Gasutbyte är den vitala processen genom vilken syre (O₂) går in i blodbanan och koldioxid (CO₂) avlägsnas. Den sker kontinuerligt i lungans alveoler.
Steg-för-steg-process
- Ventilation (Inandning): Luften kommer in via näsa/mun → luftstrupe → bronker → bronkioler → alveolära säckar.
- Alveolär struktur: ~480 miljoner alveoler; väggar en cell tjock (~0,5 µm); omgivna av tät kapillärnätverk. Total yta ~70 m².
- Diffusion (O₂): Partialtryckgradient driver O₂ från alveolar luft (PₐO₂ ~100 mmHg) in i kapillära blod (PvO₂ ~40 mmHg). O₂ binder till hemoglobin (Hb) i erythrocyter.
- Transport: Oxyhemoglobin färdas via lungvénor → vänster hjärta → systemiska artärer → vävnads kapillärer.
- Vävnadsutbyte: O₂ dissocierar från Hb (underlättas av lågt pO₂, högt pCO₂, lågt pH, värme — Bohr-effekt) och diffunderar in i celler för mitokondriell respiration.
- CO₂-produktion: Cellulär metabolism genererar CO₂; diffunderar in i kapillärer.
- CO₂-transport: Tre former: upplöst (10%), bikarbonat (HCO₃⁻, 70% via karbonanhydras), karbamino-Hb (20%).
- Utandning: CO₂ diffunderar från lungkapillärer (PvCO₂ ~45 mmHg) in i alveoler (PₐCO₂ ~40 mmHg) → utandats.
Viktiga principer
- Ficks lag: Diffusionshastighet ∝ (Yta × ΔP) / Tjocklek. Emfysem ↓ yta; fibros ↑ tjocklek; båda förvärrar utbyte.
- Ventilation-Perfusion (V/Q) Matchning: Optimal när alveolar luftflöde matchar kapillärt blodflöde. Mismatch orsakar hypoxemi.
- Oxyhemoglobin-dissociationskurva: Sigmoid form möjliggör laddning i lungor (högt pO₂) och avladdning i vävnader (lågt pO₂).
Klinisk relevans
Förvärrat gasutbyte ligger till grund för respiratorisk svikt (hypoxemisk, hyperkapnisk), styr ventilatorhantering och förklarar höjd/förhöjd fysiologi.
Denna eleganta, passiva process upprätthåller varje aerob cell i kroppen.
