Hoe werkt het ademhalingsstelsel?

In je lichaam worden voedingsstoffen verbrand in je cellen en hiervoor hebben ze zuurstof nodig. Die zuurstof krijg je binnen door adem te halen, zodat het via bloed door je lichaam kan worden getransporteerd. Maar hoe werkt het het proces van ademhalen precies? In dit artikel gaan we dieper in op het ademhalingsstelsel.

Het proces van ademhalen

De lucht die je inademt gaat via je neusholte naar je keelholte en via je luchtpijp naar je longen. De luchtpijp heeft ter versteviging hoefijzervormige kraakbeenringen aan de wand, en vertakt zich verder in twee bronchiën: één naar de linker en één naar de rechter long. De bronchiën vertakken zich ook steeds verder en kleiner. De allerkleinste vertakkingen komen uit op de longblaasjes. Dit zijn een soort hele kleine zakjes, waar de gaswisseling plaatsvindt. Hierbij wordt zuurstof opgenomen en koolstofdioxide afgegeven. Deze koolstofdioxide adem je vervolgens weer uit.

De gaswisseling kan in de longblaasjes plaatsvinden omdat de blaasjes heel dun zijn en omgeven zijn door aders. Je bloed stroomt dus heel dicht langs de lucht die je hebt ingeademd. Op die manier kan de zuurstof door middel van diffusie worden afgegeven aan het bloed, terwijl de koolstofdioxide uit je bloed het longblaasje in diffundeert. Niet alle soorten cellen in je bloed kunnen zuurstof en koolstofdioxide opnemen en afgeven. Rode bloedcellen kunnen dit, omdat ze een bepaald eiwit hebben, genaamd hemoglobine. Dit eiwit bevat ijzer, wat helpt bij het binden van de gassen. In spierweefsel zit een ander eiwit, genaamd myoglobine. Myoglobine kan nog beter met zuurstof binden dan hemoglobine. Hierdoor wordt zuurstof door hemoglobine afgegeven aan de spierweefsels. De spierweefsels gebruiken de zuurstof voor verbranding, waarbij koolstofdioxide vrijkomt. De koolstofdioxide die in het spierweefsel is aangemaakt wordt vervolgens opgenomen door de rode bloedcellen en getransporteerd naar de longen, waar het een longblaasje in kan diffunderen en zal worden uitgeademd.

Om te zorgen dat de diffusie goed blijft verlopen moet de lucht in je longen constant worden ververst. Dit doe je meestal onbewust, door in en uit te ademen. Dit proces heet ook wel longventilatie. Longventilatie omvat de fysieke bewegingen die nodig zijn om lucht de longen in en uit te laten bewegen en hier voor zijn spieren nodig. Om in te ademen worden vooral je middenrif, de buitenste tussenribspieren en de halsspieren gebruikt. Bij passief uitademen ontspannen deze spieren zich en lopen je longen vanzelf leeg. Bij actief uitademen of blazen spannen de spieren in je buikwand en de binnenste tussenribspieren zich aan. De mate en snelheid waarmee deze spieren aanspannen of ontspannen bepaalt hoe veel en hoe snel je in- of uitademt.

Longcapaciteit

De longcapaciteit is de maximale totale hoeveelheid lucht die er in de longen past, dus bij een totale inademing. De longcapaciteit bestaat uit de vitale capaciteit en het restvolume. De vitale capaciteit is de maximale hoeveelheid lucht die kan worden uitgeademd na een maximale inademing. Metingen van het longvolume zijn af te lezen in een respirogram.

Koolstofdioxidegehalte in het bloed

Als je gaat sporten ga je sneller ademhalen. Je ademcentrum in je hersenstam stuurt impulsen via de zenuwen naar de ademhalingsspieren en spoort zo de snelheid van de longventilatie aan. De voornaamste prikkel die dit bepaalt is het koolstofdioxidegehalte in je bloed. Dit wordt gemeten door zintuigcellen die in de wand van de halsslagader en de aorta zitten. Hier stroomt het bloed dat net langs je longen en het hart is gekomen en naar de rest van je lichaam gaat. Wanneer hier te veel koolstofdioxide wordt gemeten moet je dus sneller gaan ademhalen. De zintuigcellen sturen via zenuwen impulsen naar het ademcentrum in de hersenstam, die vervolgens de ademhalingsspieren aansporen.

Ademhalingsstelsel bij dieren

Niet alle dieren hebben hetzelfde ademhalingssysteem als mensen. Zoogdieren, vogels en reptielen halen adem met hun longen, maar insecten hebben bijvoorbeeld helemaal geen longen. Insecten hebben tracheeën, wat ademhalingsbuisjes zijn aan de zijkant van hun lichaam. Net als de bronchiën van longen vertakken de tracheeën zich tot steeds kleinere buisjes, om de lucht met zuurstof tot vlak bij de cellen te brengen. Hier wordt de zuurstof direct opgenomen. Het wordt dus niet door het bloed vervoerd. Insecten hebben dan ook geen hemoglobine.

Vissen hebben een ander ademhalingsstelsel. Ze hebben geen longen, maar kieuwen. Tijdens het zwemmen stroomt het water langs de kieuwplaatjes, waar zuurstof kan worden opgenomen en koolzuurgas uit het bloed wordt afgegeven.

Ook sommige amfibieën hebben kieuwen, maar de meeste amfibieën ademen ook met hun longen, alleen gebruiken zij andere spieren om de lucht in hun longen te krijgen. Denk maar aan een kikker. Ook kunnen sommige dieren zuurstof uit de lucht halen via hun huid.

Video

Wil je meer weten over het ademhalingsstelsel en de bouw van de longen? Kijk dan onderstaande video van biologieleraar NGbiologie.