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B978-3-437-26803-8.00012-9

10.1016/B978-3-437-26803-8.00012-9

978-3-437-26803-8

Abb. 12.1

Übersicht über die festen und flüssigen Bestandteile des BlutesBlut:feste und flüssige Bestandteile.

Abb. 12.2

[X243]

KnochenmarkKnochenmarkKnochenmark im rasterelektronenmikroskopischen Bild mit Erythrozyten (rot) und Leukozyten (blau).

Abb. 12.3

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

Abb. 12.4

Rotes, blutbildendes KnochenmarkKnochenmark:Verteilung 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).

Abb. 12.5

[T484]

KnochenmarkKnochenmark:rotes im mikroskopischen Bild, links beim Kind, rechts beim Erwachsenen. Auch im roten Knochenmark hat die Zahl der blutbildenden Zellen abgenommen (die weißen „Löcher“ sind Fettzellen).

Abb. 12.6

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

Abb. 12.7

Größenvergleich. Würde man die 30.000 Milliarden ErythrozytenErythrozyten:Größenvergleich 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“.

Abb. 12.8

[E366]

ErythrozytenErythrozyten:Rasterelektronenmikroskop im rasterelektronenmikroskopischen Bild (lichtmikroskopisches Bild Abb. 12.18).

Abb. 12.9

Sauerstoffbindungskurve, HämoglobinSauerstoffbindungskurveHämoglobin:Sauerstoffbindungskurve des Hämoglobins.

Abb. 12.10

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

Abb. 12.11

Täglicher Eisenstoffwechsel, täglicherEisenstoffwechsel in schematischer Darstellung (Durchschnittswerte).

Abb. 12.12

Hämatokrit (Hk)Hämatokrit. Normalbefund und Befund bei AnämieAnämie:Hämatokrit. Durch Zentrifugieren haben sich die festen Bestandteile am Boden des Gläschens abgesetzt.

Abb. 12.13

[E367]

AB0-AB0-BlutgruppenbestimmungBlutgruppenbestimmung. Bei der BlutgruppenbestimmungBlutgruppenbestimmung werden Patientenerythrozyten mit Anti-A- und Anti-B-Prüfserum vermischt und dadurch die AB-Antigene auf den Patientenerythrozyten bestimmt. Zur Kontrolle wird meist auch Patientenplasma mit Testerythrozyten bekannter Blutgruppen vermischt

Ein Beispiel: Hat ein Mensch die Blutgruppe B, so tragen seine Erythrozyten Antigen B auf ihrer Oberfläche, im Serum ist Anti-A vorhanden. Also müssen seine Erythrozyten bei der Blutgruppenbestimmung mit Anti-B und Anti-A+B verklumpen, und sein Plasma muss A-Erythrozyten zum Verklumpen bringen. Alle anderen Ergebnisse sind nicht schlüssig, die Bestimmung müsste wiederholt und es müsste nach Fehlern gesucht werden.

Abb. 12.14

[M375]

Neutrophiler Granulozyt in einem Blutgefäß. Die Segmentierung des Kerns ist deutlich zu erkennen (bei ↓ eine „Granulozyten:KernbrückeKernbrücke“).

Abb. 12.15

Schätzung des Granulozytenalters anhand der Kernform.

Abb. 12.16

[E277, M375]

Differenzierung der LeukozytenLeukozyten:Differenzierung in die unterschiedlichen Zellarten.

Abb. 12.17

Übersicht über die Vorgänge bei der BlutstillungBlutstillung:Vorgänge. Im Gegensatz zum zuerst entstehenden weißen Thrombozytenpfropf enthält der endgültige Thrombus auch Erythrozyten.

Abb. 12.18

[E277]

Links ein Megakaryozyt, rechts mehrere Thrombozyten zwischen zahlreichen Erythrozyten – man beachte die Größenverhältnisse!

Abb. 12.19

[E368]

Ruhende und aktivierte Thrombozyten. Während ruhende ThrombozytenThrombozyten:ruhende und aktivierte (links) eine glatte Oberfläche haben, stülpen aktivierte Thrombozyten fingerförmige Fortsätze aus (rechts).

Abb. 12.20

[F222]

FibrinfädenFibrinfäden (F) mit eingelagerten Erythrozyten (Ery) in einem frischen (roten) VenenthrombusVenenthrombus. E = Endothel.

Abb. 12.21

Die Gerinnungskaskade.

Abb. 12.22

Die Schritte der FibrinolyseFibrinolyse:Schritte.

Genotyp, Antigene, Antikörper und prozentualer Anteil der verschiedenen Blutgruppen des AB0-Systems in der Bevölkerung.

Tab. 12.1
Blutgruppe Genotyp (Erbanlagen) Erythrozyten-Antigene Serum-Antikörper Häufigkeit
A A0 oder AA A Anti-B 44 %
B B0 oder BB B Anti-A 10 %
AB AB A und B Keine  4 %
0 00 Weder A noch B Anti-A und Anti-B 42 %

Das Blut

Lernzielübersicht

Das Blut: Zusammensetzung und Aufgaben

  • Blut besteht aus Blutkörperchen und Blutplasma. Es hat v. a. Transport-, Abwehr-, Puffer- und Wärmeregulationsfunktion.

  • Blutkörperchen sind die Erythrozyten, die Leukozyten und die Thrombozyten. Sie werden im Knochenmark gebildet.

  • Plasma besteht zu 90 % aus Wasser, vom Rest machen Proteine den Hauptanteil aus.

  • Plasmaproteine erhalten u. a. den kolloidosmotischen Druck, transportieren Hormone und wirken bei der Abwehr mit.

Die Erythrozyten

  • Erythrozyten (rote Blutkörperchen) sind beidseits eingedellte Scheibchen ohne Zellkern.

  • Ihr Hauptbestandteil ist der eisenhaltige rote Blutfarbstoff Hämoglobin. Er bindet in der Lunge Sauerstoff und gibt ihn in den Geweben wieder ab.

  • Erythrozyten haben eine Lebenszeit von ca. 120 Tagen, der Abbau erfolgt v. a. in der Milz.

  • Die Blutgruppen unterscheiden sich durch verschiedene Oberflächenmoleküle auf den Erythrozyten. Das bekannteste und klinisch bedeutsamste Blutgruppensystem ist das AB0-System, gefolgt vom Rhesus-System.

Die Leukozyten

  • Leukozyten sind weiße Blutzellen, wobei verschiedene Gruppen differenziert werden.

  • Die Granulozyten machen den größten Anteil aus. Sie werden unterschieden in neutrophile, eosinophile und basophile Granulozyten und vernichten v. a. Bakterien.

  • Monozyten befinden sich nur kurz im Blut. Sie wandern dann in die Gewebe, wandeln sich dort zu Makrophagen um und vernichten Krankheitserreger.

  • Die B- und T-Lymphozyten gehören zum spezifischen Abwehrsystem.

  • Die einzelnen Leukozytengruppen liegen beim Gesunden in relativ konstanten Konzentrationen im Blut vor. Bei Infektionen treten typische Veränderungen dieses weißen bzw. Differenzialblutbildes auf.

Die Blutstillung

  • Werden Blutgefäße verletzt, sorgt die Blutstillung dafür, dass sich der Defekt in der Gefäßwand meist binnen weniger Minuten wieder verschließt.

  • Zunächst verengt sich das Gefäß und Thrombozyten lagern sich am Defekt zusammen (aggregieren). Dies führt zu einem (vorübergehenden) Blutungsstillstand.

  • Dann wird das Gerinnungssystem aktiviert: In der Gerinnungskaskade aktivieren sich zahlreiche Gerinnungsfaktoren gegenseitig.

  • Im Endeffekt bildet sich ein Fibrinnetz, welches den Thrombozytenpfropf verfestigt und die Blutung endgültig zum Stillstand bringt.

  • Zur Verhinderung einer überschießenden Fibrinbildung und zum Abbau alter Fibringerinnsel existieren Inhibitoren und Fibrin spaltende Enzyme.

  • Verschließt ein Blutgerinnsel ein ganzes Gefäß, spricht man von Thrombose.

  • Ein Thrombus kann sich lösen und als Embolus andere Gefäße verstopfen, z. B. bei der Lungenembolie.

  • Heparin und Cumarine setzen die Blutgerinnungsfähigkeit herab, etwa um Thrombosen vorzubeugen.

Das Blut: Zusammensetzung und Aufgaben

Dass BlutBlutBlut „ein ganz besonderer Saft“ sei, meinte schon der Mephisto in Goethes „Faust“; und obwohl es mit bloßem Auge betrachtet wie eine homogene Flüssigkeit aussieht, ist Blut:BestandteileBlut in Wirklichkeit ein kompliziertes Gemisch verschiedenster Bestandteile.
Zentrifugiert man Blut (schleudert es also mit hoher Geschwindigkeit), so trennt es sich in zwei Phasen auf:
  • Die festen Bestandteile, die sog. Blutkörperchen, die ca. 40–45 % des Gesamtblutvolumens ausmachen (Abb. 12.1)

  • Die flüssige Fraktion, Blutplasma genannt (3.4), mit ca. 55–60 % des Blutvolumens.

Entfernt man das Fibrinogen und andere Gerinnungsfaktoren (12.4.2) aus dem Blutplasma, erhält man das Blutserum Blutserum(Merkhilfe: Plasma = SerumSerum plus Fibrinogen). Das Serum entsteht außerdem als flüssiger Überstand, wenn man Blut in einem Röhrchen gerinnen lässt.
Bei Männern beträgt die Blutmenge in Herz und Gefäßen etwa 7 % des Körpergewichts (also ca. 5 Liter), bei Frauen etwas weniger.
Bei Kindern liegen die Werte etwa 1 % höher (bei Neugeborenen noch mehr), bei alten Menschen niedriger.

Pflege

BlutBlut:Infektionserreger kann Infektionserreger enthalten. Jeder direkte Kontakt birgt daher die Gefahr einer Infektionsübertragung, besonders von Hepatitis- und HI-Viren. Deshalb sollten bei allen Tätigkeiten, bei denen die Möglichkeit eines Kontakts zu Blut oder bluthaltigen Medien besteht, flüssigkeits- und virendichte Handschuhe getragen werden.

Die Aufgaben des Blutes

Blut:FunktionenDurch das verzweigte Netz der Blutgefäße erreicht das Blut jeden Winkel des Körpers. Es hat viele Aufgaben:
  • Transportfunktionen. Das Blut befördert Sauerstoff und Nährstoffe, aber z. B. auch Hormone zu den Zellen und führt gleichzeitig Kohlendioxid und Stoffwechselabfallprodukte wieder ab (Sauerstoff- und Kohlendioxidtransport 16.11.1, 16.11.2)

  • Abwehrfunktionen. Blut enthält Antikörper (Eiweiße mit Abwehrfunktion 13.5.3) und Abwehrzellen (13.2). Sie bekämpfen körperfremde Partikel und Krankheitserreger und erkennen entartete oder infizierte körpereigene Zellen

  • Wärmeregulationsfunktion. Die ständige Blutzirkulation verteilt die Wärme im Körper und trägt so zu einer gleichbleibenden Temperatur von ca. 37 °C bei

  • Abdichtung von Gefäßwanddefekten durch die Fähigkeit zur Gerinnung

  • Pufferfunktion. Durch die Puffersysteme im Blut (2.7.4) werden Schwankungen des pH-Wertes ausgeglichen.

Medizin

Bei vielen Krankheiten ändert sich die Zusammensetzung des Blutes. Deshalb spielen Blutuntersuchungen in der Medizin eine entscheidende Rolle.

Die Blutkörperchen

Die BlutkörperchenBlutkörperchen werden in drei große Gruppen unterteilt:
  • ErythrozytenErythrozytenDie Erythrozyten (rote Blutkörperchen), die Sauerstoff und Kohlendioxid transportieren und mit 99 % den größten Volumenanteil der Blutkörperchen stellen

  • LeukozytenLeukozytenDie Leukozyten (weiße Blutkörperchen), die der Abwehr von Krankheitserregern und sonstigen körperfremden Stoffen dienen. Sie werden in Granulozyten, Lymphozyten und Monozyten aufgeteilt

  • ThrombozytenThrombozytenDie Thrombozyten (Blutplättchen), die an der Blutgerinnung beteiligt sind.

Die Blutbildung (Hämatopoese)

HämatopoeseDer Verbrauch an Blutzellen ist immens: Jede Sekunde müssen über zwei Millionen Blutkörperchen in der Hämatopoese (BlutbildungBlutbildungBlutbildung, Blutzellbildung) im Knochenmark (Abb. 12.2) neu gebildet werden!
Die Schritte der Hämatopoese
Alle Blutzellen lassen sich auf gemeinsame pluripotente (= vielkönnende, mit vielen Entwicklungsmöglichkeiten) Stammzellen:pluripotenteStammzellen zurückführen. Diese bilden zum einen identische Tochterzellen, zum anderen spezialisierte VorläuferzellenVorläuferzellen (Progenitorzellen) mit nur noch eingeschränkten Entwicklungsmöglichkeiten. Die Vorläuferzellen sind mikroskopisch nicht zu differenzieren, aber dadurch nachweisbar, dass aus ihnen unter Laborbedingungen reife Blutzellen hervorgehen. Deshalb heißen sie auch Colony Forming Colony Forming Units (CFUs)Units (CFUs).
Durch weitere Zellteilungen und Reifung entstehen dann letztlich als „Endstufen“ die Erythrozyten, Granulozyten, Lymphozyten, Monozyten und Thrombozyten (Abb. 12.2, Abb. 12.3).
Sowohl die Teilung als auch die Differenzierung der Stamm- und Vorläuferzellen werden durch Wachstumsfaktoren gesteuert. Dazu zählen beispielsweise die Interleukine (13.3) und die verschiedenen Hämopoetine (etwa Erythropoetin, Thrombopoetin oder die koloniestimulierenden Faktoren, kurz CSF).

Medizin

Die Transplantation, BlutstammzellenTransplantation von Blutstammzellen ist eine risikobehaftete, aber etablierte Therapiemethode z. B. in der Leukämie- und Lymphombehandlung, bei einigen angeborenen Bluterkrankungen oder Immundefekten.

Die Blutstammzellen werden aus dem Knochenmark oder dem peripheren Blut meist eines anderen Spenders gewonnen und dann infundiert (KnochenmarktransplantationKnochenmark- bzw. periphere StammzelltransplantationBlutstammzelltransplantation). Derzeit (noch?) selten wird nach der Geburt des Babys gewonnenes Nabelschnurblut für die Stammzellgewinnung genutzt. Die Stammzellen siedeln sich im Knochenmark des Erkrankten an und bilden dann gesunde Blutzellen.

Die Orte der Blutbildung
Vor der Geburt ist zuerst der Dottersack (20.2.1) der Ort der Hämatopoese, dann Leber und Milz und zuletzt das Knochenmark. Nach der Geburt erfolgt die Hämatopoese beim Gesunden nur noch im roten Knochenmark (Abb. 12.4, 12.5). Beim jüngeren Kind enthalten fast alle Knochen rotes, blutbildendes Knochenmark. Beim Erwachsenen findet es sich v. a. in den kurzen und flachen Knochen des Rumpfes sowie den Epiphysen der Röhrenknochen. An den übrigen Stellen ist es durch gelbes Fettmark ersetzt, das aber bei Bedarf wieder durch rotes Knochenmark verdrängt werden kann.

Medizin

Beim jungen Säugling wird Knochenmark am besten durch Punktion der Tibia gewonnen, danach durch Beckenkammpunktion.

Die Knochenmarkreserve im Alter
Die Zahl der Blutkörperchen im Blut und der aktiven Blutstammzellen im KnochenmarkreserveKnochenmark sinkt im Alter nicht wesentlich. Allerdings verändert sich das Zytokinmuster (Botenstoffmuster) im Knochenmark, das Einfluss auf Wachstum und Differenzierung der Stammzellen hat. Dies könnte die verminderte Knochenmarkreserve alter Menschen erklären, d. h. die geringere Fähigkeit, die Blutzellbildung zu steigern (z. B. bei wiederholten Chemotherapien).

Das Plasma

Das PlasmaBlutplasmaBlutplasma ist eine klare, gelbliche Flüssigkeit. Es besteht aus etwa:
  • 90 % Wasser

  • 8 % Proteinen (Albumin, Globuline)

  • 2 % weiteren Substanzen (Ionen, Glukose, Vitamine, Hormone, Enzyme, Harnstoff, Harnsäure, Kreatinin und andere Stoffwechselprodukte).

Die Plasmaproteine
Die PlasmaproteinePlasmaproteine sind ein Gemisch aus ungefähr 100 verschiedenen im Plasma gelösten Proteinen. Diese können in der Serum-EiweißelektrophoreseEiweißelektrophorese (Abb. 12.6) durch ihre unterschiedlichen Wanderungsgeschwindigkeiten im elektrischen Gleichstromfeld in fünf Gruppen aufgeschlüsselt werden: Albumin (mengenmäßig mit 40 g/l Plasma am bedeutendsten), α1-Globulin, α2-Globulin, β-Globulin und γ-Globulin. Mit Ausnahme der γ-Globuline und der Hormone werden die Plasmaproteine in der Leber gebildet.
Die PlasmaproteinePlasmaproteine:Funktionen erfüllen folgende Funktionen:
  • Aufrechterhaltung des kolloidosmotischen Drucks, v. a. durch AlbuminAlbumin. Verringert sich der Albumingehalt des Plasmas, z. B. durch Unterernährung oder Eiweißverlust, so sinkt der kolloidosmotische Druck. Infolgedessen wird nicht mehr so viel Wasser aus dem Interstitium in die Kapillaren zurückgezogen, weshalb sich vermehrt Flüssigkeit im Gewebe ablagert. Es entstehen Ödeme (15.1.3)

  • Transportvehikel. Viele kleinmolekulare Stoffe, z. B. Hormone und Bilirubin, werden im Blut an Transport- oder Plasmaproteine gebunden

  • Pufferfunktion. Eiweiße können H+- und OH-Ionen abfangen und damit zur Konstanthaltung des pH-Werts beitragen (18.9.1)

  • Blutgerinnung. Zu den Plasmaeiweißen gehören auch die Gerinnungsfaktoren (12.4.2)

  • Abwehrfunktion. In der γ-Globulin-Fraktion finden sich die Antikörper (13.5.3)

  • Proteinreservoir. Im Plasmaraum eines Erwachsenen sind ungefähr 200 g Eiweiße gelöst, die eine schnell verfügbare Reserve darstellen.

Die Erythrozyten

Die Form der Erythrozyten

Die Erythrozyten – von denen jeder Erwachsene etwa 30.000 Milliarden besitzt – sind kernlose, in der Mitte eingedellte Scheiben mit einem Durchmesser von 7,5 μm, einer Randdicke von 2 μm und einer Zentraldicke von 1 μm (Abb. 12.7, Abb. 12.8, Abb. 12.18).
Die Zellmembran der Erythrozyten ist semipermeabel, d. h., sie ist für einige Stoffe wie z. B. Wasser gut durchlässig, für andere, beispielsweise große Eiweiße, schwer durchgängig. Erythrozyten sind sehr stark verformbar. Dadurch können sie auch Kapillaren passieren, deren Durchmesser nur halb so groß ist wie ihr eigener! Blutkörperchen:rote
Werden Erythrozyten in eine Kochsalzlösung gegeben, deren Konzentration an gelösten Teilchen größer ist als die des Plasmas (hypertone Lösung), so strömt Wasser aus den Erythrozyten. Der Erythrozyt schrumpft und nimmt Stechapfelform an.
Ist die Kochsalzlösung hingegen hypoton – liegt ihre Ionenkonzentration also unter der des Plasmas – so strömt Wasser in den Erythrozyten hinein, sodass er zu Kugelform anschwillt und schließlich sogar platzen kann (HämolyseHämolyse 12.2.6).
Auch die Geschwindigkeit der Blutströmung beeinflusst die ErythrozytenformErythrozytenform: Bei hoher Strömungsgeschwindigkeit nehmen sie eine Paraboloidform an, die an einen hohen Hut oder eine Patronenhülse von der Seite erinnert, bei niedriger legen sie sich wie Münzen hintereinander (Geldrollenbildung).

Das Hämoglobin

HämoglobinWährend ihrer Entwicklung im Knochenmark verlieren die Erythrozyten ihren Kern (12.2.3) und werden gleichzeitig mit dem Blutfarbstoff Hämoglobin vollgepackt, der ihnen ihre typische rote Farbe verleiht.
Hämoglobin macht ungefähr ein Drittel der Gesamtmasse der roten Blutkörperchen aus. Es ist ihr bedeutsamster Funktionsbestandteil, der sowohl am Sauerstoff- (16.11.1) und Kohlendioxidtransport (16.11.2) als auch an der Pufferwirkung (18.9.1) des Blutes maßgeblich beteiligt ist.
Hämoglobin ist ein Eiweißmolekül, das aus vier Polypeptidketten (2.8.3) zusammengesetzt ist. Dieser Eiweißanteil des Hämoglobins wird als Globin bezeichnet. Jede Polypeptidkette besitzt eine eisenhaltige Farbstoffkomponente, das Häm. Es ist das Eisen dieser Hämgruppe, das den Sauerstoff in der Lunge locker anlagern und ihn im Gewebe leicht wieder abgeben kann.
Die altersabhängige Zusammensetzung des Hämoglobins
Die Zusammensetzung des HämoglobinsHämoglobin:Zusammensetzung ist altersabhängig (die verschiedenen Kettenarten unterscheiden sich in Zahl und Abfolge der Aminosäuren):
  • Beim Fetus macht HbF aus zwei α- und zwei γ-Ketten fast das gesamte Hämoglobin aus, beim Neugeborenen noch ca. 75 %, später weniger als 1 %

  • Schon nach wenigen Monaten sind rund 97 % des Hämoglobins HbA1, bestehend aus zwei α- und zwei β-Ketten. Gut 2 % des Hämoglobins setzen sich aus zwei α- und zwei δ-Ketten zusammen (HbA2).

Die Sauerstoffbindungskurve des Hämoglobins
Die Sauerstoffbindungskurve stellt die Beziehung zwischen Sauerstoffpartialdruck (Sauerstoffteilkonzentration, pO2 16.11) und Sauerstoffsättigung (Sauerstoffbeladung) des Hämoglobins grafisch dar (Abb. 12.9). Sie verläuft s-förmig und erfüllt damit optimal die Bedürfnisse des Körpers:
  • In den Lungen liegt der pO2 um 95 mmHg und die Sauerstoffsättigung über 95 %. Auch wenn der pO2 etwas niedriger ist, etwa beim alten Menschen oder in großer Höhe, wirkt sich dies kaum auf die Sauerstoffsättigung aus, da die Kurve in diesem Bereich sehr flach verläuft

  • Im Gewebe hingegen bewegt sich der pO2 zwischen 20 und 60 mmHg. Hier ist die Kurve steil, sodass bereits ein geringer Abfall des pO2 die Sauerstoffbeladung deutlich vermindert. Dies fördert die Sauerstoffabgabe an das Gewebe.

Bei pH-Abfall oder erhöhtem pCO2 wird die Sauerstoffbindungskurve flacher. Diese Rechtsverschiebung begünstigt die Sauerstoffabgabe im Gewebe. Umgekehrt lässt Linksverschiebung die Kurve steiler, d. h. die Sauerstoffbindung stärker werden, z. B. in den Lungen. Auch die Bindungskurve des HbF ist im Vergleich zu der des HbA1 nach links verschoben, damit es den mütterlichen Sauerstoff gut „an sich ziehen“ kann.

Die Bildung der Erythrozyten (Erythropoese)

Erythrozyten:BildungDie Bildung der roten Blutkörperchen heißt Erythropoese.Erythropoese Die Stammzelle entwickelt sich zunächst zu einem ProerythroblastenProerythroblasten. Die etwas reiferen ErythroblastenErythroblasten beginnen bereits mit der Hämoglobinsynthese. Sie haben noch einen normal geformten Zellkern, der dann beim NormoblastenNormoblasten schrumpft und schließlich ausgestoßen wird – damit erlischt die Fähigkeit zur Zellteilung. Auch die Zellorganellen (z. B. die Mitochondrien) verschwinden.
Nun verlässt die rote Blutzelle das Knochenmark und tritt ins Gefäßsystem ein. Im jungen Erythrozyten erkennt man noch netzartige Strukturen, die Resten ribosomaler RNA entsprechen. Wegen dieser netzartigen Struktur (Rete = Netz) werden die jungen Erythrozyten RetikulozytenRetikulozyten genannt. Nach einigen Tagen verliert sich die Netzstruktur; damit liegt der ungefähr 7,5 μm große reife Erythrozyt vor.
Damit ausreichend Erythrozyten im Blut zirkulieren, muss die Erythropoese ständig in angemessenem Umfang stimuliert werden.
Sauerstoffmangel im Gewebe, etwa bei einer chronischen Lungenerkrankung, ist ein starker Reiz für die Erythropoese. Ein solcher Sauerstoffmangel wird in den Nieren mit der Ausschüttung des Hormons Erythropoetin (EPO)Erythropoetin (EPO) beantwortet, welches das Knochenmark zur Bildung von Erythrozyten stimuliert (Abb. 12.10).

Der Erythrozytenabbau

Die vom Knochenmark freigesetzten Erythrozyten:AbbauErythrozyten zirkulieren etwa 120 Tage im Blut. Dabei werden sie in der Milz regelmäßig einer reinigenden Blutmauserung Blutmauserungunterzogen: Alte und funktionsuntüchtige Erythrozyten werden aus dem Blut entfernt und in Bruchstücke zerlegt.
Die Erythrozytenbruchstücke werden anschließend von phagozytosefähigen Zellen des Monozyten-Makrophagen-Systems (13.2.2) in den Sinusräumen der Milz, aber auch in Leber, Knochenmark und anderen Organen abgebaut (Abb. 12.9).
Das hierbei frei werdende Hämoglobin wird in Häm und Globin aufgespalten. Anschließend wird das Eisen aus dem Häm-Molekül freigesetzt und von TransferrinTransferrinTransferrin, dem Transportprotein für Eisen im Blut, aufgenommen. Dies schützt das für den Körper wichtige kleine Eisen-Ion vor der Ausscheidung durch die Niere und ermöglicht die Wiederverwertung im Knochenmark.
Der nun eisenfreie Molekülrest des Häms wird zum einen Teil über mehrere Zwischenschritte zu Bilirubin Bilirubinabgebaut und schließlich über die Leber und Gallenwege ausgeschieden. Zum anderen Teil erfolgt der Abbau weiter zum wasserlöslichen UrobilinogenUrobilinogen, das mit dem Urin ausgeschieden wird.
Sowohl Bilirubin als auch Urobilinogen haben eine gelbe Farbe. Ist die Bilirubinausscheidung gestört, etwa weil die Leber erkrankt ist oder ein Überschuss an Bilirubin anfällt, kommt es durch seine Ablagerung in der Haut zur GelbsuchtGelbsucht (IkterusIkterus).
Gehen Erythrozyten im Blut zugrunde, so wird ihr Hämoglobin an das Protein Haptoglobin gebunden zur Leber transportiert, wo es abgebaut bzw. wiederverwertet wird.

Der Eisenhaushalt

EisenhaushaltDer Körper bemüht sich, möglichst viel des beim Erythrozytenabbau entstehenden Eisens zurückzugewinnen (pro Tag wird fast 1 % der Erythrozyten abgebaut!). Denn der Eisenhaushalt ist labil (Abb. 12.11): Das Gesamtkörpereisen liegt bei ca. 4 g, die physiologischen Eisenverluste betragen beim Mann ca. 1 mg und bei der Frau 1,5–2 mg täglich. Mit der Nahrung werden täglich ca. 10–30 mg Eisen aufgenommen, die jedoch nur zu 10–40 % aus dem Duodenum resorbiert werden.
Transportprotein für Eisen im Blut ist wie erwähnt Transferrin. Das meiste an Transferrin gebundene Eisen wird für die Hämoglobinsynthese benötigt. Ein Zuviel wird zunächst als FerritinFerritin, bei vollem Ferritinspeicher als HämosiderinHämosiderin gespeichert.

Rotes Blutbild, Anämie und Polyglobulie

Das rote Blutbild
Im medizinischen Alltag spielt die Blutbild:rotesBlutbilduntersuchung eine wichtige Rolle.
Die wichtigsten Werte des roten Blutbilds sind (Normwerte für Erwachsene):
  • Hämoglobinkonzentration (Hb)Hämoglobin:LaborHämoglobinkonzentration im Blut (Hb): Menge des roten Blutfarbstoffes im Blut. Normalbereich ist beim Mann 13,5–17,5 g/dl (8,4–10,9 mmol/l), bei der Frau 12–16 g/dl (7,5–9,9 mmol/l)

  • ErythrozytenzahlErythrozytenzahl (Erys): Beim Mann findet man etwa 5,2 Millionen Erythrozyten:LaborErythrozyten in einem Mikroliter Blut, bei der Frau 4,6 Millionen. Veränderungen der Erythrozytenzahl entsprechen meist denen des Hämoglobins

  • Hämatokrit (Hk, Hkt): Volumenanteil der Blutkörperchen am Gesamtblutvolumen (Abb. 12.12). Er beträgt im Mittel beim Mann 46 % (oder als Dezimalbruch 0,46) und bei der Frau 42 % (0,42).

Bei Neugeborenen liegen die Werte wegen des relativen Sauerstoffmangels im Mutterleib (21.2.1) höher als bei Erwachsenen. Sie fallen dann zunächst ab mit einem Minimum bei etwa drei Monaten (physiologische TrimenonanämieTrimenonanämie) und steigen danach langsam auf etwa die Werte erwachsener Frauen an.
Bei alten Menschen sinken die Werte leicht, unterschreiten den Normbereich aber nicht.
Die Anämie
Bei einer AnämieAnämie (BlutarmutBlutarmut) sind Hämoglobinkonzentration, Hämatokrit und meist auch Erythrozytenzahl erniedrigt. Die Betroffenen sind blass, müde und körperlich wenig belastbar. Ihr Herz schlägt schneller als beim Gesunden, um trotz des Mangels an Erythrozyten möglichst viel Sauerstoff zu transportieren.
Anämien entstehen durch drei Gruppen von Grunderkrankungen:
  • Überwiegend liegt eine ErythropoesestörungErythropoesestörung vor; es werden also nicht mehr genügend Erythrozyten gebildet. Häufigste Ursache ist ein Eisen-, Vitamin-B12- oder Folsäuremangel. Auch chronische Entzündungen und fortgeschrittene Tumoren führen zu einer Erythropoesestörung. Hier liegt v. a. eine Eisenverwertungsstörung im Knochenmark vor – das ausreichend vorhandene EisenverwertungsstörungEisen wird nicht in die Erythrozyten eingebaut

  • Seltener sind Anämien durch übermäßigen Erythrozytenabbau; man spricht von hämolytischen Anämien. DieAnämie:hämolytische Ursachen sind weit gefächert und reichen von Erbkrankheiten (z. B. Sichelzellenanämie) über mechanische Irritationen, wie sie bei künstlichen Herzklappen vorkommen, bis zu allergischen Erkrankungen

  • Schließlich ist eine Anämie auch Folge eines jeden größeren Blutverlusts (BlutungsanämieBlutungsanämie).

Prävention

Häufigste Anämie:EisenmangelAnämieursache ist EisenmangelanämieEisenmangel. Da 1 ml Blut rund 0,5 mg Eisen enthält, können bei Frauen bereits verstärkte Menstruationen zu einem Eisenmangel führen. Pro Schwangerschaft benötigt die Frau knapp 1 g Eisen zusätzlich. Auch bei älteren Säuglingen und Kleinkindern sind Eisenmangelanämien durch unzureichende Eisenzufuhr mit der Nahrung häufig, besonders bei sehr später Beikosteinführung.

Pflegende beraten daher insbesondere Frauen und Eltern bezüglich einer ausreichenden Eisenaufnahme mit der Nahrung (17.9.9, Tab. 17.5). Bei Schwangeren ist meist die Einnahme von Eisentabletten sinnvoll.

Die Polyglobulie
Umgekehrt kann es auch zu einem „Zuviel“ an Erythrozyten (Polyglobulie) Polyglobuliekommen. Physiologisch ist die HöhenpolyglobulieHöhenpolyglobulie: In größeren Höhen nimmt der Sauerstoffgehalt in der Luft deutlich ab. Um das geringere Angebot an Sauerstoff ausnutzen zu können, bildet das Knochenmark ab 2.000 m Höhe vermehrt Erythrozyten. Eine krankhafte Polyglobulie tritt beispielsweise bei erheblichen Einschränkungen der Lungenfunktion auf.
Der Anteil der Erythrozyten am Gesamtblutvolumen steigt, das Blut wird dickflüssiger, seine Zähigkeit (ViskositätBlut:ViskositätViskosität) nimmt zu. Dadurch werden die Fließeigenschaften des Blutes schlechter, es besteht die Gefahr einer Venenthrombose (12.4.4) sowie von Durchblutungsstörungen der Bein-, Gehirn- oder Herzkranzgefäße durch Verstopfungen der kleinsten Gefäße.

Die Blutgruppen

BlutgruppenBlutgruppenBlutgruppenMischt man Blut von verschiedenen Blutspendern, so kommt es oft zu einer AgglutinationAgglutination (VerklumpungVerklumpung). Offensichtlich gibt es verschiedene „Blutsorten“, die sich teilweise nicht miteinander vertragen.
Das AB0-System
Schon 1901 entdeckte Karl Landsteiner die Ursache hierfür: Jeder Mensch besitzt eine der vier Blutgruppen A, B, AB und 0 (sprich: Null). AB0-SystemDie Blutgruppennamen bezeichnen Makromoleküle auf der Erythrozytenoberfläche (Glykoproteine, Glykolipide), die bei Menschen ohne diese Moleküle Reaktionen des Abwehrsystems hervorrufen, also antigen wirksam sind (13.5.4). Die Blutgruppen (Häufigkeit Tab. 12.1) werden vererbt und bleiben das gesamte Leben konstant (4.2).
Schon in den ersten Lebensmonaten kommt es bei Menschen der Blutgruppen A, B und 0 auch ohne Kontakt zu Fremdblut zur Bildung von Antikörpern (lösliche Abwehrstoffe, 13.5.4) gegen die Antigene der jeweils anderen Blutgruppen. Ursache sind bestimmte Darmbakterien mit blutgruppenähnlichen Oberflächenstrukturen. Serum der Blutgruppe AB ist frei von solchen Antikörpern (Tab. 12.1).
Da die Antikörper im AB0-System große IgM-Antikörper (13.5.4) sind, können sie das Blut verklumpen und heißen daher auch AgglutinineAgglutinine. Mischt man also z. B. Erythrozyten der Blutgruppe A mit Anti-A-haltigem Serum, so kommt es zu einer Agglutination. Diese ist die Grundlage der Blutgruppenbestimmung (Abb. 12.13).
Das Rhesus-System
Das Rhesus-Rhesus-SystemSystem umfasst mehrere Blutgruppenantigene, von denen Antigen D das reaktionsstärkste und damit klinisch bedeutsamste ist. 86 % der Bevölkerung haben Antigen Antigen DD auf ihrer Erythrozytenoberfläche – sie sind Rhesus-positiv. 14 % besitzen dagegen kein Antigen D – sie sind Rhesus-negativ. Während C, c, D, E und e nachweisbare Antigene sind, bedeutet d das Fehlen von Antigen D und immer den Genotyp dd.
Im Gegensatz zu den Agglutininen des AB0-Systems werden die Antikörper des Rhesus-Systems erst nach Kontakt mit Rhesus-positiven Erythrozyten gebildet.

Medizin

Erhalten Rhesus-negative Patienten eine Bluttransfusion mit Rhesus-positivem (also „nicht passendem“) Blut, so führt der erste Kontakt noch nicht zu Symptomen. Die Patienten bilden aber Anti-D-Anti-D-AntikörperAntikörper. Wird ihnen später erneut Rhesus-positives Blut transfundiert, kann es durch Antigen-Antikörper-Reaktionen zu Krankheitserscheinungen kommen, die denen bei AB0-Unverträglichkeit entsprechen (12.2.8), meist aber nicht so ausgeprägt sind.

Ähnliches passiert, wenn eine Schwangere Rhesus-negativ, das Ungeborene aber Rhesus-positiv ist. Bei jeder Geburt (oft auch bei Fehlgeburten oder Schwangerschaftsabbrüchen) gelangt etwas kindliches Blut in den mütterlichen Kreislauf und löst eine Anti-D-Antikörper-Bildung aus. Wird die Mutter erneut mit einem Rhesus-positiven Kind schwanger, greifen die plazentagängigen IgG-Rhesus-Antikörper der Mutter die kindlichen Erythrozyten im Mutterleib an. Folge ist ein Morbus haemolyticus Morbus:haemolyticus neonatorumneonatorum mit Anämie, Gelbsucht und Ödemen beim Kind. Die mütterliche Bildung von Anti-D-Antikörpern kann durch Injektion von Anti-D-Immunglobulin (Anti-D-Antibiose:perioperativeProphylaxe) etwa in der 28. Schwangerschaftswoche und sofort nach der Entbindung des ersten Rhesus-positiven Kindes verhindert werden.

Die weiteren Blutgruppensysteme
Es gibt mehrere hundert Erythrozytenantigene in mehr als einem Dutzend verschiedener Blutgruppensysteme. Von praktischer Bedeutung ist v. a. noch das Kell-System mit K (Kell-Antigen) und k (Cellano-Antigen) als Hauptantigenen. 92 % der deutschen Bevölkerung sind kell-negativ (kk), 8 % kell-positiv. Davon sind 0,02 % homozygot (KK), 7,98 % tragen beide Antigene (Kk). Antikörperbildung ist sowohl gegen Antigen K als auch gegen Antigen k möglich, gegen k aber wesentlich häufiger. Besonders bei Mädchen und Frauen vor der Menopause sowie Risikopatienten ist eine Antikörperbildung zu vermeiden. Sehr schwierig ist die Bereitstellung von KK-Erythrozytenkonzentraten bei Vorhandensein von Anti-k.

Die Blutprodukte

Bei einem bedrohlichen Mangel an Blutbestandteilen durch Unfall, Erkrankung oder bestimmte Therapien ist die Gabe Blutproduktevon Blutprodukten Bluttransfusionhäufig lebensrettend. Risikolos ist sie allerdings nicht: Zum einen besteht das Risiko von Unverträglichkeitsreaktionen (das Spenderblut ist „fremd“), zum anderen bleibt ein – wenn auch bei sorgfältiger Testung minimales – Infektionsrisiko. Die wichtigsten Blutprodukte sind:
  • ErythrozytenkonzentratErythrozytenkonzentrate (EKs): Gewonnen aus Auftrennung einer Vollblutspende oder durch Apherese (maschinelle Abtrennung der Erythrozyten während der Spende mit Rücktransfusion der anderen Blutbestandteile). EigenbluttransfusionSonderform Eigenbluttransfusion (ohne Infektionsrisiko) bei planbaren operativen Eingriffen. Indikation: Routinetransfusion bei Blutverlust

  • ThrombozytenkonzentratThrombozytenkonzentrate (TKs): Aus mehreren Vollblutspenden oder durch Apherese eines Spenders. Indikation: schwerer Thrombozytenmangel

  • Fresh Frozen Fresh Frozen Plasma (FFP)Plasma (FFP, gefrorenes Frischplasma): Schockgefrorenes, zellarmes Plasma. Indikation: Massentransfusion, Gerinnungsstörungen bei komplexem Mangel an Gerinnungsfaktoren

  • HumanalbuminHumanalbumin: Lösung aus menschlichem Albumin. Indikation: massive Eiweißverluste, beispielsweise nach Verbrennungen

  • Immunglobuline (Ig)Immunglobuline: zur passiven Immunisierung (13.7.2) bei sofort notwendigem Schutz vor (bestimmten) Infektionen

  • PPSB (Prothrombinkomplex)PPSB (Prothrombinkomplex), Einzelfaktorkonzentrate: zum Ersatz des Prothrombin-Komplexes (Faktoren II, VII, IX, X) bzw. einzelner Gerinnungsfaktoren bei entsprechendem Mangel (dann teilweise auch gentechnisch hergestellt).

Um Agglutinationsreaktionen und andere Unverträglichkeiten auszuschließen, sind Kreuzprobe, BluttransfusionKreuzproben gesetzlich vorgeschrieben, die in der Blutbank – dem zentralen Krankenhausdepot für Blutprodukte – durchgeführt werden. Zur Vermeidung von Verwechslungen überprüft der Arzt außerdem unmittelbar vor der Transfusion noch einmal die Patientenblutgruppe mithilfe des Bedside-Bedside-TestTests.
Die Transfusionsreaktionen
Leichte TransfusionsreaktionTransfusionsreaktionen zeigen sich v. a. durch Unruhe, Schwindel, Juckreiz, Übelkeit, Erbrechen, Kopf- und Rückenschmerzen sowie Fieber und Schüttelfrost. Schwere Transfusionszwischenfälle, meist aufgrund einer Verwechslung der AB0-Gruppe, führen zu Schock und Blutgerinnungsstörungen und können durch Nieren, Lungen- oder Herz-Kreislauf-Versagen tödlich enden.

Pflege

Nach der Transfusion muss der leere Konservenbeutel samt Infusionsbesteck noch mindestens 24 Stunden im Kühlschrank aufbewahrt werden, damit ggf. Nachuntersuchungen des Blutes möglich sind.

Die Leukozyten

Die weißen Blutkörperchen:weißeBlutkörperchen oder Leukozyten verdanken ihren Namen der weißlichen Farbe, die sie im ungefärbten Blutausstrich besitzen.
Wie erwähnt stellen die Leukozyten keine einheitliche Zellgruppe dar (12.3.4). Sie sind aber alle kernhaltig und beweglich sowie an der Abwehr von Fremdstoffen und Krankheitserregern (Tab. 13.2) und Entzündungen beteiligt.
Nur knapp 10 % der im Körper vorhandenen Leukozyten zirkulieren im Blut, denn die Blutgefäße sind für die Leukozyten nur ein Transportweg, um von den Bildungsstätten an ihre Einsatzorte in den Geweben zu kommen, wo sie ihre Aufgaben im Rahmen der Immunabwehr erfüllen. 90 % stecken im Knochenmark und in den Geweben!
Von den drei Hauptgruppen der Leukozyten, den Granulozyten, Lymphozyten und Monozyten (Abb. 12.16), sind die Granulozyten im Blut zahlenmäßig mit etwa 60 % am stärksten vertreten.

Die Granulozyten

GranulozytenDie Granulozyten, so genannt wegen der Granula (Körnchen), die sie im Mikroskop nach dem Anfärben in ihrem Zytoplasma zeigen, sind mit einem Zelldurchmesser von 10–17 μm deutlich größer als die Erythrozyten.
Je nach Anfärbbarkeit der Granula werden drei Untergruppen differenziert (Abb. 12.3, Abb. 12.16):
  • Etwa 95 % aller Granulozyten weisen nur schwach anfärbbare Granula auf – die neutrophilen Granulozyten

  • Die zweite Granulozytengruppe enthält rote Granula. Sie heißen eosinophile Granulozyten

  • Einige wenige Granulozyten enthalten bläuliche Granula – die basophilen Granulozyten.

Die neutrophilen Granulozyten
Die neutrophilen Granulozyten (Abb. 12.14, Abb. 12.15) Granulozyten:neutrophilehalten sich nach ihrer Reifung im Knochenmark nur 6–8 Stunden im Blut auf. Sie finden sich dabei sowohl im strömenden Blut als auch am Gefäßendothel (marginierte = randständige Neutrophile). Danach wandern sie in die Gewebe und hier insbesondere die Schleimhäute aus.
Dort können sie Bakterien, aber auch abgestorbene körpereigene Zellen phagozytieren („auffressen“ 3.5.8). Danach sterben sie selbst ab, und es entsteht ein Gemisch aus Granulozytenresten und anderen Gewebetrümmern, der Eiter (Pus).
Die eosinophilen Granulozyten
Rund 2,5 % aller Granulozyten Granulozyten:eosinophileweisen eosinophile, d. h. durch den roten Farbstoff Eosin anfärbbare, Granula im Zytoplasma auf (Abb. 12.16).
Eosinophile Granulozyten können ebenfalls phagozytieren und spielen vor allem bei der Abwehr von Parasiten, bei Allergien und bei abklingenden Infektionen eine Rolle.
Die basophilen Granulozyten
Granulozyten:basophileNur maximal 1 % der Granulozyten zeigt im Zytoplasma basophile, d. h. blau anfärbbare, Granula, die insbesondere Histaminverbindungen enthalten. Diese basophilen Granulozyten (Abb. 12.16) vermitteln zusammen mit den eosinophilen Granulozyten allergische Reaktionen vom Soforttyp (13.9, 15.3.7), wobei die in den Granula enthaltenen Stoffe freigesetzt werden.
Die Gewebe-Gewebe-MastzellenMastzellen sind den basophilen Granulozyten sehr ähnlich und enthalten ebenfalls basophile Granula. Die Gewebe-Mastzellen können wie die basophilen Granulozyten die Blutbahn verlassen und nehmen an lokalen allergischen Reaktionen teil.
Die stabkernigen, segmentkernigen und übersegmentierten Granulozyten
Während junge Granulozyten eher einen stabförmigen Kern besitzen, wird dieser mit zunehmendem Alter mehr und mehr in kleine Abschnitte unterteilt (segmentiert). Man spricht deshalb von segmentkernigen Granulozyten im Gegensatz zu den jungen stabkernigen Granulozyten. Findet man im Blutausstrich vermehrt stabkernige Granulozyten, so spricht man von einer Linksverschiebung (Abb. 12.15). Sie weist auf eine akute Infektion hin, in deren Verlauf das Knochenmark kurzfristig vermehrt (junge) Granulozyten ins Blut ausschüttet, um die körpereigene Abwehr zu verstärken. Findet man dagegen ausschließlich segmentierte oder gar übersegmentierte (= überalterte) Granulozyten, deutet diese Rechtsverschiebung auf eine Störung der Leukopoese im Knochenmark hin.

Die Monozyten

MonozytenMonozyten sind mit einem Durchmesser von 12–20 μm die größten Zellen im Blut. Sie besitzen einen großen, meist hufeisenförmig gebuchteten oder gelappten Kern in einem bläulichen Zytoplasma (Abb. 12.16). Monozyten verweilen nur 1–2 Tage im Blutgefäßsystem und wandern danach in verschiedene Organe, wo sie sich in ortsständige MakrophagenMakrophagen umwandeln. Ihre Aufgabe ist die Phagozytose von Mikroorganismen; außerdem gehören sie zu den antigen-präsentierenden Zellen (Tab. 13.2).

Die Lymphozyten

LymphozytenDie Lymphozyten – rund ein Drittel der Blutleukozyten – sind kleine Zellen mit einem Durchmesser von 7–12 μm. Sie besitzen einen bläulichen runden Kern (Abb. 12.16). Lymphozyten stammen aus dem Knochenmark, reifen dort und im Thymus heran und wandern dann in die Lymphknoten und andere lymphatische Organe, wo sie sich weiterentwickeln und vermehren. Nur etwa 4 % der Lymphozyten befinden sich im Blut, dagegen 70 % in den Organen des lymphatischen Systems (13.8), 10 % im Knochenmark und der Rest in anderen Organen. Ihre Lebensdauer reicht von ca. acht Tagen bis mehreren Jahren.
Man unterscheidet:
  • T-LymphozytenT-Lymphozyten (Prägung im Thymus)

  • B-LymphozytenB-Lymphozyten (Prägung bei Vögeln in der Bursa fabricii, beim Menschen im Knochenmark, Merkhilfe bone marrow)

  • NK-Zellen (natürliche Killerzellen)NK-Zellen (natürliche Killerzellen, große granuläre Lymphozyten), die sich im Knochenmark und möglicherweise auch im Thymus entwickeln.

Die B-Lymphozyten, die aus ihnen hervorgehenden, antikörperproduzierenden Plasmazellen und die verschiedenen T-Lymphozyten haben Schlüsselfunktionen bei der spezifischen Abwehr. Die NK-Zellen gehören zur unspezifischen Abwehr (Details zu den Lymphozyten Kap. 13).

Die Bildung der Leukozyten (Leukopoese)

Leukozyten:BildungDie Bildung der Leukozyten bezeichnet man als LeukopoeseLeukopoese. Sollen aus einer Stammzelle im Knochenmark Leukozyten entstehen, so differenziert sich diese zunächst zu MonoblastenMonoblasten, LymphoblastenLymphoblasten oder MyeloblastenMyeloblasten, aus denen dann die Hauptzelllinien der weißen Blutkörperchen hervorgehen (Abb. 12.3):
  • Die Monoblasten entwickeln sich über mehrere Zellteilungsschritte zu Monozyten

  • Die Lymphoblasten differenzieren sich zu den verschiedenen Klassen der Lymphozyten. Dabei müssen sie noch ein Prägungsstadium im Thymus oder Knochenmark durchlaufen (13.4)

  • Aus den Myeloblasten gehen die Granulozyten hervor. Der Stammbaum teilt sich dabei schon sehr viel früher als lichtmikroskopisch erkennbar in die drei Linien für neutrophile, basophile oder eosinophile Granulozyten.

Medizin

Leukämien Leukämie(umgangssprachlich „Blutkrebs“) entstehen durch unkontrollierte Vermehrung von Zellen der Leukopoese. Unbehandelt führen sie nach unterschiedlich langer Zeit zum Tod.

Behandelt werden Leukämien v. a. mit sog. zielgerichteten Therapien oder Zytostatika (sehr nebenwirkungsreiche Medikamente, welche die Zellteilung hemmen). Bei einem Teil der Patienten erfolgt außerdem eine Knochenmark- bzw. Blutstammzelltransplantation.

Das weiße Blutbild

Blutbild:weißesBasiswert des weißen Blutbilds ist die LeukozytenzahlLeukozytenzahl (Leukos), die Gesamtzahl aller weißen Blutkörperchen im Blut. Normal sind bei Erwachsenen 4–10 Leukozyten pro Nanoliter (nl) bzw. 4.000–10.000 Leukozyten pro Mikroliter (μl) Blut, bei Kindern bis 12 bzw. 12.000.
Ist die Leukozytenzahl zu niedrig (LeukopenieLeukopenie) oder zu hoch (LeukozytoseLeukozytose), liefert das DifferenzialblutbildDifferenzialblutbild Informationen über das zahlenmäßige Verhältnis der einzelnen Leukozytenarten (Abb. 12.16) und erlaubt dadurch Rückschlüsse auf die Ursache.
Das Differenzialblutbild wird in der Entzündungsdiagnostik häufig ergänzt durch:
  • Die Bestimmung des CRP (C-reaktives C-reaktives Protein (CRP)Protein, normal < 5 mg/l Serum). Es reagiert sehr schnell und empfindlich auf eine Entzündung im Körper

  • Die Messung der Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit (BSG)Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit (BSG, BKS): Sie gibt an, um wie viele Millimeter sich die festen Blutbestandteile in einem senkrecht stehenden Spezialröhrchen mit Zitratblut nach einer Stunde abgesenkt haben (normal Frauen 10–20 mm, Männer 5–10 mm). Eine beschleunigte BSG findet man bei Entzündungen, Tumoren und Veränderungen des Eiweißgehalts im Blut, allerdings mit „Verspätung“ (die BSG „hinkt“ oft mehrere Tage nach).

Die Blutstillung (Hämostase)

Nicht nur bei äußerlich sichtbaren Verletzungen, sondern ständig und überwiegend unbemerkt werden im Körper kleinste Gefäße undicht, etwa bei Stößen, Entzündungen, selbst beim Wachstum. Da das arterielle Gefäßsystem unter Druck steht, könnte der Körper auch aus kleinen Gefäßverletzungen verbluten. Um dies zu verhindern, werden undichte Gefäße durch Blutstillung (HämostaseHämostase) von innen heraus abgedichtet.

Merke

Bei der BlutstillungBlutstillung (Hämostase) greifen drei Abläufe ineinander (Abb. 12.17):

  • Gefäßreaktion: Einschränkung des Blutverlustes unmittelbar nach der Verletzung durch Verengung (Vasokonstriktion) des verletzten Blutgefäßes und Zusammenrollen des Gefäßendothels

  • Thrombozytenadhäsion und -aggregation: kurzzeitiger Verschluss der Wunde durch einen Thrombozytenpfropf (12.4.1)

  • Blutgerinnung: langfristiger Verschluss der Wunde durch ein Fibrinfasernetz (12.4.2).

Die Thrombozyten

Die Thrombozyten
Die Thrombozyten (BlutplättchenBlutplättchen) sind Scheibchen, die im Knochenmark gebildet und 1–2 Wochen später vor allem in Milz und Leber wieder abgebaut werden. Sie sind 1–4 μm groß, 0,5 μm dick und kernlos. Normal sind 150–400 Thrombozyten pro Nanoliter Blut.
Die Bildung der Thrombozyten (ThrombopoeseThrombopoese) erfolgt im Knochenmark und wird durch ThrombopoetinThrombopoetin gefördert. Manche Stammzellen differenzieren sich zu MegakaryoblastenMegakaryoblasten. Hieraus entwickeln sich über Zwischenschritte die MegakaryozytenMegakaryozyten, auch KnochenmarkriesenzellenKnochenmarksriesenzellen genannt. Sie sind mit einem Durchmesser von 30–100 μm die größten Knochenmarkszellen. Durch Abschnürungen vom Zytoplasma der Megakaryozyten entstehen dann die Thrombozyten (Abb. 12.18).
Der Thrombozytenpfropf
ThrombozytenpfropfBei einer Gefäßverletzung lagern sich die Thrombozyten an die Bindegewebsfasern der Wundränder an. Diese Thrombozytenadhäsion wird ermöglicht durch den Von-Willebrand-von-Willebrand-FaktorFaktor (vWF) aus Endothelzellen und Thrombozyten, der gewissermaßen eine Brücke zwischen Thrombozyten und Gefäßwand schlägt.
Nach Anheftung an die Gefäßwand verformen sich die Thrombozyten, stülpen Fortsätze aus und ballen sich zusammen (ThrombozytenaggregationThrombozytenaggregation Abb. 12.19). Außerdem setzen die Thrombozyten Inhaltsstoffe frei, die zur Vasokonstriktion und zur Aktivierung weiterer Thrombozyten führen und die Blutgerinnung einleiten, darunter Thromboxan A2Thromboxan A2 und den Thrombozytenfaktor 3 (TF3, Plättchenfaktor 3)Thrombozytenfaktor 3 (TF3, Plättchenfaktor 3). So entsteht ein Thrombozytenpfropf (Thrombozytenthrombus), Thrombusder die Wunde – ist sie nicht allzu groß – in 1–3 Minuten verschließt. Diese Zeit von der Verletzung bis zum Stillstand der Blutung heißt Blutungszeit.Blutungszeit
Ein Thrombus, der sich auf diese Weise an den Wundrändern abscheidet, heißt AbscheidungsthrombusAbscheidungsthrombus oder weißer Thrombus:weißerThrombus (wegen seiner Farbe).
Im Gegensatz dazu bezeichnet man einen Thrombus, in den sich zusätzlich Erythrozyten einlagern, als roten Thrombus (Abb. 12.20). Er entsteht durch die nun folgende Blutgerinnung oder wenn der Blutfluss in einem Gefäß zu langsam ist und die Blutsäule „erstarrt“.

Medizin

ThrombozytenaggregationshemmerThrombozytenaggregationshemmer verhindern das Zusammenballen der Thrombozyten und können dadurch z. B. einem Herzinfarkt vorbeugen. Am gebräuchlichsten ist niedrig dosierte Azetylsalizylsäure.

Die Blutgerinnung

BlutgerinnungDer Thrombozytenpfropf allein reicht nicht aus für einen dauerhaften Blutungsstillstand. Um den Thrombozytenpfropf herum spinnt sich durch die Blutgerinnung (plasmatische Gerinnung) ein faseriges Netz aus Fibrin: Der endgültige Thrombus entsteht.
Die Gerinnungskaskade im Detail
Im strömenden Blut befindet sich kein festes Fibrin, da dieses lebenswichtige Gefäße verschließen würde, sondern nur seine lösliche Vorstufe – das FibrinogenFibrinogen. Damit Fibrinogen zu Fibrin wird, müssen sich zuvor viele Gerinnungsfaktoren einer nach dem anderen – im Sinne einer Kettenreaktion – aktivieren. Man spricht von der GerinnungskaskadeGerinnungskaskade.
Die GerinnungsfaktorenGerinnungsfaktoren sind Bluteiweiße (Ausnahme ist Faktor IV = Kalzium-Ionen), die in ihrer aktivierten Form wie Enzyme wirken, also bestimmte chemische Reaktionen beschleunigen. Traditionell bezeichnet man sie mit römischen Ziffern von I–XIII (Abb. 12.21). Der bereits erwähnte Von-Willebrand-Faktor wirkt indirekt auch hier mit, und zwar als Träger- und Schutzprotein für den Gerinnungsfaktor VIII.
Das Gerinnungssystem kann über zwei verschiedene Wege aktiviert werden (Abb. 12.21):
  • Das exogene System (extrinsic system, extravaskulärer Weg) wird bei größeren Gewebeverletzungen aktiviert, bei denen es in umliegende Gewebe blutet

  • Ist der Gefäßschaden auf die Gefäßinnenhaut (Endothel) beschränkt, wird das exogene System nicht aktiviert. Hier startet die Gerinnung über das endogene System (intrinsic system, intravaskulärer Weg). Die Gerinnungskaskade verläuft über mehr Schritte als beim exogenen Gerinnungssystem und benötigt deshalb mehr Zeit.

Endogenes und exogenes Gerinnungssystem münden auf der Stufe der Faktor-X-Aktivierung zusammen. Faktor X überführt zusammen mit Faktor V und Kalzium ProthrombinProthrombin in aktives ThrombinThrombin, das dann Fibrinogen in FibrinFibrin umwandelt. Der fibrinstabilisierende Faktor XIII verknüpft die Fibrinmoleküle dann und schützt so den endgültigen Thrombus vor vorzeitiger Auflösung.

Merke

Das endogene System repariert langsam, arbeitet aber schon bei kleinsten Endothelveränderungen. Das exogene System ist schnell, benötigt aber einen kräftigen Reiz (Blutung). Beide haben eine gemeinsame Endstrecke.

Die Schlüsselrolle der Kalzium-Ionen
Kalzium-Ionen nehmen nicht nur für die Thrombinbildung, sondern auch für mehrere andere Reaktionen eine Schlüsselstellung ein. Man kann deshalb Blut ungerinnbar machen, indem man die Kalzium:GerinnungKalzium-Ionen z. B. durch Natriumzitratzugabe entfernt (z. B. vor Blutgerinnungstests).
Die Synthese der Gerinnungsfaktoren
Viele Gerinnungsfaktoren werden in der Gerinnungsfaktoren:HemmstoffeLeber:GerinnungsfaktorenLeber synthetisiert. Deshalb können Lebererkrankungen zu einem Gerinnungsfaktormangel und folglich zu Gerinnungsstörungen führen.

Medizin

Eine erhöhte Blutungsneigung wird als hämorrhagische Hämorrhagische DiatheseDiathese, hämorrhagischeDiathese bezeichnet. In leichten Fällen haben die Patienten nur gehäufte blaue Flecke, in schweren Fällen kann es ohne erkennbaren Auslöser zu tödlichen Blutungen kommen. Als Ursache sind Thrombozytenstörungen, Störungen der Gerinnungsfaktoren oder Gefäßerkrankungen möglich.

Die Hemmstoffe der Gerinnungsfaktoren
Im Blut zirkulieren ständig Hemmstoffe (InhibitorenInhibitoren) der Gerinnungsfaktoren. Sie sorgen dafür, dass z. B. von einer Verletzungsstelle in den Blutkreislauf gelangtes Fibrin sofort inaktiviert wird, sodass die Blutgerinnung nur dort erfolgt, wo es nötig ist. Die wichtigsten körpereigenen Hemmer der Gerinnung sind:
  • AntithrombinAntithrombin (AT, Antithrombin III, AT III), das gleich mehrere Gerinnungsfaktoren hemmt

  • Protein C/SProtein C, das die aktivierten Faktoren V und VIII inaktiviert

  • Protein S als Kofaktor von Protein C.

Medizin

Ein Mangel der körpereigenen Hemmstoffen der Gerinnung kann zu einer erhöhten Thromboseneigung führen (12.4.4).

Die Retraktion und Organisation des Gerinnsels
Anschließend zieht sich das Fibrinnetz zusammen (Retraktion) und nähert dadurch die Wundränder einander an – die Wunde verkleinert sich.
In das stabile, netzförmige Fibrin können nun Fibroblasten (aktive Bindegewebszellen) einwachsen, die den Thrombus bindegewebig umbauen (organisieren) und die Wunde endgültig verschließen.

Die Fibrinolyse

Ein dauerhafter Verschluss des verletzten Gefäßes wäre nicht sinnvoll. Im weiteren Verlauf werden deshalb die Fibrinpfröpfe durch mehrere Reaktionsschritte oftmals wieder abgebaut und damit die verschlossenen Blutgefäße wieder geöffnet (rekanalisiert). Dieser Fibrinabbau heißt Fibrinolyse (Abb. 12.22).
Die FibrinolyseFibrinolyse wird durch das Enzym Plasmin in Gang gesetzt. PlasminIm Blut kommt nur dessen inaktive Vorstufe vor, das Plasminogen. Bei Bedarf wird PlasminogenPlasminogen über Aktivatoren in aktives Plasmin überführt. Wie die Blutgerinnung, so kann auch die Fibrinolyse auf verschiedenen Wegen aktiviert werden und wird durch körpereigene Inhibitoren wie etwa <03B1>2-Antiplasminα2-Antiplasmin kontrolliert.

Medizin

Die Fibrinolyse kann auch künstlich aktiviert werden, etwa durch Streptokinase oder r-tPA. Diese Thrombolyse oder Lysekurz Lyse wird bei bedrohlichen Gefäßverschlüssen (z. B. beim Herzinfarkt) eingesetzt, um das Gefäß wieder zu eröffnen.

Thrombose und Embolie

Wenn sich innerhalb eines Gefäßes ein Blutgerinnsel bildet und das Gefäß verschließt, entsteht eine Thrombose. Eine ThromboseThrombose kann in Arterien auftreten, viel häufiger sind jedoch die Venen betroffen, insbesondere die tiefen Bein- und Beckenvenen. Man spricht von einer tiefen Venenthrombose:tiefeVenenthrombose oder PhlebothrombosePhlebothrombose. Schäden der Gefäßwand, erhöhte Gerinnungsneigung und verlangsamter Blutfluss begünstigen die Thrombosebildung.

Pflege

Thrombosegefährdet sind z. B. ältere oder übergewichtige Patienten sowie alle Patienten, die weniger als sechs Stunden täglich außerhalb des Bettes verbringen. Bei diesen Patienten erfolgt eine ThromboseprophylaxeThromboseprophylaxe, die auf folgenden Säulen fußt:

  • Möglichst frühzeitige Mobilisation

  • Medizinische Thromboseprophylaxestrümpfe, welche die oberflächlichen Venen komprimieren

  • Rückstromfördernde Gymnastik (z. B. Bettradfahren) mit Förderung des venösen Rückflusses durch Aktivierung der Muskelpumpe

  • Low-dose-Heparinisierung (12.4.5).

Löst sich ein Thrombus oder ein Teil davon, so wandert er (dann als Embolus bezeichnet) mit dem Blutstrom und verursacht eine EmbolieEmbolie (ThrombembolieThrombembolie), sobald er in ein enges Gefäß gelangt, dort stecken bleibt und das Gefäß verstopft. Losgelöste Thromben aus den Becken- oder tiefen Beinvenen durchwandern häufig das rechte Herz und verlegen Lungenarterien. Sie sind die häufigste Ursache einer Lungenembolie.

Die Antikoagulation

AntikoagulationUm eine Thrombose oder Embolie zu behandeln oder beim Risikopatienten zu verhindern, wird die Gerinnungsfähigkeit des Blutes durch Antikoagulanzien medikamentös herabgesetzt.
Das Heparin
HeparinHeparin (z. B. Liquemin®) hemmt die Bildung von Fibrin, hauptsächlich indem es mit Antithrombin III einen Komplex bildet und dadurch die Faktoren II und X hemmt.
Die prophylaktische (Low-dose-)Heparinisierung wird zur Thromboseprophylaxe eingesetzt. Durchgesetzt hat sich die Anwendung niedermolekularer Heparine, die im Gegensatz zu den früheren unfraktionierten Heparinen nur einmal am Tag subkutan gespritzt werden müssen.
Die therapeutische (High-dose-, Voll-) Heparinisierung dient zur Behandlung bereits entstandener Venenthrombosen oder Lungenembolien, ferner wird sie bei Herzinfarkt sowie arteriellen Gefäßverschlüssen eingesetzt. Heparin wirkt allerdings in der Regel nicht gerinnselauflösend (thrombolytisch), sondern vermeidet lediglich neue Thrombenbildung. Die therapeutische Heparinisierung erfolgt bevorzugt durch subkutane Injektion niedermolekularer Heparine in höherer, gewichtsadaptierter Dosierung, sonst durch i. v. Gabe unfraktionierter Heparine.
Die Cumarinderivate
Häufig zur Langzeitantikoagulation eingesetzt werden CumarinderivateCumarinderivate, die als Tabletten verfügbar sind, z. B. Phenprocoumon (etwa Marcumar®Marcumar®).
Cumarinderivate greifen in die Bildung der Gerinnungsfaktoren in der Leber ein: Die Faktoren II, VII, IX und X werden nur unter dem Einfluss von Vitamin K gebildet – Cumarinderivate sind Antagonisten (Gegenspieler)Vitamin-K-Antagonisten des Vitamins K und hemmen somit die Bildung der Vitamin-K-abhängigen Gerinnungsfaktoren in der Leber. Da Cumarine lange wirken, ist die Behandlung schlecht steuerbar.
Die Dosierung muss regelmäßig über den Quick-Test oder den INR-Wert (12.4.6) kontrolliert werden, da bei zu starker Hemmung der Blutgerinnung das Blutungsrisiko und umgekehrt bei zu geringer Hemmung die Thrombosegefahr steigt.
Wie lange eine Cumarinbehandlung erforderlich ist, hängt von der zugrunde liegenden Erkrankung ab.
Die direkten oralen Antikoagulanzien
Die relativ neuen direkten oralen Antikoagulanzien, direkte oraleAntikoagulanzien hemmen den aktivierten Faktor X (z. B. Rivaroxaban, etwa Xarelto®) oder Thrombin (z. B. Dabigatran, etwa Pradaxa®). Ihre Vor- und Nachteile im Vergleich zu Heparin bzw. Cumarinen sind noch nicht abschließend zu beurteilen.

Prävention

Pflegende beraten Patienten mit Antikoagulanzieneinnahme über Vorsichtsmaßnahmen im Alltag: Die Betroffenen müssen wegen der Blutungsgefahr darauf achten, sich nicht zu verletzen, und einen entsprechenden Antikoagulanzien-Pass bei sich tragen. Sie sollten bei jedem Arztbesuch auf Einnahme aufmerksam machen, da wegen der Blutungsgefahr keine i. m. Injektionen verabreicht werden dürfen.

Bei Cumarineinnahme sollten zudem stark Vitamin-K-haltige Lebensmittel (grüne Gemüse wie Grünkohl und Spinat sowie Salat und Kohl) nur in üblichen und immer ungefähr gleichen Mengen verzehrt werden, da sie die Wirkung der Cumarine herabsetzen.

Die Gerinnungsdiagnostik

Die wichtigsten Laborparameter zur DiagnoseGerinnungsdiagnostik sind:
  • Thrombozytenzahl: Normbereich 150–400/nl ≙ 150.000 bis 400.000/μl

  • Quick (ThromboplastinzeitThromboplastinzeit, ProthrombinzeitProthrombinzeit): Der Quick-Test Quick-Testüberprüft hauptsächlich das exogene System. Normal sind 70–120 %. Bei Gerinnungsstörungen oder Antikoagulation fällt der Quick-Wert ab

  • INR (International normalized ratioInternational normalized ratio (INR)): Die INR hat die gleiche Aussagekraft wie der Quick-Test, ist aber standardisiert und dadurch besser vergleichbar. Der Normwert der INR ist 1,0, bei Antikoagulation steigt die INR an

  • PTT (partielle Partielle Thromboplastinzeit (PTT)ThromboplastinzeitThromboplastinzeit:partielle (PTT)): Die PTT testet v. a. das endogene System. Sie wird wie der Quick-Test zum Screening auf Gerinnungsstörungen (normal 20–40 s) und zur Überwachung einer Vollheparinisierung eingesetzt

  • TZ (ThrombinzeitThrombinzeit (TZ)): Sie ist eine alternative Methode zur Überwachung einer Vollheparinisierung. Normal sind ca. 20 s.

Wiederholungsfragen

  • 1.

    Welche Aufgaben hat das Blut? (12.1.1)

  • 2.

    Wie werden die Blutkörperchen unterteilt? (12.1.2)

  • 3.

    Stellen Sie kurz die Bildung der Blutkörperchen dar (12.1.3, 12.2.3, 12.3.4, 12.4.1)

  • 4.

    Wie heißen die fünf Gruppen der Plasmaproteine? (12.1.4)

  • 5.

    Wie ist das Hämoglobin zusammengesetzt, welche altersabhängigen Unterschiede bestehen, welche Funktionen hat es? (12.2.2)

  • 6.

    Was ist ein Retikulozyt? (12.2.3)

  • 7.

    Wie und wo erfolgt der Erythrozytenabbau? (12.2.4)

  • 8.

    Welche Laborgrößen werden mit dem „roten Blutbild“ bestimmt? (12.2.6)

  • 9.

    Wie heißen die beiden wichtigsten Blutgruppensysteme? (12.2.7)

  • 10.

    Wieso ist die Ersttransfusion AB0-unverträglichen, aber erst die Zweittransfusion Rhesus-unverträglichen Blutes lebensgefährlich? (12.2.7, 12.2.8)

  • 11.

    Was sind die die verschiedenen Zellgruppen der Leukozyten, welche Gemeinsamkeiten haben sie? (12.3)

  • 12.

    Welche Funktion haben die neutrophilen Granulozyten? (12.3.1)

  • 13.

    Worüber gibt das Differenzialblutbild Auskunft? (12.3.5)

  • 14.

    Welche Phasen werden bei der Blutstillung differenziert? (12.4)

  • 15.

    Welche Rolle spielen die Thrombozyten bei der Blutstillung? (12.4.1)

  • 16.

    Über welche beiden Wege kann das Gerinnungssystem aktiviert werden? (12.4.2)

  • 17.

    Was versteht man unter Fibrinolyse? (12.4.3)

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