Gasudveksling i lungerne: Hvordan ilt og kuldioxid bevæger sig over alveolær-kapillær membran

Pulmonal gasudveksling sker ved passiv diffusion ned langs partiel tryk-gradienter over alveolær-kapillær membran.

Processen

1. O₂-diffusion: Alveolært P_O₂ (~100 mmHg) > Kapillært blod P_O₂ (~40 mmHg) → O₂ bevæger sig ind i blod, binder hæmoglobin
2. CO₂-diffusion: Kapillært blod P_CO₂ (~45 mmHg) > Alveolært P_CO₂ (~40 mmHg) → CO₂ bevæger sig ind i alveoler, udåndes

Faktorer der påvirker diffusion (Ficks lov)

• Overfladeareal: ~70 m² hos voksne (emfysem, fibrose reducerer det)
• Membran-tykkelse: ~0,5 μm normalt (ødem, fibrose øger det)
• Partiel tryk-gradient: Oprahældes af ventilation (alveolært) og perfusjon (kapillært)
• Diffusions-koefficient: CO₂ diffunderer ~20x hurtigere end O₂ (højere løselighed)

Perfusions-begrænset vs. diffusions-begrænset

• Normal O₂-udveksling: Perfusions-begrænset (ekvilibrerer tidligt i kapillær; begrænset af blodgennemstrømning)
• Sygdom/motion/højde: Kan blive diffusions-begrænset (utilstrækkelig tid til ekvilibrering)
• CO₂-udveksling: Altid perfusions-begrænset (høj løselighed)

Denne elegante passive proces opretholder aerobt liv.