Het ademhalingsstelsel: Onze weg voor gasuitwisseling

Het menselijk ademhalingsstelsel is een reeks organen die verantwoordelijk zijn voor de opname van zuurstof en de uitstoot van kooldioxide. De belangrijkste organen van het ademhalingsstelsel zijn de longen, die deze uitwisseling van gassen uitvoeren als we ademen.

De longen werken samen met het bloedvatenstelsel om zuurstofrijk bloed naar alle cellen in het lichaam te pompen. Het bloed verzamelt vervolgens kooldioxide en andere afvalproducten en transporteert ze terug naar de longen, waar ze bij het uitademen uit het lichaam worden gepompt, aldus de American Lung Association.

Het menselijk lichaam heeft zuurstof nodig om in leven te blijven. Volgens het National Institute of Neurological Disorders and Stroke beginnen hersencellen al na ongeveer vijf minuten zonder zuurstof af te sterven, wat kan leiden tot hersenbeschadiging en uiteindelijk de dood.

Bij mensen hangt de gemiddelde ademhalingsfrequentie vooral af van de leeftijd. De normale ademhalingsfrequentie van een pasgeborene is ongeveer 40 tot 60 keer per minuut en kan afnemen tot 30 tot 40 keer per minuut wanneer de baby slaapt, volgens Stanford Children’s Health. De gemiddelde ademhalingsfrequentie in rust voor volwassenen is 12 tot 16 ademhalingen per minuut, en kan oplopen tot 40 tot 60 ademhalingen per minuut tijdens het sporten, volgens de European Respiratory Society.

Delen van het ademhalingssysteem

Als we ademen, komt de zuurstof de neus of mond binnen en passeert de sinussen, dat zijn holle ruimtes in de schedel die helpen de temperatuur en vochtigheid van de lucht die we inademen te reguleren.

Vanuit de sinus gaat de lucht door de luchtpijp, ook wel luchtpijp genoemd, en in de bronchiën, de twee buizen die lucht naar elke long voeren (elke long wordt een bronchus genoemd). De bronchiën zijn bekleed met kleine haartjes, trilhaartjes genaamd, die heen en weer bewegen en slijm naar boven en naar buiten dragen. Slijm is een kleverige vloeistof die stof, ziektekiemen en andere stoffen die in de longen zijn binnengedrongen verzamelt en die we uitdrijven als we niezen en hoesten.

De bronchiën splitsen zich weer om lucht naar de lobben van elke long te voeren. De rechterlong heeft drie kwabben, terwijl de linkerlong er slechts twee heeft, om plaats te bieden aan het hart, aldus de American Lung Association. De lobben zijn gevuld met kleine, sponsachtige zakjes, alveoli genaamd, waar de uitwisseling van zuurstof en kooldioxide plaatsvindt.

De alveolaire wanden zijn uiterst dun (ongeveer 0,2 micrometer) en bestaan uit een enkele laag weefsels, epitheelcellen genaamd, en minuscule bloedvaatjes, longhaarvaten genaamd. Het bloed in de haarvaten neemt zuurstof op en laat kooldioxide ontsnappen. Het zuurstofrijke bloed vindt vervolgens zijn weg naar de longader. Deze ader voert zuurstofrijk bloed naar de linkerkant van het hart, waar het naar alle delen van het lichaam wordt gepompt. De kooldioxide die het bloed achterlaat, gaat naar de longblaasjes en wordt met de uitgeademde lucht uitgestoten.

Het middenrif, een koepelvormige spier onder in de longen, regelt de ademhaling en scheidt de borstholte van de buikholte. Wanneer lucht wordt ingeademd, spant het middenrif zich aan en beweegt naar beneden, waardoor de longen meer ruimte krijgen om zich met lucht te vullen en uit te zetten. Bij het uitademen zet het middenrif uit en drukt het de longen samen, waardoor de lucht eruit wordt geperst.

Ziekten van het ademhalingsstelsel

Ziekten en aandoeningen van het ademhalingsstelsel vallen in twee categorieën uiteen: Infecties, zoals influenza, bacteriële longontsteking en enterovirus respiratoir virus, en chronische ziekten, zoals astma en chronische obstructieve longziekte (COPD). Volgens Dr. Neal Chaisson, die longgeneeskunde in de Cleveland Clinic beoefent, kan er voor virale infecties niet veel anders worden gedaan dan ze op hun beloop te laten. “Antibiotica zijn niet effectief bij de behandeling van virussen en het beste wat je kunt doen is gewoon rust nemen,” zei hij.

Voor de meeste gezonde mensen is een infectie de meest voorkomende kwaal aan de luchtwegen, volgens Dr. Matthew Exline, longarts en critical care expert aan The Ohio State University Wexner Medical Center. Hoest is het eerste symptoom, eventueel vergezeld van koorts.

“Hoest kan echter ook een teken zijn van chronische aandoeningen van de luchtwegen, zoals astma, chronische bronchitis of emfyseem,” zei hij. “Bij chronische longaandoeningen presenteren de meeste ademhalingsziekten zich met kortademigheid, aanvankelijk bij inspanning, zoals het lopen van een aanzienlijke afstand of het beklimmen van meerdere trappen.”

Astma is een chronische ontsteking van de longluchtwegen die hoesten, piepende ademhaling, benauwdheid op de borst of kortademigheid veroorzaakt, volgens Tonya Winders, voorzitter van het Allergy & Asthma Network. Deze tekenen en symptomen kunnen verergeren wanneer een persoon wordt blootgesteld aan hun triggers, die kunnen bestaan uit luchtvervuiling, tabaksrook, fabrieksdampen, schoonmaakmiddelen, infecties, pollen, voedsel, koude lucht, lichaamsbeweging, chemicaliën en medicijnen. Volgens de CDC hebben meer dan 25 miljoen mensen (of 1 op de 13 volwassenen en 1 op de 12 kinderen) in de Verenigde Staten astma.

COPD, soms ook chronische bronchitis of emfyseem genoemd, is een chronische en progressieve ziekte waarbij de luchtstroom in en uit de longen afneemt, waardoor het moeilijker wordt om adem te halen. Na verloop van tijd raken de luchtwegen in de longen ontstoken en worden ze dikker, waardoor het moeilijker wordt om afvalkooldioxide af te voeren, aldus de American Lung Association. Naarmate de ziekte vordert, ervaren patiënten kortademigheid en kan het hun activiteiten beperken. Volgens de CDC lijden meer dan 15 miljoen Amerikanen aan COPD.

Longkanker wordt vaak in verband gebracht met roken, maar de ziekte kan ook niet-rokers treffen. Het is de op een na meest voorkomende vorm van kanker bij zowel mannen als vrouwen, respectievelijk overtroffen door prostaat- en borstkanker. De American Cancer Society schat dat er in 2019 in de Verenigde Staten ongeveer 228.150 nieuwe gevallen van longkanker zullen zijn (116.440 bij mannen en 111.710 bij vrouwen) en ongeveer 142.670 sterfgevallen aan longkanker (76.650 bij mannen en 66.020 bij vrouwen).

Additional resources:

• Read more about the anatomy of the respiratory system from the University of Rochester Medical Center.
• Watch “Meet the Lungs,” from the Khan Academy.
• Check out this useful diagram of the respiratory system, from The Lung Association.

This article was updated on Aug. 23, 2019, by Live Science Contributor Sarah Derouin.