgraad van het bloed daalt
(stijgende pH) ontstaat een alkalose.
Uit de bovenstaande vergelijking kun je opmaken dat de nieren de [HCO3-] en de longen de
[CO2].


Als AMV ↑  PaCO2 ↓  pH↑
Als AMV ↓  PaCO2 ↑  pH ↓
De respiratoire reactie kan een pH verandering voor ongeveer 50-70% herstellen. Zoals
eerder genoemd gaat dit proces zeer snel (3-12 min).
Renale regelmechanismen
De renale regelmechanismen van de pH
bestaan uit de terugresorptie (eigenlijk
regeneratie) en de productie van
bicarbonaationen. Zoals je kunt zien
wordt het bicarbonaat geregenereerd
(hier in de proximale tubulus) door een
reactie aan te gaan met waterstof, dat
vervolgens resulteert in de afgifte van
bicarbonaationen aan het bloed. Bedenk
hier dat het enzym koolzuuranhydrase
(aangegeven met CA) dat aanwezig is in
de tubuluscel essentieel is in dit proces.
75
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Dit proces kan ook plaatsvinden in
de verzamelbuis. Hier komt er echter
geen kalium, maar chloor aan te pas.
Je kunt dus zeggen dat van het
gefiltreerde bicarbonaat normaal
alles wordt teruggegenereerd.
Waterstofionen zijn essentieel in dit
proces. Een eventueel overschot aan
bicarbonaationen wordt door de nier
uitgescheiden.
Zoals eerder genoemd is bicarbonaat
niet de enige buffer in de nieren.
Hiernaast zie je een voorbeeld van
hoe fosfaat een rol speelt in de
regulatie van de pH. Hier vindt er dus
geen regeneratie van bicarbonaat
plaats! Als het goed is begrijp je nu
waarom je sneller botten breekt als je
last van acidose hebt.
Tenslotte kan ook ammoniak de pH
reguleren. Hiervoor is echter wel
glutamine nodig. Glutamine wordt
geproduceerd in de tubuluscellen in het
proximale gedeelte van de nefron.
76
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Conclusies met betrekking tot de netto H+-secretie



Pas mogelijk als alle gefiltreerde HCO3- is terug gegenereerd
HCO3--productie bouwt een H+-gradiënt op in de urine
(met een minimale pH van ca 4.5)
Regeling van de H+-excretie hangt samen met regeling van de NH4+ excretie
Uit de afbeelding hierboven kun je opmaken dat schommelingen in de pH door zowel
metabole als respiratoire acidoses/alkaloses kunnen ontstaan. Om een goede diagnose te
stellen moet je dus kijken naar zowel de pH, de PCO2, de concentratie bicarbonaat en een te
verwachten respons op een pH-verandering!
Helium verdunning techniek
The helium dilution technique is the way of measuring the functional residual capacity of
the lungs (the volume left in the lungs after normal expiration). This technique is a closedcircuit system where a spirometer is filled with a mixture of helium (He) and oxygen. The
amount of He in the spirometer is known at the beginning of the test (Concentration ×
Volume = Amount). The patient is then asked to breathe (normal breaths) in the mixture
starting from FRC (Functional Residual Capacity), which is the gas volume in the lung after a
normal breath out. The spirometer measures helium concentration. The helium spreads into
the lungs of the patient, and settles at a new concentration (C2). Because there is no leak of
substances in the system, the amount of helium remains constant during the test, and the FRC
is calculated by using the following equation. V2 = total gas volume (FRC + volume of
spirometer), V1 = volume of gas in spirometer, C1 = initial known helium concentration,
C2 = final helium concentration measured by the spirometer.
Je meet dus de FRC, daar moet je dan nog de EV van aftrekken om het RV te bepalen.
77
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
College 14 “Osmo- en volumeregulatie”
Volumes
Ongeveer 60% van je lichaamsgewicht bestaat uit
vloeistoffen. 20% van je totale lichaamsgewicht bestaat
uit het extracellulaire vloeistof (ECF) en 40% uit
intracellulair vloeistof. De extracellulaire vloeistoffen
zijn weer onder te verdelen in interstitiële vloeistoffen
en het plasma. Ongeveer 75% van het ECF bestaat uit
interstitiële vloeistoffen en 25% uit plasma.
Verschillen mannen, vrouwen en nieuwgeborenen
Mannen bestaan in vergelijking tot vrouwen uit meer
water (respectievelijk 60-50%). Dit verschil wordt veroorzaakt doordat vrouwen meer
(intercellulair) vet hebben en waar geen vet zit, kan geen water zitten. Pasgeborenen bestaan
voor 75% uit water. 40% van het totale lichaamsvloeistofgehalte bevindt zich intracellulair
(net als bij mannen). Daarnaast hebben nieuwgeborenen ook meer extracellulair vloeistof.
Wat zich voornamelijk in het interstitium bevindt.
Om de het lichaamsvloeistofgehalte te bepalen moet er een zogenaamde indicatorstof worden
toegediend. Hierbij wordt de indicator intraveneus toegediend en wacht men tot er een steady
state ontstaat.





Is niet toxisch
Wordt niet metabool omgezet of gesynthetiseerd
Verspreidt zich snel en gelijkmatig
Verlaat de ruimte niet tijdens de bepaling
Wordt na de bepaling vlot uitgescheiden
78
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Bepalen van de totale hoeveelheid lichaamswater (TBW)
Om de totale hoeveelheid lichaamswater te bepalen heb je stoffen nodig die celwand
passeren. Aangezien het celmembraan slecht doorlaatbaar is voor natrium kan dit gedaan
worden met isotopen van water, bijvoorbeeld deuterium.
Bepalen van de totale hoeveelheid extracellulaire vloeistof (ECF)
Hiervoor heb je stoffen nodig die de capillairwand wel, maar het celmembraan niet passeren.
Dit kan met inuline of isotopen van ionen als natrium, chloor etc.
Bepalen van het plasmavolume
Het plasmavolume kan worden bepaald met I-131 albumine, aangezien bloedvaten slecht
doorlaatbaar zijn voor eiwitten.
Je kunt je voorstellen dat je m.b.v. de bovenstaande gegevens zowel het volume van het
intracellulaire vloeistof als het interstitiële vloeistof kan berekenen.


Van de intracellulaire vloeistof (ICF)
o ICF = TBW - ECF
Van de interstitiële vloeistof (ISF)
o ISF = ECF – plasmavolume
Samenstelling
Het bloedplasma bevat vooral natrium, chloor, ureum, glucose, bicarbonaat en eiwitten. Het
lijkt qua samenstelling erg op interstitieel vloeistof. Bedenk echter wel dat interstitieel
vloeistof geen eiwitten bevat omdat eiwitten de bloedvaten erg slecht kunnen passeren.
Intracellulair vloeistof bestaat voornamelijk uit kalium, magnesium, organische fosfaten,
eiwitten en overige ionen. Grootste verschillen: Natrium/kalium en de afwezigheid van
eiwitten in interstitieel vloeistof.
79
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
De normaalwaarden voor natrium bedragen ongeveer 135 mosm/kg H2O. Intracellulair geldt
dit ook voor kalium, maar in het bloed liggen de waarden tussen de 3.5 en 5 mosm/kg H2O.
Zoals ik al eerder zei bevindt ongeveer 2/3 van het lichaamsvocht zich intracellulair en 1/3
extracellulair. Deze waarden kunnen echter sterk verschuiven. Bij oudere mensen kan het
voorkomen dat zij zo uitdrogen dat 2/3 van het lichaamsvocht zich extracellulair bevindt en
slechts 1/3 intracellulair! Dit kan komen door een onopgemerkte urineweginfectie.
Osmose
Direct nadat je wat drinkt zal er osmose optreden wanneer de drank in de darm zal treden.
Hierbij zal er water vanaf gebieden met een lagere osmolariteit naar gebieden met een hogere
osmolariteit diffunderen. Dit proces is zeer snel, denk aan een honderdste van een seconde
(0.01s).
Osmoregulatie
Osmoregulatie houdt in dat het lichaam de concentratie van natrium zal beïnvloeden, door de
[ADH] en de dorstprikkel te reguleren. HIER WORDT DUS NIETS MET Na+ IONEN
GEDAAN! Wanneer je een isotoon drankje drinkt, zal er geen osmoregulatie optreden, omdat
de ionenconcentraties in de darm en de omliggende weefsels gelijk zullen zijn. Dus:

Osmoregulatie = Waterregulatie
Volumeregulatie
Volumeregulatie is de regulatie van het gedetecteerde ECF volume. Regulatie van het ECF
volume is de regulatie van de totale hoeveelheid natrium in het lichaam. Volumeregulatie
treedt dus alleen op wanneer de [natrium] in de darm en de omliggende weefsels verschillen.
Dus:

Volumeregulatie = Na+ regulatie
80
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Detectie van het ECF-volume
Het ECF volume kan zowel in de nier (intrarenaal) als buiten de nier (extrarenaal) worden
bepaald. Zo bevinden baroreceptoren zich in de sinus caroticus en in de aortaboog en
volumesensoren in de centrale venen en atria. Al deze sensoren meten het effectief
circulerend volume, d.w.z. het volume dat door het lichaam gemeten wordt.
RAAS
Zoals ik al eerder heb gezegd wordt het RAAS geactiveerd door een daling in de renale
perfusiedruk (via barosensoren), een daling in het NaCl aanbod in de macula densa en een
verhoogde renale sympathicusactiviteit. Dit systeem zal zorgen voor vasoconstrictie en het
vrijkomen van aldosteron en angiotensine II, die de terugresorptie van natrium bevorderen.
81
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Effecten angiotensine II (bij daling ECF)
Wanneer het ECF in volume afneemt heeft het vrijgekomen angiotensine II zowel renale als
extrarenale effecten. Zo zorgt angiotensine voor een efferente vasoconstrictie en een
verhoogde natrium terugresorptie in de proximale tubulus in de nier.
Extrarenale effecten zijn bijvoorbeeld de secretie van aldosteron, wat de
natriumterugresorptie in de distale tubulus zal bevorderen. Daarnaast zorgt het voor algehele
vasoconstrictie en ADH secretie bij hoge concentraties.
Effecten van ANP (bij stijging ECF)
ANP zorgt voor een toegenomen natrium excretie door een verhoogde GFR Het zorgt voor
een directe remming van de terugresorptie van natrium in de proximale tubulus en de
verzamelbuis. Daarnaast remt het het RAAS en ADH.
ANP wordt als een soort maatbeker voor hartfalen gebruikt. Wanneer de contractiliteit van
het hart daalt, stijgt de veneuze druk en daalt de arteriele druk. Hierdoor denken de
baroreceptoren en de intrarenale sensoren dat het bloedvolume te laag is, maar de extrarenale
sensoren dat het bloedvolume te hoog is. Hierdoor zal er veel ANP worden afgegeven door
de atria, wat geen effect zal hebben omdat het overruled wordt door de extrarenale sensoren.
82
Medische fysiologie
Rijksuniversiteit Groningen
Niek Groot
Effecten van renale sympathicusactivering (bij verlaagd ECF)
Wanneer de renale sympathicus wordt geactiveerd zal er een constrictie van afferente en
efferente arteriolen optreden waardoor de GFR zal dalen. Daarnaast zal de nier meer renine
gaan maken, waardoor de terugresorptie van natrium zal toenemen. Tenslotte zorgt renale
sympathicusactivatie voor een directe stimulatie van de terugresorptie van natrium in de
proximale tubulus.
Relatie osmo- en volumeregulatie



De volumeregulatie overheerst de osmoregulatie
Stoornissen in de plasma [Na+] kunnen samengaan met zowel hypo-, normo- als
hypervolemie
Stoornissen in de plasma [Na+] duiden op een stoornis in de waterhuishouding
Stoornissen in de osmoregulatie kunnen worden veroorzaakt door een veranderde productie
(diabetes insipidus) of gevoeligheid voor ADH (nefrogene diabetes insipidus).
Hyponatriemie
Als het goed is begrijp je nu dat wanneer de natriumconcentraties in het bloed lager zijn, het
bloed een lagere osmotische waarde heeft. Hierdoor zal er cellulaire zwelling op zal treden
waardoor sufheid, verwardheid, hoofdpijn, agitatie en een eventuele coma kunnen ontstaan.
Mogelijke oorzaken:


Verhoogd Na+-verlies
o Renaal (diuretica, nefropathie, glucose)
o Extra-renaal (braken, diarree, ‘third spacing (darmperforatie  water in
buikholte))
Overmaat lichaamswater
o SIADH, nierfalen, nefrotisch syndroom
Hypernatriemie
Bij hypernatriemie is het juist precies andersom. Wanneer de concentraties natrium in het
bloed te hoog zijn, zal de osmotische waarde van het bloed hoog zijn, waardoor er vocht uit
de omliggende weefsels zal worden getrokken. Symptomen zijn sufheid, spiertrekkingen,
moe, agitatie en eventuele insulten of coma. Mogelijke oorzaken:


Natrium-retentie
o (hyperaldosteronemie, syndr v Cushing, zouttabletten)
Water-verlies
o Renaal (diabetes insipidus, lisdiuretica)
o Extra-renaal (transpireren, weinig drinken, diarree, brandwonden)
83

Twee ogen

€ 7,50 - Eetcafé De Leyens

intro Peter Leiseboer aan ouders

Lijst 13 Libertarische Partij (LP) Kandidatenlijst verkiezing leden

Beste student(e), Indien je daadwerkelijk begint aan een studie aan

download pdf - NieuwBouw XL

Het programma - Rijksuniversiteit Groningen

LEES MEER… - NoordBaak

Opdrachtgevers 2012 – 2014 Zakelijke en

Vacature