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Atmung - Gasaustausch


In den Alveolen findet der Gasaustausch statt.


In der Lunge befinden sich etwa 300 Millionen Alveolen. Die Gesamtgasaustauschfläche der Alveolen entspricht der eines Fußballfeldes. Das sauerstoffarme Blut, das vom rechten Herzen in die Lunge gepumpt wird, umspült die Alveolen in Form eines Kapillarnetzes.


Anatomie Atemwege, Die Alvelolen die Lungenbläschen

Abb. 44: Atmung - Lungengewebe, www.istockphoto.com, Lung Tissue Section, Dateinr.: 1927154 © Chris Dascher

Sauerstoff wandert aus den mit Frischluft gefüllten Lungenbläschen ins Blut. Kohlendioxid wird aus dem Blut in die Lungenbläschen abgegeben. Das Blut fließt zum linken Herzen und wird von dort in den Körper gepumpt.


So gelangt der Sauerstoff ins Blut:

  • Mit der Einatmung gelangt Frischluft in die Alveolen. Die Konzentration des Sauerstoffs in der Einatemluft ist höher als die im venösen Körperblut. Sauerstoff diffundiert (Stoffe wandern durch eine Membran einem Konzentrationsgefälle folgend) durch die dünnen Häute der Alveolen ins Blut.

So gelang das Kohlendioxid in die Ausatemluft:

  • Im Rahmen der Stoffwechselfunktionen des Körpers entsteht als Abfallprodukt Kohlendioxid. Dieses wird über die Lunge abgeatmet. Das sauerstoffarme Blut, das die Alveolen umspült, ist angereichert mit Kohlendioxid. Die Konzentration von Kohlendioxid im Blut ist höher als in der Einatemluft. Das Kohlendioxid diffundiert dem Konzentrationsgefälle folgend in die Alveolen und wird mit der Ausatmung an die Umwelt abgegeben.

Transport von Sauerstoff und Kohlendioxid im Blut:

  • Sauerstoff wird im Blut zu 97% an das Hämoglobin der Erythrozyten gebunden und auf diese Weise zu den Organen transportiert. Nur der sehr geringe Teil von 3% ist im Blut gelöst. Dieser Teil wird als paO2 in der arteriellen Blutgasanalyse angezeigt.

  • 70% des Kohlendioxids diffundieren in die Erythrozyten und verbinden sich dort mit Wasser zu Bicarbonat. In der Lunge wird diese Verbindung durch ein Enzym wieder gelöst und Kohlendioxid kann abgeatmet werden. Ein weiterer Teil des Kohlendioxids bindet sich vorübergehend an Eiweiße. Ein sehr geringer Teil ist physikalisch gelöst; dieser Anteil wird in der arteriellen Blutgasanalyse als paCO2 gemessen.

Einflussfaktoren auf die Diffusion:


Wie gut oder wie schlecht die Gase in der Lunge diffundieren, hängt von folgenden grundlegenden Faktoren ab:


  • der Diffusionsstrecke. Ist die Membran, durch die ein Gas diffundiert, verdickt (z.B. durch ein Ödem), ist die Diffusionstrecke verlängert. Der Gasaustausch ist erschwert. Dies ist beispielsweise bei einem Lungenödem der Fall.

  • der Diffusionsfläche. Je größer die Fläche, durch die ein Gas diffundieren kann, desto leichter ist die Diffusion. Ist die Gasaustauschfläche verkleinert (z.B. bei einer Lungenteilresektion), behindert dies die Diffusion und damit den Gasaustausch.

  • der Partialdruckdifferenz. Gemeint ist das Konzentrationsgefälle der Gase an beiden Seiten der Membran. Ist dieses Gefälle groß, also viel Sauerstoff in der Einatemluft und wenig im Blut, diffundiert das Gas sehr schnell. Ist das Gefälle gering, geht die Diffusion langsam vonstatten.

  • der Diffusionszeit. Einfach und logisch: Auch die Gase brauchen eine Zeit, um durch die Membranen zu wandern. Ist diese Zeit verkürzt (z.B. bei hechelnder Atmung), kann nur wenig Gas - auf die Schnelle - durch die Membranen diffundieren.

  • dem Gasaustauschkoeffizienten. Nicht alle Gase durchwandern eine Membran gleich gut. So diffundiert z.B. Kohlendioxid zwanzig Mal schneller durch die Membranen zwischen Blut und Alveolen als Sauerstoff.

Das war der Gasaustausch.


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