Das Atmungs- und Kreislaufsystem vereinigt sich an der alveolär-kapillaren Membran (Atemmembran) für den Gasaustausch – O₂ hinein, CO₂ heraus.
Strukturelle Basis
- Alveolen: ~300–500 Millionen; Oberfläche ~70 m². Typ-I-Pneumozyten (dünn, Gasaustausch), Typ-II (Surfactant).
- Lungenkapillaren: Dichtes Netz; RBCs passieren in Einzelfolge. Kapillardurchmesser ~5–8 µm = RBC-Verformung.
- Membrandicke: 0,2–0,5 µm (Typ I + verschmolzene Basalmembranen + Endothel).
Physik des Gasaustauschs
- Diffusion (Ficksches Gesetz): Vgas ∝ (A × D × ΔP) / T. Große A, kleine T, steiler ΔP → schnelle Äquilibrierung (0,25 s Transitzeit).
- O₂: PₐO₂ ~100 mmHg → PᵥO₂ ~40 mmHg. Bindet an Hämoglobin (kooperative Bindung).
- CO₂: PᵥCO₂ ~45 mmHg → PₐCO₂ ~40 mmHg. Transportiert als HCO₃⁻ (70 %), Carbamino-Hb (23 %), gelöst (7 %).
Ventilation-Perfusion (V/Q)-Anpassung
- Ideales V/Q = 1,0. Apex V/Q >1 (Toter Raum); Basis V/Q <1 (Shunt).
- Hypoxische pulmonale Vasokonstriktion leitet Durchblutung von schlecht belüfteten Bereichen um.
Klinische Störungen
- Diffusionsstörung: Fibrose, Ödem (erhöhte T) → Hypoxämie zuerst bei Belastung.
- V/Q-Missverhältnis: COPD, Lungenentzündung, Lungenembolie → Hypoxämie, die auf O₂ nicht anspricht (Shunt).
- Rechts-nach-links-Shunt: Anatomisch (Eisenmenger) oder physiologisch (Atelectase).
Die Oxygenierung hängt von Ventilation, Perfusion, Diffusion und Hämoglobin ab – integriert durch das kardiopulmonale System.
