Informatie

Wat veroorzaakt de drang om in te ademen bij mensen?

Wat veroorzaakt de drang om in te ademen bij mensen?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

De drang om in te ademen bij mensen is het gevolg van (a) stijgende pCO2 (b) stijgende pO2 (c) dalende pCO2 (d) dalende pO2

p staat voor partiële drukken. Ik vermoed dat het antwoord is dat pCO2 daalt ... maar ik wilde wat is het antwoord en de reden ervoor?


Het juiste antwoord zou zijn a) stijgende pCO2. De stijgende CO2 niveau in het bloed veroorzaakt een drang om in te ademen en meer O . op te nemen2.

Voor hoe het werkt, wordt dit gecontroleerd door het ademhalingscentrum:

De ademhalingscentra (RC) bevinden zich in de medulla oblongata en pons, die deel uitmaken van de hersenstam. De RC's ontvangen controlesignalen van neurale, chemische en hormonale aard en regelen de snelheid en diepte van de ademhalingsbewegingen van het middenrif en andere ademhalingsspieren... Bij gezonde personen is de aanwezigheid van verhoogde kooldioxidegehaltes in het bloed het stimulerende middel waarop de RC reageert om de ademhalingsspieren een signaal te geven om te ademen. Chemoreceptoren die worden aangetroffen in halsslagaders en aortalichamen zijn verantwoordelijk voor het detecteren van verlaging van de pH van het bloed door deze koolstofdioxide.


Ademen

De twee longen zijn de primaire organen van het ademhalingssysteem. Ze zitten links en rechts van het hart, in een ruimte die de borstholte wordt genoemd. De holte wordt beschermd door de ribbenkast. Een spierlaag, het diafragma genaamd, bedient andere delen van het ademhalingssysteem, zoals de luchtpijp, of luchtpijp, en bronchiën, die lucht naar de longen geleiden. Terwijl de pleurale membranen en de pleurale vloeistof de longen soepel in de holte laten bewegen.

Het proces van ademen, of ademhaling, is verdeeld in twee verschillende fasen. De eerste fase heet inspiratie of inademen. Wanneer de longen inademen, trekt het middenrif samen en trekt het naar beneden. Tegelijkertijd trekken de spieren tussen de ribben samen en trekken ze omhoog. Dit vergroot de omvang van de borstholte en vermindert de druk binnenin. Als gevolg hiervan stroomt lucht naar binnen en vult de longen.

De tweede fase wordt expiratie of uitademing genoemd. Wanneer de longen uitademen, ontspant het diafragma en neemt het volume van de borstholte af, terwijl de druk erin toeneemt. Als gevolg hiervan trekken de longen samen en wordt lucht naar buiten geperst.


Biologen slaan alarm: hersenschade veroorzaakt door zelfs kleine hoeveelheden weekmakers

De weekmakers in veel alledaagse voorwerpen kunnen belangrijke hersenfuncties bij mensen aantasten. Biologen van de Universiteit van Bayreuth waarschuwen voor dit gevaar in een artikel in Communicatiebiologie. Uit hun onderzoek blijkt dat zelfs kleine hoeveelheden van de weekmakers bisfenol A en bisfenol S de overdracht van signalen tussen zenuwcellen in de hersenen van vissen verstoren. De onderzoekers achten het zeer waarschijnlijk dat soortgelijke interferentie ook kan optreden in de hersenen van volwassen mensen. Ze pleiten daarom voor de snelle ontwikkeling van alternatieve weekmakers die geen risico vormen voor het centrale zenuwstelsel.

Bisfenolen zijn weekmakers die wereldwijd in een groot aantal plastic producten worden aangetroffen, bijvoorbeeld in voedselverpakkingen, plastic servies, drinkflessen, speelgoed, tandvullingen en fopspenen voor baby's. De afgelopen jaren zijn er al tal van gezondheidsrisico's aan verbonden, vooral met bisfenol A (BPA). Het onderzoeksteam van Bayreuth onder leiding van dr. Peter Machnik van de onderzoeksgroep Dierfysiologie (onder leiding van prof. dr. Stefan Schuster) heeft nu voor het eerst de effecten van weekmakers op de signaaloverdracht tussen zenuwcellen in het volwassen brein onderzocht. Het onderzoek heeft niet alleen betrekking op BPA, maar ook op bisfenol S (BPS), dat vaak als minder schadelijk voor de gezondheid wordt beschouwd. Hun bevindingen: Beide weekmakers verstoren de communicatie tussen de zenuwcellen van de hersenen.

Microscopische opname van de Mauthner-cel van een goudvis. De cel werd gekleurd met behulp van neurobiotine/streptavidine-Cy3. Krediet: Peter Machnik

Permanente schade aan het zenuwstelsel

De schadelijke effecten op de hersenen beïnvloeden vooral het delicate evenwicht tussen verschillende neuronale functies. Terwijl sommige hersencellen signalen uitzenden die een toestand van excitatie in stroomafwaartse cellen veroorzaken, hebben andere hersencellen de functie stroomafwaartse cellen te remmen. De coördinatie van zowel excitatie als inhibitie is echter essentieel voor een intact centraal zenuwstelsel. “Het is algemeen bekend dat tal van aandoeningen in het zenuwstelsel van gewervelde dieren worden veroorzaakt door het feit dat prikkelende en remmende signalen niet of slechts onvoldoende op elkaar zijn afgestemd. Het is dus des te alarmerender dat de weekmakers BPA en BPS juist deze coördinatie aanzienlijk aantasten', legt Dr. Peter Machnik, hoofdauteur van de studie, uit.

“We waren verrast hoeveel vitale hersenfuncties bij vissen worden aangetast door de weekmakers die in tal van industrieën worden gebruikt. Deze schade treedt, zoals we hebben kunnen aantonen, niet direct op. Als de hersencellen echter een maand lang worden blootgesteld aan kleine hoeveelheden BPA of BPS, is de schade onmiskenbaar', zegt Elisabeth Schirmer, een promovendus uit Bayreuth en eerste auteur van het onderzoek. Het blijkt dat de weekmakers de actiepotentiaal van hersencellen beïnvloeden. Ze veranderen de chemische en elektrische overdracht van signalen via de synapsen. Daarnaast verstoren ze de circuits die belangrijk zijn voor de waarneming en verwerking van akoestische en visuele prikkels.

Dr. Peter Machnik in een van de laboratoria van Animal Physiology aan de Universiteit van Bayreuth. Op de achtergrond: Opstelling voor de elektrofysiologische studie van zenuwcellen in de hersenen van vissen. Krediet: Christian Wißler

Studies over Mauthner-cellen in goudvissen

De ontdekking van de schade veroorzaakt door weekmakers kwam uit gedetailleerde studies over levende goudvissen. De focus lag op de twee grootste zenuwcellen in de hersenen van vissen, de Mauthner-cellen. Ze integreren alle zintuiglijke prikkels, die allemaal snel en nauwkeurig moeten worden verwerkt wanneer roofdieren naderen. In dit geval veroorzaken de Mauthner-cellen levensreddende ontsnappingsreacties. Door deze functie, die essentieel is om te overleven, zijn ze in de loop van de evolutie bijzonder robuust geworden. Mauthner-cellen zijn in staat schadelijke invloeden tot op zekere hoogte af te weren, of schade achteraf te compenseren. Dit maakt het des te belangrijker dat weekmakers in staat zijn om aanzienlijke schade aan deze cellen aan te richten.

Goudvis in een laboratorium voor dierfysiologie aan de Universiteit van Bayreuth. Krediet: Christian Wißler

Overdraagbaarheid van de resultaten op mensen — Vraag naar alternatieve weekmakers

“De bevindingen die zijn verkregen via studies over vissenhersenen rechtvaardigen de beoordeling dat BPA en BPS ook de hersenen van volwassen mensen ernstig kunnen beschadigen. Tegen deze achtergrond is het essentieel dat de wetenschap en de industrie nieuwe weekmakers ontwikkelen om deze bisfenolen te vervangen, terwijl ze veilig zijn voor de menselijke gezondheid', zegt dr. Peter Machnik. Prof. Dr. Stefan Schuster voegt toe: “De efficiëntie van de onderzoekstechnieken die we in ons onderzoek gebruikten, zou bovendien een waardevol hulpmiddel kunnen zijn bij de ontwikkeling van alternatieve weekmakers. Ze maken het mogelijk om snel en goedkoop te testen hoe een stof in kwestie hersencellen aantast.'

Referentie: “Bisfenolen oefenen schadelijke effecten uit op neuronale signalering in volwassen gewervelde hersenen'8221 door Elisabeth Schirmer, Stefan Schuster en Peter Machnik, 12 april 2021, Communicatiebiologie.
DOI: 10.1038/s42003-021-01966-w

Het onderzoek werd gefinancierd door de Duitse Onderzoeksstichting (DFG) als onderdeel van een Reinhart Koselleck-project.


11) Gasuitwisseling bij mensen

De uitwisseling van zuurstof en koolstofdioxide over een ademhalingsoppervlak, zoals in de longen, hangt af van de diffusie van deze twee gassen. Diffusie vindt sneller plaats als:

  • Er is een groot oppervlak blootgesteld aan het gas.
  • De afstand waarover diffusie moet plaatsvinden is klein.
  • Er is een goede bloedvoorziening.
  • Er is een groot verschil in de concentraties van het gas op twee punten veroorzaakt door ventilatie.
  • De longen zijn ingesloten in de thorax.
  • Ze hebben een sponsachtige structuur en kunnen door bewegingen van de thorax zodanig worden uitgezet en samengedrukt dat lucht wordt aangezogen en uitgeblazen.
  • De longen zijn verbonden met de achterkant van de mond door de luchtpijp of luchtpijp.
  • De luchtpijp verdeelt zich in twee kleinere buizen, genaamd bronchiën, die de longen binnenkomt en zich splitst in bronchioli.
  • Deze kleine takken eindigen in microscopisch kleine luchtzakjes genaamd longblaasjes.
  • De epiglottis en andere structuren aan de bovenkant van de luchtpijp voorkomen dat voedsel en drank de luchtwegen binnendringen wanneer we slikken.
  • De strottenhoofd manipuleert toonhoogte en volume.
  • De diafragma is een stuk weefsel dat de thorax van de buik scheidt.
  • Ribben vormen een kooi om de longen en het hart te beschermen, en om te bewegen om de longen te ventileren.
  • Tussenribspieren zijn spieren tussen de ribben die de ribbenkast omhoog brengen door samen te trekken en te laten zakken door te ontspannen.
  • De beweging van lucht in en uit de longen, ventilatie genaamd, vernieuwt de zuurstoftoevoer in de longen en verwijdert het overtollige koolstofdioxide.
  • Hoefijzervormige hoepels van kraakbeen zijn aanwezig in de luchtpijp en bronchiën om te voorkomen dat ze bezwijken wanneer we inademen.
  • De longen bevatten geen spiervezels en worden gemaakt om uit te zetten en samen te trekken door bewegingen van de ribben en het middenrif.
  1. de interne intercostale spieren ontspannen en de externe intercostale spieren trekken samen, waardoor de ribbenkast omhoog en naar buiten wordt getrokken
  2. het middenrif trekt samen en trekt naar beneden
  3. het volume in de thorax wordt groter, waardoor de longen moeten uitzetten en de luchtdruk binnenin afneemt
  4. lucht wordt in de longen geduwd
  1. de externe intercostale spieren ontspannen en de interne intercostale spieren trekken samen, waardoor de ribbenkast naar beneden en naar binnen wordt getrokken
  2. het middenrif ontspant en gaat weer omhoog
  3. De longen zijn elastisch en krimpen terug naar hun ontspannen volume en de luchtdruk binnenin neemt toe
  4. lucht wordt uit de longen geduwd

Gasuitwisseling verwijst naar de uitwisseling van zuurstof en koolstofdioxide, die plaatsvindt tussen de lucht en de bloedvaten in de longen.

Gasuitwisseling in de longen vindt plaats in de longblaasjes. Enkele kenmerken van longblaasjes zijn:

  • dunne wanden (slechts één cel dik)
  • groot oppervlak
  • vochtig oppervlak
  • veel bloedcapillairen
    • Een deel van de zuurstof wordt opgenomen in de bloedbaan wanneer het de longblaasjes binnenkomt, wat resulteert in een vermindering van zuurstof.
    • Cellen van het lichaam produceren CO2 als afvalproduct tijdens aerobe ademhaling. De bloedbaan vervoert CO2 naar de longen voor uitscheiding en diffundeert over de wanden van de longblaasjes om te worden uitgeademd, wat resulteert in een 100% toename van uitgeademde kooldioxide.
    • De bekleding van de longblaasjes is bedekt met een stevig vocht waarin zuurstof oplost. Een deel van dit vocht verdampt in de longblaasjes en verzadigt de lucht met waterdamp. De lucht die je uitademt bevat dus altijd veel meer waterdamp dan de lucht die je inademt.

    Limoenwater wordt melkachtig in aanwezigheid van kooldioxide, zodat het kan worden gebruikt om de verschillen tussen ingeademde (geïnspireerde) lucht en uitgeademde (uitgeademde) lucht te laten zien. Het kalkwater wordt direct melkachtig bij contact met uitgeademde lucht.

    Ademhalingsfrequentie en inspanning:

    • De verhoogde snelheid en diepte van de ademhaling tijdens inspanning zorgt ervoor dat meer zuurstof in het bloed kan oplossen en de actieve spieren kan voeden.
    • De extra kooldioxide die de spieren in het bloed brengen, wordt gedetecteerd door de hersenen, die de intercostale spieren en middenrifspieren instrueren om sneller samen te trekken en te ontspannen, waardoor de ademhalingssnelheid wordt verhoogd.
    • Kooldioxide wordt verwijderd door de snellere, diepere ademhaling.
    • De ademhalingssnelheid kan worden gemeten door het aantal ademhalingen in één minuut te tellen. De diepte van de ademhaling kan worden gemeten met behulp van een spirometer (een apparaat dat het volume van de in- en uitgeademde lucht meet).
    • Om de effecten van inspanning op de ademhaling te onderzoeken, noteert u de ademhalingssnelheid gedurende een paar minuten wanneer de persoon in rust is. Nadat ze wat oefening hebben gedaan, registreert u elke minuut hun ademhalingssnelheid totdat deze terugkeert naar de normale rustwaarde.

    Bescherming van het gasuitwisselingssysteem tegen ziekteverwekkers en deeltjes:

    Ziekteverwekkers zijn aanwezig in de lucht die we inademen en zijn potentieel gevaarlijk of niet actief verwijderd. Er zijn twee soorten cellen die mechanismen bieden om dit te helpen bereiken.


    Ademhalingssysteem

    Zuurstof wordt door organismen gebruikt om indirect eenvoudige moleculen zoals aminozuren, glucose en vetzuren, enz. af te breken om energie te verkrijgen om vele activiteiten in ons lichaam uit te voeren.

    Kooldioxide is schadelijk voor ons lichaam en daarom komt het vrij bij de afbraak van de eenvoudige moleculen. We kunnen dus zeggen dat zuurstof de behoefte van het organisme is en dat koolstofdioxide uit het lichaam moet worden vrijgegeven.

    Dit proces van uitwisseling van zuurstof uit de omgeving met koolstofdioxide dat door onze cellen wordt geproduceerd, wordt ademen genoemd. Het is ook bekend als ademhaling.

    Als je je hand op de borstkas houdt, moet je de borstkas op en neer voelen gaan. We weten dat het te wijten is aan het proces van: ademen.

    Maar hoe ademen we?

    Ademhalingsorganen

    Het dierenrijk is groot en verschillende dieren ademen door verschillende mechanismen, afhankelijk van de habitat waarin ze leven en het organisatieniveau dat ze vertonen in hun lichaamsstructuur en -functies.

    Uitwisseling van gassen in lagere organismen

    Lagere ongewervelde dieren zoals platwormen, coelenteraten en sponzen wisselen gassen uit door eenvoudige diffusie met behulp van hun lichaamsoppervlak.

    Regenwormen gebruiken hun vochtige nagelriem voor uitwisseling.

    Insecten hebben over het algemeen tracheale buizen (een netwerk van buizen) voor het transport van atmosferische lucht in het lichaam.

    Kieuwen of vertakte ademhaling zijn gespecialiseerde vasculaire structuren die meestal door waterdieren worden gebruikt.

    Longademhaling met behulp van de longen wordt gedaan door de meeste landdieren.

    Onder gewervelde dieren ademen reptielen, zoogdieren en vogels door de longen.

    Amfibieën ademen op de huid en ademen met behulp van hun vochtige huid. Deze dieren hebben ook kieuwen en kunnen zowel op het water als op het land ademen.

    Menselijk ademhalingssysteem

    0)


    Inhoud

    De longen zijn niet in staat zichzelf op te blazen en zullen alleen uitzetten als het volume van de borstholte toeneemt. [5] [6] Bij de mens, net als bij de andere zoogdieren, wordt dit voornamelijk bereikt door de samentrekking van het middenrif, maar ook door de samentrekking van de tussenribspieren die de ribbenkast naar boven en naar buiten trekken, zoals weergegeven in de diagrammen op de Rechtsaf. [7] Tijdens krachtige inademing (Figuur rechts) overdrijven de hulpspieren van de inademing, die de ribben en het borstbeen verbinden met de halswervels en de schedelbasis, in veel gevallen via een tussenliggende bevestiging aan de sleutelbeenderen, de pomphendel en bewegingen van de emmerhandgreep (zie afbeeldingen links), waardoor een grotere verandering in het volume van de borstholte ontstaat. [7] Tijdens het uitademen (uitademen), in rust, ontspannen alle inademingsspieren, waardoor de borst en buik terugkeren naar een positie die de "rustpositie" wordt genoemd, die wordt bepaald door hun anatomische elasticiteit. [7] Op dit punt bevatten de longen de functionele restcapaciteit van lucht, die bij de volwassen mens een volume heeft van ongeveer 2,5-3,0 liter. [7]

    Tijdens zware ademhaling (hyperpneu) zoals bijvoorbeeld tijdens inspanning, wordt de uitademing bewerkstelligd door ontspanning van alle inademingsspieren (op dezelfde manier als in rust), maar bovendien de buikspieren, in plaats van passief te zijn , trekken nu sterk samen waardoor de ribbenkast naar beneden wordt getrokken (voor- en zijkanten). [7] Dit verkleint niet alleen de omvang van de ribbenkast, maar duwt ook de buikorganen omhoog tegen het middenrif, dat daardoor diep in de thorax uitpuilt. Het eind-uitademende longvolume is nu minder lucht dan de rust "functionele restcapaciteit". [7] Bij een normaal zoogdier kunnen de longen echter niet volledig worden geleegd. Bij een volwassen mens blijft er na maximale uitademing altijd nog minimaal één liter lucht over in de longen. [7]

    Diafragmatische ademhaling zorgt ervoor dat de buik ritmisch uitpuilt en terugvalt. Het wordt daarom vaak "buikademhaling" genoemd. Deze termen worden vaak door elkaar gebruikt omdat ze dezelfde actie beschrijven.

    Wanneer de hulpspieren van de inademing worden geactiveerd, vooral tijdens moeizame ademhaling, worden de sleutelbeenderen naar boven getrokken, zoals hierboven uitgelegd. Deze externe manifestatie van het gebruik van de hulpspieren van inademing wordt soms claviculaire ademhaling genoemd, vooral gezien tijdens astma-aanvallen en bij mensen met chronische obstructieve longziekte.

    Bovenste luchtwegen

    In het ideale geval wordt lucht eerst uitgeademd en vervolgens door de neus naar binnen. De neusholten (tussen de neusgaten en de keelholte) zijn vrij smal, ten eerste doordat ze in tweeën worden gedeeld door het neustussenschot, en ten tweede door zijwanden met verschillende longitudinale plooien of planken, neusschelp genoemd, [8] waardoor een groot deel van het neusslijmvlies naar de lucht wanneer het wordt ingeademd (en uitgeademd). Hierdoor neemt de ingeademde lucht vocht op van het natte slijm en warmte van de onderliggende bloedvaten, zodat de lucht bijna verzadigd is met waterdamp en bijna op lichaamstemperatuur is tegen de tijd dat het het strottenhoofd bereikt. [7] Een deel van dit vocht en deze warmte wordt teruggewonnen als de uitgeademde lucht tijdens het uitademen over het gedeeltelijk uitgedroogde, afgekoelde slijm in de neusholtes stroomt. Het kleverige slijm houdt ook veel van de fijnstof die wordt ingeademd vast, waardoor het de longen niet kan bereiken. [7] [8]

    Lagere luchtwegen

    De anatomie van een typisch ademhalingssysteem van zoogdieren, onder de structuren die normaal gesproken worden vermeld onder de "bovenste luchtwegen" (de neusholten, de keelholte en het strottenhoofd), wordt vaak beschreven als een ademhalingsboom of tracheobronchiale boom (figuur links). Grotere luchtwegen geven aanleiding tot vertakkingen die iets smaller zijn, maar talrijker dan de "stam"-luchtweg die aanleiding geeft tot de vertakkingen. De menselijke ademhalingsboom kan gemiddeld 23 van dergelijke vertakkingen in steeds kleinere luchtwegen bevatten, terwijl de ademhalingsboom van de muis tot 13 van dergelijke vertakkingen heeft. Proximale afdelingen (die zich het dichtst bij de top van de boom bevinden, zoals de luchtpijp en de bronchiën) dienen voornamelijk om lucht naar de lagere luchtwegen over te brengen. Latere afdelingen zoals de ademhalingsbronchioli, alveolaire kanalen en longblaasjes zijn gespecialiseerd voor gasuitwisseling. [7] [9]

    De luchtpijp en de eerste delen van de hoofdbronchiën bevinden zich buiten de longen. De rest van de "boom" vertakt zich in de longen en strekt zich uiteindelijk uit naar elk deel van de longen.

    De longblaasjes zijn de blinde uiteinden van de "boom", wat betekent dat alle lucht die ze binnenkomt op dezelfde manier moet uitgaan als het kwam. Een systeem als dit creëert dode ruimte, een term voor het luchtvolume dat de luchtwegen vult aan het einde van de inademing, en onveranderd wordt uitgeademd tijdens de volgende uitademing, zonder de longblaasjes te hebben bereikt. Evenzo wordt de dode ruimte aan het einde van de uitademing gevuld met alveolaire lucht, wat de eerste lucht is die tijdens het inademen weer in de longblaasjes wordt ingeademd, vóór de frisse lucht die daarna volgt. Het dode-ruimtevolume van een typische volwassen mens is ongeveer 150 ml.

    Het primaire doel van ademen is om de lucht in de longblaasjes te verversen, zodat gasuitwisseling in het bloed kan plaatsvinden. Het evenwicht van de partiële drukken van de gassen in het alveolaire bloed en de alveolaire lucht vindt plaats door diffusie. Na het uitademen bevatten volwassen menselijke longen nog 2,5-3 L lucht, hun functionele restcapaciteit of FRC. Bij inademing wordt slechts ongeveer 350 ml nieuwe, warme, bevochtigde atmosferische lucht ingebracht en goed gemengd met de FRC. Bijgevolg verandert de gassamenstelling van de FRC zeer weinig tijdens de ademhalingscyclus. Dit betekent dat het pulmonale, capillaire bloed altijd in evenwicht is met een relatief constante luchtsamenstelling in de longen en de diffusiesnelheid met arteriële bloedgassen bij elke ademhaling even constant blijft. Lichaamsweefsels worden daarom niet blootgesteld aan grote schommelingen in zuurstof- en kooldioxidespanningen in het bloed veroorzaakt door de ademhalingscyclus, en de perifere en centrale chemoreceptoren meten slechts geleidelijke veranderingen in opgeloste gassen. De homeostatische regeling van de ademhalingssnelheid hangt dus alleen af ​​van de partiële druk van zuurstof en kooldioxide in het arteriële bloed, dat dan ook een constante pH van het bloed handhaaft. [7]

    De snelheid en diepte van de ademhaling wordt automatisch geregeld door de ademhalingscentra die informatie ontvangen van de perifere en centrale chemoreceptoren. Deze chemoreceptoren bewaken continu de partiële druk van kooldioxide en zuurstof in het arteriële bloed. De eerste van deze sensoren zijn de centrale chemoreceptoren op het oppervlak van de medulla oblongata van de hersenstam, die bijzonder gevoelig zijn voor de pH en de partiële druk van kooldioxide in het bloed en het hersenvocht. [7] De tweede groep sensoren meet de partiële zuurstofdruk in het arteriële bloed. Deze laatste staan ​​samen bekend als de perifere chemoreceptoren en bevinden zich in de aorta- en halsslagaderlichamen. [7] Informatie van al deze chemoreceptoren wordt overgebracht naar de ademhalingscentra in de pons en medulla oblongata, die reageert op fluctuaties in de partiële druk van kooldioxide en zuurstof in het arteriële bloed door de snelheid en diepte van de ademhaling aan te passen, in dergelijke situaties. een manier om de partiële druk van kooldioxide te herstellen tot 5,3 kPa (40 mm Hg), de pH tot 7,4 en, in mindere mate, de partiële zuurstofdruk tot 13 kPa (100 mm Hg). [7] Lichaamsbeweging verhoogt bijvoorbeeld de aanmaak van koolstofdioxide door de actieve spieren. Deze kooldioxide diffundeert in het veneuze bloed en verhoogt uiteindelijk de partiële druk van kooldioxide in het arteriële bloed. Dit wordt onmiddellijk waargenomen door de kooldioxide-chemoreceptoren op de hersenstam. De ademhalingscentra reageren op deze informatie door ervoor te zorgen dat de snelheid en diepte van de ademhaling zodanig toenemen dat de partiële druk van kooldioxide en zuurstof in het arteriële bloed vrijwel onmiddellijk terugkeert naar hetzelfde niveau als in rust. De ademhalingscentra communiceren met de ademhalingsspieren via motorische zenuwen, waarvan de middenrifzenuwen, die het middenrif innerveren, waarschijnlijk de belangrijkste zijn. [7]

    Automatische ademhaling kan in beperkte mate worden opgeheven door een simpele keuze, of om zwemmen, spreken, zingen of andere vocale training te vergemakkelijken. Het is onmogelijk om de drang om te ademen te onderdrukken tot het punt van hypoxie, maar training kan het vermogen om de adem in te houden vergroten. Het is aangetoond dat bewuste ademhalingsoefeningen ontspanning en stressverlichting bevorderen, maar het is niet bewezen dat ze andere gezondheidsvoordelen hebben. [10]

    Er bestaan ​​ook andere automatische ademhalingscontrolereflexen. Onderdompeling, met name van het gezicht, in koud water, veroorzaakt een reactie die de duikreflex wordt genoemd. [11] [12] Dit heeft als eerste resultaat dat de luchtwegen worden afgesloten tegen de instroom van water. De stofwisseling vertraagt ​​direct. Dit gaat gepaard met intense vasoconstrictie van de slagaders naar de ledematen en buikorganen, waardoor de zuurstof die zich aan het begin van de duik in het bloed en de longen bevindt, bijna uitsluitend voor het hart en de hersenen wordt gereserveerd. [11] De duikreflex is een veelgebruikte reactie bij dieren die routinematig moeten duiken, zoals pinguïns, zeehonden en walvissen. [13] [14] Het is ook effectiever bij zeer jonge zuigelingen en kinderen dan bij volwassenen. [15]

    Geïnhaleerde lucht bestaat uit 78% stikstof, 20,95% zuurstof en kleine hoeveelheden andere gassen, waaronder argon, kooldioxide, neon, helium en waterstof. [16]

    Het uitgeademde gas is 4 tot 5 vol.% koolstofdioxide, ongeveer een 100-voudige toename ten opzichte van de ingeademde hoeveelheid. Het zuurstofvolume wordt met een kleine hoeveelheid, 4% tot 5%, verminderd in vergelijking met de ingeademde zuurstof. De typische samenstelling is: [17]

    • 5,0-6,3% waterdamp
    • 79% stikstof [18]
    • 13,6-16,0% zuurstof
    • 4,0-5,3% koolstofdioxide
    • 1% argon (ppm) waterstof, afkomstig van de metabolische activiteit van micro-organismen in de dikke darm. [19]
    • ppm koolmonoxide door afbraak van heemeiwitten.
    • 1 ppm ammoniak.
    • Traceer vele honderden vluchtige organische stoffen, vooral isopreen en aceton. De aanwezigheid van bepaalde organische verbindingen duidt op ziekte. [20][21]

    Naast lucht kunnen onderwaterduikers die technisch duiken beoefenen zuurstofrijke, zuurstofarme of heliumrijke ademgasmengsels inademen. Zuurstof en pijnstillende gassen worden soms toegediend aan patiënten die onder medische zorg staan. De atmosfeer in ruimtepakken is pure zuurstof. Dit wordt echter op ongeveer 20% van de aardgebonden atmosferische druk gehouden om de inademingssnelheid te regelen. [ citaat nodig ]

    Ademen op hoogte

    De atmosferische druk neemt af met de hoogte boven zeeniveau (hoogte) en aangezien de longblaasjes via de open luchtwegen open staan ​​voor de buitenlucht, neemt ook de druk in de longen in hetzelfde tempo af met de hoogte. Op hoogte is nog steeds een drukverschil nodig om lucht in en uit de longen te drijven zoals op zeeniveau. Het mechanisme voor ademhalen op hoogte is in wezen identiek aan ademen op zeeniveau, maar met de volgende verschillen:

    De atmosferische druk neemt exponentieel af met de hoogte, ongeveer gehalveerd bij elke 5.500 meter (18.000 voet) stijging. [22] De samenstelling van de atmosferische lucht is echter onder de 80 km vrijwel constant, als gevolg van het continue mengeffect van het weer. [23] De zuurstofconcentratie in de lucht (mmol O2 per liter lucht) neemt daarom met dezelfde snelheid af als de atmosferische druk. [23] Op zeeniveau, waar de omgevingsdruk ongeveer 100 kPa is, draagt ​​zuurstof 21% bij aan de atmosfeer en de partiële zuurstofdruk ( PO2 ) is 21 kPa (d.w.z. 21% van 100 kPa). Op de top van de Mount Everest, 8848 meter (29.029 ft), waar de totale atmosferische druk 33,7 kPa is, draagt ​​zuurstof nog steeds 21% bij aan de atmosfeer, maar de partiële druk is slechts 7,1 kPa (dwz 21% van 33,7 kPa = 7,1 kPa) . [23] Daarom moet op hoogte een groter volume lucht worden ingeademd dan op zeeniveau om in een bepaalde periode dezelfde hoeveelheid zuurstof in te ademen.

    Tijdens het inademen wordt de lucht verwarmd en verzadigd met waterdamp als het door de neus en keelholte gaat voordat het de longblaasjes binnengaat. De verzadigd dampdruk van water is alleen temperatuurafhankelijk bij een lichaamskerntemperatuur van 37 °C is het 6,3 kPa (47,0 mmHg), ongeacht andere invloeden, inclusief hoogte. [24] Bijgevolg is op zeeniveau de luchtpijp lucht (direct voordat de ingeademde lucht in de longblaasjes komt) bestaat uit: waterdamp ( PH2O = 6,3 kPa), stikstof ( PN2 = 74,0 kPa), zuurstof ( PO2 = 19,7 kPa) en sporen van kooldioxide en andere gassen, in totaal 100 kPa. In droge lucht, de PO2 op zeeniveau is 21,0 kPa, vergeleken met a PO2 van 19,7 kPa in de tracheale lucht (21% van [100 – 6,3] = 19,7 kPa). Op de top van de Mount Everest heeft tracheale lucht een totale druk van 33,7 kPa, waarvan 6,3 kPa waterdamp is, waardoor de PO2 in de tracheale lucht tot 5,8 kPa (21% van [33,7 – 6,3] = 5,8 kPa), meer dan alleen veroorzaakt wordt door een verlaging van de atmosferische druk (7,1 kPa).

    De drukgradiënt die lucht in de longen dwingt tijdens het inademen, wordt ook verminderd door de hoogte. Verdubbeling van het volume van de longen halveert de druk in de longen op elke hoogte. Als de luchtdruk op zeeniveau (100 kPa) resulteert in een drukgradiënt van 50 kPa, maar hetzelfde doet op 5500 m, waar de atmosferische druk 50 kPa is, resulteert een verdubbeling van het volume van de longen in een drukgradiënt van de enige 25 kPa. In de praktijk, omdat we op een zachte, cyclische manier ademen die drukgradiënten van slechts 2-3 kPa genereert, heeft dit weinig effect op de werkelijke instroomsnelheid in de longen en wordt dit gemakkelijk gecompenseerd door iets dieper te ademen. [25] [26] De lagere viscositeit van lucht op hoogte zorgt ervoor dat lucht gemakkelijker kan stromen en dit helpt ook om het eventuele verlies van drukgradiënt te compenseren.

    Alle bovengenoemde effecten van lage atmosferische druk op de ademhaling worden normaal gesproken opgevangen door het ademminuutvolume (het ingeademde volume lucht - of uit — per minuut), en het mechanisme om dit te doen is automatisch. De exacte toename die nodig is, wordt bepaald door het homeostatische mechanisme van de ademhalingsgassen, dat de arteriële PO2 en PCO2 . Dit homeostatische mechanisme geeft prioriteit aan de regulatie van de arteriële PCO2 boven die van zuurstof op zeeniveau. Dat wil zeggen, op zeeniveau de arteriële PCO2 wordt onder een groot aantal omstandigheden op zeer dicht bij 5,3 kPa (of 40 mmHg) gehouden, ten koste van de arteriële PO2 , die binnen een zeer breed bereik van waarden mag variëren, voordat een corrigerende ademhalingsrespons wordt opgewekt. Wanneer de atmosferische druk (en dus de atmosferische) PO2 ) daalt tot onder 75% van zijn waarde op zeeniveau, krijgt zuurstofhomeostase prioriteit boven koolstofdioxidehomeostase. Deze omschakeling vindt plaats op een hoogte van ongeveer 2500 meter (8200 voet). Als deze omschakeling relatief abrupt gebeurt, veroorzaakt de hyperventilatie op grote hoogte een ernstige val in de arteriële PCO2 met als gevolg een stijging van de pH van het arteriële plasma, wat leidt tot respiratoire alkalose. Dit is een van de oorzaken van hoogteziekte. Aan de andere kant, als de omschakeling naar zuurstofhomeostase onvolledig is, kan hypoxie het klinische beeld compliceren met mogelijk fatale gevolgen.

    Ademen op diepte

    De druk neemt toe met de diepte van het water met een snelheid van ongeveer één atmosfeer - iets meer dan 100 kPa of één bar per 10 meter. Lucht die door duikers onder water wordt ingeademd, heeft de omgevingsdruk van het omringende water en dit heeft een complexe reeks fysiologische en biochemische implicaties. Als het niet goed wordt beheerd, kan het inademen van gecomprimeerde gassen onder water leiden tot verschillende duikstoornissen, waaronder longbarotrauma, decompressieziekte, stikstofnarcose en zuurstoftoxiciteit. De effecten van ademgassen onder druk worden verder bemoeilijkt door het gebruik van een of meer speciale gasmengsels.

    Lucht wordt geleverd door een duikregelaar, die de hoge druk in een duikfles reduceert tot de omgevingsdruk. De ademhalingsprestaties van ademautomaten is een factor bij het kiezen van een geschikte ademautomaat voor het soort duiken dat moet worden ondernomen. Het is wenselijk dat het ademen door een ademautomaat weinig inspanning vereist, zelfs bij toevoer van grote hoeveelheden lucht. Het wordt ook aanbevolen om de lucht soepel toe te voeren zonder plotselinge veranderingen in weerstand tijdens het in- of uitademen. Let in de grafiek rechts op de aanvankelijke drukpiek bij het uitademen om de uitlaatklep te openen en dat de aanvankelijke drukdaling bij het inademen snel wordt overwonnen omdat het Venturi-effect in de regelaar is ontworpen om gemakkelijk lucht aan te zuigen. Veel ademautomaten hebben een aanpassing om het inademen te vergemakkelijken, zodat ademen moeiteloos gaat.

    Ademhalingspatronen
    Grafiek met zowel normale als verschillende soorten pathologische ademhalingspatronen.

    Andere ademhalingsstoornissen zijn kortademigheid (dyspnoe), stridor, apneu, slaapapneu (meestal obstructieve slaapapneu), mondademhaling en snurken. Veel aandoeningen worden geassocieerd met belemmerde luchtwegen. Hypopneu verwijst naar te oppervlakkige ademhaling Hyperpneu verwijst naar snelle en diepe ademhaling veroorzaakt door een vraag naar meer zuurstof, bijvoorbeeld door inspanning. De termen hypoventilatie en hyperventilatie verwijzen ook naar respectievelijk oppervlakkige ademhaling en snelle en diepe ademhaling, maar onder ongepaste omstandigheden of ziekte. However, this distinction (between, for instance, hyperpnea and hyperventilation) is not always adhered to, so that these terms are frequently used interchangeably. [27]

    A range of breath tests can be used to diagnose diseases such as dietary intolerances. A rhinomanometer uses acoustic technology to examine the air flow through the nasal passages. [28]

    The word "spirit" comes from the Latin spiritus, meaning breath. Historically, breath has often been considered in terms of the concept of life force. The Hebrew Bible refers to God breathing the breath of life into clay to make Adam a living soul (nephesh). It also refers to the breath as returning to God when a mortal dies. The terms spirit, prana, the Polynesian mana, the Hebrew ruach and the psyche in psychology are related to the concept of breath. [29]

    In T'ai chi, aerobic exercise is combined with breathing exercises to strengthen the diaphragm muscles, improve posture and make better use of the body's qi. Different forms of meditation, and yoga advocate various breathing methods. A form of Buddhist meditation called anapanasati meaning mindfulness of breath was first introduced by Buddha. Breathing disciplines are incorporated into meditation, certain forms of yoga such as pranayama, and the Buteyko method as a treatment for asthma and other conditions. [30]

    In music, some wind instrument players use a technique called circular breathing. Singers also rely on breath control.

    Common cultural expressions related to breathing include: "to catch my breath", "took my breath away", "inspiration", "to expire", "get my breath back".

    Breathing and mood

    Certain breathing patterns have a tendency to occur with certain moods. Due to this relationship, practitioners of various disciplines consider that they can encourage the occurrence of a particular mood by adopting the breathing pattern that it most commonly occurs in conjunction with. For instance, and perhaps the most common recommendation is that deeper breathing which utilizes the diaphragm and abdomen more can encourage relaxation. [10] Practitioners of different disciplines often interpret the importance of breathing regulation and its perceived influence on mood in different ways. Buddhists may consider that it helps precipitate a sense of inner-peace, holistic healers that it encourages an overall state of health [31] and business advisers that it provides relief from work-based stress.

    Breathing and physical exercise

    During physical exercise, a deeper breathing pattern is adapted to facilitate greater oxygen absorption. An additional reason for the adoption of a deeper breathing pattern is to strengthen the body's core. During the process of deep breathing, the thoracic diaphragm adopts a lower position in the core and this helps to generate intra-abdominal pressure which strengthens the lumbar spine. [32] Typically, this allows for more powerful physical movements to be performed. As such, it is frequently recommended when lifting heavy weights to take a deep breath or adopt a deeper breathing pattern.


    We put Deeksha's question to resident chemist Ben Pilgrim.

    Ben - The first thing to say is that the movies definitely have it wrong with regards to chloroform. Chloroform has been used as an anaesthetic for about 150 years and the kind of misconception that you have from watching movies is that by breathing a chloroform soaked rag you'll knock someone out within a second or so. This isn't the case, you need to be breathing it for several minutes in order to make someone pass out and they need to be breathing it constantly in order to keep them passed out. In fact, about 150 years ago, a famous medical journal, The Lancet, published a paper asking the criminal classes whether any one of them could divulge their supposed secret of being able to knock people out so quickly because it would be very, very useful for medicine. Needless to say, no-one has come forward to this date.

    Chris - It was called a blow to the head probably, wasn't it, rather than chloroform! I think Queen Victoria was the first monarch to undergo a caesarean [section delivery]?

    Ben - Yes for a couple of her last pregnancies. How does it work - this is something of debate and, indeed, in all anesthetics there is considerable debate about how they actually cause someone to pass out. Obviously they affect the nervous system. One idea is they affect the flux of potassium ions and this affects the body's response to nerves. Another idea is that the chloroform interferes with the cell membranes and slows down the passage of nerves which makes people less likely to feel pain. So there's a couple of ideas about how it might work. I should say, it was replaced because it was dangerous. Dangerous for a couple of reasons one is actually you just breath too much of the gas in your lungs and this fills up your lungs and stops your lungs getting enough oxygen and so you just die from not having enough oxygen. But also, if you start fiddling around with the nervous system, then it can also cause people's hearts to fail because hearts rely on electrical impulses to work and if you mess around with that, you can die of a heart attack.

    Chris - So don't do it is the bottom line, because people do abuse other kinds of solvents, like butane out of gas refills and glue - because there are solvents in there - all because they work the same way?


    Central Control of Breathing

    The rate of cellular respiration (and hence oxygen consumption and carbon dioxide production) varies with level of activity. Vigorous exercise can increase by 20&ndash25 times the demand of the tissues for oxygen. This is met by increasing the rate and depth of breathing.

    It is a rising concentration of kooldioxide &mdash not a declining concentration of oxygen &mdash that plays the major role in regulating the ventilation of the lungs. Certain cells in the medulla oblongata are very sensitive to a drop in pH. As the CO2 content of the blood rises above normal levels, the pH drops
    [CO2 + H2O &rarr HCO3 &minus + H + ],
    and the medulla oblongata responds by increasing the number and rate of nerve impulses that control the action of the intercostal muscles and diaphragm. This produces an increase in the rate of lung ventilation, which quickly brings the CO2 concentration of the alveolar air, and then of the blood, back to normal levels.

    echter, de carotid body in the carotid arteries does have receptors that respond to a drop in oxygen. Their activation is important in situations (e.g., at high altitude in the unpressurized cabin of an aircraft) where oxygen supply is inadequate but there has been no increase in the production of CO2. People who live at high altitudes, e.g., in the Andes, have enlarged carotid bodies.


    New mechanism that causes the spread of deadly infection

    Scientists at the University of Birmingham have discovered a unique mechanism that drives the spread of a deadly infection.

    Cryptococcosis is a rare and deadly fungal infection that affects the lung and brain and usually only occurs in people with impaired immunity.

    However, one strain of the fungus -- known as the Pacific Northwest strain of Cryptococcus gattii -- has gained the ability to infect otherwise healthy individuals.

    Cryptococcus gattii was considered a tropical fungus primarily found in places like Brazil, New Guinea and Australia, but it was found to be the cause of the Pacific Northwest Outbreak of Cryptococcosis in the US and Canada which began in 1999 and has seen hundreds of humans and animals being infected.

    The infection affects the lungs first, because it is acquired by inhaling fungal spores. In the absence of therapy, and sometimes despite it, the infection quickly spreads to the brain and other organs with often fatal consequences.

    Those infected with the disease have to undergo antifungal drug therapy that can last months -- but those drugs often fail to curtail the disease and instead surgery is required to remove the infection from the lungs and central nervous system.

    Lead author Dr Ewa Bielska, of the University of Birmingham's School of Biosciences, said: "It is vital that new drugs are developed to combat this disease, and in order to do that we need to find out how the disease spreads.

    "Four years ago the University of Birmingham carried out research which demonstrated that the high virulence of this Cryptococcosis gattii strain results from its remarkable ability to grow rapidly within human white blood cells which relies on a unique 'division of labour'

    mechanism within the infection.

    "To achieve this, individual fungal cells must work together to coordinate their behaviour, but how they do this has, up until now, been unknown."

    Now the University of Birmingham's latest research, funded by the European Research Council and published in Natuurcommunicatie, has discovered that this 'division of labour' can be triggered over large cellular distances and is mediated through the release of microscopic fluid-filled "bags" called extracellular vesicles.

    Professor Robin May, Director of the University of Birmingham's Institute of Microbiology and Infection, said: "These vesicles act like 'carrier pigeons', transferring messages between the fungi and helping them to coordinate their attack on the host cell.

    "This is a previously unknown phenomenon in infectious disease, but also provides us with a potential opportunity to develop new drugs that work by interrupting this communication route during an infection."

    Professor May said that the latest findings were unexpected. He added: "Our initial expectation was that the fungus would only be able to communicate within a single host cell, but in fact we discovered that it can communicate over very large -- in microbiology terms -- distances and across multiple host cell barriers.

    "The fact that this long-distance communication turns out to be driven by extracellular vesicles' is even more intriguing.

    "Our research continues and is still at an early stage, but ultimately we could envisage developing drugs that interrupt this signalling pathway between fungi in order to confuse them and prevent disease spread in the patient."


    THF is a flammable solvent. Over time, THF produces shock-sensitive, explosive peroxides. If the THF evaporates off, the peroxides will concentrate in the remaining solution. Even slight bumping of a container containing concentrated peroxides can result in an explosion. (http://www.ehs.uci.edu/salerts/Lesson%20Learned_Peroxide.pdf).

    Hopefully this list reminded you to treat even everyday chemicals with a little caution. Stay tuned for our next post: Even More Bad Chemicals!

    Agency for Toxic Substances and Disease Registry. ToxFAQs TM for Sodium Hydroxide. Toxic Substances Portal. 2011. Available at: http://www.atsdr.cdc.gov/toxfaqs/tf.asp?id=248&tid=45

    Chang S, Lamm SH. Human health effects of sodium azide exposure: a literature review and analysis. Int J Toxicol. 200322:175-186.

    Clark DE. Chemical injury to the eye. Chem Health Safety. 20029(2):6-9.

    Luttrell WE. Toxic tips: sodium hypochlorite. Chem Health Safety. 20018(6):24-26.

    Luttrell WE. Toxic tips: chloroform. Chem Health Safety. 200512(3):36-37.

    Walters D. Lesser known hazards in histopathology laboratories. Chem Health Safety. 20018(6):28.

    National Center for Biotechnology Information. Acetonitrile – Compound Summary. PubChem Compound. Available at: http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=6342&loc=ec_rcs#x332

    National Institute for Occupational Safety and Health Education and Information Division. Sodium hydroxide. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. 2011. Available at: http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0565.html

    Sigma-Aldrich. Peroxide Forming Solvents. Sigma-Aldrich Learning Center. 2013. Available at http://ccc.chem.pitt.edu/wipf/SOPs/Peroxide%20Forming%20Chemicals.pdf

    Zhang J, Wu H, Kim E, El-Shourbagy TA. Salting-out assisted liquid/liquid extraction with acetonitrile: a new high throughput sample preparation technique for good laboratory practice bioanalysis using liquid chromatography-mass spectrometry. Biomed Chromatogr. 200923(4):419-425.

    Has this helped you? Then please share with your network.

    7 Comments

    Hydrofluoric acid not included very hazardous acid

    i actually inhaled Copper Chloride (CuCl2) at lab just to make sure that it was the thing that caused an awful smell lmao…… immediatly my nose started burning and i started to sneeze my ass off, actually i almost puked too

    i think im high from chemisrtyyyyyyyyyyy

    For those of a molecular biology persuasion: Phenol. Good for DNA preps. Bad for you.

    systemic absorption causes central nervous system impairment and liver and kidney damage local effects include irritation of the eyes, skin and mucous membranes. Because of its low volatility, phenol does not pose a serious inhalation hazard in the occupational setting the skin is a primary route of entry. A 32-year-old man died 10 minutes after spilling a strong solution of phenol over his scalp, face, neck, shoulders, and back. There was coagulation necrosis of the skin and left eye, acute dermatitis, and acute passive congestion of the lungs, liver, spleen, and kidneys. An oral dose of 1 gram of phenol many be lethal to humans however, in exceptional cases, patients have survived the ingestion of 65 grams of pure phenol or 120 grams of the crude product. Roughly 50 percent of all reported cases have been fatal. Death may be rapid and usually results from respiratory failure. Chronic phenol poisoning is characterized by systemic disorders such as digestive disturbances, nervous system effects, and possibly by skin discoloration and eruptions the prognosis is grave when there is extensive damage to the liver and kidneys. Concentrated phenol solutions are severely irritating to the eye and cause conjunctival swelling the cornea becomes white and loses sensation. Loss of vision has occurred in some cases. In addition to systemic effects, contact with the solid or liquid can produce chemical burns. Erythema, edema, tissue necrosis, and gangrene have been reported.


    Bekijk de video: Verlies snel buikvet, maar doe deze gewone oefeningen niet!!! (Februari 2023).