Wat is de bouw en functie van de ademhalingsorganen?

De zuurstof in de lucht is voor mensen van levensbelang. Mensen kunnen, als dat nodig is, enkele weken zonder eten. Zonder drinken kunnen we enkele dagen. Enkele minuten zonder lucht echter betekent de dood. Uit de lucht om ons heen nemen we zuurstof op. Door in te ademen komt zuurstofrijke lucht in de longen. In de longen wordt de zuurstof opgenomen in het lichaam; bij het uitademen verdwijnt de dan zuurstofarme lucht uit ons lichaam. De longen zijn de plaats in ons lichaam waar de opname van zuurstof plaatsvindt. Om goed te begrijpen hoe benauwdheid, kortademigheid, hoesten en slijm opgeven wordt veroorzaakt, is het belangrijk goed te begrijpen wat de longen zijn en wat er in de longen gebeurt. De aan- en afvoer van lucht vindt dan ook plaats door de luchtwegen. Dat begint bij de mond, de neus en de keel; de zogenaamde hogere luchtwegen. Het slijmvlies dat de binnenkant van deze luchtwegen bekleedt, zorgt ervoor dat de lucht al voor een deel bevochtigd wordt en dat kleine zwevende stofdeeltjes neerslaan. Vooral de neus heeft hierbij een belangrijke taak. Is de lucht eenmaal de hogere luchtwegen gepasseerd, dan gaat zij naar de lagere luchtwegen: langs de stembanden, door de luchtpijp en vervolgens door een zich snel vertakkend systeem van luchtpijpjes, de bronchikn, waarna uiteindelijk de longblaasjes bereikt wordt. De luchtwegen dienen vooral voor de adequate aanvoer van schone, bevochtigde verse lucht met voldoende zuurstof en voldoende afvoer van uitademingslucht waardoor het koolzuur het lichaam kan verlaten. Per 24 uur passeert er zo'n 10.000 tot 20.000 liter lucht door de luchtwegen. Om de luchtpijp en de bronchikn zitten ringen van kraakbeen, die op korte afstand van elkaar liggen. Deze ringen voorkomen dat de luchtwegen bij de adembewegingen worden samengedrukt. Onder de ringen liggen spiertjes die de doorsnede van de kleinere luchtwegen sterk kunnen laten varikren. Deze spiertjes kunnen samentrekken na prikkeling door bijvoorbeeld kou en rook.

Doorsnede van de luchtwegen:
a. Grote luchtpijp (trachea)
b. Luchtpijptakken met kraakbeen
c. Kleinere luchtpijptakken zonder kraakbeen
d. Longblaasjes.

De binnenkant van de luchtwegen is bekleed met slijmvlies, het epitheel. Dit slijmvlies bestaat uit steuncellen met trilharen en cellen die slijm produceren. Het epitheel heeft een belangrijke barrihrefunctie: het houdt schadelijke stofdeeltjes, bacterikn en virussen tegen. Door de werking van de trilharen worden deze stoffen weer naar de keel getransporteerd, waar ze als sputum kunnen worden opgehoest. In het epitheel liggen ook witte bloedcellen die samen met het dit slijmvlies van belang zijn bij de lokale afweer tegen ingeademde stofdeeltjes, virussen en bacterikn. Onder het epitheel ligt steunweefsel en daaronder lopen kleine bloedvaatjes. In de longen vindt de gasuitwisseling van zuurstof en koolzuur plaats. Zo leiden de bronchikn de ingeademde lucht naar miljoenen kleine longblaasjes. Zuurstof uit de aangevoerde lucht gaat vervolgens door de flinterdunne wand van de longblaasjes heen en wordt opgenomen in het bloed. Dat gebeurt in de haarvaatjes die in de wand van de longblaasjes liggen. Tegelijkertijd gaat het koolzuur dat het lichaam produceert vanuit het bloed in de haarvaatjes naar de longblaasjes en wordt dan uitgeademd. Het middenrif en de tussenribspieren zijn de spieren die gebruikt worden om in te ademen. Het middenrif zorgt voor ongeveer tweederde van de ademarbeid. Bij hevige kortademigheid zie je soms dat ook de schouder- en halsspieren gebruikt worden. Daarbij kan het prettig zijn om de armen op een tafel te laten rusten. Uitademen gaat grotendeels vanzelf; de buikspieren kunnen de uitademing ondersteunen. De nauwe relatie met de buitenwereld In de lagere luchtwegen en de longblaasjes vindt via het slijmvlies van de luchtwegen een intensief contact plaats tussen de buitenwereld en het bloed van de mens. De processen in dit dunne slijmvlieslaagje (met een totale oppervlakte van ongeveer een hockeyveld) zijn de laatste jaren belangrijke onderwerpen van onderzoek geweest. Hier is immers sprake van een continu verschuivend evenwicht tussen ontsteking en ontstekingsremming, met een complexe en nauwe samenwerking tussen epitheel en witte bloedcellen. Afweer en ontsteking in de luchtwegen en longen Het epitheel komt direct in contact met de ingeademde lucht en scheidt, bijvoorbeeld na contact met virussen allerlei stoffen af, de zogenaamde ontstekingsfactoren. Deze factoren zijn in staat om een hele reeks van ontstekingsprocessen te starten. Witte bloedcellen worden door deze ontstekingsfactoren aangetrokken en geactiveerd. Sommige van die witte bloedcellen kunnen bacterikn, virussen en vreemde deeltjes opnemen en elimineren. Andere hebben vooral een belangrijke regulerende functie door de productie van ontstekingstimulerende of ontstekingsremmende stofjes, of ze produceren antistoffen die tot versnelde uitschakeling van vreemde eiwitten of bacterikn leiden. In de laatste decennia zijn we veel meer te weten gekomen over de ontstekingsprocessen in de luchtwegen, die van belang zijn bij astma. Het uiteindelijke doel van deze kennis is onder andere om nieuwe medicijnen te ontwikkelen die de schadelijke processen kunnen stoppen of voorkomen. Luchtwegvernauwing Prikkels van buiten, zoals koude, rook, mist of een stof waar iemand allergisch voor is, kunnen leiden tot ongecontroleerde samentrekkingen (spasmen) van de spiertjes in de luchtwegen. Door de vernauwing van de luchtwegen die op deze manier ontstaat, kan de lucht moeilijker passeren. Je moet dus harder werken om voldoende lucht binnen te krijgen, wat vaak vergeleken wordt met ademen door een smal buisje. De verhoogde weerstand leidt tot turbulentie van de lucht, die soms te horen is als piepen. Dit is een belangrijke oorzaak van het gevoel van 'benauwdheid' waar mensen met astma vaak last van hebben. Gelukkig kunnen inhalatiemedicijnen als salbutamol en ipratropiumbromide deze spasmen vaak weer verminderen, waardoor de benauwdheid afneemt. Een andere oorzaak van vernauwing van de luchtwegen is verdikking van het slijmvlies van de bronchikn en slijmproductie. Dit kan optreden bij een infectie of een allergische reactie. Ook kunnen de luchtwegen 'invallen' doordat de wanden te slap zijn. Een duidelijk voorbeeld daarvan zijn de kleine, instabiele luchtwegen bij rokers: de kleinste bronchikn (die geen kraakbeen hebben!) hangen normaal gesproken in een web van longblaasjes dat ze als het ware opentrekt. Door de schade aan de longblaasjes, die door rook veroorzaakt wordt, is de architectuur en de kracht van het web verstoord. Bij het uitademen zal daardoor de druk op de bronchikn onvoldoende gecompenseerd kunnen worden door het ophangsysteem, waardoor de kleine luchtwegen invallen.

Dwarsdoorsnede van de luchtwegen.
a. Dwarsdoorsnede van normale luchtwegen.
b. Dwarsdoorsnede bij vernauwing als gevolg van spasme van de gladde spiercellen.
c. Dwarsdoorsnede bij vernauwing als gevolg van verdikking van het slijmvlies door ontsteking.
d. Dwarsdoorsnede bij vernauwing als gevolg van toegenomen slijmproductie.
e. Dwarsdoorsnede bij vernauwing als gevolg van slapte van de luchtwegen door emfyseem.