Physiologie des Menschen
ALVEOLÄRER GASAUSTAUSCH
Partialdruckunterschiede sind die treibende Kräfte der Gasdiffusion zwischen dem Alveolarraum und dem Inneren der Erys. Der Diffusionsweg von der Alveole in den Ery beträgt 1-2 mikrometer und ist kurz genug um einen Partialdruckausgleich innerhalb der Zeit zu erreichen, die Ery und Alveole miteinander in Kontakt sind (Kontaktzeit in Ruhe ca. 0,75sec.). Im so arterialisierten Blut sind die PCO2 und PO2 praktisch gleich groß wie die entsprechenden Werte in den Alveolen. Der Diffusionsstrom gehorcht dabei dem 1.Fickschen Gesetz. Es besagt das der Diffusionsstrom M, d.h. diejenige Substanzmenge, die durch eine Schicht der Fläche F und der Dicke d hindurchtritt, der wirksamen Konzentrationsdifferenz DC direkt proportional ist:
1. Ficksches Gesetz: M = D * F / d * DC
D ist dabei der Diffusionskoeffizient und ist von der Art der Teilchen und der Temp. abhängig.Wenn ein Gas durch eine Flüssigkeitsschicht diffundiert, so kann die Konzentration durch den Partialdruck ersetzt werden. Der Diffusionskoeffizient D wird dabei zum Diffusionskoeffizient K (Krogh Koeffizient) auch Diffusionsleitfähigkeit bezeichnet. Er besitzt eine andere Dimension und einen anderen Zahlenwert als D. Für die Diffusionsmengen in der Lunge ist er für CO2 etwa 23 mal höher als für Sauerstoff. Das ist der Grund warum die Lunge trotz kleiner CO2-Partialdruckdifferenzen stets eine ausreichende CO2 Diffusion sicherstellen kann:
Das abgewandelte Gesetz lautet jetzt: M = K * F / d * DP
Daraus ist ersichtlich das ein effektiver Diffusionsprozeß eine große Austauschfläche F und einen kleinen Diffusionsweg f benötigt. Beide Voraussetzungen sind in der Lunge mit einer Alveolaroberfläche von 80 qm und einer Diffusionsstrecke von wenigen Mikrometern optimal erfüllt.
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