Funktion und Erkrankungen der Alveolen

Alveolen sind ein wichtiger Teil des Atmungssystems, dessen Funktion es ist, Sauerstoff- und Kohlendioxidmoleküle zum und vom Blutkreislauf auszutauschen. Diese winzigen, ballonförmigen Luftsäcke sitzen ganz am Ende des Atmungsbaums und sind in Gruppen in der Lunge angeordnet.

Struktur

Alveolen sind winzige ballonförmige Strukturen und sind die kleinsten Passagen im Atmungssystem. Die Alveolen sind sehr dünn und ermöglichen den relativ einfachen Durchgang von Sauerstoff und Kohlendioxid (CO2) zwischen den Alveolen und den Blutgefäßen, den Kapillaren.

Ein Kubikmillimeter Lungengewebe enthält etwa 170 Alveolen. Während die Gesamtzahl von Person zu Person variieren kann, befinden sich buchstäblich Millionen in der menschlichen Lunge auf einer Fläche von etwa 70 Quadratmetern.

Zellen der Alveolen

Die Alveolen bestehen aus zwei verschiedenen Zelltypen, die unterschiedliche Funktionen haben:

• Pneumozyten vom Typ I sind die Zellen, die für den Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid verantwortlich sind.

• Pneumozyten vom Typ II erfüllen zwei wichtige Funktionen. Sie sind für die Reparatur von Schäden an der Alveolarschleimhaut verantwortlich und scheiden auch Tenside aus.

Es gibt auch viele Immunzellen, die als Alveolarmakrophagen in den Alveolen bekannt sind. Makrophagen sind im Wesentlichen die "Müllwagen" des Immunsystems und phagozytieren oder "fressen" Trümmer, auf die sie stoßen. Sie sind dafür verantwortlich, Partikel, die nicht von den Zilien oder Schleim in den oberen Atemwegen erfasst werden, sowie abgestorbene Zellen und Bakterien zu entfernen.

Funktion

Alveolen sind der Endpunkt des Atmungssystems, das beginnt, wenn wir Luft in den Mund oder die Nase einatmen. Die sauerstoffreiche Luft strömt durch die Luftröhre und dann über den rechten oder linken Bronchus in eine der beiden Lungen. Von dort wird die Luft durch immer kleinere Durchgänge, Bronchiolen genannt, am Alveolargang vorbei geleitet, bis sie schließlich in eine einzelne Alveole eintritt.

Alveolen sind mit einer flüssigen Schicht ausgekleidet, die als Tensid bekannt ist und die Form und Oberflächenspannung des Luftsacks beibehält. Durch die Aufrechterhaltung der Oberflächenspannung gibt es mehr Oberfläche, durch die Sauerstoff- und CO2-Moleküle passieren können.

An dieser Verbindungsstelle diffundieren Sauerstoffmoleküle durch eine einzelne Zelle in einer Alveole und dann durch eine einzelne Zelle in einer Kapillare, um in den Blutkreislauf zu gelangen. Gleichzeitig werden Kohlendioxidmoleküle, ein Nebenprodukt der Zellatmung, zurück in die Alveole diffundiert, wo sie durch Nase oder Mund aus dem Körper ausgeschieden werden.

Die Sauerstoffdiffusion von den Alveolen zu den Kapillaren erfolgt, weil die Sauerstoffkonzentration in den Kapillaren geringer ist. In ähnlicher Weise diffundiert Kohlendioxid von den Kapillaren zu den Alveolen, wo die Kohlendioxidkonzentration geringer ist.

Während der Inhalation dehnen sich die Alveolen aus, da der Unterdruck in der Brust durch die Kontraktion des Zwerchfells entsteht. Beim Ausatmen federn die Alveolen zurück (zurückfedern), wenn sich das Zwerchfell entspannt.

Zugehörige Bedingungen

Es gibt eine Reihe von Erkrankungen, die sich direkt auf die Alveolen auswirken können (die wir als alveoläre Lungenerkrankungen bezeichnen). Diese Krankheiten können dazu führen, dass sich die Alveolen entzünden und vernarben oder sich mit Wasser, Eiter oder Blut füllen.

Zusätzlich zu Schäden, die durch Entzündungen oder Infektionen in den Alveolen verursacht werden, hängt die ordnungsgemäße Funktion davon ab, dass der Körper ein Gleichgewicht zwischen Überblähung und Unterblähung der Alveolen aufrechterhält:1

• Überdehnung: Das Vorhandensein eines gesunden Bindegewebe-Stützsystems ist erforderlich, um eine Überdehnung der Alveolen zu verhindern. Ein Beispiel für eine Verletzung, die zu einer Überdehnung führen kann, ist die mechanische Beatmung (Atmung über ein Beatmungsgerät).

• Surfactant Dysfunktion: Surfactant verhindert, dass die Alveolen zwischen den Atemzügen vollständig kollabieren. Um zu verstehen, warum dies wichtig ist, können Sie sich vorstellen, wie es einfacher ist, einen teilweise aufgeblasenen Ballon aufzublasen, als einen vollständig kollabierten Ballon aufzublasen. Medizinische Erkrankungen wie das Atemnotsyndrom bei Säuglingen sowie einige genetische Erkrankungen können eine Surfactant-Dysfunktion verursachen, die zum Kollaps der Alveolen führt.

Unter den Bedingungen, die die Alveolen betreffen:

Emphysem

Emphysem ist ein Zustand, bei dem die Entzündung in der Lunge die Erweiterung und Zerstörung der Alveolen verursacht. Neben dem Verlust von Alveolen beginnen die Zellwände der verbleibenden Luftsäcke zu verhärten und verlieren an Elastizität. Dies erschwert das Ausstoßen von Luft aus der Lunge (ein Zustand, der als Air Trapping bezeichnet wird).

Air Trapping erklärt, warum das Ausatmen bei Menschen mit Emphysem normalerweise schwieriger ist als das Einatmen. Diese Unfähigkeit, Luft auszustoßen, führt zu einer weiteren Dilatation der Alveolen und einem erhöhten Funktionsverlust.

Lungenentzündung

Lungenentzündung ist eine Infektion, die die Alveolen in einer oder beiden Lungen entzündet und dazu führen kann, dass sich die Luftsäcke mit Eiter füllen.

Tuberkulose

Tuberkulose ist eine bakterielle Infektionskrankheit, die durch das Wachstum von Knötchen im Lungengewebe gekennzeichnet ist. Die Krankheit befällt hauptsächlich die Alveolen, wenn Bakterien eingeatmet werden, was zur Bildung von Eiter in den Lungenbläschen führt.

Bronchioloalveoläres Karzinom (BAC)

Bronchioloalveoläres Karzinom (BAC) ist eine Form von Lungenkrebs, die heute stattdessen als Unterart des Lungenadenokarzinoms angesehen wird. Diese Krebsarten beginnen in den Alveolen und werden oft diffus in einer oder beiden Lungen gefunden.

Akutes Atemnotsyndrom (ARDS)

Das akute Atemnotsyndrom (ARDS) ist eine lebensbedrohliche Lungenerkrankung, die verhindert, dass Sauerstoff in die Lunge gelangt, wenn sich Flüssigkeiten in den Alveolen ansammeln. ARDS tritt häufig bei kritisch kranken Patienten auf.

Atemnotsyndrom (RDS)

Das Atemnotsyndrom (RDS) tritt bei Frühgeborenen auf, deren Körper noch nicht genügend Surfactant produziert hat, um die Alveolen auszukleiden und daher weniger Oberfläche für den Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid zur Verfügung steht.

Lungenödem

Lungenödem ist ein Zustand, der durch überschüssige Flüssigkeit in der Lunge verursacht wird, die sich in den Alveolen ansammelt und zu Atemversagen führen kann.

Alveoläre Proteinose

Die pulmonale alveoläre Proteinose ist eine seltene Erkrankung, bei der sich Proteine in den Alveolen anreichern. Am häufigsten handelt es sich um eine Autoimmunerkrankung, die bei Erwachsenen im Alter von 20 bis 50 Jahren auftritt, aber auch als angeborene (von Geburt an) auftretende Erkrankung.

Rauchen

Als einziger Risikofaktor für Lungenerkrankungen ist bekannt, dass Tabakrauch die Atemwege auf allen Ebenen beeinflusst. Dazu gehören die Alveolen.

Zigarettenrauch beeinflusst auch die Funktion der Alveolen und verursacht Schäden bis auf molekularer Ebene. Es stört die Fähigkeit unseres Körpers, sich selbst zu reparieren, wie es nach einer Infektion oder einem Trauma möglich ist. So kann die Alveolarschädigung ungehindert fortschreiten, da die Lunge ständig giftigen Dämpfen ausgesetzt ist.

Ein Wort von Verywell

Die Lungenbläschen erfüllen eine der wichtigsten Funktionen unseres Körpers. Sie sind das Tor, durch das Sauerstoff in unseren Blutkreislauf gelangt und der primäre Weg, auf dem einige der Abfallprodukte des Stoffwechsels (Kohlendioxid) den Körper verlassen.

Krankheiten, die die Alveolen betreffen, können zu einer verminderten Sauerstoffversorgung des Gewebes unseres Körpers und folglich zu Schäden (aufgrund von Hypoxie) an jedem wichtigen Organ führen.