Metabolische Funktionen der Lunge

Die Lunge ist nicht nur ein Organ des Gasaustauschs, sondern auch metabolisch aktiv. Da das gesamte Herzzeitvolumen die Lungenzirkulation durchläuft, ist die Lunge in einzigartiger Weise positioniert, um zirkulierende biologisch aktive Substanzen zu synthetisieren, zu aktivieren und zu inaktivieren, wodurch die chemische Zusammensetzung des Blutes beim Durchtritt durch die Lungenkapillaren modifiziert wird.

Definition

Metabolische Funktionen der Lunge sind die nicht-respiratorischen biochemischen Aktivitäten der Lunge, einschließlich der Synthese, Aktivierung und Inaktivierung zirkulierender Substanzen durch pulmonale Endothel- und Epithelzellen, während das Blut die Lungenzirkulation durchläuft.

Scope

Dieses Thema behandelt die nicht-respiratorischen metabolischen Funktionen der Lunge: die Verarbeitung vasoaktiver und anderer Mediatoren am Lungenendothel, die Synthese von Substanzen wie Surfactant-Lipiden durch das Lungenepithel und die Position der Lunge als Filter und Ort des First-Pass-Metabolismus im Kreislauf. Es handelt sich um eine referenzielle, lehrreiche Physiologie und behandelt keine Arzneimitteldosierung oder -behandlung.

Core questions

• Warum ist die Lunge gut geeignet, zirkulierende Substanzen zu metabolisieren?
• Welche vasoaktiven Substanzen werden in der Lungenzirkulation charakteristischerweise aktiviert oder inaktiviert?
• Was synthetisiert die Lunge selbst und wo?
• Wie beeinflusst der pulmonale First-Pass-Metabolismus die Zusammensetzung des arteriellen Blutes?

Key concepts

• Pulmonaler First-Pass-Metabolismus
• Pulmonale endotheliale Verarbeitung von Mediatoren
• Aktivierung und Inaktivierung vasoaktiver Substanzen
• Synthese von Surfactant-Lipiden durch die Lunge
• Die Lunge als Kreislauffilter

Mechanisms

Da praktisch das gesamte Herzzeitvolumen das pulmonale Kapillarbett durchströmt und dieses Bett eine enorme endotheliale Oberfläche aufweist, ist die Lunge in der Lage, auf im Blut gelöste Substanzen einzuwirken. Pulmonale Endothelzellen tragen Enzyme, die zirkulierende Mediatoren umwandeln oder entfernen, sodass einige vasoaktive Substanzen während eines einzigen Durchgangs durch die Lunge aktiviert und andere inaktiviert werden; klassische Physiologielehrbücher beschreiben diese selektive Verarbeitung vasoaktiver Substanzen am Lungenendothel. Das Lungenepithel synthetisiert auch eigene Substanzen, insbesondere die Lipide des pulmonalen Surfactants, die von Alveolarzellen Typ II produziert werden. Durch diese Aktivitäten modifiziert die Lunge den chemischen Gehalt des in den systemischen arteriellen Kreislauf eintretenden Blutes und trägt zur Mediatorbalance des gesamten Körpers bei.

Clinical relevance

Das Erkennen der metabolischen Rolle der Lunge erklärt, warum die Lungenzirkulation die systemischen Spiegel zirkulierender Mediatoren beeinflussen kann und warum einige intravenös verabreichte Substanzen beim ersten Durchgang durch die Lunge verändert werden. Das Thema ist deskriptive Physiologie und keine Grundlage für individuelle Verschreibungs- oder Behandlungsentscheidungen.

Evidence & guidelines

Die metabolischen Funktionen der Lunge werden in Standardlehrbüchern der respiratorischen und medizinischen Physiologie beschrieben; dieser Eintrag fasst diesen Konsens zusammen und ist keine klinische Leitlinie.

History

Das Verständnis der Lunge als Stoffwechselorgan entwickelte sich im zwanzigsten Jahrhundert parallel zur respiratorischen Physiologie, als deutlich wurde, dass das pulmonale Endothel zirkulierende vasoaktive Substanzen verarbeitet und dass die Lunge eigene Bestandteile wie Surfactant synthetisiert; dieses Werk ist in Standardlehrbüchern der Physiologie konsolidiert.

Key figures

• John B. West
• Michael Levitzky

Seminal works

• west-2012
• boron-boulpaep-2017

Frequently asked questions

Warum wird die Lunge als Stoffwechselorgan betrachtet?

Da das gesamte Herzzeitvolumen ihre große endotheliale Oberfläche durchläuft, kann die Lunge zirkulierende Substanzen synthetisieren, aktivieren und inaktivieren, wodurch sich die chemische Zusammensetzung des Blutes beim Durchfluss ändert.

Stellt die Lunge selbst etwas her?

Ja. Unter anderem synthetisieren Alveolarzellen Typ II die Lipide des pulmonalen Surfactants, was die synthetische, nicht-gasaustauschende Aktivität der Lunge verdeutlicht.