Der Unterschied zwischen eingeatmeter und ausgeatmeter Sauerstoffkonzentration spiegelt den pulmonalen Gasaustausch wider.
Gaskonzentrationen (ca.)
| Gas | Eingeatmete Luft | Ausgeatmete Luft |
|---|
| O₂ | 21% | 15–16% |
| CO₂ | 0,04% | 4–5% |
| N₂ | 78% | 78% (inert) |
| H₂O | Variabel | Gesättigt (~6% bei 37°C) |
Physiologische Grundlage
- Ventilation: Luft erreicht die Alveolen (toter Raum ~150 ml ausgeschlossen).
- Diffusion: O₂ überquert die Alveolar-Kapillaren-Membran (getrieben vom PₐO₂ – PᵥO₂-Gradient) und bindet an Hämoglobin.
- Zellatmung: Mitochondrien nutzen O₂ als finalen Elektronenakzeptor → ATP + CO₂ + H₂O.
- CO₂-Transport: Gelöst, Bikarbonat (70%), Carbamihämoglobin → Lunge → ausgeatmet.
Warum ausgeatmeter O₂ nicht null ist
- Hämoglobin ist im venösen Blut nicht vollständig desättigiert (SvO₂ ~70–75%).
- Anatomischer toter Raum (Luftröhre, Bronchien) – kein Gasaustausch.
- Ventilations-Perfusions-Missverhältnis.
- Sauerstoffextraktionsfraktion ~25% in Ruhe; bis zu 70–80% bei maximaler Belastung.
Belastungseffekt
Während der Belastung: O₂-Verbrauch steigt → gemischter venöser O₂ sinkt → ausgeatmeter O₂ sinkt (kann auf 12–13% fallen). CO₂-Produktion steigt → ausgeatmeter CO₂ steigt. Ventilation steigt unverhältnismäßig (Hyperpnoe).
