Wat is ademfysiologie überhaupt?

Ademfysiologie gaat over de processen waarmee het lichaam de ademhaling, gaswisseling en het zuur-base-evenwicht reguleert.

Daarbij kunnen we grofweg onderscheid maken tussen drie processen:

Ventilatie: het verplaatsen van lucht naar en vanuit de longen.

Gaswisseling: de uitwisseling van zuurstof (O₂) en koolstofdioxide (CO₂) tussen de longen, het bloed en uiteindelijk de weefsels.

Cellulaire stofwisseling: het gebruiken van zuurstof voor de energieproductie, waarbij onder andere CO₂ ontstaat als gevolg van die stofwisseling.

Deze processen zijn nauw met elkaar verbonden.

Wanneer je bijvoorbeeld gaat hardlopen, stijgt de energiebehoefte van je spieren. Je stofwisseling neemt toe, je zuurstofverbruik stijgt en er wordt meer CO₂ geproduceerd. Je ventilatie wordt vervolgens aangepast aan deze veranderende metabole omstandigheden.

Ademhaling is daarmee geen losstaand systeem. Het reageert continu op wat er in de rest van je lichaam gebeurt.

Hoe wordt de ademhaling geregeld?

Je hoeft gelukkig niet bewust te beslissen wanneer je moet in- of uitademen.

De automatische regulatie van de ademhaling vindt voor een belangrijk deel plaats via ademhalingsnetwerken in de hersenstam.

Deze netwerken ontvangen continu informatie vanuit het lichaam.

Chemoreceptoren registreren onder andere veranderingen die samenhangen met CO₂, pH en zuurstof. Daarnaast leveren mechanoreceptoren en andere sensorische systemen informatie over bijvoorbeeld beweging, rek en belasting.

Op basis van al deze informatie wordt je ademhaling voortdurend aangepast.

Dat betekent dat de werking van de ademhaling niet simpelweg neerkomt op:

Weinig zuurstof → meer ademen.

Het systeem is complexer.

Vooral CO₂ en de daarmee samenhangende veranderingen in pH spelen onder normale omstandigheden een belangrijke rol bij de regulatie van de ventilatie.

Welke rol spelen zuurstof en CO₂ bij de ademhaling?

Zuurstof krijgt meestal de meeste aandacht wanneer we over ademhaling praten.

Logisch: zuurstof is essentieel voor aerobe energieproductie. Via de longen komt zuurstof in het bloed terecht, waar het grotendeels aan hemoglobine wordt gebonden en naar de weefsels wordt vervoerd.

Maar wanneer we willen begrijpen hoe ademhaling wordt gereguleerd, is CO₂ minstens zo interessant.

Koolstofdioxide ontstaat voortdurend als gevolg van de stofwisseling. Via het bloed wordt CO₂ naar de longen vervoerd en vervolgens uitgeademd.

De hoeveelheid CO₂ in het bloed hangt sterk samen met de verhouding tussen de productie van CO₂ en de alveolaire ventilatie.

Ga je meer ventileren dan op dat moment metabool noodzakelijk is, dan kan de hoeveelheid CO₂ in het bloed dalen.

Dat kan fysiologische gevolgen hebben.

CO₂ speelt onder andere een rol bij:

• de regulatie van de pH;
• de verdeling van de bloedstroom;
• de afgifte van zuurstof vanuit hemoglobine aan de weefsels;
• de regulatie van de ventilatie.

Daarom is het te simpel om ademhaling alleen vanuit zuurstof te bekijken.

Meer lucht verplaatsen betekent niet automatisch dat je lichaam ook beter van zuurstof wordt voorzien.

Waar komt de ademprikkel vandaan?

Een veelgehoorde uitspraak is:

“Ik moet ademhalen omdat mijn zuurstof opraakt.”

Onder normale omstandigheden is dat niet de belangrijkste verklaring voor de ademprikkel.

De drang om te ademen wordt sterk beïnvloed door CO₂ en de veranderingen in pH die daarmee samenhangen.

Wanneer CO₂ in het bloed stijgt, leidt dit via chemische reacties tot veranderingen in de concentratie waterstofionen. Centrale en perifere chemoreceptoren reageren hierop en kunnen de ventilatoire drive verhogen.

Je gaat daardoor meer ademen.

Zuurstof speelt eveneens een rol in de regulatie van de ademhaling, maar wordt onder normale omstandigheden vooral een sterkere ventilatoire prikkel wanneer de arteriële zuurstofdruk aanzienlijk daalt.

Dit helpt ook verklaren waarom adem inhouden na verloop van tijd zo’n sterke drang tot ademen veroorzaakt.

Dat gevoel betekent niet automatisch dat je lichaam acuut zonder zuurstof zit. De oplopende CO₂ en de daarmee samenhangende veranderingen leveren een belangrijke bijdrage aan de toenemende ademprikkel.

Het doel van ademtraining is daarom niet simpelweg om iemand te leren meer lucht binnen te krijgen.

Je wilt eerst begrijpen waarom het ademhalingssysteem op een bepaalde manier reageert.

Wat gebeurt er tijdens inademen en uitademen?

Ademen is naast een fysiologisch ook een mechanisch proces.

Tijdens een rustige inademing trekt het diafragma (je belangrijkste ademspier) samen en beweegt het naar beneden. Tegelijkertijd verandert de positie van de ribben en neemt het volume van de borstkas toe.

Door deze volumetoename daalt de druk in de longen ten opzichte van de buitenlucht, waardoor lucht naar binnen stroomt.

Tijdens een rustige uitademing gebeurt grotendeels het tegenovergestelde.

Het diafragma ontspant en de elastische eigenschappen van de longen en borstkas helpen het systeem terug te bewegen richting de uitgangspositie. Hierdoor neemt het longvolume af en stroomt lucht naar buiten.

Een rustige uitademing is daarom voornamelijk passief.

Dat verandert wanneer de ventilatoire vraag stijgt.

Tijdens zware inspanning kan de uitademing veel actiever worden en worden onder andere de buikspieren en interne tussenribspieren ingezet om lucht sneller te verplaatsen.

Welke rol speelt het diafragma bij de ademhaling?

Het diafragma, of middenrif, is de belangrijkste inspiratoire ademhalingsspier.

Wanneer het diafragma aanspant, beweegt het naar beneden en draagt het bij aan de drukverandering die nodig is om lucht de longen in te krijgen.

Maar het diafragma staat niet op zichzelf.

De beweging ervan heeft een relatie met de ribbenkast, buikdruk, houding en de manier waarop krachten door de romp worden verdeeld.

Bij een rustige ademhaling wil je daarom niet alleen kijken naar buikademhaling versus borstademhaling.

Dat is vaak een te simpele benadering.

Een functionele ademhaling vraagt om beweging in meerdere richtingen. De onderste ribben kunnen bijvoorbeeld naar lateraal en posterieur expanderen, terwijl het diafragma voldoende bewegingsruimte heeft.

Wanneer de ventilatoire vraag groter wordt, kunnen daarnaast hulpademhalingsspieren zoals de scalenii en sternocleidomastoideus een grotere bijdrage leveren.

Dat is niet automatisch verkeerd.

Tijdens zware inspanning moeten meer spieren bijdragen om voldoende ventilatie mogelijk te maken.

De context bepaalt dus of een bepaald ademhalingspatroon functioneel is.

Maar wat verandert er dan aan de ademhaling tijdens inspanning?

Zodra je gaat bewegen, verandert je ademhaling.

Je spieren hebben meer energie nodig. Het zuurstofverbruik stijgt, de CO₂-productie neemt toe en je ventilatie wordt hierop aangepast.

Bij relatief lichte inspanning stijgt de ventilatie aanvankelijk redelijk evenredig met de metabole belasting.

Naarmate de intensiteit verder toeneemt, verandert die verhouding.

Rond de ventilatoire drempels begint de ventilatie disproportioneel sterker te stijgen ten opzichte van bijvoorbeeld de zuurstofopname en uiteindelijk ook de CO₂-productie.

Bij hogere intensiteiten neemt onder andere de bijdrage van anaerobe glycolyse toe. De buffering van de daarbij geproduceerde waterstofionen draagt bij aan extra CO₂-productie, wat vervolgens bijdraagt aan een verdere stijging van de ventilatie.

Daarom kan je ademhaling bij een relatief kleine verhoging van het tempo ineens veel sterker toenemen.

Interessant is dat dit moment niet bij iedereen hetzelfde ligt.

Twee sporters kunnen bijvoorbeeld hetzelfde tempo lopen, terwijl de één relatief rustig blijft ademen en de ander het gevoel heeft volledig buiten adem te raken.

Daar kunnen verschillende factoren aan bijdragen, zoals:

• trainingsstatus;
• metabole belasting;
• ventilatoire efficiëntie;
• belasting van de ademhalingsspieren;
• perceptie van ademarbeid;
• individuele gevoeligheid voor chemische veranderingen.

Daarom vertelt alleen kijken naar het aantal ademhalingen per minuut nooit het hele verhaal.

Wanneer iemand snel buiten adem raakt tijdens inspanning, wil je eerst begrijpen waarom de ventilatie zo sterk stijgt voordat je probeert de ademhaling kunstmatig rustiger te maken.

Hoe beïnvloedt het zenuwstelsel de ademhaling?

Ademhaling en het autonome zenuwstelsel zijn nauw met elkaar verbonden.

Wanneer je lichaam een bedreiging, stressor of hoge belasting waarneemt, kunnen veranderingen optreden in onder andere hartslag, spierspanning en ademhaling.

De ademhaling kan sneller en groter worden.

Andersom kan de manier waarop je ademt invloed uitoefenen op autonome processen.

Een goed voorbeeld daarvan is respiratory sinus arrhythmia: de natuurlijke verandering in hartslag gedurende de ademcyclus. Tijdens de inademing versnelt de hartslag doorgaans enigszins en tijdens de uitademing vertraagt deze.

Langzamer ademen kan onder bepaalde omstandigheden de cardiorespiratoire interactie en vagale modulatie beïnvloeden.

Maar ook hier is context belangrijk.

Niet iedere hoge ademfrequentie betekent dat iemand “te sympathisch” is. En niet iedere langzame ademhaling betekent automatisch dat iemand volledig ontspannen is.

Ademhaling is één onderdeel van een veel groter regulatiesysteem.

Waarom is ademfysiologie belangrijk voor coaches en therapeuten?

En hier zie ik het vaak mis gaan in de praktijk.

Een cliënt ademt hoog in de borst.

Dus krijgt diegene buikademhalingsoefeningen.

Iemand ademt snel.

Dus moet diegene langzamer ademen.

Een sporter opent tijdens het hardlopen zijn mond.

Dus moet hij langer door zijn neus blijven ademen.

Maar voordat je een interventie kiest, moet je eigenlijk een andere vraag stellen:

Waarom reageert het ademhalingssysteem op deze manier?

Is de ventilatie daadwerkelijk hoog in verhouding tot de metabole belasting?

Is er sprake van een mechanische beperking?

Hoe reageert de ademhaling tijdens inspanning?

Wat gebeurt er met de ademfrequentie en het ademvolume wanneer de belasting stijgt?

Welke rol spelen CO₂, chemosensitiviteit en ventilatoire drive?

En misschien nog belangrijker:

Is de ademhaling daadwerkelijk de beperkende factor, of reageert het ademhalingssysteem simpelweg passend op wat er elders in het lichaam gebeurt?

Pas wanneer je begrijpt waarom iemand op een bepaalde manier ademt, kun je bepalen welke interventie logisch is.

En soms betekent dat zelfs dat je helemaal geen ademhalingsoefening moet geven.

Dat is precies waarom ademfysiologie een belangrijk onderdeel is van The Fundamentals Ademopleiding.

Binnen de opleiding leer je niet alleen welke ademhalingsoefeningen er bestaan. Je leert begrijpen wat er fysiologisch gebeurt, hoe je een ademhaling analyseert en hoe je vanuit die informatie bepaalt welke interventie wel of juist niet passend is.

Want een goede coach begint niet bij de oefening.

Die begint bij begrijpen wat er gebeurt.