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Sandra Grimm

LB 14.1

Das Blut Zusammensetzung und Aufgaben 

Blut entspricht einem Gemisch verschiedenster Bestandteile



Trennt sich durch Zentrifugation (Schleudern mit hoher Geschwindigkeit) in zwei Phasen auf: Feste Bestandteile  Blutkörperchen  Ca. 40–45% des Gesamtblutvolumens Flüssige Bestandteile  Blutplasma  Ca. 55–60% des Blutvolumens  Blutserum

 entsteht nach Entfernen der Gerinnungsfaktoren aus dem Blutplasma (bildet sich als flüssiger Überstand nach dem Gerinnen des Blutes in einem Röhrchen) 

Gesamtblutmenge eines männlichen Erwachsenen ca. 5 Liter » 7% des Körpergewichts (bei Frauen etwas weniger)

Aufgaben des Blutes 

Transportfunktion  Befördert Sauerstoff und Nährstoffe zu den Zellen und führt Kohlendioxid und Stoffwechselabbauprodukte ab



Abwehrfunktion  Enthält Antikörper und Abwehrzellen  bekämpft Krankheiterreger und erkennt entartete oder infizierte körpereigene Zellen



Wärmeregulationsfunktion  Durch ständige Zirkulation  Konstanthaltung der Körpertemperatur auf 37°C



Abdichtung von Gefäßwanddefekten  Erfolgt durch Thrombozyten (Blutplättchen) und Gerinnungsfaktoren



Pufferfunktion  Puffersysteme im Blut gleichen Schwankungen im pH-Wert des Blutes aus

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Blutkörperchen Einteilung in drei große Gruppen: 

Erythrozyten (rote Blutkörperchen)  Transport von Sauerstoff und Abtransport Kohlendioxid  99 % des Volumenanteils der Blutkörperchen

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Leukozyten (weiße Blutkörperchen)  Abwehr von Krankheitserregern und sonstigen körperfremden Stoffen  Weitere Unterteilung in Granulozyten, Lymphozyten und Monozyten



Thrombozyten (Blutplättchen)  Beteiligung an der Blutgerinnung  Pufferfunktion

 Übersicht über die festen und flüssigen Bestandteile des Blutes

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Blutbildung (Hämatopoese)  Jede Sekunde gehen ca. 2 Mio. Blutzellen zugrunde und werden gleichzeitig neu gebildet . Blutbildungsorte:  Gesunde Erwachsene: o Rotes Knochenmark von kurzen und flachen Knochen (z.B. Rippen, Brustbein, Sternum) Wirbelkörper, Becken, Epiphysen der langen Röhrenknochen  Kinder:

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LB 14.1 o Wie bei Erwachsenen, zusätzlich in den Diaphysen der langen Röhren-knochen

 Vor der Geburt: o Dottersack, Leber , Milz 

Alle Blutzellen entstammen einer gemeinsamen Vorläuferzelle  pluripotente (vielkönnende) Knochenmarkstammzelle  kann sich noch in jede beliebige Blutzelle entwickeln



Steuerung dieses Teilungs- und Differenzierungsprozesses erfolgt durch Wachstumsfaktoren wie Interleukine, Hämatopoetine (z.B. Erythropoetin, Thrombopoetin oder die koloniestimulierenden Faktoren » CSF)

Gesund Erwachsene:  rotes Knochenmark

Blutbildende Organe und Knochen

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Rotes, blutbildendes Knochenmark findet sich beim Erwachsenen v.a. in den kurzen und flachen Knochen sowie an den Epiphysen der Röhrenknochen (rot), beim Kind zusätzlich in den Knochenschäften der Röhrenknochen (orange).

Was sind Vorläuferzellen?  Immer die Stammzellen, also Knochenmarkzellen  Werden aus dem Knochenmark/Röhrenknochen produziert Vorläuferzellen sind:  Lymphoblasten  für die spezifische Abwehr  Myeloischenblasten teilt sich in:  Neutrophiler  Eosinophiler  Basophiler  Promyelozyten

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Plasma Blutplasma ist eine klare gelbe Flüssigkeit. 

Zusammensetzung:  90% Wasser  8% Proteine (Albumine und Globuline)  2% weitere Substanzen (z.B. Ionen, Glukose, Vitamine, Hormone, Enzyme, Harnstoff, Harnsäure, Kreatinin etc.)



Plasmaproteine  Gemisch aus ca. 100 verschiedenen gelösten Proteinen  Aufgrund einer unterschiedlichen Wanderungsgeschwindigkeit im elektrischen Feld ( Serumeiweißelektrophorese) ist eine Einteilung in fünf Gruppen möglich:  Albumine (größte Menge) 60%  α1-Globuline 4%  1x4  α2 -Globuline 8 %  2x4  β-Globuline 12%  3x4  γ-Globuline 16%  4x4  4x4 Regel

Lymphom  β-Globuline β-Globuline dauerhaft (leicht) erhöht  muss man an was onkologisches denken Entzündungen α1-Globuline

Aufgaben der Plasmaeiweiße: 

Aufrechterhaltung des kolloidosmotischen Drucks -

Erfolgt v.a. durch Albumin o Bei einem verringerten Albumingehalt sinkt der kolloidosmotische Druck  aus dem Interstitium wird nicht mehr so viel Wasser in die Kapillaren zurückgezogen  im Gewebe lagert sich vermehrt Wasser ab  Ödembildung



Transportvehikel -

Viele kleinmolekulare Substanzen wie Hormone und Bilirubin werden im Blut an Transportproteine oder Plasmaproteine gebunden



Pufferfunktion zur Konstanthaltung des Blut-pH



Blutgerinnung durch die Gerinnungsfaktoren

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

Abwehrfunktion durch Antikörper  γ-Globulin-Fraktion



Proteinreservoir -

200 g gelöstes Eiweiß sind eine schnell verfügbare Reserve

Blutplasma Eiweiß Druckerhöhung Zelle

Gewebe

 Wassereinlagerung

Hoher Eiweißbedarf  überdruck in der Zelle auf das Gewebe = Ödeme z.B.: Lebererkrankungen

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Serum-Eiweißelektrophorese. Oben Normalbefund, unten Befund bei chronischer Entzündung mit breit erhöhter γ-Globulin-Fraktion durch Antikörpervermehrung

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Blutbildung (Hämatopoese)

Hämatopoese, vereinfachtes Schema. Von einer gemeinsamen Stammzelle ausgehend entwickeln sich die Vorstufen der Blutkörperchen zu Granulozyten, Monozyten, Lymphozyten, Erythrozyten und Thrombozyten.

Erythrozyten Form und Eigenschaften der Erythrozyten

Eigenschaften: 

Kernlose zentral eingedellte („bikonkave“) Scheiben



Sehr stark verformbar



Durchmesser: 7,5 µm; Breite: zentral 1 µm; peripher 2 µm



Erythrozytenmembran ist semipermeabel  sehr gut durchlässig für Wasser, nicht durchlässig für Proteine  Werden Erythrozyten in konzentrierte Kochsalzlösung (hypertone Lösung) gegeben  Wasser strömt aus den Erythrozyten in die hypertone Lösung  Erythrozyten schrumpfen  nehmen eine Stechapfelform an  Werden Erythrozyten in reines Wasser (hypotone Lösung) gegeben  Wasser strömt aus der hypotonen Lösung in die Erythrozyten hinein  Erythrozyten werden kugelförmig und platzen schließlich

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Form und Eigenschaften der Erythrozyten Größenvergleich. Würde man die 30.000 Milliarden Erythrozyten eines Menschen hintereinander zu einem Band anordnen, würde dieses fünfmal um den Äquator reichen. Kaum vorstellbar, dass alle Erythrozyten in die Blutgefäße eines Menschen „hineinpassen“.

Hämoglobin Erythrozyten sind mit dem roten Blutfarbstoff Hämoglobin vollgepackt.

 Hämoglobin macht ca. 1/3 der Gesamtmasse der Erythrozyten aus

Aufgaben:  Zuständig für den Sauerstoff- und Kohlendioxid- Transport  Beteiligung an der Pufferwirkung des Blutes

Aufbau:  Eiweißmolekül aus vier Polypeptidketten » „Globin“  Jede Polypeptidkette trägt eine eisenhaltige Farbstoffkomponente » „Häm“: 

Eingeatmeter Sauerstoff lagert sich an das Eisen an  wird im Gewebe wieder abgegeben

Zusammensetzung:  Erwachsene: 97% HbA1, 2% HB A2, 1% HbF  Feten: Fast 100% HbF

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Bildung der Erythrozyten (Erythropoese) Entwicklungsstufen von der „Pluripotenten hämatopoetischen Stammzelle“ zum Erythrozyten: Myeloische Stammzelle  Knochenmark Proerythroblast  Kernhaltig Erythroblast  Kernhaltig  Beginn der Hämoglobinsynthese Normoblast  Zellkern schrumpft  wird ausgestoßen Retikulozyt  Kernreste die eine Netzstruktur bilden  Allmählicher Übertritt vom Knochenmark in das periphere Blut 9 Erythrozyt

Erythrozytenabbau Die Erythrozytenlebensdauer beträgt ca. 120 Tage. Milz: 

Untersucht Erythrozyten auf Funktionstüchtigkeit und Alter



Sortiert alte Erythrozyten aus und zerlegt sie -

Abbau der Erythrozyten-Bruchstücke durch Monozyten/Makro-phagen der Milz, Leber und Knochenmark

-

Aufspaltung des frei werdenden Hämoglobins in:  Globin  Häm  Eisen wird freigesetzt  Bindung an Transportprotein  Rückführung ins Knochenmark Aufbau neuen Hämoglobins  Abbau des eisenfreien Häm-Rests über Zwischenschritte zu Bilirubin  Ausscheidung über Leber und Gallenwege bzw. über den Harn (als Urobilinogen )

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Lebenszyklus der roten Blutkörperchen. Der Körper versucht, möglichst viel des wertvollen Eisens aus verbrauchten Erythrozyten wieder zurückzugewinnen („Recycling“), um es in neue rote Blutkörperchen „einbauen“ zu können.

Eisenhaushalt 

Täglich werden 1% der Erythrozyten abgebaut



Eisenhaushalt ist labil  frei werdendes Eisen aus dem Hämoglobin wird überwiegend recycelt (zurückgewonnen)



Gesamtkörpereisen ca. 4 g



Physiologischer Eisenverlust/Tag: -

Mann: ca. 1 mg

-

Frau: ca. 1,5–2 mg



Eisenaufnahme durch Nahrung/Tag ca. 10–30 mg  davon werden nur 10 – 40% im Duodenum resorbiert



Transportprotein für Eisen ist das Transferrin



Bei Eisenüberschuss  Speicherung als Ferritin  bei vollem Ferritinspeicher  Speicherung als Hämosiderin

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Täglicher Eisenstoffwechsel in schematischer Darstellung (Durchschnittswerte)

Rotes Blutbild, Anämie und Polyglobulie Das rote Blutbild Blutbilduntersuchungen sind im klinischen Alltag sehr wichtig. 

Wichtigste Laborgrößen bei Erwachsenen mit Normalwerten: -

Erythrozytenzahl:  Mann  5,2 Mio/µl  Frau  4,6 Mio/µl

-

Hämoglobinkonzentration im Blut (Hb):  Menge des roten Blutfarbstoffs  Mann  13,5–17,5 g/l  Frau  12–16 g/l

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Hämatokrit:  Volumenanteil der Blutkörperchen am Gesamtblutvolumen  Mann  46%  Frau  42%

Die Anämie (Blutarmut) Erniedrigung von Hämoglobin, Hämatokrit und (meistens) auch der Erythrozyten.

Symptome:  Blasse Hautfarbe, Müdigkeit, wenig belastbar, Tachykardie, RR , O2 Sättigung schlecht  Erniedrigung von Hämoglobin, Hämatokrit und (meist) auch der Reythrozyten

Mögliche Ursachen: Erythropoesestörung: 

Unzureichende Bildung von funktionsfähigen Erythrozyten  Bei Eisen-, Vitamin B12 oder Folsäuremangel  Bei chronischen Entzündungen, Tumorleiden ( Eisenverwertungsstörungen)

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Übermässiger Erythrozytenabbau  „Hämolytische Anämien“  Bei Erbrankheiten, Sichelzellanämie, künstliche Herzklappen, allergische Reaktionen



Folge eines größeren Blutverlustes

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Hämatokrit. Normalbefund und Befund bei Anämie. Durch Zentrifugieren haben sich die festen Bestandteile am Boden des Gläschens abgesetzt.

Die Polyglobulie 13  „Zuviel“ an Erythrozyten (Erythrozytose)

Vorkommen Höhenpolyglobulie  Geringer Sauerstoffpartialdruck in großen Höhen  geringerer Sauerstoffgehalt  Knochenmark bildet ab 2000 Höhenmeter vermehrt Erythrozyten um geringeres Sauerstoffanagebot auszugleichen Bei Lungenerkrankungen 

Geringere Sauerstoffaufnahme aufgrund stark eingeschränkter Lungenfunktion

Risiko 

Erhöhte Anzahl von Erythrozyten  Viskositätserhöhung (Zähigkeit) des Blutes  Blut ist dickflüssiger  Fließeigenschaften des Blutes sind schlechter  großes Risiko einer Venenthrombose oder von Durchblutungsstörungen z.B. der Herzkranzgefäße, Gehirn etc.

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Leukozyten 

Sehen im ungefärbten Blutausstrich weiß aus (Namensgebung)



Höhere Leukozytenzahl  z.B. Infekt



Drei verschiedene Hauptgruppen:  Granulozyten (mengenmäßig größte Gruppe)  Menschen neigen zu Thrombosen  Lebenslange Einnahme von Gerinnungsfaktoren  Lymphozyten  Erythrozyten (rote Blutkörperchen)  Transport von O2 und Abtransport von CO2  Monozyten  körperfremdes Material in sich aufzunehmen (zu phagozytieren) und unschädlich zu machen.  Hierfür müssen sie aber weiter heranreifen und sich zu Makrophagen ausbilden.



Gemeinsame Eigenschaften:  Kernhaltig und aktiv beweglich  Dienen der Abwehr von Fremdstoffen und Krankheitserregern  Beteiligung an Entzündungsprozessen



10% der Leukozyten zirkulieren im Blut, 90% befinden sich im Knochenmark und in lymphatischen Organen

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LB 14.1 Neutrophiler Granulozyt in einem Blutgefäß. Die Segmentierung des Kerns ist deutlich zu erkennen (bei ↓ eine „Kernbrücke“).

Granulozyten 

Haben Körnchen (Granula) im Zytoplasma (Namensgebung)



Durchmesser 10–17 µm



Untergruppen: -

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Neutrophile Granulozyten  Schwach an färbbare Körnchen im Zytoplasma

-

Eosinophile Granulozyten  Leuchtend rote Körnchen im Zytoplasma

-

Basophile Granulozyten:  Blau-schwarze Körnchen im Zytoplasma

Die neutrophilen Granulozyten 

Halten sich nach der Entwicklung und Reifung im Knochenmark Stunden im Blut auf



Wandern danach ins Gewebe v.a. in Schleimhäute



Hauptaufgabe:  Fressen (» phagozytieren) Bakterien und tote Zellen

für 6–8

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 Sterben nach der Phagozytose ab  Entstehung eines Gemisches aus Granulozytenresten, toten und lebenden Bakterien sowie Gewebetrümmern  Eiter (Pus)

Die eosinophilen Granulozyten 

3% der Granulozyten  Können phagozytieren  Beteiligung bei der Abwehr von Parasiten, Allergien und abklingenden Infektionen

Die basophilen Granulozyten 

2% der Granulozyten



Körnchen im Zytoplasma enthalten Histamin  Beteiligung an allergischen Reaktionen vom Soforttyp (z. B. lebensbedrohlicher anaphylaktischer Schock)  Granulozyten setzen dabei Stoffe aus ihren Granula frei

Die stabkernigen, segmentkernigen und übersegmentierten Granulozyten 

Junge Granulozyten besitzen einen stabförmigen Kern  stabkerniger Granulozyt



Kern wird mit zunehmender Reife in kleine Abschnitte unterteilt (segmentiert)  segmentkerniger Granulozyt



Linksverschiebung:  Im Blutausstrich finden sich vermehrt stabförmige Granulozyten  Hinweis auf eine akute Entzündung  Knochenmark schüttet kurzfristig vermehrt junge (stabförmige) Granulozyten ins Blut aus, um die körpereigene Abwehr zu stärken



Rechtsverschiebung:  Im Blutausstrich finden sich vermehrt Granulozyten mit mehr als drei Segmenten  übersegmentierte (überalterte) Granulozyten (Hinweis auf eine Störung der Leukopoese im Knochenmark)

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Schätzung des Granulozytenalters anhand der Kernform

Monozyten Aussehen:  Größte Zellen im Blut mit ca. 12–20 µm  Großer hufeisenförmiger oder gelappter Kern  Blaues Zytoplasma

Eigenschaften:  Bleiben 1–2 Tage im Blut  Wandern danach ins Gewebe  werden zu ortsständigen Makrophagen

Aufgaben:  Phagozytose von Mikroorganismen  Präsentieren den Zellen der spezifischen Immunabwehr die Antigene phagozytierter Mikroorganismen  Makrophagen sind „antigenpräsentierende Zellen“

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Lymphozyten  Ca. 30% der Leukozyten

Aussehen:  Kleine Zellen ca. 7–12 µm  Bläulicher runder Kern

Eigenschaften:  Entwickeln sich im Knochenmark  reifen im Knochenmark und Thymus  wandern danach in Lymphknoten und lymphatische Organe ein

Verteilung:  4 % der Lymphozyten befinden sich im Blut  70 % in lymphatischen Organen  10 % im Knochenmark  Lebensdauer ist unterschiedlich (von 1 Woche bis mehrere Jahre)

B- und T-Lymphozyten 

Lymphozyten reifen entweder im Knochenmark oder Thymus heran »„Prägephase“

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Entsprechend dem Ort ihrer Prägung werden unterschieden:  T-Lymphozyten – Prägung im Thymus  B-Lymphozyten – Prägung im Knochenmark (engl.: bone marrow)



Eigenschaften:  B- und T-Lymphozyten haben Schlüsselfunktion in der spezifischen Immunabwehr  Produzieren Antikörper  B-Lymphozyten wandeln sich dazu in Plasmazellen um  T-Lymphozyten teilen sich in weitere Untergruppen auf

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Lymphozyten

Granulozyten

Weiße Blutkörperchen T-Zellen  Prägung im Thymus B-Zellen  Prägung im Knochenmark

Neutrophile/ Eosinophiler/ Basophile

Monozyten

Bildungsort

- rotes Knochenmark, wandert dann ins Lymphatisches System

- Knochenmark  myeloischen Stammzellen

- Knochenmark  myeloischen Stammzellen

% Anteil der Leukozyten

- 30 % - 70% in lymphatischen Organen - 4 % im Blut - 10 % im Knochenmark

- mengenmäßig größere Gruppe - 80 %

- 3 bis 7 %

- neutrophile  Abszess

- chronische Entzündungen z.B. Rheuma

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Normwerte: 4000 bis 10000/µl

Pathologische - Virusinfektion z.B. Grippe Reaktion

- eosinophile  Infektion - basophile  allergischer Schock

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Bildung der Leukozyten Die Bildung der Leukozyten bezeichnet man als » Leukopoese. 

Bildung von Lymphozyten -



Bildung von Granulozyten -



Pluripotente Knochenmarkstammzellen teilen sich bzw. reifen zu lymphatischen Stammzellen  Lymphoblasten  Prägestadium im Knochenmark bzw. Thymus  B- bzw. T-Lymphozyten

Pluripotente Knochenmarkstammzellen teilten sich bzw. reifen zu myeloischen Stammzellen  Myeloblasten  Promyelozyten  Granulozyten

Bildung von Monozyten -

Pluripotente Knochenmarkstammzellen teilen sich bzw. reifen zu myeloischen Stammzellen  Monoblasten  Promonozyten  Monozyten ( Makrophagen)

Weißes Blutbild 

Normwerte der Gesamtleukozyten im Blut: -

Erwachsene: 4000–10.000/µl

-

Kinder: 4000–12.000 /µl

-

 Leukopenie:  Anzahl der weiße Blutzellen ist zu niedrig

-

 Leukozytose:  Anzahl der weißen Blutzellen ist zu hoch



Differenzialblutbild: -

Gibt detaillierte Auskunft über das zahlenmäßige Verhältnis der einzelnen Leukozytenarten im Blut

Die einzelnen Leukozytenarten im Differenzialblutbild



Lymphozyten  1,5–4/nl bzw. 20–40% der Leukozyten

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 Lymphozytose  erhöhte Anzahl  bei Tuberkulose und Virusinfektionen  ...