Blut (sanguis, haima)
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Dozent: Dr. med. E. Ghebremedhin (Vorlesungsnotizen zum SS 2004) Blut (sanguis, haima) Lernziele: Blutzusammensetzung Blutfunktion Blutbildung und -abbau Klinische Relevanz Allgemeines über das Blut: stammt entwicklungsgeschichtlich aus dem Mesoderm (wie Binde- und Stützgewebe) wird im Knochenmark gebildet und in der Milz abgebaut kann als flüssiges Gewebe angesehen werden macht etwa 6-8% des Körpergewichtes aus fließt in einem geschlossenen Kreislauf (Ausnahmen: im Knochenmark und in der Milz) Ist fünfmal dicker als Wasser Bestandteile des Blutes: 1. Zelluläre Bestandteile (= Blutkörperchen): Erythrozyten (4,5 - 5,5 Mill. pro µl Blut) Leukozyten (4.000-10.000 pro µl Blut) Thrombozyten (150.000-300.000 pro µl Blut) Blutplasma = flüssiger Anteil ohne Blutzellen Hämatokrit = Anteil der Blutzellen am Blutvolumen (normal: ca. 40-50%) Blutserum = Blutplasma ohne Fibrinogen Funktionen des Blutes: 1.Transport und Verteilung von: Blutgasen (Sauerstoff, Kohlendioxid) Nährstoffen Hormonen Stoffwechselendprodukten Wärme 2. Homöostase: Aufrechterhaltung des inneren Milieus (Wärmeregulation, osmotischer Druck, Säuren-Basen-Haushalt) 3. Abwehr: Phagozytose oder Antikörperbildung durch Leukozyten, Blutgerinnung Zusammensetzung des Blutplasmas: (Blutplasma = Blutserum + Fibrinogen) 90% Wasser 8% Eiweiße (z.B. Albumine, Globuline, Fibrinogen) 1,5% anorganische Stoffe (z.B. Na+, K+, Cl-, HCO3-) 0,5% organische Stoffe (z.B. Glukose, Fettsäuren, Aminosäuren) Zusammensetzung der Blutzellen: • Erythrozyten (4 - 6 Millionen pro µl) • Leukozyten (4000 – 10.000 pro µl) Granulozyten (neutrophile, eosinophile, basophile) Lymphozyten Monozyten • Thrombozyten (150.000-350.000 pro µl) Färbungen: • May-Grünwald • Giemsa • Pappenheim (Methylen-Blau, Eosin) 1 Dozent: Dr. med. E. Ghebremedhin (Vorlesungsnotizen zum SS 2004) Erythrozyten [Männer: 5 - 6 Mill./µl, Frauen: 4 - 5 Mill./µl]: Mittlerer Durchmesser: 7,5 µm Ohne Zellkern und Zellorganellen Neubildung: im Knochenmark (KM); 2,5 Millionen Erythrozyten werden pro Sekunde neugebildet (= 1% täglich) Lebensdauer: ca. 120 Tage Abbau: in Milz, Knochenmark und Leber durch phagozytierende Zellen sind Träger der Blutgruppeneigenschaften Funktion: Transport von O2 und CO2 sowie Pufferung des Blut-pH (pH 7,4) Retikulozyten: Jugendliche Erythrozyten mit basophiler Netzstruktur (Substantia granulo-filamentosa) Substantia granulo-filamentosa stellt zytoplasmatische Restbestandteile der Proerythroblasten dar (Ribosomen, RNS) Blutnormalwert = 20.000-75.000 Retikulozyten/µl (entspricht 0,5-1,5% aller Erys) sind Ausdruck der Erythrozytenregeneration Hämoglobin: ist der rote Farbstoff der Erythrozyten Dient dem O2- und CO2-transport etwa 300 Mill. Hämoglobin-Moleküle pro Erythrozyt 35% des Erythrozytenvolumens besteht aus Hämoglobin besteht aus Globin und 4 Häm Gruppen (mit Eisen) Jedes Hämoglobin-Molekül kann vier O2 Moleküle tragen Synthese: Eisen und Vitamine C, B12, Folsäure Blutgruppeneigenschaften: ABO-Antigene [A, B, AB und (O)]: Zuckeranteile Rh- Antigene [c, e, C, D und E]: Proteinanteile Regulation der Erythrozytenbildung: Erythropoetin-Hormon: Produktionsort: Niere (90%), Leber (10%); Produktionsgrund: (O2↓) Leukozyten (4000 – 10.000 pro µl): Beteiligt an humoraler und zellulärer Körperabwehr sind amöboid beweglich Nutzen sie Blutbahn, um sich innerhalb des Körpers zu bewegen verlassen die Blutbahn (Diapedese) und wandern in das Bindegewebe Zelluläre Bestandteile: 1. Granulozyten: neutrophile (60-70%), eosinophile (2-3%) und basophile (0,5-1%) 2. Mononukleäre Zellen: Monozyten (3-8%) und Lymphozyten (20-30%) Leukozytose: Erhöhung der Leukozytenanzahl Leukopenie: Erniedrigung der Leukozytenanzahl - Granulozyten: neben unspezifischen Granula auch spezifische Granula (neutro-, eosino- und basophile). Besitzen segmentierte Zellkerne. Monozyten und Lymphozyten: keine spezifischen Granula. Besitzen nicht-segmentierte Zellkerne. 2 Dozent: Dr. med. E. Ghebremedhin (Vorlesungsnotizen zum SS 2004) Neutrophile Granulozyten (60-70%): Durchmesser: 10-12 µm Jugendliche Formen mit Stabkern reife Zellen haben Kerne mit 3-5 Segmenten (3% enthalten Drumsticks) Lebensdauer: 6 Std. bis einige Tage Zu 90% im Knochenmark und im Gewebe lokalisiert Funktion: unspezifischen Abwehr, Mikrophagozytose (Eiterbildung) Spezifische (sekundäre) Granula (neutrophil): Größe: 0,2-0,3 µm, sind mehr als die Lysosomen (primäre Granula) und enthalten u.a. Kollagenasen und antibakterielle Stoffe Eosinophile Granulozyten (2 - 3%): Durchmesser: 12-16 µm Zellkern meist zweigelappt Lebensdauer: 8 – 12 Tage mehr im Gewebe lokalisiert Funktion: • Parasitenabwehr (v.a. Würmern) • Mikrophagozytose • beteiligt an allergischen Reaktionen Spezifische (sekundäre) Granula (eosinophil): Größe: 0,6-1 µm (0,2-0,3 bei neutrophilen) mit antimikrobieller Mittel. EM: typische Granula mit einem Kristalloid (evtl. Histaminase für parasitenabwehr) Basophile Granulozyten (0,5 – 1%): Durchmesser: 10-14 µm Zellkern oft rundlich, oft nicht sichtbar, da von großen Granula bedeckt (keine Segmentierung) sind ähnlich zu Gewebsmastzellen sind kurzlebig: 6-24 Std. Funktion: • Freisetzung von Heparin und Histamin • Auslösung von allergischen Reaktionen Spezifische (sekundäre) Granula (basophil): Größe: 0,6-1,2 µm (am größten) und enthalten Heparin und Histamin Lymphozyten (20 – 30%): Durchmesser: Klein: 6-8 µm, Groß: 10-15 µm Zellkern meist rund und groß Immunhistochemische Unterscheidung in T- und B-Lymphozyten 20 % B-, 80% T-Zellen im Blut Nur 1 von 500 Lymphozyten im Blut zu finden Lebensdauer: wenige Tage bis viele Jahre Funktion (Spezifische Immunabwehr): • T- Lymphozyten: zelluläre Immunantwort • B- Lymphozyten: humorale Immunantwort (Antikörperbildung) Plasmazellen: Durchmesser: 10-15 µm exzentrisch gelegenem Kern mit Radspeichenstruktur sind ausdifferenzierte B-Lymphozyten und produzieren Antikörper sind häufiger in der Darmschleimhaut, Atemwege, Drüsen und lymphgeweben zu finden 3 Dozent: Dr. med. E. Ghebremedhin (Vorlesungsnotizen zum SS 2004) Monozyten (3-8%): Durchmesser: 16-20 µm großer bohnenförmiger Kern mit lockerem Chromatin wandern ins Gewebe und werden dann als Makrophagen bezeichnet Bleiben im Blut für etwa 17 Stunden und im Gewebe Monate Amöboid beweglich und diapedesefähig Differenzierungsfähigkeit von Monozyten zu Makrophagen: • Leber: Kupffer‘sche Sternzellen • Lunge: Alveolarmakrophagen • Gehirn: Mikroglia • Haut: Langerhans-Zellen • Knochen/Knorpel: Osteoklasten/Chondroklasten Funktion: • Phagozytose und Tumorabwehr • • Bildung von Entzündungsmediatoren • • Antigenpräsentation • • Elimination von überalterten Zellen Thrombozyten (Blutplättchen): Durchmesser: 1-4 µm Anzahl: 150.000-350.000 / µl Blut Lebensdauer: 8-10 Tage, Abbau in Milz und Leber) Kernlos, Formlos und ohne Zellorganellen Entstehen durch Abschnürung aus den Megakaryozyten des Knochenmarks Funktion: Blutstillend (Thrombokinase) Hämo(zyto)poese – Definitionen: Erythropoese: Bildung von Erythrozyten Granulopoese: Bildung von Granulozyten Lymphopoese: Bildung von Lymphozyten Monopoese: Bildung von Monozyten Thrombopoese: Bildung von Thrombozyten Knochenmark: rotes und gelbes Knochenmark enthält: • im Stroma: Fettgewebe, fibroblastische Reticulumzellen, retikuläres Fasergitter • im Parenchym: Blutgefäße und hämatopoetische Zellen, Differentialblutbild im roten Knochenmark: • 20% aller kernhalt. Zellen (Erythropoese) • 45% aller kernhalt. Zellen (Myelopoese) • 20% reife Granulozyten • 10% Lymphozyten und Plasmazellen 4 Dozent: Dr. med. E. Ghebremedhin (Vorlesungsnotizen zum SS 2004) Blutgefäße (Vasa sanguinea) Allgemeines: Arterien, Kapillaren und Venen sind etwa 50.000 km lang transportieren etwa 10.000 liter Blut/Tag 450.000 Menschen/Jahr sterben an Versagen des Herzkreislaufsystems in Deutschland Gliederung des Kreislaufsystems: Großer Kreislauf (= Körperkreislauf; Blutdruck: 120/80 mmHg) Kleiner Kreislauf (= Lungenkreislauf; Blutdruck: 25/8 mmHg) (Pfortaderkreislauf) Gliederung der Blutgefäße: Arterien (Hochdrucksystem 120/80 mmHg) [10% des Blutvolumens (BV) hier zu finden] • muskulärer Typ (Druckregulation) • elastischer Typ (Windkesselfunktion) Terminale Strombahn (=Mikrozirkulation): • Arteriolen (5% des BV) • Kapillaren (5% des BV) • Venolen (?% des BV s.u.) Venen [Niederdrucksystem (65% des Blutes)]: • periphere Venen (kapazitives System, Reservoirfunktion) • große Venenstämme Allgemeiner Aufbau der Gefäße: Tunica interna (intima): • Endothelzellen mit Basalmembran • Subendotheliales Bindegewebe Tunica media (media): • elastische und kollagene Fasern • glatte Muskelzellen Tunica adventitia (adventitia): • Lockeres Bindegewebe • Nerven und Vasa vasorum Endothelzellen: Mesodermaler Ursprung Funktionen: • Auskleidung des Herzkreislaufsystems • Angiogenesefaktoren • Synthese von Gefäßerweiternden Faktoren: NO • Synthese von Gefäßverengenden Faktoren: Endothelin • Hemmung und Aktivierung der Blutgerinnung • Abbau von Blutfetten (Lipoproteinlipase) • Kollagensynthese • Anhaftung von Leukozyten (Adhesionsmoleküle) • Regulation der Gefäßpermeabilität Arterie vom muskulären Typ: Tunica media • 4-40 Schichten von glatten Muskelzellen • Membrana elastica interna und externa • Deutliche Schichtgliederung! 5 Dozent: Dr. med. E. Ghebremedhin (Vorlesungsnotizen zum SS 2004) Sensible Organe der Arterien: Glomus caroticus et aorticus • An der Bifurkation der A. carotis communis und im Aortenbogen lokalisiert • reich vascularisiert und innerviert durch chemorezeptive Nervendigungen • Parenchyma besteht aus speziellen Chemorezeptor-Zellen • Messen Partialdrücke der Atemgase im Blut und beeinflussen die Atemtätigkeit Venen: Relativ dünne Wand ohne deutliche Trennung der Schichten unregelmässiges Lumen Herznahe Venen (groß: bis zu 2 cm im Durchmesser): • dickere Intima ohne Klappen • schmale Media (vorwiegend kollagenfasern) • dickere Adventitia mit glatten Muskelzellen Herzferne Venen (klein: 1 bis zu 9 mm im Durchmesser): • Intima mit Klappen • Media mit wenigen Bündeln glatter Muskelzellen und Fasern • kollagenreiches Bindegewebe in Adventitia Mittlgroße Venen: Tunica intima Tunica media: 2-3 Schichten glatter Muskelzellen; Kollagenfasern Tunica adventitia: Longitudinale Bündeln glatter Muskelzellen und Kollagenfasern Mittlgroße Venen besitzen Klappen ! Große Venen: Tunica intima Tunica media: sehr dünn, kann evtl. fehlen. Tunica adventitia: • Longitudinale Bündeln glatter Muskelzellen (Abdominalvenen) • Herzmuskelzellen in herznahen Gefäßen (Vena cava and Vv. pulmonares) Kapillaren (Durchmesser: ~6-15µm): Im Querschnitt höchstens ein bis zwei Endothelzellen sichtbar Perizyten: • Undifferentierte kontraktile Zellen • Function: synthetisieren Kollagenfaser, (Ernährung??) Das lymphatische System Gliederung des lymphatischen Systems: Lymphgefäßsystem: • Lymphkapillaren, Lymphgefäße, Lymphstämme, Lymphgänge (Ductus thoracicus) Lymphatische Organe (lymphoepithelial•lymphoretikulär): • Primäre Lymphorgane: Thymus und Knochenmark • Sekundäre Lymphorgane: Knochenmark, Lymphknoten, Milz, Tonsillen, Peyer-Plaques Lymphzellen: • T-Lymphozyten (Thymus) • B-Lymphozyten (Bursa fabricii, Knochenmark (Bone marrow), Fetale Leber) 6 Dozent: Dr. med. E. Ghebremedhin (Vorlesungsnotizen zum SS 2004) 7 Lymphgefäßsystem: Das geschlossene Blutkreislauf benötigt hohes Blutdrucksystem, das Ultrafiltration erlaubt Der hohe Druck bewirkt Verlust von Blutflüssigkeit Ein zweites Kreislauf, wie das Lymphkreislauf, wird benötigt, die Flüssigkeit zum Blutkreislauf zurückzubringen Das Lymphgefäßsystem stellt ein offenes Kreislauf dar und beginnt als blindsackartige Kapillaren im Gewebe In Lymphflüssigkeit sind Lymphzellen (Lymphozyten) zu finden Die Lymphflüssigkeit fließt über den Ductus lymphaticus dexter und den Ductus thoracicus zu den Venen Lymphrückfluß durch: • rhythmische Kontraktionen der Muskulatur der Lymphgefäße • Lymphgefäßklappen • die Tätigkeit der umgebenden Skelettmuskulatur Lymphatische Organe: Rotes Knochenmark Thymus Tonsillen - Lymphknoten Milz - Peyersche Plaques Wurmfortsatz Der Thymus (deutsch: Bries): Lokalisation: Liegt im oberen vorderen Bereich des Mediastinums Blutversorgung: Rami thymici aus der A. thoracica interna (häufig). Die Vv. thymici ziehen zu den Vv. brachiocephalicae oder thyroidea inf. besteht aus zwei Lappen, die bindegewebig miteinander verbunden sind. hat keine konstante Eigenform und besitzt keinen Hilus wird von einer dünnen bindegewebigen Kapsel begrenzt durch Septierung entstehen kleine Läppchen (Lobuli thymi) Funktion: Prägung der T-Lymphozyten und Hormonproduktion (z.B. Thymopoetin) Gewicht ist breit gestreut und altersabhängig (Neugeborene: 30-50 g Erwachsene: 15-30 g) Altersinvolution (= physiologische Atrophie): kann bei verschiedenen Erkrankungen oder Traumata dramatisch akzeleriert werden Entwicklung: • entsteht aus dem ventralen Endoderm der 3. Schlundtasche • wandert mediokaudal zum Thorax • besteht bis zur 8. SSW nur aus Epithelzellen und ist in der 14. SSW bereits weitgehend entwickelt • Zwischen der 9. und 12 SSW beginnen mesenchymale Septen gegen die epitheliale Thymusanlage vorzuwachsen • Der solide Epithelkomplex wandelt sich durch das Auftreten lymphoider Rundzellen in ein epitheliales Retikulum (Lymphoepitheliales Organ) Hassall-Körper (Hassalsche Körperchen): • Sind typisch (pathognomonisch) für den Thymus (histologisches Merkmal) • bestehen aus epithelialen Retikulumzellen (Mutterzellen des Thymus?) • enthalten eosinophiles Keratinmaterial • sind nur im Mark zu finden und deren Funktion ist unbekannt Thymus-Rinde (Kortex thymici): • Verhältnis der Anzahl der Lymphozyten Rinde zum Mark beträgt: 2:1 • kann in eine innere und äußere Rindenzone unterteilt werden • Lymphozyten sind im Kortex dicht mit Epithelzellen verpackt und bilden dadurch mit Epithelzellen abgegrenzte lymphoide Inseln • Bildung von Blut-Thymus-Schranke Dozent: Dr. med. E. Ghebremedhin (Vorlesungsnotizen zum SS 2004) 8 Zusammenfassung des Thymus: Primäres lymphatisches Organ (T-Lymphozytenreifung) ohne Hilus Epitheliale Komponente in Rinde und Mark Hassalsche Körperchen im Mark Keine Lymphfollikel und keine Sinus Läppchengliederung ausgehend von der dünnen Kapsel Gliederung der Läppchen in Rinde und Mark Altersinvolution (Verfettung) ist ein lymphoepitheliales Organ Lymphatischer (Waldeyer) Rachenring: Tonsilla pharyngea Tonsilla tubaria Tonsilla palatina Tonsilla lingualis Tonsilla palatina: • Lymphoepitheliales paariges Organ ohne Hilus • Sekundäres lymphatisches Organ • embryologisch entsteht aus der 2. Schlundtasche • follukuläre Ansammlung von Lymphozyten (Lymphfollikel) • Kryptenbildung • Grundgerüst: Fibroblastische Retikulumzellen Zusammenfassung der Tonsilla palatina: Sekundäres lymphoepitheliales Organ Mehrschichtige epitheliale Komponente an der Oberfläche Kryptenbildung mit epithelialer Retikulierung in Kryptengrund Lymphfollikel in Kryptennähe keine Gliederung in Läppchen bzw. in Rinde und Mark Lymphknoten (Nodi lymphatici): sind in Lymphbahnen (Lymphgefäßsystem) eingeschaltete Filterstationen sind 0,1-2,5 cm groß und nierenförmig Gesamtzahl: etwa 300-700 Mehrzahl im Mediastinum, Bauch- und Beckenraum sind sekundäre lymphoretikuläre Organe mesodermaler Ursprungs Stroma aus retikuläres Bindegewebe aufgebaut sind lymphoretikuläre Lymphorgane Lymphfluss: Vasa afferentia→Lymphsinus (Rand-→Intermediär-→Marksinus)→ Vas efferens Lymphsinus: lückenhaft mit Endothelzellen ausgekleidet, keine Basalmembran. Enthält Uferzellen = Makrophagen Zusammenfassung der Lymphknoten: Sinus mit Lymphe gefüllt (Lymphsinus). Typische Sinusaufbau (Rand-, Intermediär-, Mark- und Terminalsinus) Mehrere afferente Lymphgefäße an der Konvexität und ein efferentes Lymphgefäß am Hilus Lymphfollikel an der Rinde B-Lymphozyten in Lymphfollikeln und T-Lymphozyten in parakortikale (=parafollukuläre Zonen) Retikuläres Stroma (Fibroblastische Retikulumzellen, Retikulinfasern) Bindegewebige Kapsel mit Trabekeln Dozent: Dr. med. E. Ghebremedhin (Vorlesungsnotizen zum SS 2004) 9 Milz: - - Normalgewicht beträgt etwa 100 bis 170 g wird von einer wenig reizfesten Kapsel umhüllt An der Milz kann das Stroma und die Pulpa unterscheiden werden Die Pulpa wird wiederum in rote und weiße Pulpa unterschieden Weiße Pulpa stellt das Immunsystem der Milz dar Rote Pulpa ist beteiligt an Blut: • Filtersystem • Mauserung • Speicherungdie Gefäßsystem der Milz: Arteria lienalis (splenica)→Balkenarterie→Pulpaarterie→Zentralarterien (im Lymphfollikel) →Pinselarterien→Hülsenarterien→Endkapillaren Milzretikulum (offene Blutbahn) Milzsinus (geschlossenene Blutbahn) Pulpavenen→V. lienalis (splenica) Zusammenfassung der Milz: Follikel gleichmäßig verteilt (keine Gliederung in Rinde und Mark) Parenchym aus weißer und roter Pulpa aufgebaut Typischer Gefäßaufbau (Trabekel-, Zentral-, Pinsel und Hülsenarterien) Sinus mit Blut gefüllt (venose Sinus) Kapsel mit Epithel ausgekleidet (aber ist lymphoretikuläres Organ) Sekundäres lymphatisches Organ an Blutgefäßsystem angeschlossen (homologes System zu Lymphgefäßsystem) Lymphatisches (weiße Pulpa) und hämatopoetisches (rote Pulpa) Organ Lymphknoten Gliederung der Abwehrsysteme: Unspezifische Abwehrsysteme I. Physikalische Abwehrsysteme: Haut und Schleimhäute II. Chemische Abwehrsysteme: Milch- und Lipidsäuren der Haut Lysosyme Träne III. Zytologische und humorale Abwehrsysteme: Phagozyten (z.B. Makrophagen) Komplementsystem Spezifisches Abwehrsystem Immunsystem (= Lymphatisches System): I. Humorale Immunität: - B-Zellen (B-Lymphozyten) II. Zelluläre Immunität: - -T-Zellen (T-Lymphozyten) am
