Sauerstoffaustausch

Sauerstoffaustausch bezeichnet den physiologischen Prozess, bei dem Sauerstoff aus der eingeatmeten Luft ins Blut diffundiert und Kohlendioxid aus dem Blut in die Ausatmung abgegeben wird. Der Hauptort ist die alveolokapilläre Membran der Lunge, die Alveolen von den Kapillaren trennt.

Der Gasaustausch erfolgt primär durch Diffusion nach dem Fick-Gesetz. Das O2-Partialdruckgefälle zwischen Alveolarraum und Blut treibt die Aufnahme von Sauerstoff ins Blut, CO2 diffundiert in entgegengesetzter Richtung. Faktoren, die ihn beeinflussen, sind Membrandicke, Oberfläche der Membran, Diffusionskoeffizient der Gase und das Verhältnis von Belüftung zu Durchblutung (Ventilation-Perfusion-Verhältnis, V/Q).

O2 wird im Blut überwiegend an Hämoglobin gebunden transportiert; gelöster Sauerstoff spielt eine geringere Rolle. Die Sauerstoffversorgung des Gewebes wird durch arterielle pO2 und die Sauerstoffsättigung (SaO2) bestimmt. CO2 wird als Bikarbonat transportiert und über die Atmung abgegeben. Die Diffusionskapazität der Lunge (DLCO) gibt Auskunft darüber, wie gut CO durch die Membran diffundieren kann und dient als Referenz für den Gasaustausch.

Beeinträchtigungen treten auf bei Erkrankungen, die Ventilation, Perfusion oder Diffusion stören, etwa COPD, Lungenfibrose, ARDS, Lungenödeme oder vaskuläre Störungen. Alter, Anämie und andere Zustände beeinflussen ebenfalls den O2-Austausch.

Klinisch werden PaO2, SaO2 und DLCO gemessen, um den Gasaustausch zu bewerten. Behandlungen richten sich nach Ursache und zielen darauf ab, ausreichende Sauerstoffversorgung sicherzustellen, oft ergänzt durch Sauerstofftherapie und Behandlung der Grunderkrankung.