OPTIK
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Blut Funktion, Zusammensetzung und Volumen des Blutes - - In sämtlichen Organen vorhanden Organe entnehmen ihm Substanzen, die sie brauchen und geben Stoffwechselprodukte sowie Hormone ab Auch Wärmetransport Transport- und Kommunikationssystem, unerläßlich für Körperfunktionen Liefert wichtige Informationen über normale und pathologische Funktionen o Lunge: CO2 und O2 o Niere: Kreatinin o Endokrine Drüsen: Hormone Abwehrfunktionen gegen Viren, Bakterien, Pilze und pathologisch veränderte Körperzellen Hochspezialisierte Leukozyten erkennen fremde Eindringlinge und machen sie in der Regel unschädlich Gerinnungssystem schützt vor Verlust von Blut bei Verletzungen Das Blutvolumen ist eine Funktion des Körpergewichts - - Besteht hauptsächlich aus Wasser mit Elektrolyten, wasserlöslichen Nährstoffen, Vitaminen und Gasen Außerdem Proteine, Erythrozyten, Leukozyten und Thrombozyten Etwa 7% der fettfreien Körpermasse Normales Blutvolumen zur Aufrechterhaltung des Kreislaufs notwendig Druck, Herzleistung Messung des Blutvolumens entweder über radioaktiv markierte Erys oder durch Bestimmung des Plasmavolumens (Blutvolumen = Plasmavolumen / (1-Hämatokrit) Hämatokrit ist der Volumenanteil der Blutzellen pro Einheit Blutvolumen o Im Mittel bei Mann 0,45, bei Frau 0,42 o Über 99% von Erys Üblicherweise aus der V. cubitalis, steht für Gesamtblut, nicht für Kapillarblut o Dort ist er meist niedriger Fåhraeus-Lindqvist-Effekt da schnellere Flußgeschwindigkeit o Geht nur wegen Elastizität der Erys Blutplasma ist aus vielen Komponenten zusammengesetzt - - Plasma zu 90% aus Wasser und 10% aus gelösten Substanzen (Proteine 70%, niedermolekulare Stoffe 20% und Elektrolyte 10%) Plasmaproteine größte Unterschiedlichkeit Erhält man durch Zentrifugation von ungerinnbar gemachtem Blut Proteinkonzentration ca. 70g/l Zentrifugation nach Gerinnung Blutserum, gerinnungsaktive Proteine (Fibrinogen) fehlen Proteine sind sehr heterogen, mehrere hundert verschiedene Fünf Grundfraktionen: o Albumin 35 - 40 g/l o 1-Globuline 1,3 – 4 g/l o 2-Globuline 4 – 9 g/l o -Globuline 6 – 11 g/l o -Globuline 7 – 15 g/l Albumin: o Sorgt für kolloidosmotischen (onkotischen) Druck (KOD) o Für ca. 80% des Drucks verantwortlich o KOD des Plasmas normal bei ca. 3,3 kPa, im Interstitium bei 0,7 kPa o Unterschied bestimmend für Verhältnis, hält Blut in Gefäßen o Bei Abfall von Konzentration (z.B. durch die Niere) kommt es zu Ödemen - Spezifische Transportproteine: o Transferrin (eisenbindendes Protein) o Transcobalamin (Vitamin-B12-bindendes Protein) o Transcortin (Cortisolbindendes Protein) o Sind nicht nur für Transport, auch für Vorrat zuständig o Große medizinische und physiologische Bedeutung haben Proteine, die am Lipidtransport beteiligt sind o Verschiedene Klassen von Lipoproteinen Mit sehr geringer Dichte (very low density lipoproteins, VLDL) Mit geringer Dichte (LDL) Mit hoher Dichte (HDL) Transportieren Triacylglyceride, Phospholipide, Cholesterin, Cholesterinester und fettlösliche Vitamine Am cholesterinreichsten sind LDL, enstehen durch Abbau von VLDL durch Lipoproteinlipase der Endothelzellen Wenn wenig HDL und viel LDL, dann Atheromatose und Arteriosklerose Plasmaelektrolyte - Gesamtheit der im Plasma gelösten haben osmolare Konzentration von ca. 290 mosm/l Hohe extrazelluläre Natriumkonzentration von Bedeutung für Extrazellularvolumen Hohe intrazelluläre Kaliumkonzentration von Bedeutung für Membranpotential Osmotisch wirksame Teilchen (Osmolyte) erzeugen an semipermeablen Membranen osmotischen Druck von 770 kPa bei 37°C Im Endothel nicht wirksam, dort der mittlere kolloidosmotische Druck von 3 kPa Salzlösungen für Infusionen müssen isoton sein (gleicher osmotischer Druck) Hypotone Lösungen verursachen Zellödem Isosmolare Glucose- oder Harnstofflösungen sind nicht isoton, da sie Membran durchdringen Zelluläre Bestandteile des Blutes - Einteilung nach morphologischen und funktionellen Kriterien in: o Erythrozyten (rote / Hämoglobin / größter Anteil) Gastransport Lebenszeit ca. 120 Tage o Leukozyten (weiße) heterogene Gruppe, Abwehrsystem o Thrombozyten (Blutplättchen) aktivieren zielsicher und schnell Reaktionen zur Reparatur von Gefäßen Verschiedene Blutzellen entstehen aus einer hämopoetischen Stammzelle - Stammzellen beim Fetus in Leber und Milz, beim Erwachsenen im roten Mark der flachen Knochen Stammzellen sind pluripotent, haben Fähigkeit zur Selbsterneuerung Aus pluripotenten Stammzellen werden hämopoetische Vorläuferzellen, die sich zu den reifen Zellformen weiterentwickeln Hämopoetische Vorläuferzelle ist auf endgültigem Differenzierungsweg, gehört zum Proliferationspool Teilungspotential enorm steigerbar Lebenszeit ist unterschiedlich: o Erys: 120 Tage, Faktoren für Bildung sind Cobalamin und Folsäure (DNA-Bildung), geschwindigkeitsbestimmend ist Eisen, bei Fehlen eines Faktors Anämie (Ery-mangel) o Lymphozyten: Monate bis Jahre o Granulozyten: einige Stunden o Mono- und Thrombozyten: ca. 5 – 7 Tage Hämopoetische Wachstumsfaktoren sind auch therapeutisch einsetzbar - Erythropoetin und Thrombopoetin wirken spezifisch, andere eher unspezifisch Werden lokal im Knochenmark gebildet, wirken parakrin (Interleukine und colony stimulating factors) Interleukin 3 hat breites Wirkungsspektrum, vor allem auf frühe Phase der Hämopoese Später spezifische Faktoren: o Erythropoetin: auf Proerythroblasten o GM-CSF und G-CSF: auf Granulozyten- und Makrophagen-Vorläuferzellen o Thrombopoetin: auf Megakaryozyten Erythrozyten dienen vor allem dem Gastransport - - - - - - - - Unter Ruhe O2-Verbrauch ca. 500 l/Tag In Lunge aufgenommen, an Hämoglobin in Erys im Blut transportiert, CO 2 auf dem Rückweg an Häm Erys haben spezielles Membranskelett, Bedeutung für Deformierbarkeit in Kapillaren Auf Außenseite befinden sich Blutgruppenantigene wichtig für Bluttransfusionen In den engen Kapillaren müssen Erythrozyten ihre Form verändern Erys sind kleine bikonkave Scheiben mit Durchmesser von 8 m Hohe Oberfläche, können sich deformieren Membran aus Phospholipiddoppelschicht mit integralen Proteinen durchzogen (CL -/HCO3-Austauscher, Glykophorin) Auf Innenseite der Membran molekulares Maschenwerk, das Membranskelett Hauptkomponente bilden fadenförmige Spektrinmoleküle durch Aktin und andere Verbindungsproteine verknüpft Genetisch bedingte Verminderung der Zahl der Spektrinmoleküle führt zu kugelförmiger Auftreibung (kongenitale Spherozytose) verkürzt drastisch Lebensdauer Anämie da Milz abbaut, kann Anämie durch Splenektomie gemildert werden Oberflächenantigene auf der Erythrozytenmembran bestimmen die Blutgruppe o Sind Glykolipide, die als Antigene wirken können o Führen in fremden Organismus zur Bildung von Antikörpern o Kommen nicht nur auf Erys vor o Nur eineiige Zwillinge haben identisches Muster o Bis heute etwa 15 Blutgruppensysteme mit mehr als 100 Blutgruppenantigenen entdeckt o AB0-System und Rhesus-System von überragender Bedeutung AB0-System: o Vererbung nach Mendel-Gesetzen o A,B,AB und 0 o Heterogenetische Substanz `H´ in allen Erys ist antigenetisch stumm, wohl Grundstruktur der A- und B-Antigene Rhesus-System: o Aus drei unterschiedlichen Antigenen (C,D,E), gehören ebenfalls zu Glykolipiden o D am häufigsten, wenn vorhanden rhesuspositiv o Bei Rhesusnegativen fehlt Antigen D auf Ery-Oberfläche (Europa 15%) o Antikörper gegen Rhesusantigene kommen natürlicherweise nicht vor, erst bei Kontamination wird es gebildet o Besonders bei Schwangerschaften, (Mutter negativ, Kind positiv) erste ungefährlich, wird nur sensibilisiert, bei den folgenden können massiv Antikörper der Mutter das Kind gefährden, wird durch Anti-D-Prophylaxe verhindert, dadurch fetale Erys abgebaut, bevor Immunsystem reagieren kann Bluttransfusion o Blutgruppenkostellation muß genauestens geprüft werden o Große (Spendererys und Empfängerserum) und Kleine Kreuzprobe (Spenderserum und Empfängererys) Über mögliche Ursachen von Anämien kann man mit einfachen Methoden Aufschluß erhalten Erythozytenindices: o MCV (fl) (mittleres Ery-Volumen): Hämatokrit / Ery-Konzentration o MCH (pg) (mittlere Hämoglobinmenge pro Ery): Hämoglobinkonz. / Ery-Konzentration o MCHC (g/l Erys) (mittlere Hämoglobinkonz. der Erys): Hämoglobinkonz. / Hämatokrit Anämie bei Hämoglobinkonz. unter 140 g/l beim Mann und unter 120 g/l bei der Frau Androgen wirkt aktivierend auf Erythropoetin Mit MCV, MCHC und MCH wird Anämie weiter bestimmt MCV hoch: Makro-, MCV tief: Mikrozytose Hyper- / hypochrom: wenn MCHC hoch/tief Makrozytäre Anämie bei Cobalaminmangel DNA-Bildung gehemmt, zuviel Häm in zuwenig Erys Mikrozytäre, hypochrome Anämie bei schweren Eisenmangelzuständen, zuwenig Häm pro Ery Bestimmung der Retikulozyten auch von diagnostischer Bedeutung, sind die jungen Erys, die Knochenmark verlassen, Name wegen netzartiger Struktur in ersten 2-3 Tagen, normaler Anteil an gesamter Ery-Anzahl bei 0,5 – 1%, Verminderung bei Proliferationsstörungen Blutsenkungsgeschwindigkeit (BSG) gibt Auskunft über Verlauf von Krankheitsprozessen Erys sind schwerer, sinken ab (in erster Stunde beim Mann 3 – 6mm, bei Frau 6 – 12mm[schneller, da weniger Reibung aufgrund weniger Erys]) - Erhöhung der BSG bei Entzündungen und vermehrtem Gewebszerfall, da Erythrozytenagglomerate im Blut, Erys ballen sich zusammen, sinken schneller Das spezifische und unspezifische Abwehrsystem des Körpers - Infektion ist Eindringen von pathogenen Mikroorganismen in den Körper und ihre Vermehrung in verschiedenen Geweben Wirtsorganismus reagiert mit Abwehrmaßnahmen Spezifisches System merkt sich Strukturen und tötet sie zielgerichtet Unspezifisches System tötet alles Fremde ab Unspezifische Abwehrmechanismen sind bereits bei der Geburt voll ausgebildet - - - - Gegen weites Spektrum wirksam Pro Spezies anders Träger der unspezifischen Abwehr sind : o Humorale Faktoren Lysozym C-reaktives Protein Interferone Das Komplementsystem o Zelluläre Abwehrsysteme Granulozyten Phagozytierende Makrophagen Natürliche Killerzellen Einige von diesen haben Vermittlerrolle zwischen spezifischem und unspezifischem System Lysozym spaltet Bruchstücke aus Zellwand grampositiver Bakterien und mit Komplement auch aus gramnegativen, kommt im Gewebe und in fast allen Körperflüssigkeiten vor C-reaktives Protein bei normalen Individuen nur in Spuren nachweisbar, jedoch bei Pneumonie oder rheumatischem Fieber stark erhöht, bindet an Oberflächenstrukturen auf vielen Pilzen und Bakterien, kennzeichnet diese so für Angriff des Komplementsystems und der Phagozyten (Oponisierung) Interferone sind speziesspezifische Glykoproteine, von virusinfizierten Zellen gebildet, hemmen Virusausbreitung, drei Familien: o Interferon (Leukozyten-IFN) o Interferon (Fibroblasten-IFN) o Interferon (Immun-IFN) IFN und IFN strukturell ähnlich, wirken als antivirale Wirkstoffe IFN von aktivierten T-Zellen gebildet, wesentlicher humoraler Faktor bei Vermittlung der Immunantwort, ist also eigentlich Signalmolekül der spezifischen Abwehr Das Komplementsystem: Eine Proteinfamilie, die Löcher in Zellmembranen bohren kann - - Familie von ca. 20 Proteinasen, wirken komplementär zu spezifischen Antikörpern, töten mit diesen Fremdzellen durch Lyse ab Können örtlich durch mononukleäre Phagozyten freigesetzt werden, kommen auch im Plasma und anderen Körperflüssigkeiten vor Wird lokal aktiviert Klassischer Aktivierungsweg: durch Immunglobuline Alternativer Aktivierungsweg: Startsignal durch Membranpolysaccharide oder C-reaktives Protein, aktivierung durch Zellwand der Fremdkörper ohne Beteiligung von Antikörpern Endresultat ist Phagozytose oder Lyse Spaltprodukte entstehen bei Komplementaktivierung, haben auch andere biologische Funktionen bei der Infektabwehr C3a: o Ist chemotaktischer und aktivierender Faktor für neutrophile Granulozyten o Erhöht Gefäßpermeabilität für Phagozyten von Blut ins Gewebe o Führt zu Freisetzung von vasoaktiven und permeabilitätssteigernden Substanzen aus Mastzellen C3-Mangel führt zu wiederkehrenden eitrigen Infektionen, wichtiger Abwehrmechanismus gegen pyogene (eiterauslösende) Erreger Unspezifische Entzündungszellen schlucken und verdauen Fremdmaterial - Neutrophile, polymorphkernige Leukozyten im Blut und mononukleäre Phagozyten im Blut und Gewebe fressen Mikroorganismen Durch Chemotaxis werden unspezifische Abwehrmechanismen zum Eindringling gelockt Phagozytose beginnt mit Anlagerung der Phagozyten an Mikroorganismen, geschädigte Zellen oder große Antigen-Antikörper-Aggregate, Erleichterung durch Kennzeichnung Umschließung mit Pseudopodien Lyse in der Zelle durch Lysosomen über Proteasen, Peptidasen, Oxidasen, Desoxyribonukleasen und Lipasen, ebenso wie reaktive Sauerstoffmetabolite Ausnahmen können sich sogar in Makrophagen vermehren (Tuberkulose, Typhus, Gonorrhö und Lepra) Letzte Chance ist dann Kooperation mit T-Helferzellen, diese aktivieren Makrophagen, Synthese zytotoxischer Peptide, machen fast alles platt Sind Parasiten zu groß, helfen eosinophile und basophile Granulozyten, setzen zytotoxische Substanzen frei und schädigen dadurch Parasiten Die Merkmale des spezifischen Abwehrsystems - - Erkennt und eliminiert fremde Molekülstrukturen mit hoher Präzision Hochspezifisch, sehr vielfältig, Gedächtnis, können zwischen körperfremd und –eigen erkennen Bei falschem erkennen, z.B. gegen eigene Zellen Autoimmunkrankheit Zellen des lymphatischen Systems vermitteln Immunreaktionen Erste Barriere sind Deckflächen der Haut und der Schleimhäute Zweite Front sind Lymphozyten, Granulozyten und Makrophagen Sekundäre lymphatische Organe sind die wichtigste Front, größter Teil der Eindringlinge wird hier abgefangen und immunkompetenten Lymphozyten durch antigenpräsentierende Zellen dargereicht Mikrooragnismen gelangen zu Lymphknoten, Fremdkörper im Blut zur Milz Infektionen wirken sich hier aus (Vergrößerung) Mononukleäre Phagozyten spüren am effektivsten auf Milz ist der „TÜV“ der Abwehrzellen, alte oder kaputte werden hier aussortiert Lymphozyten Rolle bei Antikörperproduktion und Gedächtnisfunktion Entwicklung aus lymphatischen Stammzellen im Knochenmark, werden in primären lymphatischen Organen geprägt (T-Zellen im Thymus, B-Zellen im lymphatischen Knochenmark) Dann in die sekundären lymphatischen Organe, Kontakt mit Antigen legt sie auf einen Typ fest B-Zellen zu Plasmazellen, T-Zellen zu Killer-, Helfer- und Gedächtniszellen Lymphozyten haben Oberflächenrezeptoren o B-Zellen: membranständige Immunglobuline (10 11 verschiedene) o T-Zellen: T-Zell-Rezeptoren (1015 verschiedene) Plasmazellen produzieren Immunglobuline Antikörper können Erreger nicht dauerhaft schädigen, aber markieren, nach erstem Kontakt gezielte Antwort und Bekämpfung Immunglobulinmoleküle vermitteln humorale Immunantwort Antigen (Epitop) wird meist nur von passendem Immunglobulinrezeptor (Epitop) erkannt Antigen selektioniert also Zellen dann Klonung dieser Zellen zu Plasmazellen (Antikörpersezernierung) und Gedächtniszellen Jede antikörperproduzierende Zelle macht auch nur einen Antikörper Antigenzellen gegen körpereigene Makromoleküle werden während Embryonalperiode eliminiert Meist sind für Plasmazellenklonierung auch noch Antigenpräsentierende und T-Helfer-Zellen notwendig Humorale Antikörper (Immunglobuline / fünf Klassen [IgG, IgM, IgA, IgE und IgD] ) markieren Antigene Einfachste Form (IgG) Struktureinheit eines Antikörpers aus zwei leichten und zwei schweren Ketten Fc-Anteil führt zur Komplementfixierung, ist also molekulare Antenne für Phagozyten und lytisches Komplementsystem Fab-Anteil ist antigenbindende Region des Moleküls, variable AS-Sequenz, spezifisch auf Antigen Nach Antigenkontakt steigt Antikörperkonzentration nach einer Woche logarithmisch an, fällt dann schnell wieder ab (Primäreaktion) Sekundärreaktion löst schneller, stärker, über eine längere Zeit, besser ausgerichtete Antikörper aus Primärreaktion durch Antikörper der Klasse IgM, Sekundärreaktion IgG Durch Impfungen kann man immunisieren, aktiv und passiv - - - - - Aktiv: o Verabreichung von abgetöteten Erregern oder Teilen davon o Primärreaktion (Vorwarnung) o Hält lange vor Passiv: o Zufuhr von Immunserum o Zeitlich begrenzt, da Serum abgebaut wird Bei Säuglingen bekommt Kind von Mutter eine passive Immunisierung mit T-Zellen helfen, töten und haben ein Gedächtnis Erfüllen zahlreiche Aufgaben: o Vermitteln zelluläre Immunreaktionen o Töten virusinfizierte Zellen ab o Mit antigenpräsentierenden Zellen differenzieren sie als Helferzellen B-Zellen zu Plasmazellen Haben o T-Zell-Antigenrezeptoren (Ähnlichkeit mit Immunglobulinmolekülen) o Histokompatibilitätsantigene (beeinflussen weite Bereiche der Immunreaktivität) o Zusätzlich noch hormonähnliche Signalstoffe, Zytokine für Aktivierung von B- und T-Zellen Sind Träger der spezifischen zellulären Antwort Sind im Blut und zum Teil in sekundären Lymphorganen Nach antigener Stimulation Differenzierung zu: o T-Gedächtniszellen o T-Effektorzellen, unterteilt in: T-Helferzellen Zytotoxische T-Zellen o T-Suppressorzellen, Existenz aber nicht sicher nachgewiesen - T-Helferzellen helfen bei Differenzierung von B-Zellen zu Plasmazellen mittels der Zytokine Es gibt TH1- und TH2-Zellen TH1-Zellen aktivieren Makrophagen und hemmen T H2-Zellen, also Richtung Entzündung TH2-Zellen aktivieren B-Zellen (Immunglobulinbildung) und hemmen Makrophagenaktivierung Zwei Wege, die „entweder - oder“ passieren - Histokompatibilitätsantigene sind für Immunreaktion bedeutsam Sie sind Zelloberflächenmoleküle, werden durch Genkomplex kodiert, den Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC), dieser hat große Anzahl von Genen und ist durch ausgesprochenen Polymorphismus gekennzeichnet, nach diesem Muster kann Verwandschaftsgrad festgestellt werden, verantwortlich für z.B. Organabstoßung nach Transplantation Entscheidende Abschnitte von Antigenen können auf Zelloberflächen präsentiert werden Antigenpräsentierende Zellen sind verwandt mit mononukleären Phagozyten Fahnden nach fremden Zellen und führen nach Aufnahme das innere Epitop den T-Zellen vor Wenn fremd, dann Aktivierung der Abwehr durch T-Killer- und T-Helfer-Zellen Auch B-Zellen können Antigene aufnehmen, erkennen es jedoch am äußeren Epitop, präsentieren dann nach Aufbereitung das innere Epitop den T-Zellen, diese regen nach Erkennung B-Zellen zur Vermehrung an Selektivität wird MHC-Restriktion genannt - - T-Killerzellen töten körpereigene Zellen ab, an denen ein Fremdantigen und MHC-I-Moleküle auftreten (z.B. nach Virusinfektion), über Perforine (membranschädigende Proteine), auch gegen Transplantate, deswegen heißen MHC-I-Moleküle auch Transplantationsantigene - Der Unterschied zwischen Selbst und Fremd T-Zellen werden im Thymus nach positiven und negativen Mechanismen aussortiert Positive Selektion: o T-Zellen werden durch MHC-Moleküle zu T-Helfer- oder T-Killer-Zellen geprägt o Verläuft über Erkennung körpereigener MHC-Moleküle Negative Selektion: o Vernichtung von autoreaktiven T-Zellen o Nur die besten kommen aus dem Thymus raus (max. 1%) Immunsuppression und Immundefizienz Glucocorticoide, Antimetabolite und spezifisch wirkendes Cyclosporin werden als Immunsuppressiva eingesetzt - - - Hemmen Interleukin 1 und 2 sowie Zytokine, welche wichtig für T-Zellen Aktivierung sind AIDS dezimiert die Zahl der T-Helferzellen, dadurch abgeschwächte Immunantwort TOD Blutstillung und Wundheilung - Verletzungen im Blutgefäßsystem müssen rasch und zuverlässig abgedichtet werden Thrombozyten aggregieren innerhalb kürzester Zeit Wundverschluß Reparatur des Gewebes durch Wachstumsfaktoren aus Thrombozyten, Makrophagen und Endothelzellen - Abbau des Thrombozytenpfropfes durch fibrinolytisches Plasminsystem des Plasmas Normalerweise haften Thrombozyten nicht an Endothelzellen - Hemmwirkung auf Thrombozyten haben: o Prostacyclin, von Endothelzellen gebildet und freigesetzt o Stickstoffmonoxid (NO) o Heparin Thrombozyten werden klebrig, wenn sie mit Kollagenfasern in Berührung kommen - Entstehen aus Megakaryozyten durch Abschnürungen (jeweils ca. 500) Normale Anzahl 150000 – 300000 / l Blut, unter 50000 / l Störungen der Blutstillung Bei Gefäßverletzung subendotheliale Kollagenfasern freigesetzt, an die sie sich sofort heften Anheftung mit Hilfe des von-Willebrand-Faktors (vWF), Protein von Endothelzellen Wenn defekt, Bindung nicht mehr möglich Unmittelbar nach Anlagerung Aktivierung der Thrombozyten: o Sekretion von zusätzliche Agonisten (ADP, Thromboxan, Serotonin), locken zusätzlich Thrombozyten an o Werden klebrig (Formänderung) o Bilden Pfropf Aktivierte Thrombozyten sind stachelig und setzen Signalmoleküle frei - Auslöser für Formänderung ist Ca2+-induzierter Übergang von globulärem Aktin in langgestrecktes, fibrilläres Aktin Begleitet von Sekretion des Inhaltes der elektronendichten Granula und der -Granula o Vasokonstriktorische Faktoren (Serotonin, PDGF) o Aggregationsfördernde Faktoren (ADP, Thrombospondin, Fibrinogen) o Adhäsionsfördernde Faktoren (Fibronectin, vWF) o Wachstumsfördernde Faktoren (PDGF, TGF, FGF) o Thrombin, wichtiger Faktor für Thrombozytenaggregation o Außerdem bilden alarmierte Thrombozyten Thromboxan A2 (stark vasokonstriktorisch, verstärkt Thrombozytenaktivierung), und PAF (koppelt Gerinnungssystem und Abwehrsystem) Wie entsteht ein Thrombozytenpfropf? - Kennzeichen der Aggregation sin Umorganisierung der Thrombozytenmembran und Kontraktion der Aktin-Myosin-Komponenten des Zytoskeletts Freisetzung von Glykoprotein GP IIb/IIIa, an das sich Fibrinogen und Fibronectin binden Angeheftete Thrombozyten setzen Lockstoffe frei, aktivieren weitere, die sich anlagern Pfropf Normal innerhalb von 2 – 4 Minuten Die Gerinnung des Blutes führt zu einem stabilen Wundverschluß - Nach Thrombozytenthrombus wird Fibrin eingelagert, Bildung dieses roten Thrombus verläuft in drei Phasen (Aktivierungsphase, Koagulationsphase und Retraktionsphase) An Gerinnungskaskade beteiligte Faktoren werden römisch beziffert, a bedeutet aktiviert Gerinnungssystem ist Kaskade um den Faktor X - - - Aktivierungsphase: o Exogene Aktivierung durch Gewebethromboplastin, das Faktor VII aktiviert o VIIa bildet mit Ca2+ und Phospholipiden Komplex, der Faktor X aktiviert o Endogene Aktivierung durch Kontakt von Faktor XII mit Kininogen und Kallikrein, dadurch Aktivierung von Faktoren XI und IX o Faktor IXa zusammen mit Phospholipiden, Ca2+ und Faktor VIIIa ein Komplex, der Faktor X aktiviert o Faktor Xa hat zentrale Rolle und wirkt als effizientes Mitogen von Endothelzellen und glatten Muskelzellen sowie als potenter Aktivator von Lymphozyten o Fehlt der Komplex aus Faktoren VIIIa und IXa tritt Hämophilie A/B (A ohne VIII, B ohne IX) auf (Blutgerinnungsstörung) Koagulationsphase o Aktivierungsphase endet mit Bildung von enzymatisch aktivem Thrombin o Dies spaltet nun aus Fibrinogen niedermolekulare Peptide ab o Entstandene Fibrinmonomere lagern sich zu Fibrinpolymer zusammen o Durch Wirkung des Faktors XIII kovalente Bindungen, um Gerüst zu stabilisieren Retraktionsphase o Fibrinfäden legen sich über Thrombozytenthrombus und verbinden sich mit Thrombozyten o Fibronectin wirkt auch noch mit o Thrombin aktiviert auch noch kontraktiles Aktin-Myosin-System Thrombus zieht sich zusammen, wird dicht, stabil und klein Hemmstoffe der Blutgerinnung in vivo und in vitro - - Blutplasma enthält normalerweise verschiedene Proteaseinhibitoren, die Fibrinbildung verzögern Heparin verstärkt diese Inhibitoren, wird endogen von Endothelzellen und Mastzellen gebildet, hat also wichtige Bremsfunktion bei Gerinnungssteuerung, wird auch parenteral verwendet, stammt da aus Tieren, setzt sofort ein Cumarine verhindern in Leber Bildung intakter Vitamin-K-abhängiger Gerinnungsfaktoren (II, VII, IX, X – Prothrombinkomplex) setzen erst nach 36 – 48 Stunden ein Gerinnungstests o Quicktest, Zeit die zur Gerinnung benötigt wird im Verhältnis zur normalen Gerinnungszeit Einmal gebildetes Fibrin kann auch wieder aufgelöst werden: das Plasminsystem - Greift am Fibrin an Plasmin ist eine Protease, die unlösliches Fibrin in lösliche Fibrinopeptide spaltet Inaktive Vorstufe, Plasminogen, kann durch Gewebeaktivatoren und intravasal entstehende Aktivatoren in aktive Form überführt werden Werden auch therapeutisch zur Lösung von Blutgerinnseln eingesetzt Fibrinolyse ähnlich komplex wie Gerinnung Plasmin spaltet Faktoren V und VIII, Fibrinogen und Fibrin Entsteht aus Plasminogen, welches von Faktor XIIa aktiviert wird Freisetzung ausgelöst durch Gewebedehnung und Catecholamine Plasminogen und Plasminogenaktivator bleiben am Fibrin kleben, welches dann aufgelöst wird Ebenso wird weitere Produktion von Fibrin durch Abbau der Faktoren V und VIII gehemmt Wird auch therapeutisch genutzt Die Wundheilung wird von Entzündungszeichen begleitet - - Ziel der Wundheilung ist Wiederherstellung der Integrität des Gewebes nach Verletzung Zellen haben Aufräumfunktion oder Reparaturaufgaben Lymphozyten, Granulozyten und Makrophagen beseitigen Zellreste, Bakterien, abgestorbene Gewebezellen Freiwerdende Substanzen führen zu Entzündung, vier Zustände: o Erwärmung (Calor) o Rötung (Rubor) o Schwellung (Tumor) o Schmerz (Dolor) Erwärmung und Rötung durch erhöhte Blutzufuhr Schwellung durch erhöhten Austritt von Flüssigkeit und Plasmaproteinen ins Gewebe Permeabilitätssteigernde Faktoren (Histamin, Bradykinin, Prostaglandin E 2) an Schmerz beteiligt - - Nach Abwehr der Bakterieninvasion und Zelltrümmerphagozytose Wundheilung o Neubildung von Blutgefäßen, aktiviert durch Faktor Xa und FGF o Vermehrung und verstärkte Kollagenbildung durch Fibroblasten o Wachstum der epidermalen Keratinozyten, welche Wunde definitiv abdecken Fibroblasten werden angelockt, vermehren sich, Wunde schließt sich Extrazelluläre Matrix dient als Architekturvorlage für komplexe Wechselwirkung zwischen Wachstumsfaktoren, Zytokinen und Zellen Atemgastransport im Blut - - Sauerstofftransport von Lunge zu Gewebe, dort Entfernung von CO2 Maßgeblich für Gasaustausch ist Partialdruck von O2 und CO2 und Konzentration der Gase im Blut Physikalische Lösung als Durchgangsstufe - Wegen geringer Löslichkeit sind Mengen im Blut gering Ohne Lösung jedoch kein Gastransport, einzige Chance für Gase, zu Organen zu gelangen Chemische Bindung von O2 im Blut - Sauerstoff wird reversibel an Häm gebunden, ist also Transportprotein für O 2 Bindungskurve ist S-förmig, optimal für Aufnahme wie für Abgabe In Arterien nahezu alles Häm mit O2 belegt Zahlreiche Faktoren beeinflusse Affinität zu O2 O2-Bindungskurve: Bindung geht einher mit Partialdruck, S-förmig, ist die chemische Bindung Physikalische Lösung nimmt linear mit Partialdruck zu Hämoglobin ist Chromoproteid aus Globin und 4 Häm-Molekülen O2-Molekül wird an Eisen gebunden, das dann zweiwertig wird Anlagerungsbindung ist Oxyhämoglobin (HbO2), ohne ist Desoxyhämoglobin (Hb) Anlagerung heißt Oxygenation, Abspaltung Desoxygenation Oxy-Blut hellrot, ohne O2 bläulich-dunkelrot O2-Kapazität hängt von Fe2+ ab, maximal bindet ein Mol Hämoglobin 4 Mol O2, 1 g = 1,39ml O2 Hüfner-Zahl ist 1,34 ml O2 pro Gramm Hämoglobin, Berechnung der O2-Kapazität O2-Sättigung des Hämoglobins mit Formel SO² = [HbO2] / ([Hb] + [HbO2]), Hb ist desoxy. Häm Konzentration von chemisch gebundenem O2 ist Produkt aus SO2 und O2-Kapazität P0,5 = 3,6 kPa = 27 mmHg, ist der P O² bei Halbsättigung Anlagerung von einem O2 erhöht Affinität für andere, deshalb ist kurve S-förmig Kurve von Myoglobin ist hyperbolisch, aus Mb + O2 MbO2 S-Form wichtig für Funktion, in Lunge hohe Drücke mit Schwankungen, in Kapillaren niedere Drücke, jedoch noch hoch genug für Diffusion in Zellen Einflüsse auf O2-Bindung: Lage, nicht Form wird verändert Affinitätsabnahme nach rechts, Zunahme nach links Temperatur hoch Affinität runter; Abkühlung Affinität hoch; jedoch geringe Bedeutung H+-Konzentration hoch = pH runter Affinität runter (Bohr-Effekt) CO2-Konzentration hoch Affinität runter und andersrum (ebenso Bohr-Effekt) Bohr-Effekt gut für O2-Aufnahme in Lunge und –Abgabe in Gewebe Liegt am Austausch von O2 und CO2 2,3-Bisphosphoglycerat (2,3-BPG) senkt Affinität Inaktive Formen des Hämoglobins Kohlenmonoxid hat höhere Affinität, bindet reversibel an Hämoglobin, 300 mal größer als O 2 Bindungskurve des O2 stark nach links verlagert, behindert also Abgabe in Geweben CO Übertritt aus Atemgas ins Blut nur sehr langsam Durch Oxidationsmittel wird Fe2+ zu Fe3+, Methämoglobin, kann O2 nicht mehr reversibel anlagern inaktiv MetHb (entsteht spontan oder durch Gifte: Nitrate, Nitrite und anilinhaltige Stoffe) muß erst durch Reduktionsmittel (Dithionit) zu Hb reduziert werden, im Organismus macht das die Methämoglobinreduktase Chemische Bindung von Co2 im Blut - Wird ähnlich wie O2 transportiert Bindungsfähigkeit im desoxygenierten Blut höher als im oxygenierten Gut für Aufnahme in Geweben und Abgabe in Lunge CO2 liegt im Blut in drei Formen vor: Physikalisch gelöst Reversible chemische Bindung größtenteils über CO 2 + H2O HCO3- + H+ als Bicarbonat Weniger über Bindung an freie Aminogruppen von Proteinen: CO 2 + R–NH2 R-NH-COO - + H+; R ist der Proteinrest Bindung geht einher mit Bildung von H + Muß also gepuffert werden, Hämoglobin hat da große Bedeutung CO2-Bindungskurve: Chemisch gebundener Teil überwiegt wieder den physikalisch gelösten Es gibt jedoch keine Sättigung Faktoren entgegengesetzt wie bei O2, Bohr-Effekt heißt hier Haldane-Effekt Austauschvorgänge im Blut bei CO2-Beladung und –Entladung Hohes Diffusionsvermögen, schneller Partialdruckangleich zwischen Erys und Plasma Erhöhung des PCO² führt zu Bildung von HCO3- parallel zu Abpufferung von H+ durch Nichtbicarbonatpuffer Pufferkapazität in Erys größer als im Plasma, daher mehr in Erys als im Plasma In Erys wird HCO3- - Bildung noch beschleunigt durch Corboanhydrase Gradient entsteht, Bicarbonat gegen Cl- aus Erys ins Plasma (Hamburger-Shift) Auch im Plasma wird H+-gebildet, jedoch langsamer als im Ery, wirkt dem entgegen Jacob-StewartZyklus In Lunge verläuft es genau andersrum Die CO2-Bindungskurve verläuft steiler als die O2-Bindungskurve - O2-Druck nimmt stärker ab, als CO2-Druck zunimmt, daher Druck in Kapillaren subathmosphärisch, in Lunge athmosphärisch Dadurch können Gasansammlungen im Körper durch das Blut resorbiert werden Nur so kann genügend CO2 abgeatmet werden, ohne das O2 zuwenig wird
