Functies van het ademhalingsstelsel

Wat zijn de belangrijkste functies van het ademhalingssysteem?

Het is een van de belangrijkste biologische systemen en dient een aantal doelen in het menselijk lichaam; drie van de belangrijkste functies zijn:

Gasuitwisseling - Een vitaal levensondersteunend proces waarbij we zuurstof inademen (O₂) en uitademen kooldioxide (CO₂) ^{[1, 2]}. Aangezien elke cel in het lichaam O₂ om te leven, mensen kunnen niet langer dan een paar minuten zonder. ^[3]; dus, het ademhalingssysteem is de hele tijd actief.

Helpt bij het handhaven van de homeostase (pH-balans van het bloed) - Na de gasuitwisseling, wanneer zuurstof naar alle cellen in het lichaam wordt vervoerd, nemen zij het op en produceren kooldioxide als gevolg van de werking van de cellen, dat vervolgens wordt teruggevoerd naar de longen worden uitgescheiden. Hoge niveaus van CO₂ in het bloed verlaagt de pH-waarde (verhoogt de zuurgraad) van het bloed, dus het kwijtraken ervan helpt het zuur-base-evenwicht in stand te houden ^[49].

Spraak productie - Inademing is de eerste stap van spraakproductie, de volgende twee stappen zijn geluidsproductie door de stemplooien rond de larynx (fonatie), en het vormen van de woorden of klanken met de stemplooien, mond, neus, tong, en kaak (articulatie) ^[50].

Wat doet het ademhalingsstelsel: De onderdelen en hun functies

Het ademhalingsstelsel bestaat uit meerdere kleine en grote organen, botten en spieren, die allemaal samenwerken om elke taak van het systeem te volbrengen. Grofweg ingedeeld in de bovenste en onderste luchtwegen, volgen hier de functies van de verschillende onderdelen:

Bovenste ademhalingsstelsel

Functie van de Neus

De neus, specifiek de neusgatenzijn de primaire in- en uittredepunten in de ademhalingswegen ^[4]. Na het binnenkomen door de neusgaten, stroomt de zuurstofrijke lucht door de neusholte, een holle ruimte die net achter de neusgaten ligt, waar hij wordt bevochtigd en gezuiverd, ontdaan van stof en andere deeltjes.

De schoonmaakwerkzaamheden worden uitgevoerd door de slijmvlies en cilia (kleine haarachtige structuren) die de binnenwanden van de neusholte die alle onzuiverheden opvangt en ze uit het lichaam veegt via de neusgaten ^{[5, 6]}.

Tijdens de uitademing verzamelt en behoudt de neusholte het vocht van de lucht die het lichaam verlaat ^[7].

Functie van de mond

Tijdens de ademhaling fungeert de mond als secundaire ingang voor lucht om in de ademhalingswegen te komen. In geval van een verstopte neus of een ander soortgelijk probleem waarbij de lucht niet door de neusholte kan, helpt de mond bij het in- en uitademen. De mond mist echter het slijmvlies en de trilharen, en kan dus de lucht niet bevochtigen zoals de neusholte. ^{[7, 8]}.

Volg de luchtstroom door het ademhalingssysteem

Functie van de keelholte

De kleine buisvormige structuur direct achter de neusholte, de keelholte werkt door de ingeademde lucht door te laten in het volgende deel van de luchtwegen, de larynx ^[9].

Functie van het strottenhoofd

Het heeft een eenvoudig, maar belangrijk doel bij de ademhaling, om de ingeademde lucht door te laten in de luchtpijpen de uitgeademde lucht naar buiten in de richting van keelholte en neusholte ^[10]. Er is een dunne flap, genaamd strotklepjeaan het bovenste uiteinde van het strottenhoofd, dat het strottenhoofd afsluit tijdens het slikken, zodat er geen voedsel in de luchtwegen kan komen en u niet kunt stikken ^[11].

Lagere ademhalingswegen

Functie van de luchtpijp

De luchtpijp is het langste deel van de luchtweg. ^[12]Vanaf het onderste deel van het strottenhoofd verdeelt het zich in de twee belangrijkste bronchi in de buurt van de longen. Het laat de lucht van en naar de longen stromen, door de andere delen van het ademhalingsstelsel ^[13].

Er zijn slijm afscheidende gobletcellen in de binnenbekleding van de luchtwegen, zuivert de lucht op weg naar binnen ^[51].

Tracheal Cartilage: Rondom de luchtpijp bevinden zich ongeveer 20 kraakbeenringen die aan elkaar vastzitten met gladde spieren en bindweefsel dat de luchtpijp helpt soepel te blijven en zijn vorm te behouden tijdens de ademhaling ^{[14, 15]}.

Functie van de Bronchi

Het deel van de luchtwegen dat de longen binnenkomt, de rechter primaire bronchus is verantwoordelijk voor het binnenkomen van de lucht in de rechter long, terwijl de linker primaire bronchus de lucht van en naar de linker long laat gaan ^[16].

Gladde spieren: Zowel de wanden van de luchtpijp als die van de bronchiën bevatten gladde spieren, een soort onwillekeurige spieren die helpen de luchtstroom door de luchtwegen te reguleren ^[17]. Als er meer lucht nodig is, zorgen de kraakbeenringen en gladde spieren ervoor dat de luchtpijp en bronchi kan goed uitzetten om de grotere luchtstroom op te vangen.

Functie van de bronchiolen

Zodra de bronchiën de longen binnenkomen, verdelen ze zich in meerdere kleinere vertakkingen of bronchioles die verantwoordelijk zijn voor het transport van de ingeademde lucht naar de alveoli, het laatste deel van de luchtwegen ^[18].

Functie van de longblaasjes

Er is een cluster van kleine met lucht gevulde zakjes aan het eind van elke bronchiole (eindbronchiole), bekend als alveoli. Dit is het deel van het ademhalingssysteem dat het gas uitwisselingsproces uitvoert ^[19]. Rond elke alveolus ligt een netwerk van bloedvaten. Zodra de lucht de alveolen bereikt, zorgt hun ééncellig dikke membraan ervoor dat de zuurstof in de alveolen naar de bloedvaten kan stromen ^[20].

Pulmonary Surfactant: Pneumatische surfactant bestaat hoofdzakelijk uit fosfolipiden en is verantwoordelijk voor de verlaging van de oppervlaktespanning in de longblaasjes om te voorkomen dat deze, en de longen op hun beurt, dichtklappen wanneer de lucht tijdens de uitademing naar buiten stroomt ^{[21, 22]}.

Functies van het ademhalingssysteem

Functie van de longen

Zowel de linker- als de rechterlong zijn verantwoordelijk voor het in en uit het lichaam laten stromen van de lucht, zodat er een voortdurende toevoer van zuurstof naar het bloed is. De longblaasjes zijn de belangrijkste functionele eenheden van de longen, die ook helpen de pH-waarde van het bloed in evenwicht te houden door (samen met de hersenen) de hoeveelheid kooldioxide in het lichaam te controleren ^[23]en het filteren van eventuele gasbellen uit de bloedbaan ^[24] die anders tot een embolie zou kunnen leiden ^[25].

Longkwabben: De rechterlong is verdeeld in drie kwabben, terwijl de linkerlong er twee heeft. Elk van deze vijf kwabben heeft dezelfde functie, namelijk het verwerken van zuurstofarm bloed dat uit het hele lichaam komt ^[26].

De Thoracale holte: In de borstholte, omgeven door 12 paar ribben, de wervelkolom en het borstbeen of sternum, bevinden zich de longen en het hart ^[27].

Pleural Membranes en Pleural Cavity: De longen zijn omgeven door het viscerale borstvlies (buitenste longwandvlies) en het costale borstvlies (binnenste longwandvlies); de ruimte tussen deze twee (pleuraholte) is gevuld met een smerende vloeistof die door de pleurale vliezen wordt uitgescheiden ^[28]. Deze vloeistof zorgt ervoor dat de membranen niet aan elkaar kleven, waardoor de longen hun soepelheid behouden ^[29].

Functie van het diafragma

De primaire spier van de ademhaling, de diafragma bevindt zich net onder de longen, gedeeltelijk ingebracht in de onderste ribben ^[30]. Naast het gescheiden houden van de borstholte van de buikholte, speelt de koepelvormige bladspier een vitale rol tijdens het inademen door samen te trekken en af te vlakken aan de basis van de borstholte, en de ribbenkast mee te trekken om een vacuüm te creëren waardoor de lucht naar de longen kan stromen ^[31].

Zodra de gasuitwisseling gedaan is, zal de diafragma ontspant zich, keert terug naar zijn oorspronkelijke koepelvorm die druk uitoefent op de ribbenkast en de longen, waardoor de met kooldioxide gevulde lucht door de luchtwegen naar buiten stroomt ^[30].

Functie van de Intercostale Spieren

De 22 paar kleine spieren die tussen de ribben liggen ^[32], de tussenribspieren helpen de beweging van de ribbenkast tijdens de ademhaling te controleren ^[33].

Hoe werkt het ademhalingssysteem samen met andere systemen in het lichaam

Hoe werken de bloedsomloop (hart en bloedvaten) en de ademhalingssystemen samen

Deze twee systemen werken samen om de homeostase van de pH-waarde van het bloed te handhaven. Zuurstofarm bloed uit het hele lichaam wordt door de vena cava inferior en de vena cava superior naar de rechterboezem geleid, die vervolgens in de rechterhartkamer uitmondt om via de longslagader naar de longen te worden vervoerd ^[34]. Zoals eerder gezegd, zijn de longblaasjes, waar de gasuitwisseling plaatsvindt, omgeven door een fijn net van haarvaten, die door de longslagader worden gevoed. Het bloed dat de longcapillairen bereikt, heeft dus een hoge partiële druk van kooldioxide. Anderzijds heeft de lucht die vanuit de luchtwegen de longblaasjes bereikt, een hoge partiële zuurstofdruk ^[7]. Dus begint het diffusieproces tussen het dunne alveolaire membraan en de haarvaten, waar zowel zuurstof als kooldioxide van het gebied met hoge dichtheid naar het gebied met lage dichtheid stroomt, totdat de eerstgenoemde de hogere partiële druk in het bloed heeft ^[35]. Dit hele proces heet externe ademhaling.

Daarna wordt het nu geoxygeneerde bloed naar de linkerboezem en vervolgens naar de linkerhartkamer gestuurd, van waaruit het door de slagaders naar verschillende delen van het lichaam wordt vervoerd voor interne ademhaling (gasuitwisseling in de bloedvaten en de lichaamscellen) ^{[7, 36]}.

Hoe werkt het spierstelsel samen met het ademhalingsstelsel

De mens kan de beweging van zijn longen niet controleren omdat er geen skeletspieren (spieren die men vrijwillig kan bewegen) rechtstreeks aan het ademhalingsstelsel zijn verbonden. Het diafragma en de tussenribspieren zijn dus de enige die de longen helpen pompen ^{[37, 38]}. Wanneer het diafragma samentrekt, krimpen de tussenribspieren, waardoor de ribbenkast hoger komt te liggen en breder wordt en de ruimte in de borstholte groter wordt ^{[39, 40]} voor lucht om binnen te komen.

Op dezelfde manier, tijdens de uitademing, ontspannen de spieren tussen de ribben zodat de ribbenkast terugkomt in zijn normale positie, en samen met het middenrif dat terugkomt in zijn rustpositie, wordt de ruimte in de longen veel nauwer, zodat de zuurstofarme lucht moet worden uitgescheiden ^[41].

Hoe werkt het zenuwstelsel samen met het ademhalingsstelsel

Medulla oblongata, het laagste deel van de hersenstam, is verantwoordelijk voor het controleren van de ademhaling ^[42]. Het beoordeelt het zuurstof- en kooldioxideniveau in de bloedbaan om te bepalen welke veranderingen nodig zijn voor het bloedgasniveau. Vervolgens stuurt het de nodige signalen naar het middenrif en het hart, zodat zij hun werking kunnen vertragen of versnellen ^[43].

De twee zijden van het diafragma worden hoofdzakelijk geïnnerveerd door de twee zenuwen van de phrenus ^[44] terwijl de intercostale zenuwen die van de thoracale zenuwen T1-T11 uitgaan, de intercostale spieren voeden ^[45]. Dus, via deze zenuwen, regelen de hersenen de onwillekeurige spierbeweging en de ademhalingssnelheid ^{[38, 46]}.

Dit kan ook verklaren waarom je geeuwt. Soms, als je te moe of slaperig bent, zijn je longen niet in staat om zoveel zuurstof op te nemen als het lichaam nodig heeft. Als de hersenen merken dat je meer zuurstof nodig hebt, gaan ze geeuwen. ^[46].

Het zenuwstelsel en het ademhalingsstelsel werken ook samen om de reukzin te bevorderen, waarbij de bulbus olfactorius wordt ondersteund door de cribriformplaat van het ethmoid, terwijl de takken van de reukzenuw door het ethmoidale foramen lopen ^[47].

Hoe werkt het skeletstelsel samen met het ademhalingssysteem

Het ademhalingsstelsel bestaat uit meerdere beenderen en kraakbeenachtige structuren die alle helpen om de zachte weefsels van de ademhalingsorganen te beschermen ^[7]. De loodrechte plaat van het ethmoïd vormt de wand die de neusholte in tweeën deelt, terwijl de bovenkaak, het kaakbeen, de neusbeenderen en concha helpen allemaal om de binnenkant van de neusholte te vormen en de ingeademde lucht in de juiste richting te laten stromen.

De ribbenkast werkt samen met de ademhalingsspieren om de longen vrij te laten opblazen en leeg te laten lopen, terwijl hij ook de kwetsbare organen beschermt tegen beschadiging of een klap ^[38]. De tracheale kraakbenen maken ook deel uit van het skelet.

Hoe werkt het spijsverteringsstelsel samen met het ademhalingsstelsel

Het spijsverteringsstelsel levert de nodige voedingsstoffen om de cellen en weefsels van het ademhalingsstelsel in leven te houden, dat op zijn beurt zuurstof levert aan elke cel van het spijsverteringskanaal, zodat zij naar behoren kunnen functioneren ^[38].

Het spijsverteringsstelsel, het bloedvatenstelsel en het ademhalingsstelsel werken allemaal samen, waarbij het spijsverteringsstelsel de andere twee gezond houdt door voldoende voedingsstoffen te sturen, zodat de longen zuurstof kunnen blijven uitwisselen tegen kooldioxide en de bloedvaten deze zuurstof naar het hele lichaam kunnen vervoeren, inclusief het spijsverteringskanaal.

Afgezien daarvan werkt het ademhalingsstelsel direct of indirect samen met alle andere lichaamssystemen en organen. Zo helpt het urinewegstelsel indirect de ademhalingswegen en de longen functioneren door de afvalstoffen van het spijsverteringsstelsel af te voeren. Wanneer het spijsverteringsstelsel goed werkt, levert het voldoende voedingsstoffen aan het ademhalingsstelsel om het gezond te houden ^[48].