4.1 Ademhaling in samenhang
Ademhalen is essentieel voor het functioneren van je lichaam. Je ademhaling heeft een belangrijke rol bij spreken, zingen, lachen en je lichamelijke conditie en voorziet je cellen van zuurstof. In dit hoofdstuk leer je hoe je ademhaalt en hoe de ademhaling wordt geregeld. In het grote plaatje zie je welke hoofdstukvraag en essenties daarbij centraal staan, welke verbanden er zijn met andere onderwerpen en hoe dit terugkomt in het eindexamen.
Zenuwstelsel, waarnemen en gedrag H5
Energie en stofwisseling in ecosystemen H8
Voeding en vertering H3
Welke verbanden zijn er?
Hoe krijgen cellen
zuurstof
en hoe raken ze koolstofdioxide kwijt?
Hart, bloedvaten en afweer H10
Bron 1 Het grote plaatje
Waar komt dit terug in het examen?
Subdomein O1, O2, M2
In de longblaasjes vindt gaswisseling plaats
Waar draait het in dit hoofdstuk om?
Hersenen sturen de spieren voor ademhaling aan
Hemoglobine en bloed spelen een belangrijke rol bij gaswisseling
Leefstijl, conditie en gezondheid beïnvloeden hoe je ademhaalt
1 Lachen is gezond
Iedereen lacht, de een wat vaker dan de ander. Soms lach je om een grappige opmerking, een onverwachte situatie of gewoon omdat je je goed voelt. Lachen lijkt iets heel simpels, maar lachen is complex gedrag waarbij je lichaam en hersenen nauw samenwerken. In deze opdracht onderzoek je welke invloed lachen op je lichaam heeft.
TIP Brainstorm eerst met een klasgenoot over wat lachen is en wat de relatie met ademhaling is en maak daarna pas de opdracht.
Activeer je voorkennis over de invloed van lachen op je lichaam. Werk in groepjes van drie tot vier leerlingen. Doe het zo:
• Voor de lach. Ga rustig zitten en meet gedurende één minuut het aantal ademhalingen en je hartslag. Een ademhaling bevat één in- en uitademing. Je hartslag kun je via je pols tellen.
• Tijdens het lachen. Kijk gezamenlijk naar een grappig filmpje en zorg dat je minimaal dertig seconden echt lacht.
• Direct na het lachen. Meet weer het aantal ademhalingen en je hartslag gedurende één minuut.
a Wat verandert er aan je ademhaling tijdens het lachen?
b Hoe reageert je hartslag?
c Voel je spanning of ontspanning in je lichaam?
d Scan de QR-code en bekijk de eerste minuut van het filmpje The science of laughter Leg uit hoe je van de slappe lach buiten adem kunt raken.
e Leg uit hoe het komt dat je na lang lachen buikpijn kunt hebben.
HET GROTE PLAATJE
2 Ademhaling
In het grote plaatje zie je links dat het onderwerp van dit hoofdstuk samenhangt met vier onderwerpen uit andere hoofdstukken.
a Wat zijn deze verbanden? Noteer per onderwerp je antwoord in een of meer volledige zinnen.
In het grote plaatje zie je rechts de vier essenties van dit hoofdstuk. Wat weet je al hierover uit de onderbouw?
b Beantwoord de volgende vragen:
1 In de longblaasjes vindt gaswisseling plaats. Welk gas gaat van de longen naar het bloed? En welk gas gaat van het bloed naar de longen?
2 Over je ademhaling hoef je niet na te denken, dat gaat vanzelf. Hoe heet het deel van de hersenen dat hiervoor zorgt?
3 Welke bloedcellen zijn betrokken bij het transport van zuurstof in het lichaam?
4 Bij mensen met astma zijn de longen gevoelig voor allerlei stoffen in de lucht. Hierdoor vernauwen de luchtwegen zich. Welk effect heeft dit op de gaswisseling?
c Dit hoofdstuk draait om de vraag Hoe krijgen cellen zuurstof en hoe raken ze koolstofdioxide kwijt?
Noteer je voorlopige antwoord op deze vraag in enkele volledige zinnen.
d Bekijk nogmaals de hoofdstukvraag en de vier essenties.
cel weefsel molecuul organel orgaan orgaanstelsel organisme populatie ecosysteem systeem aarde
Welke zeven organisatieniveaus horen bij dit hoofdstuk?
THEMAOPDRACHTEN
3 Elk beestje haalt adem
Ademhaling is essentieel voor het leven, maar niet alle organismen halen op dezelfde manier adem. Bij het onstaan van complexe zoogdieren uit eencellige organismen is de manier waarop zuurstof wordt opnomen en koolstofdioxide wordt afgegeven in de loop van de evolutie sterk veranderd.
Je kunt bij deze opdracht gebruikmaken van de vaardigheidskaart Informatie presenteren. Maak een presentatie voor je klasgenoten over verschillende manieren van ademhalen.
Gebruik daarvoor bijvoorbeeld LessonUp. Kies minimaal vijf soorten organismen uit: bacterie, mossel, worm, sprinkhaan, vis, haai, kikker, slang, krokodil, vogel, konijn, walvis, olifant.
De LessonUp bestaat uit de volgende slides:
• titelslide
• introductie van de algemene functie van ademhaling
• per gekozen organisme één slide met informatie
• aan het eind vijf tot tien quiz- of sleepvragen over de inhoud van je presentatie Werk in groepjes van drie of vier leerlingen. Zoek op internet naar informatie met de zoekterm ‘ademhaling’ en de naam van de gekozen organismen. Je kunt ook de Engelse zoekterm ‘respiratory system’ en de Engelse namen van de organismen gebruiken.
MEER THEMAOPDRACHTEN
Online vind je nog enkele themaopdrachten bij dit hoofdstuk. Deze grote opdrachten gaan over stof uit meerdere paragrafen en vragen om onderzoeksvaardigheden en/of creativiteit.
4.2 Gaswisselingsorganen en hun werking
Aan het eind van deze paragraaf kun je:
• uitleggen hoe het ademhalingsstelsel samenwerkt met het bloedvatenstelsel.
• de functie en werking van delen van de luchtwegen herkennen en benoemen.
• beschrijven hoe de bouw van het ademhalingsstelsel zorgt voor een optimale gaswisseling.
• beschrijven hoe de luchtwegen het lichaam beschermen tegen indringers en beschadigingen.
cel weefsel molecuul organel orgaan orgaanstelsel organisme populatie ecosysteem systeem aarde
PRACTICUMOPDRACHT
Bij deze paragraaf hoort de practicumopdracht Longweefsel onder de microscoop. Overleg met je docent of je dit practicum gaat uitvoeren.
STARTOPDRACHT
1 Ademhalingsstelsel
In de onderbouw heb je geleerd dat het ademhalingsstelsel ervoor zorgt dat je lichaam zuurstof krijgt en koolstofdioxide kwijtraakt. Dit is belangrijk, omdat je cellen zuurstof nodig hebben om energie te maken. Het hart en de bloedvaten spelen hierbij ook een belangrijke rol.
Activeer je voorkennis over het ademhalingsstelsel.
Van je docent krijg je een werkblad bij deze opdracht. Bekijk de afbeelding op het werkblad en maak onderstaande opdrachten. Je kunt hierbij Binas tabel 83A gebruiken.
a Benoem de organen in de afbeelding.
b Teken de longen op de juiste plek op het werkblad.
c Kleur op het werkblad plaatsen met zuurstofrijk bloed rood en met zuurstofarm bloed blauw.
Ademhaling en bloedsomloop
Je bent bijna te laat voor het eerste uur! Snel zet je je fiets in het rek op het schoolplein en rent de school in. Nog nahijgend en met een rood hoofd kom je de klas in en plof je neer op je stoel. Je hebt het er warm van gekregen.
Voor zo’n activiteit heeft je lichaam energie nodig. Maar niet alleen een snel ritje naar school kost energie. Om alle processen in je lichaam te kunnen uitvoeren, heb je dag en nacht energie nodig. Die energie wordt geleverd door verbranding in je lichaamscellen met behulp van zuurstof (aerobe dissimilatie). Cellen hebben dus constant aanvoer van zuurstof nodig. In paragraaf 3.2 heb je geleerd dat verbranding alleen kan plaatsvinden als brandstof en zuurstof (O2) aanwezig zijn. Brandstof krijg je binnen door te eten, zuurstof door adem te halen. Na verbranding geven cellen koolstofdioxide (CO2) af. De opname en afgifte van deze gassen, de gaswisseling, is mede mogelijk dankzij de ademhaling.
Het ademhalingsstelsel en de bloedsomloop werken samen om zuurstof door je hele lichaam te vervoeren en afvalstoffen zoals koolstofdioxide af te voeren. Wanneer je inademt, komt er zuurstof in je longen. Vanuit de longblaasjes gaat zuurstof naar het bloed. Dit zuurstofrijke bloed komt via de bloedsomloop in je spieren en andere organen terecht (bron 1).
Terwijl zuurstof naar de cellen wordt vervoerd, komt koolstofdioxide uit de cellen in het bloed. Dit koolstofdioxiderijke bloed gaat via de bloedsomloop naar de longen. Daar gaat koolstofdioxide vanuit het bloed naar de longblaasjes en adem je het uit.
buitenlucht inademing
longen
Legenda:
zuurstofarm zuurstofrijk
lucht organen
Bron 1 Verband tussen de ademhaling en de bloedsomloop
Luchtwegen
Het ademhalingsstelsel bestaat uit de neusholte, keelholte, luchtpijp met vertakkingen en de longen, die zijn omgeven door het longvlies. Boven aan de luchtpijp bevindt zich het strottenhoofd. Al deze organen samen noem je de luchtwegen (bron 2).
Via je neus-, mond- en keelholte adem je in. De luchtpijp verbindt de longen met de keel- en mondholte. Vlak boven het hart vertakt de luchtpijp zich in twee bronchiën (enkelvoud: bronchus), een naar de linker- en een naar de rechterlong. De bronchiën en de luchtpijp bestaan uit stevig bindweefsel waarin op korte, regelmatige afstanden van elkaar kraakbeenringen zitten. Deze ringen houden de luchtpijp open. De bronchiën vertakken zich steeds verder tot ze eindigen in de longtrechtertjes. Aan het eind daarvan bevinden zich de longblaasjes. In totaal bevatten de longen 500 tot 600 miljoen longblaasjes.
De longblaasjes zijn de functionele eenheden van het ademhalingsstelsel: hier vindt de gaswisseling plaats. Longblaasjes hebben een wand van slechts één cellaag dik en zijn omgeven door een haarvatennetwerk. Hierdoor kan zuurstof vanuit de longblaasjes naar het bloed gaan en koolstofdioxide vanuit het bloed naar de longblaasjes (bron 2).
rechterlong
bronchus
slokdarm
longblaasje
bloedvaten
aorta slokdarm
wand van het haarvat
haarvat
bronchus
kraakbeenstuk
wand van het longblaasje
rode bloedcel
lucht
Bron 2 De onderdelen van het ademhalingsstelsel
= stroomrichting van het bloed
luchtpijp
aorta
Luchtwegen beschermen tegen indringers
Bij elke ademhaling komt lucht van buiten rechtstreeks in je longen. Deze lucht kan vervuilde deeltjes, bacteriën, virussen en chemische stoffen bevatten. Je longen zijn zo gevormd dat ze zo efficiënt mogelijk zuurstof in het bloed kunnen opnemen, maar dit maakt ze ook kwetsbaar. De longen moeten vochtig blijven voor een goede gasuitwisseling, wat helaas ook een ideale leefomgeving biedt voor bacteriën en virussen. Dit vergroot de kans op infecties zoals longontsteking.
Om infecties te voorkomen hebben de luchtwegen een uitgebreid verdedigingssysteem. De binnenkant van de luchtwegen is bekleed met trilhaarepitheel, een dun laagje dekweefselcellen bedekt met trilhaartjes (bron 3). In dit epitheel bevinden zich veel slijmcellen. Verontreinigingen die je met de lucht inademt, zoals roet, stof en ziekteverwekkers, blijven in het slijm plakken. De trilhaartjes bewegen dezelfde kant op, als een ‘wave’, en wapperen zo het eventuele vieze slijm in de richting van de keelholte, waar je het doorslikt. In je maag worden eventuele ziekteverwekkers door maagzuur onschadelijk gemaakt. Op deze manier blijven de luchtwegen schoon en wordt je lichaam beschermd tegen infecties.
Je luchtwegen bieden de beste bescherming wanneer je door je neus ademhaalt. De lucht gaat dan eerst door de neusholte. Daar bevindt zich het neusslijmvlies met een uitgebreid netwerk van bloedvaten. Dankzij deze goede doorbloeding warmt het neusslijmvlies de buitenlucht op tot bijna lichaamstemperatuur. Tegelijkertijd voegt het neusslijmvlies vocht toe aan de lucht, zodat deze niet te droog is. Dit proces is belangrijk, omdat bij droge lucht de slijmvliezen in de longen kunnen uitdrogen. Dit belemmert de werking van de trilhaartjes en verhoogt de kans op infecties. Als je door je mond ademt, worden deze beschermingsmechanismen deels omzeild. De lucht wordt dan minder goed verwarmd, bevochtigd en gefilterd. Bovendien kan koude lucht de luchtwegen irriteren en zelfs schade aan de longen veroorzaken bij langdurige blootstelling.
mondholte
Bron 3 Trilhaarepitheel in de luchtwegen
neusholte luchtpijp
keelholte slijm met vuiltjes
trilharen
bronchiën
slijmcel dekweefselcel
CONTEXT
Wat gebeurt er bij een verkoudheid?
Niezen, hoesten en een loopneus zijn symptomen van een verkoudheid, die je gemiddeld twee tot vijf keer per jaar oploopt; jonge kinderen zelfs tot tien keer. Verkoudheid start met een verkoudheidsvirus dat je lichaam binnenkomt via je neus of mond. Het virus vermenigvuldigt zich snel in de slijmvliezen aan de binnenkant van je neus en keel. Zodra je afweersysteem een virus herkent, grijpt het in. Dit zorgt voor opzwellen van de slijmvliezen en extra slijmproductie.
Je lichaam reageert als volgt:
4 Niezen om je te ontdoen van een verkoudheidsvirus
• Je niest om het virus en slijm uit je neus te schieten.
• Je hoest om je keel vrij te maken.
• Je krijgt een loopneus om slijm met het virus naar buiten te laten lopen. Meestal ben je binnen een week weer beter. En voor het specifieke virus dat de verkoudheid veroorzaakte, ben je voortaan immuun. Helaas zijn er ruim 200 virussen die verkoudheid veroorzaken, het duurt wel even voor je daar allemaal immuun voor bent.
OPDRACHTEN
2 Adem in, adem uit
Controleer je theoriekennis.
a Geef aan welk begrip op de lege plek hoort.
Kies uit: energie | gaswisseling | koolstofdioxide | verbranding | zuurstof
1 In de cellen van je lichaam vindt plaats.
2 Dit proces levert de die je lichaam nodig heeft.
3 De brandstof hiervoor krijg je binnen door te eten, de door adem te halen.
4 Als afvalproduct adem je uit. Dit proces heet
b Waarvoor zorgen de trilhaartjes aan de binnenzijde van de luchtpijp en zijn vertakkingen?
A Ze zorgen voor een beweging in de richting van de keelholte.
B Ze zorgen voor een beweging in de richting van de longen.
C Ze zorgen niet voor een beweging; er is geen richting te bepalen.
c Wat is de functie van de trilhaartjes aan de binnenzijde van de luchtpijp en zijn vertakkingen?
A vangen van stofdeeltjes
B verplaatsen van slijm dat wordt gevormd door cellen van het luchtpijpoppervlak
C verplaatsen van lucht
d Waarom is het belangrijk dat de lucht wordt opgewarmd voordat ze de longen bereikt?
Bron
3
Waar gebeurt wat?
Bij ademhaling zijn verschillende delen van het ademhalingsstelsel betrokken, ieder met een eigen functie.
Neem de tabel over en geef aan welke delen van het ademhalingsstelsel bij welke functie horen.
Zuivering van de lucht Gaswisseling Transport
Luchtpijp
Longblaasjes
Trilhaarepitheel
Keelholte
4
Het lichaam als systeem
Ademhaling zorgt ervoor dat stoffen het lichaam binnenkomen en weer verlaten.
Bekijk de afbeelding en beantwoord de vragen. Je kunt hierbij Binas tabel 83 gebruiken.
ademhaling
afvalstoffen ureum, water ontlasting
a Welke stoffen komen door ademhaling het lichaam binnen en welke gaan naar buiten?
b Het lichaam gebruikt niet alle ingeademde stoffen.
Welke stof gebruikt het lichaam wel en welke niet?
c In de afbeelding zie je twee pijlen die van buiten het lichaam ingaan. Welke stoffen worden door deze pijlen aangegeven?
d Er zijn ook stoffen die het lichaam uitgaan.
Welke stoffen zijn dat?
e Leg kort uit dat het ademhalingsstelsel niet zonder de bloedsomloop kan werken.
5 Zuurstofvoorziening van het longweefsel
De longslagader maakt deel uit van de kleine bloedsomloop en vervoert zuurstofarm bloed naar de longen. Maar de cellen van het longweefsel zelf hebben ook zuurstof nodig.
Hoe komen die cellen aan zuurstof?
A Het longweefsel haalt de zuurstof via de longblaasjes uit de lucht.
B Voor het longweefsel wordt zuurstofrijk bloed aangevoerd door een aftakking van de aorta.
C Zuurstofarm bloed bevat nog genoeg zuurstof; die halen de cellen uit het bloed dat door de longslagader wordt aangevoerd.
6 Huidademhaling bij de kikker
Bij de mens vindt gaswisseling plaats in de longen. Maar niet bij elk organisme is dit het geval. Bij de kikker bijvoorbeeld is de huid dun en doorlaatbaar voor gassen.
Welke twee voorwaarden zijn essentieel om gaswisseling via de huid efficiënt te laten verlopen?
7 Longoppervlak
Er zijn naar schatting 300.000.000 longblaasjes per long. Elk longblaasje heeft een oppervlak van 0,15 mm2
TIP Maak deze opdracht met een klasgenoot om nieuwe inzichten van elkaar op te doen.
a Hoe groot is hetoppervlak van beide longen samen in m2?
b Vergelijk dit oppervlak met het oppervlak van het klaslokaal. Wat is groter, het klaslokaal of je longoppervlak?
c Stel dat het longoppervlak ongeveer half zo groot zou zijn.
Wat zou dit betekenen voor de zuurstofopname?
d Je loopt de trap op van de begane grond naar de tweede verdieping. Bedenk minimaal vijf verschillen die je daarbij ervaart als je longoppervlak half zo groot zou zijn.
8 Longblaasjes
Alle longblaasjes van je longen samen hebben een enorm oppervlak. Ook bestaan ze maar uit één cellaag. Hierdoor zou het longweefsel snel kunnen uitdrogen, maar dit is niet het geval.
Leg uit hoe de bouw van het ademhalingsstelsel ervoor zorgt dat het longweefsel niet uitdroogt.
9 Warme lucht
Mensen met een longaandoening krijgen het advies om buiten een sjaal voor hun mond en neus te dragen als het vriest.
Leg uit wat het effect is van de sjaal en welk probleem daarmee wordt voorkomen.
Neusspray
Een vervelend symptoom bij verkoudheid is een verstopte neus, waardoor je niet goed kunt ademhalen. Bij de drogist of apotheek kun je hiervoor neusspray met xylometazoline kopen.
Dit middel zorgt ervoor dat de bloedvaten in de neus vernauwen. Lees de context Wat gebeurt er bij een verkoudheid?
a Leg uit hoe het vernauwen van de bloedvaten in het neusslijmvlies de klachten van een verstopte neus kan verminderen.
b In de bijsluiter van de neusspray staat dat je het middel maar zeven dagen achter elkaar mag gebruiken.
Ga met een klasgenoot op zoek naar de reden hiervoor.
Doe het zo:
• Gebruik als bronnen de sites apotheek.nl en kno.nl.
• Bekijk allebei een website en zoek relevante informatie over neusspray met xylometaxoline.
• Wissel uit wat jullie hebben gevonden en formuleer samen een antwoord.
11 Terugkijken
In de tabel zie je welke opdrachten bij welke leerdoelen horen. De basisopdrachten heb je net gemaakt. Oefenen A en B vind je online.
Leerdoel
1. Je kunt uitleggen hoe het ademhalingsstelsel samenwerkt met het bloedvatenstelsel.
2. Je kunt de functie en werking van delen van de luchtwegen herkennen en benoemen.
3. Je kunt beschrijven hoe de bouw van het ademhalingsstelsel zorgt voor een optimale gaswisseling.
Opdrachten Oefenen A Oefenen B
2, 4 12
3, 5 13 16, 17
6, 7 14 16, 17
4. Je kunt beschrijven hoe de luchtwegen het lichaam beschermen tegen indringers en beschadigingen. 2, 8, 9 15 18
a Noteer per leerdoel enkele hoofdzaken die je hebt geleerd. Deze heb je later nodig bij de paragraaf Alles in Samenhang.
b Hoe heb je de basisopdrachten per leerdoel gemaakt?
Noteer per leerdoel je score. Kies uit 0, – –, –, + of ++.
0 betekent: niets gemaakt; ++ betekent: alles goed.
c Welke opdracht of opdrachten ga je (opnieuw) maken om jezelf te verbeteren of om te herhalen voor de toets?
De opdrachten van Oefenen A zijn vergelijkbaar met opdrachten 2 en 3; die van Oefenen B zijn vergelijkbaar met opdrachten 4 tot en met 9.
EXAMENOPGAVE
Bij deze paragraaf kun je oefenen met een eindexamenopgave. Overleg met je docent of je de eindexamenopgave Tuberculose-bacterie speelt verstoppertje? gaat maken.
4.3 Longventilatie en longcapaciteit
Aan het eind van deze paragraaf kun je:
• de ventilatiebewegingen bij de ademhaling beschrijven.
• verschillende longvolumes afleiden uit een diagram.
• het belang van de dode ruimte benoemen.
• toelichten hoe de ademfrequentie wordt geregeld vanuit de hersenstam.
cel weefsel
molecuul organel orgaan orgaanstelsel organisme populatie ecosysteem systeem aarde
PRACTICUMOPDRACHT
Bij deze paragraaf hoort de practicumopdracht Je eigen longvolume meten met de spirometer Overleg met je docent of je dit practicum gaat uitvoeren.
STARTOPDRACHT
1 Adem in
In de onderbouw heb je geleerd dat ademhaling onbewust verloopt en wordt aangestuurd door het ademcentrum.
Activeer je voorkennis over de ademhaling.
1 hart
2 zintuigcellen
3 hersenstam
4 middenrif
5 tussenribspier
a Van je docent krijg je het werkblad dat bij deze opdracht hoort. Bekijk de afbeelding op het werkblad en maak de opdrachten.
Je mag hierbij je Binas gebruiken.
1 Benoem de organen in de afbeelding. Noteer op het werkblad de cijfers van de legenda op de juiste plek.
2 Bij welk nummer bevindt zich het ademhalingscentrum?
b In het zwembad probeer je zo lang mogelijk onder water te blijven, maar op een gegeven moment ga je toch naar boven om adem te halen.
Hoe komt het dat je niet heel lang je adem kunt inhouden?
c Waar in jouw lichaam wordt het signaal voor inademen gegeven?
d Na een flinke inspanning zoals hardlopen is het moeilijk om je adem lang in te houden.
Hoe zou dat komen?
Adem in, adem uit
Of je nu actief aan het sporten bent of in bed ligt te slapen, de gaswisseling gaat altijd door. Je longen zijn via een vrij lange, smalle luchtpijp met de buitenwereld verbonden. Zonder actieve adembewegingen (in- en uitademen) zou gaswisseling te traag verlopen: de weg is te lang.
Lucht stroomt de longen in en uit, doordat je in- en uitademt. De bewegingen bij de in- en de uitademing noem je ventilatiebewegingen. Bij de inademing vergroot je je borstkas. De longen worden daardoor ook opengetrokken. Dat gebeurt met twee elastische vliezen die om de longen zitten: het borstvlies en het longvlies. Samen noem je ze de longvliezen. Het borstvlies zit aan de binnenkant van de borstkas vast, het longvlies aan de buitenkant van de longen (bron 1). Borstvlies en longvlies zitten tegen elkaar aangekleefd, met een heel dun vochtlaagje ertussen. De vliezen kunnen ten opzichte van elkaar heen en weer schuiven, maar ze kunnen niet van elkaar af.
tussenribspieren
borstbeen
ribben
long
Bron 1 De longen met het borstvlies en het longvlies
Bij het inademen (bron 2) gebeurt achtereenvolgens:
borstvlies
middenrif
rib tussenribspier borstvlies longvlies
• De middenrifspier trekt samen, waardoor hij platter wordt.
• Het volume van de borstholte wordt hierdoor groter.
longvlies interpleurale ruimte
interpleurale ruimte
• De tussenribspieren trekken samen, waardoor de borstkas omhoog beweegt.
• De druk in de longen neemt af en wordt lager dan de luchtdruk buiten het lichaam.
• Door het drukverschil stroomt lucht via je neus of mond naar binnen, vervolgens via de luchtpijp en de bronchiën naar de longblaasjes (alveoli).
De middenrifspieren en de tussenribspieren die in- en uitademen mogelijk maken, noem je ademhalingsspieren
Uitademen (bron 2) gaat vanzelf, zonder dat je spierarbeid verricht. Doordat de middenrifspieren en de tussenribspieren zich ontspannen, komen middenrif en ribben weer in de oude stand en wordt de borstholte kleiner. Lucht wordt nu uit de longen geperst, alsof je lucht uit een ballon laat ontsnappen.
Blazen en fluiten zijn wel actieve processen. Je trekt dan actief bepaalde tussenribspieren samen. Ook span je de buikwand aan, zodat de organen in de buikholte tegen de onderkant van het middenrif drukken. Door deze twee bewegingen wordt de borstholte extra verkleind en kun je krachtig uitademen.
lucht stroomt naar binnen
borstkas zet uit
middenrif inademing uitademing
lucht stroomt naar buiten
borstkas zakt
tussenribspieren
middenrif spant aan en longen bewegen naar beneden
Bron 2 Inademing en uitademing
middenrif ontspant en longen bewegen terug naar boven
TIP Scan de QR-code en bekijk het filmpje voor meer uitleg over de ademhaling.
De capaciteit van je longen
De hoeveelheid lucht die in de longen past, noem je de longcapaciteit. Die verschilt per persoon. De longcapaciteit kun je meten met een spirometer. Bij zo’n onderzoek ademt een proefpersoon door een buis die is aangesloten op een computer. De computer analyseert de hoeveelheden in- en uitgeademde lucht. Zo krijg je meerdere waarden die een beeld geven van iemands longcapaciteit en de longfunctie, de werking van de longen. Deze waarden noem je de longvolumes. Als een volwassene rustig ademhaalt, ademt hij gemiddeld 0,5 liter lucht in en uit. Dat noem je het ademvolume (VT): de hoeveelheid lucht die per rustige in- of uitademing in de luchtwegen wordt verplaatst (bron 3).
Bij de bepaling van iemands longcapaciteit is vooral de vitale capaciteit (VVC) een belangrijke waarde. Dat is de hoeveelheid lucht die je na maximale uitademing in één ademhaling maximaal kunt inademen. Deze waarde is bij mannen hoger dan bij vrouwen en verschilt van mens tot mens. De individuele waarde is afhankelijk van je lichaamsbouw, maar ook van je conditie.
Als iemand een lagere vitale capaciteit heeft dan normaal, dan kan dat betekenen dat deze persoon een verminderde beweeglijkheid van de borstkas heeft of dat de elasticiteit van de longen is afgenomen. In dat laatste geval blijft er te veel lucht in de longen achter. Als een volwassene eerst zo diep mogelijk inademt en dan weer normaal uitademt, ademt hij ongeveer 3,5 liter lucht uit. Wanneer hij hierna nog verder geforceerd uitademt, perst hij nog ongeveer 1,5 liter lucht uit zijn longen. De vitale capaciteit is dan: 3,5 + 1,5 = 5 liter. Na een geforceerde ademhaling bevindt zich nog steeds een restje lucht in je longen, want die kun je nooit helemaal leegpersen. Dit restvolume (VREST) bedraagt ongeveer 1 liter. Met deze getallen kun je de totale longcapaciteit (VTC) berekenen: VTC = VVC + VREST = 5 + 1 = 6 liter.
Bron 3 Longvolumes van een gezonde volwassene
1 ademvolume in rust VT
2 restvolume (VREST)
3 vitale capaciteit (VVC)
4 totale longacapaciteit (VTC)
Is het superscript? in tekst op voorgaande pagina is het subscript.
In een groot deel van de luchtwegen kan geen gaswisseling plaatsvinden. Je noemt dat deel de dode ruimte (bron 4). Tot de dode ruimte behoren neus- en mondholte, keelholte en strottenhoofd, luchtpijp en luchtpijpvertakkingen en bronchiën. Alleen in de longblaasjes vindt gaswisseling plaats. Bij elke rustige ademteug (0,5 liter) blijkt slechts 0,35 liter verse lucht tot in de longen door te dringen. De rest (0,5 0,35 = 0,15 liter) bevindt zich in de dode ruimte. In de longen mengt de ingeademde lucht zich met de lucht die daar na uitademing achterblijft.
na uitademing van 500 mL
na inademing van 500 mL
4
150 mL gebruikte lucht in dode ruimte
totaal 2400 mL in longblaasjes
350 mL verse lucht 2400 mL
150 mL uit dode ruimte
totaal 2900 mL in longblaasjes
Bron
Dode ruimte
Van de totale hoeveelheid lucht die zich na een rustige inademing in de longen bevindt, is maar 10% verse aanvoer. Dit lijkt weinig, maar het is toch genoeg. En hierdoor blijft de samenstelling van de lucht in de longblaasjes vrijwel constant; er ontstaan geen pieken in de O2- of CO2-concentraties. Grote schommelingen in de gasconcentraties kunnen heel schadelijk zijn voor de uiterst kwetsbare longblaasjes. Bovendien worden je longblaasjes beschermd tegen grote temperatuurverschillen doordat in de dode ruimte koude lucht zich met warme lucht mengt.
Blijven ademen
Het ademcentrum speelt een belangrijke rol bij het regelen van ademhaling en dus ook bij de gaswisseling. Het ademcentrum bevindt zich in de hersenstam en bestaat uit een groep zenuwcellen die om de ademhaling te regelen signalen sturen naar de ademhalingsspieren, zoals het middenrif en de tussenribspieren (bron 5). Hierdoor wordt de ademhaling precies zo afgestemd dat de zuurstofconcentratie en koolstofdioxideconcentratie in het bloed op peil blijven. Zo wordt de opname van zuurstof en de afgifte van koolstofdioxide aangepast aan wat de organen nodig hebben. Om dit te kunnen doen, wordt het ademcentrum geïnformeerd over de zuurstof- en koolstofdioxideconcentratie in het bloed. Dat gebeurt via kleine zintuigen in de wand van de halsslagaders en van de aorta. Deze zintuigen noem je chemoreceptoren. Dat zijn receptoren die gevoelig zijn voor chemische veranderingen in het bloed.
ademcentrum
chemoreceptoren
tussenribspieren
ribben zenuwen
Bron 5 Het ademcentrum
chemoreceptoren
tussenribspieren
middenrif
De chemoreceptoren die het ademcentrum informeren zijn vooral erg gevoelig voor de koolstofdioxideconcentratie. Wanneer deze concentratie stijgt, wordt het ademcentrum gestimuleerd om de ademhaling te versnellen en te verdiepen: je gaat hijgen. Wanneer je weinig koolstofdioxide in je bloed hebt, remt het ademcentrum de ademhaling. Je merkt dit als je een paar keer heel diep ademhaalt. Daarna laat de eerstvolgende inademing even op zich wachten. Dat de verhoging van de CO2-concentratie de belangrijkste prikkel voor het ademcentrum is, merk je ook als je je adem inhoudt. Na één minuut adem inhouden ga je vooral heel diep uitademen: de opgehoopte CO2 moet je lichaam uit. Zwaar zuurstoftekort is er in zo’n korte tijd nog niet ontstaan.
Hoewel het koolstofdioxidegehalte de voornaamste prikkel voor het ademcentrum is, zijn ook de pH (zuurgraad) en het zuurstofgehalte van het bloed van invloed. Een te lage pH doet de ademfrequentie toenemen. De daling van het zuurstofgehalte van het bloed is een zwakke prikkel voor het ademcentrum.
CONTEXT
Verpleegkundig consulent voor thuisbeademing Ahmed werkt als verpleegkundige bij het CTB (Centrum voor Thuisbeademing).
Hij begeleidt patiënten die niet meer zelfstandig kunnen ademen, bijvoorbeeld door een spierziekte of aandoening waardoor de spieren van het ademhalingsstelsel niet meer worden aangestuurd. Speciale beademingsapparatuur neemt dan de functie van de spieren over en zorgt ervoor dat er gaswisseling kan plaatsvinden.
In het ziekenhuis zorgen de verpleegkundigen van het CTB ervoor dat de apparatuur op de juiste wijze wordt ingesteld, zodat de patiënt naar huis kan. Ahmed gaat regelmatig op huisbezoek om te controleren of alles goed verloopt (bron 6).
Daarnaast geeft Ahmed trainingen aan familieleden en mantelzorgers, zodat zij ook weten hoe ze met de apparatuur moeten omgaan.
Bron 6 Verpleegkundig consulent op huisbezoek
2 Ademhalingsspieren en longcapaciteit
Controleer je theoriekennis.
Geef aan welk begrip op de lege plek hoort. Je houdt enkele woorden over.
Kies uit: dode ruimte | geen ademhalingsspieren | koolstofdioxide | middenrif | restvolume | totale longcapaciteit | tussenribspieren | vitale capaciteit | zuurstof
1 Als je een ballon opblaast, span je je aan.
2 De hoeveelheid lucht die je in één ademhaling maximaal in- of uit kunt ademen heet
3 Het deel van de luchtwegen waarin geen gaswisseling kan plaatsvinden heet
4 De belangrijkste prikkel voor het ademcentrum is .
3 Een spirogram aflezen
Het diagram hieronder is een spirogram. Daarin zie je de longvolumes van een gezonde volwassene.
tijd (seconde) longvolume (liter) 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 0
a Noteer de juiste situatie.
Als je longvolume verandert van 2,5 naar 3 L, dan heb je: diep ingeademd / diep uitgeademd / rustig ingeademd / rustig uitgeademd
b Noteer de juiste situatie.
Als je longvolume verandert van 3 naar 2,5 L, dan heb je: diep ingeademd / diep uitgeademd / rustig ingeademd / rustig uitgeademd
c Noteer de juiste situatie.
Als je longvolume verandert van 6 naar 1 L, dan heb je: diep ingeademd / diep uitgeademd / rustig ingeademd / rustig uitgeademd
d Noteer de juiste situatie.
Als je longvolume verandert van 2,5 naar 6 L, dan heb je: diep ingeademd / diep uitgeademd / rustig ingeademd / rustig uitgeademd
De hik
De hik is een veelvoorkomend, maar soms vervelend verschijnsel dat te maken heeft met de ademhaling. Hoe ontstaat de hik en welke processen in je lichaam spelen hierbij een rol?
Dit ga je doen:
• Werk samen met een klasgenoot.
• Scan de QR-codes om de bronnen te bekijken.
• Bekijk allebei een van de bronnen en zoek relevante informatie over de hik.
• Wissel uit wat jullie hebben gevonden en formuleer samen de antwoorden op de vragen.
a Leg uit wat de hik is.
b Waardoor wordt de hik veroorzaakt?
c Wat is het verband tussen de hik en de ademhaling?
5 Houding
“Ga eens rechtop zitten!” Dit hoor je vast weleens op school of thuis. Onderuitgezakt of hangen in je stoel is niet goed voor je spieren en gewrichten. Maar wist je dat je houding ook effect heeft op de gaswisseling? In deze opdracht doe je daar onderzoek naar.
Dit ga je doen:
• Werk samen met een klasgenoot.
• Voor deze opdracht heb je een ballon en een meetlint nodig. Je kunt ook een touwtje en liniaal als meetlint gebruiken.
• Blaas de ballon een stukje op en laat hem weer leeglopen.
• Ga zoals in de afbeelding op een stoel zitten met een gebogen rug en met je schouders naar voren. Laat je hoofd naar beneden zakken.
• Adem rustig zo diep mogelijk in en zo diep mogelijk uit.
• Adem daarna weer rustig zo diep mogelijk in en blaas bij het uitademen de lucht in de ballon. Houd de ballon daarna dicht, zodat de lucht er niet uit kan.
• Bepaal de omtrek van de ballon met het meetlint zoals in de afbeelding.
a Voer de opdracht uit.
Neem de tabel over.
• Noteer de omtrek van de ballon bij a in de tabel.
• Ga vervolgens rechtop zitten, met je schouders naar achteren.
• Adem rustig zo diep mogelijk in en zo diep mogelijk uit.
• Adem daarna weer rustig zo diep mogelijk in en blaas bij het uitademen de lucht in de ballon. Houd de ballon daarna dicht, zodat de lucht er niet uit kan.
• Bepaal weer de omtrek van de ballon en noteer deze bij b in de tabel.
• Herhaal dit met je klasgenoot en noteer de tijden bij c en d in de tabel.
Omtrek ballon (cm)
Omtrek ballon (cm)
Gebogen
Rechtop
b Bekijk de resultaten die je hebt ingevuld in de tabel bij vraag a.
Wanneer heeft de ballon de grootste omtrek: bij een gebogen houding of bij rechtop zitten?
6 Longvolumes in een spirogram
In de afbeelding zie je een spirogram met de longvolumes van een gezonde volwassene. De grafieklijn van de longvolumes komt niet op de 0 L-lijn.
Wat is daarvan de oorzaak?
7 Ademhalen
Bekijk het spirogram met de longvolumes van een gezonde volwassene. Je ziet een aantal ‘normale’ ademhalingen, daarna een diepe inademing en een diepe uitademing en vervolgens weer een aantal normale ademhalingen.
(seconde) longvolume (liter)
a Wat is het ademvolume van deze persoon in rust?
b Wat is de vitale capaciteit?
c Wat is de totale longcapaciteit?
d Wat is voor deze persoon de ademfrequentie (in ademhalingen per minuut)? Tip: bepaal hiervoor eerst de tijdsduur van één rustige ademhaling.
e Kijk nog eens naar je antwoorden bij de vragen a t/m d en geef voor elk aan of de genoemde waarde hoger of lager zal zijn bij een kind van twee jaar oud.
8 Dode ruimte
De dode ruimte draagt niet bij aan de gaswisseling in het bloed, maar speelt wel een rol bij volumeberekeningen.
a Noteer de juiste hoeveelheid in je schrift. Hoeveel lucht bevindt zich gemiddeld in de dode ruimte bij een volwassen mens? ongeveer 50 mL / ongeveer 150 mL / ongeveer 500 mL / ongeveer 1 liter
b Wat hoort niet bij de dode ruimte?
A neusholte
B bronchiën
C longblaasjes
D luchtpijp
c Waarom is het belangrijk om de dode ruimte mee te nemen in berekeningen van de effectiviteit van de ventilatie?
A Het geeft aan hoeveel zuurstof in het bloed komt.
B Het bepaalt hoeveel lucht de longen kunnen vasthouden.
C Het laat zien hoeveel lucht de longblaasjes echt bereikt.
D Het heeft invloed op het totale bloedvolume.
d Leg uit waardoor de lucht in de dode ruimte niet bijdraagt aan de gaswisseling in het bloed.
9 Hyperventileren
Hyperventilatie is een aandoening waarbij iemand sneller en dieper ademt dan nodig is.
Vaak ontstaat hyperventilatie als er sprake is van stress, angst of paniek. Hierdoor wordt het ademcentrum gestimuleerd om sneller te ademen, zelfs als dat niet nodig is. Als gevolg hiervan wordt te veel koolstofdioxide (CO2) uit het bloed afgevoerd. Dit kan klachten veroorzaken zoals duizeligheid, tintelingen en een benauwd gevoel.
a Hieronder staan adviezen die artsen tegenwoordig geven.
1 Als u merkt dat u hyperventileert of andere verschijnselen van angst voelt opkomen, probeer dan rustig te ademen.
2 Zoek afleiding: neem een slok water, loop naar buiten, doe een paar oefeningen (bijvoorbeeld kniebuigingen) of ga hardop lezen.
3 Doe iets actiefs: ga een eind wandelen, rennen of fietsen.
Leg uit waarom de snellere ademhaling bij hyperventilatie niet het gevolg is van een signaal van de chemoreceptoren.
b Vroeger werd geadviseerd om bij een hyperventilatieaanval een tijdlang in een papieren zak in en uit te ademen.
Hoe kun je dit advies verklaren met wat je weet over ademhaling? Gebruik in je antwoord de term CO2-concentratie.
c Het derde advies luidt: Doe iets actiefs: ga een eind wandelen, rennen of fietsen.
Geef aan hoe dit ervoor kan zorgen dat de hyperventilatieaanval afneemt.
10 Invasieve beademing
Lees eerst de context Verpleegkundig consulent voor thuisbeademing. Scan de QR-codes om de bronnen bij de opdracht te bekijken. Beantwoord de vragen over thuisbeademing.
TIP Maak eerst zelf de opdracht. Wissel daarna je antwoorden uit met een klasgenoot en geef/vraag elkaar uitleg. Vul je eigen antwoorden aan met nieuwe inzichten.
a Wat is het verschil tussen niet-invasieve beademing en invasieve beademing?
b Een aanzienlijk deel van de patiënten die thuis worden beademd heeft een spierziekte. Hoe kun je dit verklaren?
11
Terugkijken
In de tabel zie je welke opdrachten bij welke leerdoelen horen. De basisopdrachten heb je net gemaakt. Oefenen A en B vind je online.
Leerdoel
Basisopdrachten Oefenen A Oefenen B
1. Je kunt de ventilatiebewegingen bij de ademhaling beschrijven. 2, 4, 5 16, 18
2. Je kunt verschillende longvolumes afleiden uit een diagram.
3. Je kunt het belang van de dode ruimte benoemen.
4. Je kunt toelichten hoe de ademfrequentie wordt geregeld vanuit de hersenstam.
3, 6, 7 13
8 12 18
9 14, 15 17, 18
a Noteer per leerdoel enkele hoofdzaken die je hebt geleerd. Deze heb je later nodig bij de paragraaf Alles in Samenhang
b Hoe heb je de basisopdrachten gemaakt?
Noteer per leerdoel je score. Kies uit 0, – –, –, + of ++. 0 betekent: niets gemaakt; ++ betekent: alles goed.
c Welke opdracht of opdrachten ga je (opnieuw) maken om jezelf te verbeteren of om te herhalen voor de toets?
De opdrachten van Oefenen A zijn vergelijkbaar met opdrachten 2 en 3; die van Oefenen B zijn vergelijkbaar met opdrachten 4 tot en met 9.
EXAMENOPGAVEN
Bij deze paragraaf kun je oefenen met eindexamenopgaven. Overleg met je docent of je de eindexamenopgaven MERS en Practicum ademhaling gaat maken.
4.4 Gaswisseling in longen en weefsels
Aan het eind van deze paragraaf kun je:
• de gaswisseling beschrijven aan de hand van de O2- en CO2-concentratie.
• de voorwaarden voor optimale gaswisseling benoemen.
• toelichten hoe O2 en CO2 via het bloed door het lichaam worden vervoerd.
• uitleggen welke rol longen, hart en bloedvaten bij de gaswisseling spelen.
cel weefsel molecuul organel orgaan orgaanstelsel organisme populatie ecosysteem systeem aarde
PRACTICUMOPDRACHT
Bij deze paragraaf hoort de practicumopdracht Gaswisseling en inspanning. Overleg met je docent of je dit practicum gaat uitvoeren.
STARTOPDRACHT
1 Conceptcartoon
De uitwisseling van zuurstof en koolstofdioxide in de longblaasjes noem je de gaswisseling. Activeer je voorkennis over de gaswisseling.
In de conceptcartoon worden uitspraken gedaan over ademhaling en gaswisseling.
THEORIE
1. Mijn hersenen bepalen dat ik meer adem moet gaan halen wanneer het zuurstofgehalte in mijn bloed te laag is.
2. Al mijn longblaasjes samen hebben een oppervlak zo groot als een tennisveld!
4. Als ik beweeg, hebben mijn cellen meer zuurstof nodig dan wanneer ik stilzit.
Geef voor elke uitspraak aan of deze wel of niet klopt. Verbeter de uitspraak indien nodig.
3. Bij gaswisseling gaan zuurstof en koolstofdioxide van de longen naar het bloed.
5. Gaswisseling vindt alleen plaats in de longen.
TIP Bepaal eerst zelf voor elke uitspraak of deze juist of onjuist is. Wissel daarna je antwoorden uit met een klasgenoot en geef/vraag elkaar uitleg. Verbeter samen de uitspraken die onjuist zijn.
Gaswisseling
Je organen, zoals je hersenen, spieren en darmen, hebben constant zuurstof nodig om goed te kunnen functioneren. Wanneer je inademt, komt zuurstofrijke lucht via de luchtpijp en bronchiën in de longblaasjes terecht. Deze longblaasjes hebben een heel dunne wand. Ze zijn omgeven door een netwerk van kleine bloedvaatjes, de haarvaten. Hier vindt de gaswisseling plaats:
• Zuurstof (O2) gaat van de longblaasjes naar het bloed;
• Koolstofdioxide (CO2) gaat vanuit het bloed terug naar de longen om te worden uitgeademd.
De lucht die bij de inademing in de longblaasjes komt, heeft een hoge concentratie zuurstof. Het bloed in de haarvaten rondom de longblaasjes bevat juist weinig zuurstof, omdat het net uit de organen komt waar het zuurstof heeft afgegeven. Hierdoor beweegt zuurstof door diffusie vanuit de lucht in de longblaasjes, door de dunne wand van de longblaasjes en de haarvaten, het bloed in.
Zuurstof die in de haarvaten terechtkomt, wordt direct gebonden aan hemoglobine, een speciaal eiwit in de rode bloedcellen. Het hart pompt het bloed met daarin de rode bloedcellen via de bloedvaten naar alle delen van het lichaam. Wanneer het bloed met zuurstof bij de haarvaten rond de organen aankomt, wordt de zuurstof afgegeven aan de cellen van de organen.
In de cellen wordt zuurstof gebruikt voor verbranding (dissimilatie). Hierbij worden voedingsstoffen, zoals glucose, omgezet in energie die de cellen nodig hebben om hun werk te doen. Bij deze verbranding ontstaat koolstofdioxide (CO2). Dit afvalproduct gaat weer terug naar het bloed.
Vanuit de organen stroomt bloed, dat nu minder zuurstof en meer koolstofdioxide bevat, via de aders terug naar het hart en vandaar naar de longen. Vanuit de longen wordt koolstofdioxide uitgeademd en neemt het bloed opnieuw zuurstof op. Hierna begint de cyclus opnieuw.
Doordat het bloed constant door het lichaam wordt gepompt, krijgt elk orgaan voldoende zuurstof om te kunnen functioneren. Ook wordt het afvalproduct koolstofdioxide zo uit het lichaam verwijderd. Bron 1 geeft de gaswisseling schematisch weer.
1. Je ademt zuurstof in via de longen, waar deze in het bloed wordt opgenomen.
5. Koolstofdioxide, een afvalproduct, gaat via het bloed weer terug naar de longen om uitgeademd te worden.
kleine bloedsomloop grote bloedsomloop
2. Via rode bloedcellen in het bloed wordt zuurstof door het lichaam vervoerd.
3. In de haarvaten wordt zuurstof afgegeven aan de organen.
4. In de cellen van de organen wordt zuurstof gebruikt om energie te maken.
Bron 1 Gaswisseling in de longen
Diffusie
De gaswisseling in de longblaasjes vindt plaats door middel van diffusie. Bij diffusie worden zuurstof (O2) en koolstofdioxide (CO2) verplaatst van een plek met een hogere concentratie naar een plek met een lagere concentratie. Daardoor gaat zuurstof vanuit de longblaasjes naar het bloed en koolstofdioxide juist van het bloed naar de longblaasjes.
Voor een optimale diffusie, dus een optimale gaswisseling, spelen de volgende factoren een belangrijke rol:
1 Diffusie-afstand: hoe kleiner de afstand die de moleculen moeten afleggen, hoe sneller de diffusie.
2 Oppervlak: een groter diffusieoppervlak zorgt voor een snellere gaswisseling.
3 Concentratieverschil: hoe groter het verschil in concentratie van een stof tussen twee ruimten, hoe sneller de diffusie verloopt. Er is bijvoorbeeld een groot verschil in zuurstof- en koolstofdioxideconcentratie tussen de lucht in de longblaasjes en de haarvaten in de longen.
4 Temperatuur: een hogere temperatuur verhoogt de bewegingssnelheid van moleculen, wat de diffusiesnelheid kan verhogen.
5 Deeltjesgrootte: hoe kleiner de deeltjes, hoe sneller de diffusie verloopt.
6 Medium: in gas verloopt diffusie sneller dan in water of in een vaste stof.
In bron 2 staan de factoren en de invloed op de diffusiesnelheid samengevat.
Factoren Invloed op de diffusiesnelheid
diffusie-afstand oppervlak concentratieverschil temperatuur deeltjesgrootte medium
hoe kleiner, des te sneller hoe groter, des te sneller hoe groter, des te sneller hoe hoger, des te sneller
hoe kleiner, des te sneller in gas sneller dan in water
Bron 2 Factoren die de diffusiesnelheid beïnvloeden
Het ademhalingsstelsel voldoet aan alle factoren voor een optimale gaswisseling. In de longen zijn de wanden van de longblaasjes en haarvaten extreem dun, wat de gaswisseling vergemakkelijkt (bron 3). Daarnaast hebben de longen een enorm diffusieoppervlak door de miljoenen longblaasjes, die samen een groot contactgebied voor gaswisseling creëren. Ook heerst er in de longen een optimaal concentratieverschil, doordat ingeademde lucht rijk is aan zuurstof en arm aan koolstofdioxide. Het bloed in de longhaarvaten bevat juist weinig zuurstof en relatief veel koolstofdioxide.
TIP Scan de QR-code om een filmpje van het Longfonds over de werking van de longblaasjes te bekijken.
Transport van zuurstof en koolstofdioxide
Zuurstof lost slecht op in het bloed. Zuurstof die vanuit de longblaasjes in het bloed komt, wordt daarom gebonden aan hemoglobine (Hb) in de rode bloedcellen. Hemoglobine is een roodgekleurd eiwit dat vier zuurstofmoleculen kan binden. Zuurstof bindt gemakkelijker aan hemoglobine als de concentratie zuurstof in de omgeving hoog is. Koolstofdioxide in het bloed maakt het binden aan hemoglobine lastiger.
Samengevat, zuurstof bindt in de haarvaten bij de longblaasjes gemakkelijk aan hemoglobine, doordat:
• de zuurstofconcentratie in de omgeving hoog is;
• de koolstofdioxideconcentratie in het bloed laag is.
In de cellen wordt de zuurstof gebruikt bij de verbranding van glucose, een proces dat plaatsvindt in de mitochondriën. Daarbij ontstaat koolstofdioxide. In deze omgeving laat zuurstof juist los van hemoglobine, doordat:
• de zuurstofconcentratie in de omgeving laag is;
• de koolstofdioxideconcentratie in het bloed hoog is.
Ongeveer 20% van het koolstofdioxide dat in de weefsels ontstaat bindt aan hemoglobine in de rode bloedcellen, die inmiddels hun zuurstof hebben afgegeven. Een deel van het koolstofdioxide (10%) uit de weefsels wordt opgelost in bloedplasma vervoerd. Het meeste koolstofdioxide (70%) wordt in de vorm van bicarbonaat naar de longen getransporteerd. Bicarbonaat ontstaat met behulp van water: CO2+ H2O → HCO3- + H+
In de longen vindt het omgekeerde proces plaats en wordt bicarbonaat weer omgezet in CO2. Dit adem je uit. De CO2-concentratie in de longen is erg laag: minder dan 0,05%. In de weefsels van de organen is deze concentratie een stuk hoger. Hoeveel hoger hangt af van de activiteit van de cellen: hoe meer verbranding, des te meer CO2. Het bloed dat in de longen terugkomt, heeft dus een veel hogere CO2-concentratie, zodat dit gas gemakkelijk van de bloedvaten naar de longblaasjes diffundeert. Vervolgens adem je het CO2 uit.
CONTEXT
Fijnstof
Fijnstof bestaat uit kleine deeltjes (kleiner dan 10µm) in de lucht die je ongemerkt inademt. Ze komen onder andere van uitlaatgassen, industrie en veehouderij. Te veel fijnstof in lucht zorgt voor een slechte luchtkwaliteit.
In de longen kan fijnstof de gaswisseling verstoren. De fijnstofdeeltjes hopen zich op in de longblaasjes en kunnen ontstekingen veroorzaken, waardoor de wanden van de longblaasjes en haarvaten dikker worden. Hierdoor verloopt gaswisseling in de longen trager. Volgens berekeningen van het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu is de levensverwachting voor mensen die in een gebied met fijnstofvervuiling leven gemiddeld acht maanden korter. Daarom wordt er onderzoek gedaan naar manieren om fijnstof te verminderen en dit bij de bron aan te pakken. Hierbij speelt onder andere de organisatie GLOBE een rol. GLOBE is een internationaal netwerk van duizenden scholen in meer dan 120 landen die natuur en milieu onderzoeken. Meetgegevens delen ze met elkaar en met wetenschappers van bijvoorbeeld NASA en KNMI (bron 4). Zij doen onder andere onderzoek naar fijnstof.
Bron 4 Fijnstofconcentraties in Nederland. Van blauw (weinig) via geel naar rood (veel fijnstof).
TIP Scan de QR-code voor meer informatie over dit onderzoeksproject en hoe je daaraan mee kunt doen.
OPDRACHTEN
2 Gaswisseling en diffusie
Controleer je theoriekennis.
Noteer voor de volgende zinnen de juiste optie.
1 Zuurstof (O2) diffundeert van de longblaasjes naar de longhaarvaten omdat de concentratie zuurstof in de longblaasjes hoger | lager dan in de longhaarvaten.
2 Koolstofdioxide (CO2) diffundeert van het bloed naar de longblaasjes, omdat de CO2concentratiee in het bloed hoger | lager is dan in de longblaasjes.
3 Bij de gaswisseling gaat diffusie langzamer als het diffusieoppervlak groter | kleiner is.
4 Bij de gaswisseling gaat diffusie langzamer als de diffusieweg langer | korter is.
5 Als de temperatuur van een gas hoger is, dan gaat diffusie van dit gas sneller | langzamer dan wanneer de temperatuur lager is.
6 Bij een groot concentratieverschil tussen twee ruimten verloopt de gaswisseling sneller | langzamer dan bij een klein concentratieverschil.
7 Zuurstof wordt in het bloed vooral gebonden aan koolstofdioxide | hemoglobine in de rode bloedcellen.
3 Gaswisseling
Geef aan welk begrip op de lege plek hoort.
1 Tijdens de gaswisseling wordt opgenomen in het bloed en uitgescheiden.
2 In de vindt de uitwisseling van gassen plaats met het bloed.
3 De wand van zowel de longblaasjes als de is erg dun, zodat gassen makkelijk kunnen passeren.
4 Gassen zoals zuurstof en koolstofdioxide verplaatsten zich via het proces van een hoge naar een lage concentratie.
5 Zodra zuurstof het bloed in komt, bindt het aan , een eiwit dat zich in de bevindt.
6 De zuurstof wordt naar de cellen in het lichaam gebracht, waar het gebruikt wordt bij de van glucose.
7 Hierbij ontstaat koolstofdioxide als .
4 Longontsteking
Bij longontsteking raken de longblaasjes ontstoken en gevuld met vocht. Daardoor zijn patiënten met longontsteking vaak snel benauwd.
Leg uit hoe die benauwdheid wordt veroorzaakt. Gebruik in je antwoord de term ‘diffusie’.
5 Gaswisseling bij vissen
Net als dieren op het land hebben vissen zuurstof nodig om te overleven. Tijdens de gaswisseling stroomt water langs de kieuwen, waar zuurstof wordt opgenomen in het bloed en koolstofdioxide wordt afgegeven.
In de afbeelding zie je een schematische weergave van het ademhalingsstelsel van een vis.
stroomrichting van het water
kieuwspleet
stroomrichting van het water bloedvat kieuwdeksel
kieuwplaatjes
zuurstofrijk bloed
zuurstofarm bloed
a Met welk orgaan van het ademhalingsstelsel bij de mens komen de kieuwen overeen?
b Welk deel van de kieuwen komt overeen met de longblaasjes?
c Drie factoren voor optimale gaswisseling zijn:
• kleine afstand
• groot oppervlak
• concentratieverschil
Leg uit hoe bij de kieuwen aan deze factoren wordt voldaan.
TIP Kom je er niet helemaal uit? Scan de QR-code en bekijk het filmpje over ademhaling bij vissen.
Longblaasje
De afbeelding geeft schematisch de gaswisseling in een longblaasje weer.
Waar zie je de volgende begrippen?
Noteer in je schrift het juiste nummer achter elk begrip.
• longblaasje
• haarvat
• rode bloedcel
• zuurstof
• koolstofdioxide
7 Bloedarmoede
a Wat is het effect van bloedarmoede op het transport van zuurstof?
b Symptomen van bloedarmoede zijn onder andere:
• vermoeidheid
• hoofdpijn
• bleek zien
• kortademigheid
• hartkloppingen
Geef voor elk symptoom een verklaring.
Gebruik daarbij je kennis over zuurstoftransport en gaswisseling.
Bloedarmoede (ofwel anemie) is een aandoening die regelmatig voorkomt in Nederland, ook onder jongeren. Een belangrijke oorzaak van bloedarmoede is een tekort aan ijzer in het bloed. IJzer is nodig om hemoglobine aan te maken.
TIP Kom je er niet helemaal uit? Kijk dan op internet om je antwoorden aan te vullen.
8 Zuurstof
In de afbeelding zijn schematisch enkele longblaasjes en het hart weergegeven. De longblaasjes en het hart zijn niet op dezelfde schaal getekend. De hoeveelheid O2 die per mL bloed aan hemoglobine (Hb) is gebonden, wordt gemeten op de plaatsen 1 t/m 6.
In de drie diagrammen zijn hoeveelheden O2 die per mL bloed aan Hb zijn gebonden weergegeven. hoeveelheid aan Hb gebonden
In welk diagram is dat voor de plaatsen 1 t/m 6 juist gedaan?
A in diagram 1
B in diagram 2
C in diagram 3
9 Gaswisselingsfunctie
In afbeelding 1 is links een deel van de baarmoederwand, de placenta en de navelstreng bij een zwangere vrouw weergegeven. In afbeelding 2 is de ligging van de longen in de borstkas van een mens weergegeven. Je ziet ook enkele delen die een functie hebben bij de ademhaling of gaswisseling. In de placenta vindt via laag P gaswisseling ten behoeve van het embryo plaats.
navelstreng
luchtpijp bronchie borstvlies longvlies wand van longblaasjes middenrif
Met welk van het in afbeelding 2 aangegeven deel komt laag P wat betreft deze gaswisselingsfunctie overeen?
A het borstvlies
B het longvlies
C het middenrif
D de wand van de longblaasjes
10
Fijnstofonderzoek
Lees eerst de context Fijnstof
TIP Maak deze opdracht samen met een klasgenoot om nieuwe inzichten van elkaar op te doen.
Scan de QR-code en bekijk op de site van GLOBE de resultaten van het fijnstofonderzoek. Je ziet een kaart van Nederland met de hoeveelheid fijnstof, gemeten in µg per m3.
a Wat is de datum en het tijdstip van de meting? Kijk rechtsonder op de pagina.
b Zoek op de kaart naar het gebied in Nederland waar jij woont. Hoeveel fijnstof is er in dit gebied gemeten?
TIP Tip: de hoeveelheid wordt weergegeven met een kleurcode. Die kun je omzetten naar een waarde met behulp van de legenda.
c Vergelijk de waarde met andere gebieden in Nederland. Bepaal of jij in een gebied met relatief veel of weinig fijnstof woont.
d Klik links op de pagina op ‘PM2.5 afgelopen 48 uur’. Je krijgt dan een animatie te zien met de fijnstofmetingen van de afgelopen 48 uur in Nederland. Vergelijk de waarden voor fijnstof in Nederland om 14:00 uur met de waarden van 2:00 uur. Welke verschillen zijn er waarneembaar?
e Hoe kun je die verschillen verklaren?
Terugkijken
In de tabel zie je welke opdrachten bij welke leerdoelen horen. De basisopdrachten heb je net gemaakt. Oefenen A en B vind je online.
Leerdoel
Basisopdrachten Oefenen A Oefenen B
1. Je kunt de gaswisseling beschrijven aan de hand van de O2- en CO2concentratie. 3
2. Je kunt de voorwaarden voor optimale gaswisseling benoemen.
3. Je kunt toelichten hoe O2 en CO2 via het bloed door het lichaam worden vervoerd.
4. Je kunt uitleggen welke rol longen, hart en bloedvaten bij de gaswisseling spelen.
4, 5
7
13 16, 17, 18
18
17, 18
a Noteer per leerdoel enkele hoofdzaken die je hebt geleerd. Deze heb je later nodig bij de paragraaf Alles in Samenhang
b Hoe heb je de basisopdrachten gemaakt?
Noteer per leerdoel je score. Kies uit 0, – –, –, + of ++.
0 betekent: niets gemaakt; ++ betekent: alles goed.
c Welke opdracht of opdrachten ga je (opnieuw) maken om jezelf te verbeteren of om te herhalen voor de toets?
De opdrachten van Oefenen A zijn vergelijkbaar met opdrachten 2 en 3; die van Oefenen B zijn vergelijkbaar met opdrachten 4 tot en met 9.
EXAMENOPGAVE
Bij deze paragraaf kun je oefenen met een eindexamenopgave. Overleg met je docent of je de eindexamenopgave Opname via de longen gaat maken.
4.5 Gezonde longen
Aan het eind van deze paragraaf kun je:
• uitleggen hoe de zuurstofconcentratie in je bloed van invloed is op je lichamelijke conditie.
• het belang van dissimilatie voor de energievoorziening toelichten.
• toelichten wat de invloed is van astma en COPD op de longfunctie.
• beschrijven hoe leefstijl en omgevingsfactoren de longfunctie beïnvloeden.
cel weefsel molecuul organel orgaan orgaanstelsel organisme populatie ecosysteem systeem aarde
STARTOPDRACHT
1 Wie komt in ademnood?
Het ademhalingsstelsel werkt samen met andere orgaanstelsels.
TIP Lees eerst de aanwijzingen goed door. Voer dan de onderzoeken uit en noteer je metingen overzichtelijk.
In deze opdracht voer je bij elkaar een ademonderzoek uit. Daarbij meet je de ademfrequentie en de hartslagfrequentie onder verschillende omstandigheden.
Dit heb je nodig:
• stopwatch
• pen en papier
Dit ga je doen:
• Ga rustig zitten.
• Noteer van elkaar de ademfrequentie (aantal ademhalingen per minuut) en de hartslagfrequentie (per minuut) in rust.
• Maak om de beurt tien diepe kniebuigingen en noteer meteen daarna elkaars ademfrequentie en hartslag.
• Hoelang duurt het tot de ademfrequentie en de hartslag weer hetzelfde als in rust zijn?
• Zijn er verschillen tussen de meting van de ademfrequentie en de hartslag van jullie beiden? Beschrijf de verschillen.
• Houd nu je adem zo lang mogelijk in, zonder van tevoren diep in te ademen. Meet ondertussen de hartslag. Hoelang kunnen jullie je adem inhouden? Hoe verloopt ondertussen de hartslag?
• Haal nu een paar keer diep adem en houd je adem weer in. Hoe lang kun je nu je adem inhouden?
Activeer je voorkennis over het ademhalingsstelsel. Beantwoord de volgende vragen.
a Hoe komt het dat jullie na de kniebuigingen een verschillende ademfrequentie en hartslag hebben?
b Hoe komt het dat de een er langer over doet om te normaliseren dan de ander?
c Hoe komt het dat je na een paar diepe ademteugen je adem langer in kunt houden?
THEORIE
Gezonde longen en lichamelijke
Of je nu op de bank ligt en je favoriete serie kijkt of met je team een spannende wedstrijd speelt voor het kampioenschap, in beide gevallen heeft je lichaam zuurstof nodig. Bij sporten is echter de inspanning aanzienlijk groter en dus ook de behoefte aan zuurstof. Zonder efficiënte gaswisseling is er te weinig zuurstof beschikbaar en raakt je lichaam snel vermoeid.
conditie
ademhaling
je lichaam in je lichaam uit
zuurstof (uit de lucht)
Zuurstof speelt een belangrijke rol bij het leveren van energie aan je lichaam. Als je veel inspanning levert, stijgt de vraag naar zuurstof. Je ademhaling en hartslag versnellen om voldoende zuurstof naar de cellen in je weefsels en organen te brengen. In de cellen gaat de zuurstof naar de mitochondriën, de organellen in de cellen die de energie leveren. Als de zuurstoftoevoer tekortschiet, kan je lichaam niet genoeg energie vrijmaken. Dit leidt tot vermoeidheid, omdat je spieren minder efficiënt kunnen werken.
glucose (uit voedsel)
koolstofdioxide (in uitgeademde lucht) energie (om te bewegen)
water
Bron 1 Aerobe dissimilatie in beeld gebracht
Een goed werkend ademhalingssysteem is dus essentieel om zuurstof op te nemen en energie te leveren. Hoe beter je conditie, hoe efficiënter je lichaam zuurstof gebruikt en hoe langer je een inspanning kunt volhouden zonder snel moe te worden.
De energie die je lichaam gebruikt komt vrij in de mitochondriën door verbranding, ook wel aerobe dissimilatie genoemd. Bij dit proces wordt glucose in de cellen afgebroken met behulp van zuurstof om energie te produceren die je spieren kunnen gebruiken (bron 1).
De reactievergelijking die hierbij hoort is:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + energie
Ofwel: glucose + zuurstof → koolstofdioxide + water + energie
Wil je een goede lichamelijke conditie hebben en goede sportprestaties leveren, dan heb je een gezonde longfunctie nodig. Een belangrijke factor hierbij is de vitale capaciteit, de hoeveelheid lucht die je in één ademhaling maximaal kunt uit- of inademen. Een grotere vitale capaciteit betekent dat je meer zuurstof kunt opnemen en daardoor een betere conditie hebt. Door ademhalingsoefeningen en conditietraining kun je je vitale capaciteit vergroten, wat vooral gunstig is voor duursporters zoals hardlopers en wielrenners.
Een efficiënte ademhaling helpt mee om sporters langer en beter te laten presteren. Door diep en regelmatig te ademen, wordt de zuurstofconcentratie in het bloed maximaal en krijgen de spieren voldoende zuurstof. Duursporters trainen vaak hun ademhalingstechniek om efficiënter zuurstof op te nemen en langer energie te kunnen produceren via aerobe dissimilatie.
Aandoeningen van de luchtwegen
Er zijn mensen bij wie het niet lukt om een topconditie te behalen, doordat ze een aandoening aan de luchtwegen of longen hebben. Twee veelvoorkomende aandoeningen zijn astma en COPD.
Astma is een chronische aandoening die meestal al in de jeugd ontstaat. Mensen met astma hebben deze aandoening vaak al van jongs af aan. Ze krijgen het bij vlagen benauwd en moeten dan veel moeite doen om voldoende lucht binnen te krijgen. Dat komt door een ontstekingsreactie in de bronchiën. Hierbij vernauwen de kleine vertakkingen van de bronchiën zich tijdelijk, waardoor de luchtstroom wordt belemmerd (bron 2). Deze vernauwingen kunnen optreden bij blootstelling aan prikkels zoals rook, smog, pollen, huisstofmijt of koude mist. Ook stress en lichamelijke inspanning kunnen een astma-aanval uitlokken. Daarnaast hebben sommige astmapatiënten een allergische reactie op bepaalde stoffen, zoals dierenharen of schimmels. Deze allergische reactie zorgt ervoor dat de luchtwegen verder samentrekken en ontstoken raken, wat ademhalen nog moeilijker maakt. Hoewel medicatie en inhalatoren de symptomen kunnen verlichten, is astma niet volledig te genezen.
lucht gevangen in longblaasjes
normale luchtweg astmatische luchtweg astmatische luchtweg tijdens aanval verkrampte spieren wand ontstoken en verdikt ontspannen spieren
Bron 2 Bij astma wordt de luchtstroom belemmerd.
COPD (Chronic Obstructive Pulmonary Disease) is een verzamelnaam voor chronische longaandoeningen, waaronder chronische bronchitis en longemfyseem. Deze ziekte treedt meestal op latere leeftijd op en leidt tot blijvende schade aan de longen. Mensen met COPD hebben hierdoor een verminderde longfunctie.
• Bij chronische bronchitis is er sprake van langdurige ontstekingen in de luchtwegen. Dit zorgt voor overmatige slijmproductie en een verminderde gaswisseling, waardoor zuurstof minder efficiënt wordt opgenomen in het bloed. Hoesten en kortademigheid zijn veelvoorkomende klachten.
• Longemfyseem betekent dat de longblaasjes hun elasticiteit verliezen en zelfs afsterven, waardoor het uitademen moeilijker wordt. Dit leidt tot een benauwd gevoel, vooral bij inspanning. Naarmate mensen ouder worden, verliest iedereen in zekere mate longelasticiteit, maar bij COPD-patiënten verloopt dit proces veel sneller.
COPD is ongeneeslijk en verergert in de loop der jaren. Medicijnen en ademhalingstherapie kunnen de symptomen wel verminderen. De grootste risicofactor voor COPD is roken, maar ook langdurige blootstelling aan fijnstof en luchtvervuiling kan bijdragen aan het ontstaan van de aandoening. Daarom is stoppen met roken en het vermijden van schadelijke stoffen essentieel om verdere achteruitgang te voorkomen.
TIP Scan de QR-code en bekijk het filmpje van het Longfonds over longmedicijnen.
Invloed leefstijl en omgeving op gezonde longen
De gezondheid van je longen is sterk afhankelijk van je leefstijl. Een gezonde leefstijl kan zorgen dat je longen optimaal functioneren, terwijl ongezonde gewoonten zoals roken en vapen juist tot longschade kunnen leiden. Bij mensen met een ongezonde leefstijl kan de longfunctie afnemen.
Roken is een van de grootste bedreigingen voor je longen. Tabaksrook bevat duizenden schadelijke stoffen die je longen irriteren en beschadigen. Dit leidt tot ontstekingen en een afname van de elasticiteit van de longblaasjes, wat de gaswisseling verstoort. Dit heeft een negatieve invloed op je lichamelijke conditie en je algemene gezondheid. Op de lange termijn kan roken leiden tot longaandoeningen zoals COPD en longkanker. Ook luchtvervuiling, zoals uitlaatgassen en fijnstof, kan schade aan je longen veroorzaken.
Langdurige blootstelling aan vervuilde lucht kan ontstekingen in de luchtwegen veroorzaken en de werking van de longen verminderen. Mensen die in gebieden met veel luchtvervuiling wonen hebben hierdoor vaak een slechtere longfunctie dan mensen die in een schonere omgeving leven.
Om je longen gezond te houden, is het belangrijk om gezond te leven. Stoppen met roken is de beste manier om longschade te voorkomen (bron 3). Regelmatige lichaamsbeweging helpt om de vitale capaciteit te vergroten en de gaswisseling te verbeteren. Daarnaast is frisse lucht belangrijk. Regelmatig buiten zijn in een schone omgeving kan bijdragen aan gezondere longen.
regelmatig gerookt en gevoelig voor de effecten van roken
invaliditeit dood
Bron: naar Fletcher en Peto, 1977
CONTEXT
nooit gerookt of niet gevoelig voor roken
gestopt met roken op 45 jaar (mild COPD)
gestopt met roken op 65 jaar (ernstig COPD)
leeftijd (jaren)
Bron 3 Relatie tussen COPD en roken en de kwaliteit van leven, afgezet tegen de tijd.
TIP Scan de QR-code en bekijk het filmpje over het schadelijk effect van roken.
Vapen en je longen
Vapen lijkt onschuldig: een wolkje damp dat lekker smaakt en snel vervliegt. Maar wat gebeurt er eigenlijk in je longen als je die damp inademt? Als je vapet, breng je lucht met allerlei chemische stoffen in je longen. De smaakstoffen in vapes zijn vaak giftig en sommige zelfs kankerverwekkend. Ze bevatten nicotine en chemische stoffen, zoals propyleenglycol en glycerine. Deze stoffen komen diep in je longen terecht, precies daar waar belangrijke gaswisseling plaatsvindt. Dat is niet zonder gevolgen.
• Verslavende nicotine zorgt ervoor dat de bloedvaten rondom je longblaasjes vernauwen. Dit zorgt voor minder bloedstroming en daardoor minder gaswisseling.
• Chemische stoffen zoals propyleenglycol en glycerine kunnen je longen irriteren en ontstekingen veroorzaken.
• De chemische stoffen tasten de trilhaartjes in je luchtwegen aan. Hierdoor vermindert hun beschermende functie en blijven slijm en viezigheid in je luchtwegen zitten. Ook dit verhoogt het risico op ontstekingen.
• Kwetsbare longblaasjes kunnen schade oplopen, waardoor er minder zuurstofopname kan plaatsvinden.
Kortom, vapen kan je gaswisseling behoorlijk in de weg zitten. Die wolkjes lijken onschuldig, maar kunnen je longen blijvend beschadigen.
2 Ademhaling en energievoorziening
Controleer je theoriekennis.
Beantwoord de vragen over ademhaling en energie.
Noteer in je schrift de ontbrekende woorden in de zinnen.
Kies uit: aerobe dissimilatie | Astma | bloed| energie | glucose | koolstofdioxide | longblaasjes | Luchtvervuiling | mitochondriën | Zuurstof
1 Tijdens lichamelijke inspanning hebben spieren energie nodig. Deze energie wordt vrijgemaakt door verbranding, ook wel genoemd.
2 Bij dit proces wordt afgebroken om energie te produceren.
3 komt via de luchtwegen in de longen en wordt in de in het lichaam opgenomen.
4 Het vervoert zuurstof door het lichaam naar alle cellen om naar de te worden gebracht.
5 Hier wordt glucose met zuurstof afgebroken om vrij te maken.
6 Bij dit proces komen en water vrij, die via het bloed terug naar de longen worden vervoerd.
7 is een aandoening van de luchtwegen, waarbij de bronchiën overgevoelig reageren op prikkels zoals rook, stof en kou.
8 kan leiden tot ademhalingsproblemen en verhoogt het risico op hart- en vaatziekten.
3 Leefstijl en gezonde longen
Lees de stellingen.
Welke stellingen zijn juist?
A Je leefstijl heeft invloed op de werking van je longen.
B Vitale capaciteit is de hoeveelheid lucht die iemand rustig in- of uitademt.
C Regelmatige lichaamsbeweging kan de vitale capaciteit van de longen vergroten.
D Roken heeft invloed op de grootte van de vitale capaciteit.
E Langdurig roken vergroot het risico op COPD.
F Luchtvervuiling heeft effect op de gezondheid van de longen.
G Als iemand met COPD stopt met roken, kan de longfunctie worden hersteld.
H Een kleinere vitale capaciteit zorgt voor betere sportprestaties.
4 Trainen voor de marathon
Lees de tekst en maak vervolgens de opdracht.
Sophia traint intensief voor haar eerste marathon. Tijdens het trainen merkt ze hoe belangrijk ademhaling is voor haar uithoudingsvermogen. Terwijl ze loopt, haalt ze diep adem en vult haar longen met zuurstof. In haar longblaasjes wordt deze zuurstof opgenomen in het bloed en via haar bloedvatenstelsel naar haar spieren vervoerd.
In haar spierweefsel, dat bestaat uit miljoenen gespecialiseerde spiercellen, speelt zuurstof een cruciale rol. Binnen deze cellen vindt aerobe dissimilatie plaats: een proces waarbij glucose met behulp van zuurstof wordt afgebroken in de mitochondriën. Dit levert energie op, de energiebron die haar skeletspieren nodig hebben om te blijven bewegen.
Neem de tabel over in je schrift. Noteer in de tabel bij welk organisatieniveau elke vetgedrukte term hoort.
Organisatieniveau
1 Molecuul
2 Organel
3 Cel
4 Weefsel
5 Orgaan
6 Orgaanstelsel
7 Organisme
5 Longmedicijnen
Term uit de tekst
Om de klachten van longziekten te verminderen, zijn er verschillende soorten medicijnen. Zo zijn er luchtwegverwijders en ontstekingsremmers.
a Waarom wordt astmamedicatie meestal geïnhaleerd (ingeademd) via een puffer of inhalator en niet ingenomen via een pil?
b Sommige patiënten gebruiken een combinatie van medicijnen. Het advies is dan om eerst een luchtwegverwijder te gebruiken en daarna een ontstekingsremmer. Leg uit waarom dit is.
6 Informatievideo over astma
Het Longfonds heeft speciaal voor kinderen een informatievideo over astma. Scan de QR-code om het filmpje te bekijken.
Het Longfonds heeft ook een informatievideo voor volwassenen. Bekijk ook dit filmpje. Noteer in steekwoorden waar beide video's over gaan.
Herschrijf de tekst van de video voor kinderen zodat die past bij dit hoofdstuk en bij jouw leeftijdsgenoten.
• Maak gebruik van de informatie in dit hoofdstuk over astma en het ademhalingsstelsel.
• Brainstorm met een klasgenoot over de juiste tekst bij de beelden in het filmpje.
TIP Je kunt de video voor volwassenen gebruiken om op ideeën te komen.
Je kunt de gemaakte tekst inspreken bij het filmpje of noteren in je schrift met daarbij de tijdsaanduiding in het filmpje.
Luchtkwaliteit
De kwaliteit van de lucht die je inademt is afhankelijk van verschillende factoren. Een ervan is je omgeving.
Scan de QR-code en bekijk de huidige luchtkwaliteit van de plaats waar je nu bent.
a Wat is de luchtkwaliteit van jouw huidige locatie?
U hoeft uw gebruikelijke activiteiten niet aan te passen.
U hoeft uw gebruikelijke activiteiten niet aan te passen. Bent u gevoelig voor luchtverontreiniging? Overweeg dan lichamelijke inspanning te verminderen.
Overweeg lichamelijke inspanning te verminderen. Bent u gevoelig voor luchtverontreiniging? Verminder lichamelijke inspanning. Overleg eventueel met uw arts over aangepaste medicatie.
Doe rustig aan, vermijd lichamelijke inspanning.
Bent u gevoelig voor luchtverontreiniging? Verminder lichamelijke inspanning. Overleg eventueel met uw arts over aangepaste medicatie.
Er geldt een SMOG-alarm.
Doe rustig aan, vermijd lichamelijke inspanning.
Bent u gevoelig voor luchtverontreiniging? Vermijd lichamelijke inspanning. Overleg eventueel met uw arts over aangepaste medicatie.
b Vergelijk de gevonden waarde met de informatie in de afbeelding. Is er reden voor gezonde mensen om hun activiteiten aan te passen? En voor mensen die gevoelig zijn voor luchtverontreiniging?
8 Roken: liever niet
In deze opdracht onderzoek je de invloed van roken op het lichaam. Scan de QR-code en bekijk het filmpje over de effecten van roken.
a Neem de termen over en noteer achter elke term de betekenis en vermeld het verband tussen de betreffende term, roken en het lichaam.
1 Bloedplaatjes:
2 Hartinfarct:
3 Koolmonoxide:
4 Lichamelijke conditie:
5 Longblaasjes:
6 Nicotine:
7 Rokershoest:
8 Slijmvorming:
9 Teer:
10 Trilhaartjes:
11 Zuurstof:
b Bespreek de antwoorden met elkaar.
Ben je door deze opdracht anders gaan denken over roken? Verklaar je antwoord.
9 Longcapaciteit
Neem de tabel over in je schrift. Wat is het effect op de longcapaciteit? Wat is het effect van elke situatie op de longcapaciteit?
10
Advies over vapen
Scan de QR-codes en bekijk de vier filmpjes die worden gebruikt om de gevolgen van vapen duidelijk te maken en jongeren te waarschuwen. Lees eerst de context Vapen en je longen
TIP Maak deze opdracht in een groepje van vier klasgenoten. Verdeel het bekijken en beoordelen van de video’s en bespreek daarna de resultaten met elkaar.
a Beoordeel de filmpjes op de volgende punten.
1 Wat vind je goed aan het filmpje?
2 Wat vind je minder goed aan het filmpje?
3 Hoe geschikt is het filmpje om jongeren te waarschuwen voor vapen? Geef een cijfer tussen 1 (helemaal niet geschikt) en 10 (zeer geschikt).
b Schrijf een kort advies voor de overheid waarin je uitlegt waar een informatievideo voor jongeren over dit onderwerp aan moet voldoen. Gebruik minimaal drie argumenten.
11 Terugkijken
In de tabel zie je welke opdrachten bij welke leerdoelen horen. De basisopdrachten heb je net gemaakt. Oefenen A en B vind je online.
Leerdoel
1. Je kunt uitleggen hoe de zuurstofconcentratie in je bloed van invloed is op je lichamelijke conditie.
2. Je kunt het belang van dissimilatie voor de energievoorziening toelichten.
3. Je kunt toelichten wat de invloed is van astma en COPD op de longfunctie.
4. Je kunt beschrijven hoe leefstijl en omgevingsfactoren de longfunctie beïnvloeden.
Opdrachten Oefenen A Oefenen B
2, 4 12, 13 16
2, 4 12, 14 17
2, 5, 6 18
2, 3, 7, 8, 9 15 17
a Noteer per leerdoel enkele hoofdzaken die je hebt geleerd.
Deze heb je later nodig bij de paragraaf Alles in Samenhang
b Hoe heb je de basisopdrachten gemaakt?
Noteer per leerdoel je score. Kies uit 0, – –, –, + of ++.
0 betekent: niets gemaakt; ++ betekent: alles goed.
c Welke opdracht of opdrachten ga je (opnieuw) maken om jezelf te verbeteren of om te herhalen voor de toets?
De opdrachten van Oefenen A zijn vergelijkbaar met opdrachten 2 en 3; die van Oefenen B zijn vergelijkbaar met opdrachten 4 tot en met 9.
EXAMENOPGAVE
Bij deze paragraaf kun je oefenen met een eindexamenopgave. Overleg met je docent of je de eindexamenopgave Een nieuwe astmatherapie gaat maken.
