Wie Lungen Kohlendioxid entfernen: Die primäre atemwegsassoziierte Ausscheidungsfunktion

CO2-Eliminierung: Die Schlüsselfunktion der Lunge

Die primäre Ausscheidungsfunktion der Lunge ist die Entfernung von Kohlendioxid (CO2), einem Abfallprodukt des Stoffwechsels.

CO2-Produktion & -Transport

• Zellatmung: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + ATP.
• CO2 diffundiert von Geweben ins Kapillarblut.
• Transportformen:
  • Gelöst (10 %)
  • Bicarbonat (HCO₃⁻) — 70 % (katalysiert durch Karbonanhydrase in Erythrozyten)
  • Carbaminohämoglobin (Hb-CO₂) — 20 %

Lungenausteilung

1. Venöses Blut (PvCO₂ ~45 mmHg) gelangt in Lungenkapillaren.
2. HCO₃⁻ + H⁺ → H₂CO₃ → CO₂ + H₂O (Karbonanhydrase).
3. CO₂ diffundiert in Alveolen (PACO₂ ~40 mmHg).
4. Mit ausgeatmeter Luft abgeatmet.

Regulation

• Zentrale Chemorezeptoren (Medulla): Reagieren auf Liquor-pH (gesteuert durch PaCO₂).
• Periphere Chemorezeptoren (Karotis-/Aortenkörper): Reagieren auf PaO₂, PaCO₂, pH.
• Ventilation wird angepasst, um PaCO₂ 35–45 mmHg aufrechtzuerhalten.

Klinische Implikationen

• Hypoventilation → respiratorische Azidose (↑PaCO₂).
• Hyperventilation → respiratorische Alkalose (↓PaCO₂).
• CO2-Retention bei COPD: chronische Erhöhung dämpft zentralen Antrieb → O2-Therapie muss kontrolliert werden.
• Kapnographie (EtCO₂) überwacht Ventilation in Echtzeit.

Während O2-Zustellung kritisch ist, ist CO2-Entfernung der primäre Ventilationsantrieb und Säure-Basen-Regulator.