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Sauerstoffkaskade bei Normoxie

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  • Der Begriff Normoxie bezeichnet den medizinischen Idealzustand der Sauerstoff-versorgung im menschlichen Körper.

  • Das bedeutet, dass in allen Bereichen des Sauerstofftransportsystems, vom Einatmen über die Lunge und das Blut bis zum Ausatmen der Sauerstoffpartialdruck im Normbereich liegt.

  • Bis der in der Inhalationsluft befindliche Sauerstoff von den Mitochondrien verwertet werden kann, muss er einige Hürden überwinden. Dabei reduziert sich der in der Atemluft gemessene Sauerstoffpartialdruck kaskadenförmig.

  • Auf Normal Null (NN) = Meereshöhe (=> Normoxie) herrscht ein Sauerstoffpartialdruck von ca. 159,14 mmHg. Der Wert errechnet sich aus dem Anteil des Sauerstoffes am gesamten Luftdruck, der auf Meereshöhe bei ca. 760 mmHg liegt. 20,94 % trägt dazu der Sauerstoff bei, daher ist der Sauerstoffpartialdruck ca. 159,14 mmHg.

  • In der inhalierten Luft reduziert sich im Rachenraum der Sauerstoffpartialdruck durch Anfeuchten (höhere Wasserdampfanteil) auf ~157 mmHg.

  • In der Lunge verringert sich der Sauerstoff-partialdruck weiter auf ~152 mmHg. Weiterer Anstieg des Wasserdampfanteils.

  • In den Alveolen (kleinste Lungenbläschen) herrscht ein Sauerstoffpartialdruck von nur noch ~105 mmHg. Ab hier diffundiert der Sauerstoff entlang des Partialdruckgefälles in die Alveolkapillaren. In den venösen Enden der Alveolkapillaren herrscht ein niedrigerer Sauerstoff-partialdruck als in den Alveolen. Es diffundiert solange Sauerstoff in die Alveolkapillaren, bis eine Ausgewogenheit erreicht ist.

  • In den Alveolkapillaren befindet sich der Sauerstoff zunächst in physikalisch gelöster Form. Erst, wenn der Anteil des physikalisch gelösten Sauerstoffes in den Alveolkappilaren ansteigt (> 2%), geht der Sauerstoff eine chemische Verbindung mit dem in den roten Blutkörperchen befindlichen Hämoglobin ein. Nach dieser Arterialisierung des Blutes am arteriellen Ende der Alveolkapillaren liegt der Sauerstoffpartialdruck bei ~95 mmHg.

  • Mit dem Blutstrom gelangt der Sauerstoff in die Kapillargefäße des Gewebes. Am arteriellen Ende der Kapillargefäße beträgt der Sauerstoffpartialdruck noch ~89 mmHg. Der Sauerstoffpartialdruck misst nur den physikalisch gelösten Anteil des Sauerstoffes im Blut. Nur der physikalisch gelöste Sauerstoff kann in die Zellen diffundieren.

  • In den Mitochondrien der kapillargefäßnahen Zellen wird der Sauerstoff verbraucht. Der Sauerstoffpartialdruck in der Zelle sinkt ab. Der physikalisch gelöste Sauerstoff diffundiert entlang des Partialdruckgefälles in die Zelle. Dabei stimmt der Sauerstoffpartialdruck der Zelle mit dem der Mitochondrien überein. Der physikalisch gelöste Sauerstoff im Kapillarblut sinkt ab. Der chemisch im Hämoglobin gebundene Sauerstoff löst sich ab und befindet sich dann in gelöster Form im Blut. Sauerstoff diffundiert entlang des Gefälles in die Zelle. u.s.w.

  • Am venösen Ende des Kapillargefäßes herrscht noch ein Sauerstoffpartialdruck von ~41 mmHg. Das venöse Blut fließt zu den Alveolkapillaren und wird dort wieder arterialisiert.
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