Kulstofdioxid-diffusion i lungerne: Hvordan CO₂ forlader blodstrømmen

Kulstofdioxid (CO₂), et metabolisk affaldsprodukt, transporteres fra væv til lungerne via blodstrømmen. I de pulmonale kapillærer diffunderer CO₂ ind i alveolerne og udåndes – en passiv proces drevet af koncentrationsgradienter.

Diffusionsprincipper

Diffusion bevæger molekyler fra højere til lavere koncentration uden energitilførsel. Hastigheden afhænger af:

• Koncentrationsgradient: Skarpere gradient = hurtigere diffusion. Venøst blod har højt PCO₂ (~45 mmHg); alveolar luft lavt PCO₂ (~40 mmHg).
• Overfladeareal: Alveoler giver ~70 m² til gasudveksling.
• Membrantykkelse: Alveolær-kapillær barriere er ultra-tynd (~0,5 µm), minimerer diffusionsafstand.
• Temperatur: Højere temperatur øger molekylær kinetisk energi og diffusionshastighed.
• Løselighed: CO₂ er ~20× mere løselig i vand end O₂, faciliterer hurtig ekvilibrering.

Trin i CO₂-diffusion i lungerne

1. CO₂ diffunderer fra røde blodlegemer → plasma → kapillær endotel → interstitiel væske.
2. Krydser alveolært epitel (type I pneumocyter) ind i alveolar luft.
3. Udåndes via bronkietræet.

Fysiologiske forbedringer

• Carbonic anhydrase i røde blodlegemer konverterer hurtigt HCO₃⁻ + H⁺ → CO₂ + H₂O, opretholder gradienten.
• Ventilation-perfusions-matchning sikrer frisk alveolar luft kontakter perfunderede kapillærer.
• Højt hjerteudslæt under motion øger CO₂-leverance og fjernelsekapacitet.

Effektiv CO₂-fjernelse er kritisk for syre-base-balance. Forringet diffusion (f.eks. lungefibrose, ødem) forårsager hyperkapni og respiratorisk acidos.