Die Alveolär-Kapillareinheit ist die strukturelle Basis der Atmung. Jedes Alveolus (∼200 μm Durchmesser) ist in ein dichtes Kapillarennetz gewickelt, wo der Gasaustausch durch passive Diffusion erfolgt.
Strukturelle Merkmale zur Optimierung der Diffusion
- Ultradünne Barriere: Typ-I-Pneumozyten (0,1 μm) + verschmolzene Basalmembran + Kapillarenendothel (0,1 μm) = 0,2–0,5 μm insgesamt.
- Massive Oberfläche: 300–500 Millionen Alveolen → 70–100 m².
- Kapillargeometrie: Erytrozytendeformierung zu Einzelfiladelfien, maximiert Kontaktzeit (~0,75 Sekunde in Ruhe).
- Ventilations-Perfusions-Anpassung: Lokale hypoxische Vasokonstriktion leitet Durchfluss zu belüfteten Einheiten.
Gasaustauschprozess
- O₂ diffundiert aus Alveolarluft (PAO₂ ~100 mmHg) → Kapillarenblut (PvO₂ ~40 mmHg) → bindet Hb.
- CO₂ diffundiert aus Kapillarenblut (PvCO₂ ~45 mmHg) → Alveolarluft (PACO₂ ~40 mmHg) → ausgeatmet.
- Gleichgewicht in <0,25 Sekunde erreicht; Transitzeit ermöglicht vollständige Äquilibrierung selbst bei Belastung.
Klinische Korrelate
- Lungenemphysem: Alveolärdestruktion ↓ Oberfläche → Diffusionslimitation.
- Lungenfibrose: Verdickte Barriere ↑ Diffusionsstrecke → Hypoxämie bei Anstrengung.
- Lungenödem: Fluid im Interstitium/Alveolen ↑ Diffusionsstrecke + V/Q-Missverhältnis.
- Höhe: Niedriger PAO₂ ↓ Treibdruck; Akklimatisation ↑ Ventilation, Hb, Kapillardichte.
Die Erhaltung der Alveolär-Kapillaren-Integrität ist essenziell für das aerobe Leben.
