Atemwegs- und Kreislaufsystem in den Alveolen: Gasaustausch erklärt

Der Gasaustausch erfolgt in den Alveolen – winzigen Luftsäckchen, in denen die Atmungs- und Kreislaufsysteme über eine 0,5–1 µm Barriere interagieren.

Schritt-für-Schritt-Prozess

1. Ventilation: Luft erreicht die Alveolen über den Bronchialbaum.
2. Perfusion: Entsättigtes Blut trifft über die Lungenarterien ein → Kapillarnetz, das die Alveolen umgibt.
3. Diffusion (O₂): O₂ bewegt sich den Teildruckgradient entlang (Alveolus ~100 mmHg → Kapillare ~40 mmHg) ins Blut, bindet an Hämoglobin.
4. Diffusion (CO₂): CO₂ bewegt sich in die entgegengesetzte Richtung (Kapillare ~45 mmHg → Alveolus ~40 mmHg) zum Ausatmen.
5. Sauerstoffreiches Blut reist über die Lungenvenen → linkes Herz → systemische Durchblutung.
6. Systemischer Austausch: O₂ diffundiert von Kapillaren zu Geweben; CO₂ von Geweben ins Blut.
7. Rückkehr: Entsättigtes Blut über Vena cava → rechtes Herz → Lungenarterie → Wiederholung.

Wichtige Prinzipien

• Ventilations-Perfusion (V/Q)-Anpassung optimiert die Effizienz.
• Surfactant reduziert die Alveolooberflächenspannung und verhindert den Zusammenbruch.
• Hämoglobin erhöht die O₂-Kapazität um das ~70-fache.

Dieser kontinuierliche Zyklus liefert ~250 ml O₂/min und entfernt ~200 ml CO₂/min in Ruhe.