Zuurstofdiffusie

Zuurstofdiffusie is het proces waarbij zuurstofmoleculen zich van een gebied met een hogere zuurstofdruk (pO2) naar een gebied met een lagere pO2 verplaatsen door een medium zoals lucht, water of een biologisch membraan. In levende wezens is diffusie een belangrijk mechanisme voor gasuitwisseling, bijvoorbeeld tussen alveolaire lucht en bloed in de longen en tussen bloed en de cellen in weefsels.

Fysische basis en factoren. De snelheid van diffusie wordt bepaald door de diffusiecoëfficiënt van zuurstof in het betreffende medium, de oppervlakte waarlangs diffuus plaatsvindt en de graad van de zuurstofgradiënt, evenals de afstand (dikte van de membraan). Volgens de Wet van Fick is de flux ongeveer evenredig met D maal de concentratie-/drukgradiënt en omgekeerd evenredig met de afstand. Temperatuur, oplosbaarheid van zuurstof en de structuur van het membraan beïnvloeden eveneens de diffusiesnelheid.

Toepassing in de biologie. In de longen diffundeert zuurstof van het alveolaire luchtgebied naar het bloed door de alveolaire-membraan en vervolgens verder in de weefsels; kooldioxide diffundeert in omgekeerde richting. In de weefsels diffundeert zuurstof van capillair bloed naar de cellen en diffundeert kooldioxide terug naar het bloed. Diffusie is vaak snel genoeg over kleine afstanden, maar kan vertragen bij grotere afstand of bij verdikking van de membraan.

Ziekten en metingen. De effectieve diffusiecapaciteit van de longen (DLCO) geeft een indicatie van zuurstofdiffusie; deze kan afnemen bij ziekte zoals fibrose, longoedeem of ernstig emfyseem door verdikking of verlies van oppervlak. Bij aanzienlijk grotere afstanden of verminderde diffusiekanalen kan de zuurstofvoorziening aan weefsels onvoldoende zijn.