Ademhaling; regulatie van de ademhaling

[ad]

Het ademminuutvolume (AMV) is het product van de ademfrequentie per minuut en het ademteugvolume. In rust is het AMV ongeveer 6 liter. De ademhaling verloopt doorgaans onbewust en wordt gestuurd door het ademhalingscentrum wat in de hersenstam zit. Om te kunnen spreken, zingen en de adem in te houden is het noodzakelijk om de ademhaling bewust te sturen. De hogere hersencentra sturen de ademhaling bewust.

Ademminuutvolume AMV) wordt bepaald door ademfrequentie en ademteugvolume
Het AMV wordt bepaald door ademfrequentie en ademteugvolume. De ademfrequentie is het aantal keren dat geademd wordt per minuut. De ademfrequentie is bij een normale ademhaling in rust  ongeveer 12 ademhalingen per minuut.

Het ademteugvolume is de hoeveelheid lucht die per ademhalingscyclus wordt ingeademd. Het ademteugvolume bij een rustige ademhaling wordt het Tidaal Volume (TV) genoemd. Het ademteugvolume bij een rustige ademhaling is ongeveer 500ml. Wanneer de ademfrequentie wordt vermenigvuldigd met het ademteugvolume, wordt het AMV verkregen. Bij rustige ademhaling is het AMV ongeveer 6 liter.

Het zenuwstelsel reguleert het AMV
Het zenuwstelsel reguleert het AMV door zowel de ademfrequentie als de ademdiepte te beïnvloeden. Er zijn drie belangrijke kernen van neuronen (zenuwcellen) die invloed hebben op het AMV. Deze kernen van neuronen worden ademhalingscentra genoemd en bevinden zich in de hersenstam. Deze kernen van neuronen zijn:

  • Dorsale ademhalingskernen (nucleus tractus solitarii)
  • Ventrolaterale ademhalingskernen
  • Pneumotaxische kernen (nucleus parabrachialis)
  • Hogere hersencentra

De rol van ieder deel van het zenuwstelsel wordt toegelicht.

Dorsale ademhalingskernen (nucleus tractus solitarii)
De dorsale ademhalingskernen bevinden zich in de hersenstam (in de medulla oblongata). In deze ademhalingskernen bevinden zich baroreceptoren en chemoreceptoren. Deze receptoren registreren de pH en de concentratie koolstofdioxide. Daarnaast ontvangen de dorsale ademhalingskernen informatie van baroreceptoren en chemoreceptoren die in de aorta en a. carotis (halsslagader) zitten. Deze kernen registreren de pH en concentratie van koolstofdioxide en zuurstof.  Via de N IX (negende hersenzenuw; N. glossopharyngicus) en N X (tiende hersenzenuw; N. vagus) wordt deze informatie vervoerd naar de dorsale ademhalingskernen. Wanneer de concentratie koolstofdioxide en de pH stijgen en de concentratie zuurstof daalt, wordt deze ademhalingskern gestimuleerd en zorgt voor dieper inademen.

Daarnaast vervoeren de N IX en N X informatie van rekreceptoren (mechanoreceptoren) in de bronchiën en bronchiolen. Deze receptoren geven informatie over in hoeverre de luchtwegen zijn opgerekt. Wanneer de luchtwegen ruimer zijn geworden, dan zijn de luchtwegen ook wat opgerekt. De rekreceptoren worden dan geprikkeld. De inademingsbeweging wordt dan geremd. Uiteindelijk zorgt alle informatie vanuit alle bovenstaande receptoren voor een vloeiende inademingsbeweging.

Ventrolaterale ademhalingskernen
De ventrolaterale ademhalingskernen reguleren de inademing en uitademing tijdens zware inspanning. De ventrolaterale ademhalingskernen ontvangen geen informatie van N IX en N X. Wel bevatten deze ademhalingskernen baroreceptoren en chemoreceptoren. Ook deze kernen reageren op basis van de concentratie koolstofdioxide en pH. Wanneer de pH en de concentratie koolstofdiopxide stijgen, wordt dieper in- en uitgeademd.

Pneumotaxische kernen (nucleus parabrachialis)
De pneumotaxische kernen liggen in de pons reguleren de ademfrequentie. Wanneer de pneumotaxische kernen sneller informatie versturen naar de ademhalingsspieren, dan wordt de ademhalingsbeweging versneld. Wanneer de pneumotaxische kernen trager informatie versturen naar de ademhalingsspieren, dan wordt de ademhalingsbeweging vertraagd. Zo kan de ademhaling zeer snel, of juist zeer traag verlopen. Ook deze kernen reageren op basis van de concentratie koolstofdioxide en pH. Wanneer de pH en de concentratie koolstofdiopxide stijgen, wordt sneller in- en uitgeademd.

Hogere hersencentra
Voor een groot gedeelte wordt de ademhaling automatisch geregeld. Er bestaat echter ook de mogelijkheid om de ademhaling bewust te vertragen, of te versnellen. Het bewust sturen van de ademhaling maakt het bijvoorbeeld mogelijk om te zingen, praten, zuchten en de adem in te houden.

[ad]

Lees ook:

Schrijf ook voor de grootste online bibliotheek en verdien een extra inkomen

Ademhaling; overzicht van het ademhalingsstelsel

Ademhaling; anatomie van het ademhalingsstelsel

Ademhaling; inademing en uitademing

Ademhaling; de rol van druk en diffusie in de ademhaling

Longen en ademhaling

Bronnen:

JE. Hall, 2013, Pocket Companion to Textbook of Medical Physiology, Elsevier Inc
GA Thibodeau, Patton KT 2012, Anatomy & Physiology, Mosby/Elsevier
EN Marieb, Hoehn K 2012, Human Anatomy & Physiology, Pearson/Benjamin Cummings