Pulmonaler Gasaustausch: Wie Sauerstoff und Kohlendioxid die Alveolar-Kapillaren-Membran überqueren

Blut wird in der Lunge nicht „resorbiert“. Stattdessen findet Gasaustausch über die Alveolar-Kapillaren-Membran statt.

Prozess

1. Ventilation: Luft erreicht Alveolen (winzige Luftsäckchen) während der Inspiration.
2. Diffusion: Entlang partieller Druckgradienten:
   • O₂ bewegt sich von Alveolarluft (PO₂ ~100 mmHg) → Kapillarenblut (PO₂ ~40 mmHg).
   • CO₂ bewegt sich von Kapillarenblut (PCO₂ ~45 mmHg) → Alveolarluft (PCO₂ ~40 mmHg).
3. Transport: O₂ bindet an Hämoglobin in roten Blutkörperchen (98,5 %) und löst sich im Plasma (1,5 %). CO₂ wird als Bikarbonat (70 %), Carbaminohämoglobin (23 %) und gelöst (7 %) transportiert.
4. Zirkulation: Sauerstoffreiches Blut reist über Lungenvenen → linkes Herz → systemische Arterien → Gewebe. Sauerstoffarmes Blut kehrt über systemische Venen → rechtes Herz → Pulmonalarterien zurück.

Wichtige strukturelle Merkmale, die den Austausch optimieren

• Massive Oberfläche (~70 m²) von ~300 Millionen Alveolen.
• Minimale Diffusionsdistanz (<0,5 µm) aufgrund dünner Typ-I-Pneumozyten und Kapillaren-Endothel, die eine Basalmembran teilen.
• Ventilations-Perfusions-Anpassung.

Dieses effiziente System gewährleistet eine kontinuierliche Sauerstoffversorgung für die Zellatmung und CO₂-Entfernung.