8, Das Blut - Schmelzweb

Physiologie
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Prof. SMEKAL
Stefan ULREICH
Blut
8, Das Blut
Blut ist eine aus festen Bestandteilen und Plasma bestehende Körperflüssigkeit, die vom
Herzen als Blutpumpe angetrieben, innerhalb des Blutkreislaufs zirkuliert und eine Vielzahl
von Funktionen erfüllt.
Einige wichtige Funktionen des Blutes:
 Stofftransport
Mit dem Blut werden z.b. Sauerstoff und Kohlendioxid, Stoffwechselprodukte,
Vitamine und Nahrungsstoffe innerhalb des Körpers transportiert.
 Wärmeregulation
Das Blut ist nicht nur in der Lage Stoffe transportieren, sondern auch Wärme.
Aufgrund seiner großen Wärmespeicherkapazität kommt ihm eine große Bedeutung
bei der Aufrechterhaltung der Körpertemperatur zu.
 Signalübermittlung
Hormone fungieren als Botenstoffe innerhalb des Körpers. Um vom Ort ihrer
Bildung zu ihrem Wirkungsort zu gelangen, benutzen sie das Kreislaufsystem.
 Pufferung
Der pH-Wert des Blutes beträgt im Mittel 7,4.
Für den Organismus ist die Konstanthaltung des Säure-Base-Haushalts (Pufferung)
bei diesem pH-Wert besonders wichtig, da Blut-pH-Werte unter 7,0 und über 7,8 mit
dem Leben nicht vereinbar sind.
 Abwehr
Im Blut sind Stoffe enthalten, die der Abwehr von Schädigungen des Organismus z.B.
durch Erreger (Immunabwehr) aber auch durch Verletzungen (Gerinnung) dienen.
Zusammensetzung des Blutes
Ein erwachsener Mensch hat ein Blutvolumen von ca. 4,5-6 l.
Das sind etwa 6-8% seines Körpergewichts.
Das Blut setzt sich zusammen aus:
 festen Bestandteilen (Blutkörperchen & Blutplättchen)
 einem flüssigen Anteil, dem Plasma und den Plasmaeiweißen zusammen
In 1l Blut sind beim Mann 0,46 l und bei der Frau 0,41 l Blutkörperchen enthalten.
Dieser Wert wird in Prozent (46% bzw. 41%) angegeben und wird als Hämatokrit bezeichnet.
Die festen Bestandteile
1. Die roten Blutkörperchen (Erythrozyten)
Die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) sind runde Scheibchen mit einer beidseitigen
zentralen Eindellung. Diese Eindellung entsteht durch den Abbau des Zellkerns.
Erythrozyten sind die einzigen kernlosen Zellen des menschlichen Körpers.
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Blut
Sie haben einen Durchmesser von ca. 7 μm; sind ca 2 μm dick.
Hauptfunktion: Transport von Sauerstoff und Kohlendioxid zwischen der Lunge und den
Organen bzw. Geweben.
Die Erythrozytenbildung wird hormonell gesteuert. Bei Sauerstoffmangel wird ein Hormon,
das Erythropoetin (EPO), vermehrt in der Niere gebildet.
Es stimuliert die Bildung der Erythrozyten im Knochenmark.
Nach einer Normalisierung des Sauerstoffangebots sinkt die Erythropoetinbildung wieder ab.
Normwerte für Erys im Blut:
Männer: 4,6-6,2 Mill/mm³
Frauen: 4,2-5,4 Mill/mm³
Normwert für Hämatokrit:
Männer: 40-50 Volums-%
Frauen: 35-45 Volums-%
EPO wir wegen seiner Wirkung als Dopingsubstanz verwendet (siehe unten: Blutdoping).
Für die Färbung dieser Blutkörperchen ist der rote Blutfarbstoff, das Hämoglobin (Hb)
verantwortlich.
Hämoglobin ist für die Funktion der Erythrozyten, den Sauerstofftransport notwendig.
Die Lebensdauer der Erythrozyten beträgt zwischen 100-120 Tagen.
Bei der Zirkulation mit dem Blutstrom passieren die Erythrozyten regelmäßig die Milz.
Hier werden gealterte Erythrozyten ausgesondert und abgebaut.
>> dieser Vorgang wird auch als Blutmauserung bezeichnet.
Die dabei freiwerdenden Stoffe (z.B. als Bilirubin) werden entweder weiter abgebaut und
ausgeschieden oder wiederverwertet (z.B. Eisen)
Die festen Bestandteile
2.Weiße Blutkörperchen (Leukozyten)
Nach morphologischen und funktionellen Gesichtspunkten können die Leukozyten unterteilt
werden in:

Granulozyten

Monozyten

Lympozyten
Granulozyten
Es gibt 3 Arten: (alle 3 stammen aus Knochenmark)
 neutrophile
 eosinophile
 basophile
Die neutrophilen Granulozyten

Sie stellen ca. 60-70% aller zirkulierenden weißen Blutkörperchen
(Leucozyten)
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Blut

Sie sind sehr (aktiv) beweglich und können aus der Blutbahn in infiziertes
Gewebe
einwandern
(besonders
nach
immunologischen
Reaktionen=Chemotaxis)

Eine Entzündung geht in der Regel mit einer Erhöhung der Zahl der
Leucozyten einher

Sie sind sog. Endzellen, d.h. sie teilen sich nicht mehr und sind auch nicht
mehr in der Lage, sich äußeren Einflüssen anzupassen

Reagieren sie in einem entzündeten Gewebe mit Bakterien, entsteht Eiter.
Die eosinophilen Granulozyten
Sie versuchen allergische Reaktionen einzudämmen, indem sie Substanzen
freisetzen, die jene Substanzen inaktivieren, die bei allergischen Reaktionen (aus
den oben genannten Zellen) abgegeben werden >> erhöht beiAllergikern
Die basophilen Granulozyten
Sie finden sich in einer sehr kleinen Anzahl im Kreislauf (weniger als 0,2 % der
Leukozyten) und sind durch intensiv blauviolette Granula charakterisiert.
Sonderform: die Mastzelle
Sie kommen in Schleimhäuten und im Bindegewebe vor.
Sie spielen eine wichtige Rolle bei Allergien
Makrophagen / Monozyten
Sie werden als Monozyten im Blut gebildet und wandern nach einer Verweildauer von etwa 2
Tagen vom Blut ins Gewebe, wo sie sich zu Makrophagen differenzieren.
Sie sind keine Endzellen, sondern differenzieren sich je nach Standort zu speziellen
Abwehrzellen.
Durch diese funktionelle Adaptierung sind sie sozusagen Zellen der 2. Verteidigungslinie,
wenn die Abwehr durch polymorphzelligen (neutrophilen) Granulozyten nicht ausreicht.
Wichtigste Funktion der neutrophilen Granulozyten und Monozyten ist die Phagozytose
>> sie fressen Bakterien, Viren, Pilze und andere schädliche Substanzen
>> Bezeichnung auch Fresszellen
Sie reagieren nichtg im Sinne einer spezifischen Abwehr (also nicht exakt auf das sogenannte
‚Antigen’)
>> Sie sind Zellen der unspezifischen Abwehr
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Lympozyten
Sie richten sich spezifisch gegen ein “Antigen” (man nennt sie daher immunkompetent).
Antigene sind Partikel oder Moleküle, die sogenannte „antigene Determinanten“ enthalten
(Bakterien, Viren, Pilze, Krebszellen und andere schädliche Substanzen, wie z.B.
körperfremde Proteine)
>> Sie sind also die Zellen der spezifischen Infektabwehr.
Man unterscheidet zwei Typen:
 T-Lymphozyten
 B-Lymphozyten
T-Lymphozyten
Sie können Antigene direkt angreifen (zytotoxische T-Lymphozyten)
Diese Form der Immunreaktion nennt man:
spezifisch-zellulär
Auf diese Weise können sie z.B. in virusinfizierte Zellen eindringen
besondere Bedeutung für virale Infektionen (nur so gelangen Immunglobuline an virale AG)
Sonderformen:
T- Helfer, T-Supressorzellen, „memory-cells“(*)
*sind langlebige T-Lymphozyten, die nach einer Immunreaktion jahrelang im Organismus
verbleiben
>> kommt es zu einem neuerlichen Kontakt mit dem Antigen, folgt schnellere und stärkere
Immunantwort als beim ersten Kontakt
>>Antigen wird eliminiert (Impfung, Kinderkrankheit)
B-Lymphozyten
Sie produzieren Antikörper (Immunglobuline).
Antigene enthalten meist mehrere antigen Determinanten
Bei der Immunreaktion differenzieren sich B-Lymphozyten zu Plasmazellen.
Diese produzieren Antikörper, die ganz spezifisch gegen diese antigenen Determinanten
gerichtet sind
>> Sie produzieren ein Antiserum aus einem Gemisch verschiedener Antikörper, die
spezifisch gegen die jeweilige antigenen Determinanten der zu eliminierenden Struktur
richten.
Der flüssige Anteil des Blutes
Das Blutplasma besteht zu 90% aus Wasser.
Im Plasma sind die so genannten Plasmaeiweiße enthalten (65-80g pro l)
Dazu gehören
 Albumin
 Globuline
 Fibrinogen
Die Plasmaeiweiße haben vielfältige Funktionen:
In ihrer Gesamtheit tragen sie zum kolloidosmotischen Druck bei und verhindern so eine über
das normale Maß hinausgehende Filtration von Flüssigkeit aus der Blutbahn in die Gewebe.
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Sinkt der Eiweißgehalt des Blutes, z.B. bei eiweißarmer Ernährung, kommt es zu
Wasseransammlungen im Gewebe (sog. Hungerödem)
Fibrinogen ist für die Blutgerinnung verantwortlich.
Wird Fibrinogen aus dem Plasma entfernt >> aus Plasma entsteht Serum.
Unter den anorganischen Bestandteilen des Plasmas haben Salze einer wesentliche
Bedeutung. Sie bestimmen sie physikalisch-chemischen Eigenschaften des Blutes.
Neben Natriumchlorid, das 75% des Salzgehaltes ausmacht, sind Kalium, Kalzium- und
Magnesiumsalze in kleineren Mengen vorhanden.
Als Bikarbonate und Phosphonate halten die Salze den leicht alkalischen pH-Wert des Blutes
von 7,4 aufrecht (Pufferwirkung).
Kalium und Kalzium, die nur in geringen Mengen im Blut vorliegen, sind zur
Aufrechterhaltung wichtiger Lebensfunktionen, wie der Erregbarkeit von Nerven und der
Kontraktion von Muskeln essentiell notwendig.
Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit, Blutsenkung
Normalerweise sind die Blutkörperchen im Plasma suspendiert und werden durch die
Blutzirkulation in der Schwebe gehalten.
Außerhalb des Körpers (z.B. im Reagenzglas), kommt es im ungerinnbar gemachten Blut zur
Sedimentation (die festen Bestandteile des Blutes setzen sich gegenüber der flüssigen Phase
ab).
Eine Vielzahl pathologischer Bedingungen führt zu einer Beschleunigung dieser
Sedimentation. Das Resultat ist wenig charakteristisch für bestimmte Erkrankungen
Methode nach Westergren (Blutkörperchensenkung in mm/Stunde):
Normalwerte
..nach der 1. Stunde
..nach der 2. Stunde
Männer
3-8 mm
5-18 mm
Frauen
6-11 mm
6-20 mm
Blutgruppen
Allgemeines:
Blutgruppen sind erbliche Eigenschaften von Blutbestandteilen.
Die einzelnen Blutgruppen können mit Hilfe spezifischer Antikörper nachgewiesen werdn.
In Mitteleuropa ist die Blugruppe A mit 42% am häufigsten, gefolgt von Blutgruppe 0 mit
38%, Blutgruppe B mit 13 % und Blutgruppe AB mit 7%
Bedeutung:




Bluttransfusionen
aufgrund von Unverträglichkeitreaktionen bei Nichtüberseinstimmung, würde es
bei Transfusionen zu schweren Zwischenfällen bis hin zum Tode des Empfängers
kommen.
Organtransplantationen
Abstossung des transplantierten Organs wäre die Folge.
Geburtshilfe
Blutgruppenunterschiede zwischen schwangeren Frau und ihrem Kind kann zu
schweren Schäden des Kindes bis hin zu seinem Tod führen.
forensischen Medizin (=Gerichtsmedizin)
immer relevanter bei Tätersuche, Spurensicherung, etc.
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AB0- System
Entdeckt von Kurt Landsteiner 1901
>> Einteilung in 4 Hauptgruppen A, B, AB, 0
Menschliche Erythrozyten besitzen auf ihrer Zelloberfläche bestimmte Eiweißmoleküle
(Antigene). Diese Antigene bestimmen die Blutgruppe eines Menschen.
Im Serum eines Menschen kommen immer die Antikörper vor, die mit dem Leben vereinbar
sind (d.h. nicht zu einer Verklumpung der eigenen oder gruppengleichen Blutkörperchen
führen).
Andererseits bedingt ein Kontakt zwischen Blut verschiedener Gruppen eine Verklumpung
der Erythrozyten infolge der Antigen-Antikörper-Reaktion (AB0-Inkompabilität =AB0Unverträglichkeit) bezeichnet.
Besitzt ein Mensch ein A-Antigen auf seiner Zelle, so hat er die Blutgruppe A. Bei B-Antigen
> Blutgruppe B.
Personen mit beiden Antigenen haben Blutgruppe AB.
Diese Personen haben von einem Elternteil Merkmal A, von anderem B vererbt bekommen.
Ein Mensch mit Blutgruppe 0 hat demgegenüber von beiden Eltern Merkmal 0 vererbt
bekommen. Da 0-Merkmal auch rezessiv/verdeckt vorhanden sein kann, könnten diese Eltern aber
auch A0 oder B0 gehabt haben.
Des weiteren dürfen bei Personen der Gruppe A oder B nicht beide Altern die Gruppe 0
haben. Mindestens bei einem Elternteil muss das jeweilige Merkmal vorliegen.
Rhesus-System
1940 ebenfalls von Karl Landsteiner entdeckt worden.
Zum Rhesus-System gehören mehrere Antigene, die auf den Erythrozyten vorkommen (die
bekanntesten sind die Rhesusfaktoren C, D, E, & c, d, e).
Der Rhesusfaktor D besitzt das stärkste antigene Potential.
Auch im Rhesus-System können Imkompatibilitäten zwischen zwei Individuen mit
verschiedenen Rhesus-Faktoren auftreten.
Unverträglichkeiten zwischen Mutter und Kind
AB-System:
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Blut
Im Gegensatz zur Rhesus-Inkompatibilität tritt vor der Geburt des Feten keine Schädigung
auf.
Nach der Geburt bemerkt man Gelbsucht. Behandlung erfolgt mittels Bestrahlung.
Blutaustauschtransfusion ist nur selten notwendig.
Rhesus-System:
Wenn rhesus – Frau rhesus + Kind bekommt treten normalerweise erst bei 2.
Schwangerschaft Probleme auf.
Grund: Mutter bildet „Memory-cells“ während erster Schwangerschaft.
Beim 2. Mal Schwangerschaft mit rhesus + Kind folgt schnelle & starke
Immunantwort.
Durch Rhesus-Antikörper von erster Schwangerschaft, werden kindliche rote
Blutkörperchen zerstört.
Folgen: Blutarmut, Vergrößerung von Leber & Milz, Gelbsucht des Neugbeborenen,
neurologische Schäden bis zu Tod des Kindes
Prophylaxe: Bei Schwangeren mit negativem Rhesusfaktor wird 28.-30. Woche Anti-DGlobulin Spritze verabreicht.
Blutgerinnung
Durch eine Gefäßverletzung kommt es vor und nach der Verletzungsstelle zu einer
Verengung der Gefäße (Verminderung des Blutverlustes).
>> Gleichzeitig lagern sich Blutplättchen (Thrombozyten) an die beschädigte Stelle des
Gefäßes an und verkleben dort miteinander
Die Thrombozyten besitzen die Fähigkeit zur Thrombozytenaggregation.
Die normalerweise plättchenförmigen Thrombozyten haben jetzt kugelige Form und aus
Oberfläche sprießen Fortsätze mit denne sie sich gegenseitig festhalten.
Der Thrombozyten-Pfropf ist nicht fest genug um eine Wunde dauerhaft zu schließen.
>> im Bereich der Verletzung werden Substanzen freigesetzt, die die Blutgerinnung
aktivieren:
 Thrombokinase aus Blutplättchen
 Thrombokinase aus dem Gewebe
Prinzip:
Das Prinzip der Blutgerinnung besteht darin,
dass in dem sehr komplexen Vorgang derf
Blutgerinnung das im Blut vorhandene
Prothrombin aktiviert wird >> es entsteht
Thrombin
>> das Thrombin wiederum wirkt auf ein
weiteres im Blut zirkulierendes Eiweiß, das
Fibrinogen >> das lösliche Fibrinogen wird nun
in das unlösliche Fibrin umgewandelt.
>> auf diese Weise bildet sich ein Netz aus
festen
Fibrinfasern
um
den
Thrombozytenpfropf.
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Blut
Der entstandene Blutpfropf, der die Wunde verschließt, besteht also vorwiegend aus
Thrombozyten. An diesen klebrigen Eiweißfäden bleiben auch Erys kleben.
>> In der Folge zieht sich das Fibrinnetz langsam zusammen (so werden die Wundränder
verkleinert).
In das Fibrinnetz lagern sich jetzt noch Grundzellen des Bindegewebes ein >> Wunde wird
endgültig geschlossen.
Die zerstörten Epithelzellen der Gefäße können sich wieder organisieren und nachwachsen.
Schließlich wird der Thrombus wieder aufgelöst.
Blutdoping
1. Doping mit EPO
Seit 1983 ist es möglich EPO synthetisch (gentechnologisch) herzustellen.
Eine durch EPO-Einnahme gesteigerte Anzahl an roten Blutzellen verbessert die
Sauerstoffaufnahme-Kapazität des Bluts und bewirkt im Endeffekt eine Steigerung der
Ausdauer.
Ein ähnliches Dopingmittel ist das Darbepoetin alpha (NESP) (ist dem EPO strukturell sehr
ähnlich)
>> führt wie Erythropoetin zu einer Stimulierung der Ery-Synthese im Knochenmark.
Sowohl EPO, als auch NESP können heute nachgewiesen werden.
2. Autologe Transfusion
Oft wird die Eigenbluttransfusion mit dem Höhentraining kombiniert (Anzahl an
Erythrozyten nehmen in der Höhe zu)
>> mehr ERys >> mehr Sauerstoff >> mehr Ausdauer >> bessere Leistung
>> Man entnimmt vor dem Wettkampf Eigenblut und verabreicht es vor dem Wettkampf (in
mindestens 3 Einheiten)
Das Blut wird üblicherweise in einem Kühlschrank (Blutbank +4°C) konserviert. Bei
Aufbewahrung in der Blutbank muss das Blut innerhalb von 4-5 Wochen reinfundiert werden,
da die Anzahl lebensfähiger Erythrozyten ständig abnimmt.
Bei Anwendung von Glycerin-Gefrierschrank mit -85°C, auch mehrere Jahre Intervall
möglich.
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Risiken & Nebenwirkungen
Eine erhöhte Anzahl Erys (erhöhte % an Hämatokrit) kann zur Gefahr einer Thrombose
(Verklumpung des Blutes)
>> besonderes Risiko für kardiovaskuläre Zwischenfälle (bis hin zu Kreislaufversagen)
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