CPR \ Fysiologie \ ademhalingsfysiologie
Index
Verbrandingsreactie in het lichaam |
 |
Het kleinste levende deeltje in ons lichaam is de cel. In deze cel vindt een zeer belangrijke verbrandingsreactie - ook oxidatiereactie genoemd - plaats, noodzakelijk voor de overleving van de cel.
Om een verbrandingsreactie goed te laten verlopen hebben we
steeds nood aan een
brandstof, zuurstof (O2) en energie:
Ook bij de verbrandingsreactie in de cel zijn deze onderdelen absoluut noodzakelijk. Brandstoffen halen we uit ons voedsel, voornamelijk onder de vorm van koolhydraten. Zuurstof is aanwezig in de ons omringende lucht en ook energie halen we uit de voeding. Wanneer we deze componenten samenbrengen, ontstaat een verbranding of oxidatie. Het eindresultaat van deze reactie bevat afvalstoffen, koolstofdioxide (CO2) en energie:
De afvalstoffen worden uit de cel en uit ons lichaam verwijderd, koolstofdioxide wordt uitgeademd en het is de energie die onze cel in staat stelt om te kunnen functioneren. Aangezien we in ons lichaam reserves van voedsel (brandstof en energie) hebben aangelegd onder de vorm van vetten, blijft zuurstof het belangrijkste onderdeel van deze verbrandingsreactie. Zonder zuurstof is leven dus onmogelijk!
Zuurstof |
|
Ingeademde lucht bestaat uit ongeveer 21% zuurstof en 79% stikstof. Bij een luchtdruk van 1 atmosfeer (dus op niveau van de zeespiegel) komt dit overeen met een partiële zuurstofspanning van 149 mmHg of 20 kPa. In de ingeademde lucht bevinden zich ook nog CO2 en een aantal edelgassen in zeer lage concentraties.
|
|
Zuurstof wordt ingeademd in de longen via de luchtwegen.
Eens in de longblaasjes of alveolen diffundeert zuurstof uit de lucht en komt het in het bloed terecht. Hierdoor
daalt de zuurstofconcentratie in de alveolen tot 14% wat overeen komt met een partiële
zuurstofspanning van 104 mmHg of 13,4 kPa. Dit transport via diffusie is bij
gezonde patiënten bijna volledig.
De partiële zuurstofspanning in het bloed bedraagt 98 mmHg, het kleine verschil
met het alveolaire niveau wordt verklaard door de veneuze bijmenging in de bronchiale
circulatie.
Het bloed transporteert
uiteindelijk de zuurstof naar de cellen in het hele lichaam, waar de
verbrandingsreactie plaatsvindt.
Bij deze reactie ontstaat CO2 dat via het bloed weer naar de
longen wordt getransporteerd. De resterende lucht in de alveolen wordt dus vermengd met waterdamp en CO2 dat
vanuit de longcapillairen diffundeert. In de uitgeademde lucht zit aldus minder zuurstof
(16%) en meer CO2.
Cellulair metabolisme |
|
Aërobe metabolisme
Onder normale omstandigheden derven alle cellen energie met behulp van zuurstof.
Deze
intracellulaire energieproductie noemt men het aërobe metabolisme. De koolhydraten, vetten
en proteënes worden gemetaboliseerd tot acetyl-CoA. Dit acetyl-CoA treedt binnen
in de citroenzuurcyclus in de mitochondriën en wordt verder gemetaboliseerd tot CO2.
Uit deze reactie wordt energie gegenereerd en opgeslagen in de gereduceerde vorm van nicotine adenine dinucleotide of NADH. Gradueel wordt de energie getransfereerd
naar adenosine trifosfaat of ATP in een proces dat men de oxidatieve
fosforilatie noemt.
De oxidatieve fosforilatie staat in voor meer dan 90% van de totale
zuurstofconsumptie en omvat een serie van elektronentransferts over het cytochroom, waardoor
ATP kan worden gevormd. In de laatste stap van deze reactie wordt de moleculaire zuurstof
omgezet tot water. Voor glucose, een belangrijke brandstof in het lichaam, is de reactie als volgt:
|
C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 +
6H2O + energie
|
Voor elke geoxideerde glucosemolecule bekomt men 38 ATP moleculen. De energie opgeslagen in deze ATP-moleculen kan dan worden gebruikt voor de ionenpompen, de spiercontractie, proteënesynthese of cellulaire secretie. Gedurende de afgifte van energie wordt uit ATP weer ADP gegenereerd. ATP kan in het lichaam niet worden opgeslagen doch dient continu te worden gevormd. Er is dus eveneens een constante nood aan metabole substraten en aan zuurstof.
De verhouding tussen de totale CO2-productie en het zuurstofverbruik wordt
het respiratoir quotiënt genoemd. Dit respiratoir quotiënt is afhankelijk van de soort
brandstof die wordt gebruikt; voor koolwaterstoffen bedraagt het 1.0, voor vetten
0.7 en voor proteënen 0.8. De totale CO2-productie bedraagt normaal
200 mL/min en het zuurstofverbruik is ongeveer 250 mL/min, wat betekent dat het
respiratoir quotiënt onder normale omstandigheden 0.8 bedraagt, voornamelijk door
een verbranding van zowel vetten als koolhydraten.
De totale zuurstofconsumptie kan ook worden geschat aan de hand van het gewicht van de
patiënt en bedraagt dan 10 x (L.G)
CPR \ Fysiologie \ ademhalingsfysiologie