Nachdem die Lungenventilation (Einatmen von Luft) stattgefunden hat und die Lungen mit Luft gefüllt sind, findet die zweite Phase der Atmung statt, der pulmonale Gasaustausch.

Der pulmonale Gasaustausch findet in der Lunge zwischen den Alveolen und dem Blut statt. Er wird auch als „externe Atmung“ bezeichnet, da er die Atmungsprozesse umfasst, die mit der äußeren Umgebung in Kontakt stehen.

Der Prozess des Lungengasaustausches entfernt CO2 aus dem Blut und füllt den O2-Vorrat des Blutes auf.

Der Gasaustausch erfolgt entlang eines Druckgradienten durch einen Prozess, der als „Diffusion“ bekannt ist. Wenn wir einatmen, atmen wir Luft ein, die aus einer Mischung von Gasen besteht, darunter O2 und CO2.

Diese Gase haben jeweils einen Druck, der von ihrer Konzentration in der Gasmischung abhängt. Diese individuellen Drücke werden als Partialdrücke bezeichnet.

Die Unterschiede in den Partialdrücken zwischen den Gasen in den Alveolen und im Blut erzeugen ein Druckgefälle über die Atmungsmembran (Membran, die die Alveolen und Blutkapillaren trennt).

Wenn der Druck auf beiden Seiten der Membran gleich wäre, gäbe es keinen Gasaustausch und keine Bewegung von O2 und CO2. Wo die Partialdrücke von O2 und CO2 unterschiedlich sind, findet ein Gasaustausch statt.

Gase bewegen sich von einem Bereich mit hoher Konzentration (hoher Druck) zu einem Bereich mit niedriger Konzentration (niedriger Druck). Da die frisch eingeatmete Luft in den Alveolen einen hohen O2-Gehalt hat, diffundiert das O2 durch die Atemmembran in das Blut, wo die O2-Konzentration niedrig ist. Dieses Blut ist nun „sauerstoffhaltig“ und wird zur Verwendung an die Gewebe des Körpers weitergeleitet, wie in der folgenden Abbildung zu sehen ist.

Das Blut, das aus den Geweben des Körpers in die Alveolen gelangt ist, enthält viel CO2. Das CO2 in diesem „sauerstoffarmen“ Blut diffundiert durch die Atmungsmembran in die Alveolen in einen Bereich mit niedriger CO2-Konzentration und wird dann aus der Lunge ausgeatmet. Dies ist auch in der obigen Abbildung zu sehen.

Damit O2 in das Blut aufgenommen werden kann, bindet es sich an Hämoglobin (Hb), eine Verbindung, die sich auf unseren roten Blutkörperchen befindet. Sauerstoffhaltiges Blut (das in den Arterien transportiert wird) ist aufgrund der Bindung von Hämoglobin und Sauerstoff hellrot. Desoxygeniertes Blut (in den Venen) ist viel dunkler rot, da kein Sauerstoff zur Bindung an Hämoglobin zur Verfügung steht.

Desauerstoffarmes Blut wird oft als „blau“ bezeichnet, im Gegensatz zu dunkelrot. Diese Bezeichnung wird in erster Linie zur Unterscheidung von sauerstoffhaltigem und sauerstoffarmem Blut verwendet, um die Unterschiede zu verdeutlichen und um sie in Diagrammen darzustellen. Desoxygeniertes Blut ist nicht „blau“ wie der Himmel an einem sonnigen Tag (bitte schneiden Sie sich nicht, um dies zu überprüfen!), sondern ein sehr dunkles Rot, das bläulich erscheinen kann, wenn man es durch die oberflächlichen Venen des Körpers betrachtet – prüfen Sie die Farbe der Venen in Ihrem Unterarm oder Ihren Händen.