Alveolen und Gasaustausch: Wie Sauerstoff ins Blut gelangt und Kohlendioxid entweicht

Die Alveolen sind mikroskopisch kleine, dünnwandige Luftsäckchen an den Enden des Bronchialbaums – etwa 300–500 Millionen pro erwachsener Lunge, die eine riesige Oberfläche (~70–100 m²) für den Gasaustausch bieten.

Gasaustauschprozess:

• Sauerstoff (O₂): Diffundiert aus der Alveolarluft (hoher Partialdruck, ~100 mmHg) über die alveolar-kapillare Membran in das pulmonale Kapillarenblut (niedriger Partialdruck, ~40 mmHg), wo er an Hämoglobin in den roten Blutkörperchen bindet.
• Kohlendioxid (CO₂): Diffundiert aus dem pulmonalen Kapillarenblut (hoher Partialdruck, ~45 mmHg) in die Alveolarluft (niedriger Partialdruck, ~40 mmHg), um ausgeatmet zu werden.

Dieser passive, diffusionsgetriebene Prozess – geregelt durch Partialdruckgefälle (Ficksches Gesetz) – benötigt keine Energie. Er versorgt effizient mit dem für die zelluläre Atmung (ATP-Produktion) benötigten O₂ und entfernt das Abfallprodukt CO₂. Die alveolar-kapillare Barriere ist außergewöhnlich dünn (~0,5 µm), um den Diffusionsweg zu minimieren.

Ein gestörter Gasaustausch tritt bei Erkrankungen wie Lungenentzündung (alveoläre Überflutung), Lungenödem, ARDS, COPD (Emphysem zerstört Alveolenwände) und Lungenfibrose (verdickte Barriere) auf.