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Die Alveolen stellen die Endstücke und somit die kleinsten Einheiten des Bronchialbaums dar. Sie sind die Orte des Gasaustausches, wo Sauerstoff aus der eingeatmeten Luft ins Blut übergeht und Kohlendioxid aus dem Blut zur Ausatmung abgegeben wird. Diese mikroskopisch kleinen Lufträume sind am Ende der Atemwege gelegen und bilden die Schnittstelle zwischen der Atemluft und dem Blutkreislauf. Alles rund um Aufbau, Funktion und Klinik gibt es in diesem Artikel.
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Alveolen – Definition
Alveolen sind winzige, sackartige Strukturen in der Lunge, die an den Enden der kleinsten Atemwege, den Bronchiolen, sitzen. Es handelt sich dabei gewissermaßen um luftgefüllte Bläschen, weshalb man auch von den “Lungenbläschen” spricht. Funktionell sind sie der Ort, an dem der Gasaustausch stattfindet. Die Wände der Alveolen sind extrem dünn und von einem dichten Netzwerk feiner Kapillaren umgeben, was den Austausch von Gasen zwischen Luft und Blut ermöglicht.
Riesige Austauschfläche
Schätzungsweise besitzt die gesamte Lunge etwa 300 bis 400 Millionen Alveolen. Zusammen bilden sie eine Austauschfläche von stolzen 80 bis 120 Quadratmeter.
Alveolen – Aufbau und Histologie
Die Alveolen sind weinrebenartig um einen Alveolargang (Ductus alveolaris) zu Säckchen (Sacculi alveolares) angeordnet und setzen am Ende der respiratorischen Bronchioli an. Der Durchmesser einer einzelnen Alveole ist abhängig vom Atemzyklus:
- Durchmesser Exspiration: 50 – 150 Mikrometer
- Durchmesser Inspiration: 200 – 300 Mikrometer
Die Wand der Alveolen ist wiederum aus insgesamt drei verschiedenen Zelltypen aufgebaut. Dazu gibt die folgende Tabelle einen Überblick.
| Zelltyp | Anteil | Eigenschaften |
| Pneumozyten Typ 1 | 85% der Alveolaroberfläche |
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| Pneumozyten Typ 2 | 15% der Alveolaroberfläche |
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| Alveolarmakrophagen | ca. 50 pro Alveole |
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Phagozytose von Schwebstoffen in der Lunge
Zu den Schwebstoffen, die mit der Atemluft in die Lunge gelangen, gehören organische sowie anorganische Stäube, wie zum Beispiel Gesteins- oder Blütenstaub. Diese müssen phagozytiert werden, um einen chronischen Reizzustand und eine Entzündung der Lungenbläschen zu verhindern.
Zwischen den Alveolen befinden sich außerdem die Alveolarsepten mit elastischen Fasern und Kapillaren. In diesen Septen befinden sich zudem die sogenannten “Kohn´schen Poren”, über die zwei benachbarte Alveolen miteinander in Verbindung stehen.
Blut-Luft-Schranke (Alveolarmembran)
Das Ziel im Endabschnitt der Lunge besteht darin, eine möglichst kurze Diffusionsstrecke zwischen der Atemluft (in Alveolarraum) und dem Blut (in Kapillaren) zu generieren. Die Blut-Luft-Schranke beziehungsweise Alveolarmembran ist lediglich zwischen 0,2 und 2 Mikrometern dick und setzt sich aus folgenden Schichten zusammen (Blut -> Luft):
- Kapillarendothel (vom kontinuierlichen Typ)
- Gemeinsame Basallamina
- Pneumozyten Typ 1
- Surfactant-Film
Embryologie
Alveolen tauchen im Rahmen der Entwicklung als erstes an den Bronchioli respiratorii auf. Die Bildung erfolgt um die 16. Entwicklungswoche herum. Rund vier Wochen später kommt es schließlich zur Formung der Alveolarsäckchen. Die Bildung neuer Säckchen dauert allerdings bis zum achten Lebensjahr an.
Alveolen – Funktion und Gasaustausch
Die Hauptfunktion der Alveolen ist der Gasaustausch. Sauerstoff (O2) aus der eingeatmeten Luft diffundiert durch die dünne Alveolarmembran in das umgebende Kapillarnetz, während Kohlendioxid (CO2) aus dem Blut in die Alveolen übertritt und mit der Ausatemluft abgegeben wird. Dieser Austausch wird durch die großen Unterschiede in den Partialdrücken der Gase in der Atemluft und im Blut angetrieben. Der Prozess des Gasaustausches ist für die Zellatmung und die Energieproduktion in den Körperzellen essentiell.
Hinsichtlich der Blutzirkulation gelangt das kohlendioxidreiche und sauerstoffarme Blut über die untere und obere Hohlvene in das rechte Herz und von dort aus über die Lungenarterie in die Lunge. Nach der Anreicherung mit Sauerstoff und der Abgabe des CO2 fließt das Blut wieder über die Lungenvenen zurück zum Herzen, von wo aus es über die Aorta in den Körperkreislauf gepumpt wird.
Alveolen – Klinik
Erkrankungen der Alveolen können die Lungenfunktion erheblich beeinträchtigen und zu Atemnot führen. Ein häufiges Problem ist das Lungenödem, bei dem Flüssigkeit in die Alveolen austritt und den Gasaustausch behindert. Infektionskrankheiten wie die Pneumonie (Lungenentzündung) sind ebenfalls von klinischer Bedeutung. Darüber hinaus können die Alveolen durch dauerhafte Schadstoffexposition geschädigt werden. Beispielsweise induziert Rauchen über lange Zeiträume hinweg Umbauprozesse, wodurch es zu Krankheiten wie dem Lungenemphysem oder COPD (Chronisch obstruktive Lungenerkrankung) kommen kann. Auch Neugeborene können in diesem Bereich der Lunge Probleme bekommen. Da die Typ2-Pneumozyten erst ab der 35. Schwangerschaftswoche ausreichend viel Surfactant produzieren, leiden speziell Frühgeborene häufig an einem Atemnotsyndrom, da sich die Alveolen beim Einatmen nicht richtig entfalten und beim Ausatmen kollabieren.
Häufige Fragen
- Wie funktioniert der Gasaustausch in den Alveolen?
- Sind Alveolen Lungenbläschen?
- Wann bilden sich Alveolen?
Der Gasaustausch in den Alveolen, den kleinen luftgefüllten Bläschen in der Lunge, funktioniert durch Diffusion. Sauerstoff aus der eingeatmeten Luft diffundiert durch die dünne Membran der Alveolen in das umliegende Blut, während Kohlendioxid aus dem Blut in die Alveolen diffundiert und anschließend ausgeatmet wird. Diese Vorgänge werden durch hohe Konzentrationsunterschiede dieser Gase zwischen Blut und Alveolarraum begünstigt.
Ja, Alveolen werden auch als Lungenbläschen bezeichnet. Sie sind mikroskopisch kleine, sackartige Strukturen am Ende der Atemwege in der Lunge, wo der Gasaustausch zwischen der Atemluft und dem Blut stattfindet. Allerdings ist der Begriff “Alveole” außerdem ein Synonym für das Zahnfach (Kieferalveole) sowie für die Milchbläschen bei der Frau (Milchalveole).
Alveolen tauchen im Rahmen der Entwicklung als erstes an den Bronchioli respiratorii auf. Die Bildung erfolgt um die 16. Entwicklungswoche herum. Rund vier Wochen später kommt es schließlich zur Formung der Alveolarsäckchen. Die Bildung neuer Säckchen dauert allerdings bis zum achten Lebensjahr an.
- Atemwege und Lunge, https://next.amboss.com/... (Abrufdatum: 20.02.2024)
- Pneumonie, https://viamedici.thieme.de/... (Abrufdatum: 20.02.2024)
- Atemnotsyndrom des Neugeborenen, https://next.amboss.com/... (Abrufdatum: 20.02.2024)
