Sauerstoffdiffusion in der Lunge: Passive Perfektion über die Alveolär-Kapillaren-Schranke

Sauerstoff bewegt sich vom Alveolus zum Hämoglobin durch **passive Diffusion** entlang eines Partialdruckgradienten — keine Energie, keine Transporter, nur Physik, optimiert durch Biologie.

Der Gradient & Pfad

• Alveolärer PₐO₂: ~100 mmHg.
• Gemischter venöser PᵥO₂: ~40 mmHg.
• Pfad: Alveolargas → Typ-I-Pneumozyt → Interstitium → Kapillarendothel → Plasma → Erythrozytenmembran → Hb-Bindung.

Ficksches Gesetz in Aktion

Diffusionsrate ∝ (Fläche × ΔP × Löslichkeit) / (Dicke × √MW). Die Lunge maximiert dies:

• Fläche: ~70 m² (300 Mio. Alveolen).
• Dicke: ~0,5 µm (Typ-I-Pneumozyt + verschmolzene Basalmembranen + Endothel).
• ΔP: Aufrechterhalten durch Belüftung (frischer O₂) und Perfusion (desoxygeniertes Blut).
• Löslichkeit: O₂-Löslichkeit in Gewebe ist gering, aber große Fläche und dünne Barriere kompensieren.

Belüftungs-Perfusion-Abgleich

Belüftung hält hohen PₐO₂ aufrecht; Perfusion bringt niedrigen PᵥO₂-Blut. V/Q-Abgleich gewährleistet effizienten Austausch. Diffusionsbegrenzung tritt auf bei Fibrose (verdickte Barriere), Ödem (erweiterte Distanz) oder extremer Belastung (Transitzeit <0,25 Sek).

Klinische Maßnahme: DLCO

Diffusionskapazität für Kohlenmonoxid (DLCO) testet diesen Transfer. Reduziert bei:

• Interstitieller Lungenerkrankung (Fibrose → ↑Dicke).
• Emphysem (↓Oberfläche).
• Lungenvaskulärer Erkrankung (↓Kapillarblutvolumen).
• Anämie (↓Hb-Bindungsstellen — korrigierte DLCO).