EidM1: VO9 "Blut"

Bestandteile des Blutes

Blutmenge: ca. 8% des Körpergewichts (d.i. 5,6 Liter bei 70kg Mensch)

Blutbestandteile:

• Blutplasma (flüssiger Anteil)

  • Blutserum (flüssiger Anteil ohne Gerinnungsstoffe)

  • Fibrinogen (Gerinnungsstoffe)

• Blutkörperchen (BK, zumeist Zellen. Mengenangaben beziehen sich auf jew. 1μl = 1mm3)

  • Leukozyten (weiße BK), 6000 (=100%)

    • Granulozyten (Granula = sichtbare Körnung in den Zellen)

      • basophile (mit basischen Farbstoffen färbbar) Granulozyten, 1%

      • neutrophile (mit neutralen Farbstoffen färbbar) Granulozyten, 66%

      • eosinophile = azidophile (mit sauren Farbstoffen färbbar) Granulozyten, 3%

    • Agranulozyten (Zellen ohne Granula)

  • Lymphozyten 25%

  • Monozyten 5%

  • Erythrozyten (rote BK) 5·106

  • Thrombozyten (Blutplättchen), 250.000

Blutsenkungsgeschwindigkeit (BSG) 

• Meist wird zu Bestimmung der Blutsenkungsgeschwindigkeit (BSG) die Westergren-Methode angewendet:

  • 1,6 ml Vollblut werden mit Natriumcitratlösung auf 2 ml aufgefüllt und damit ungerinnbar gemacht 

  • Anschließend (d.h. nicht später als 2 Stunden nach Blutentnahme) wird mit diesem Citratblut ein Glas- oder Kunststoffröhrchen bis zur Höhe von 20 cm befüllt, senkrecht hingestellt und bei Zimmertemperatur in Ruhe gelassen. 

  • Die geformten (=zellulären) Bestandteile sedimentieren nach unten (s.o.). Die sog. Senkung (= Höhe des durchsichtigen, da zellfreien, Überstandes, also das Plasma) wird nach einer und nach zwei Stunden abgelesen. 

• Die BSG ist ein recht unspezifischer Parameter

• Eine höhere BSG deutet auf Infektionen oder entzündliche Vorgänge hin

• Grund: Einige Entzündungsprozesse im Körper können Erythrozyten dazu veranlassen, sich aneinanderzulagern (Clusterbildung)

• Diese Cluster sinken aufgrund der geänderten Strömungsbedingungen schneller ab

• Die Standardwerte für die BSG schwanken sehr

  • Bei Nichtdifferenzierung (d.h. keine Unterscheidung nach Geschlecht und/oder Alter) finden sich Literatur-Referenzwerte nach der ersten Stunde von etwa 10 mm, nach der zweiten Stunde von etwa 20 mm.

  • Dies entspricht einer Sedimentationsgeschwindigkeit der Blutzellen von 2 bis 3 μm pro Sekunde.

Blutzusammensetzung

Zusammensetzung:

• Blut = Plasma + geformte Bestandteile (=Blutzellen)

Mengenverhältnisse:

• Von 1000 Blutzellen sind ca. ... ... 946 rot ... 1 weiß ... 53 Thrombos

Bestandteile:

• Plasma = Lösungsmittel (=Wasser) + Elektrolyte + Proteine

• Serum = Plasma ohne diejenigen Proteine, die sich im geronnenen Blut finden. (Blutplasma ist also nicht mehr gerinnungsfähig.)

• Hämatokrit (Verschwindender Einfluss der nicht-Erythrozyten-Zellen aufgrund kleiner Anzahl)

• Ziemlich genau 50% Wasser

• Proteine: Makromoleküle, die im Plasma gelöst sind und eine Reihe von Aufgaben erfüllen, z.B.:

  • Transport von schlecht löslichen Substanzen (z.B. Fette) *

  • Aufrechterhaltung des kolloidosmotischen Drucks (KOD, osmotischer Druck, der von großen, sich in Lösung befindenden Teilchen aufgebaut wird.) *

  • Enzymatische Funktion

  • Regulierung des pH-Werts *

  • Energielieferant

  • Hämostase

  • Immunfunktion

*: Insbesondere die Aufgaben von Albumin

Erythrozytenformen

Erythrozyten

• Discozytische Form =Membranflächenüberschuss

  • Grund

    • Verbesserte Verformbarkeit und damit bessere Passage durch Kapillaren 

    • Durchmesser der Kapillaren bis hinab zu ca. 4μm ist kleiner als der Durchmesser eines Erythrozyten mit ca. 8μm

    • Verbesserter Austausch der Atemgase

  • Discozytische Formen sind die Ruheform der Erythrozyten

  • Diese kommt im Kreislauf normalerweise nicht vor, da die Erythrozyten dort so gut wie nie in Ruhe sind!

• Stechapfelform (bei leichter osmotischer Schrumpfung oder in saurem Milieu)

• Stomatozytische Form = Tassenform) (bei leichter osmotischer Schwellung oder in basischem Milieu)

Die beiden letzten Formen kommen normalerweise nicht vor und sind nur durch massive Änderung der externen Bedingungen zu provozieren.

Sauerstofftransport

• Der Sauerstofftransport im Blut findet nur zu einem geringen Anteil als im Blutplasma gelöster Sauerstoff (O2) statt

• Viel effizienter ist der Transport an Hämoglobin (Hb), dem roten Blutfarbstoff, der ca. 1/3 des Volumens der Erythrozyten ausmacht.

• Jedes Hb-Molekül hat vier Bindungsstellen für O2 (das Häm)

• Das zentrale Eisenatom in diesen Bindungsstellen wird durch den Sauerstoff aber nicht oxidiert, denn dann wäre der Sauerstoff extrem fest gebunden

• Er soll aber im Gewebe wieder leicht abgegeben werden können

• Deswegen ist die Bindung lockerer, man spricht von einer Oxygenierung anstelle von einer Oxidation

• Oxygeniertes Blut besitzt eine hellrote Farbe, desoxygeniertes Blut sieht hingegen bläulich-dunkelrot aus

• Vorsicht: Kohlenmonoxyd hat eine 300-fach höhere Affinität an das Häm (es entsteht dadurch „Carboxyhämoglobin“) und blockiert dadurch eine Bindungsstelle. Darüber hinaus sorgt dies dafür, dass die übrigen Häms des Hb-Moleküls ihren Sauerstoff fester binden und diesen daher im Gewebe kaum wieder abgeben können

• Dass Verkehrsteilnehmer und Raucher nicht so leicht an einer Kohlenmonoxyd-Vergiftung sterben, liegt daran, dass das Lungengewebe für CO nur sehr schlecht permeabel ist

Erythrozyten - Facts

• Erythrozyten: Bildung im roten Knochenmark

• Lebensdauer ca. 120 Tage

• Insgesamt etwa 25·10^12 Erys (=25.000.000.000.000 Erys mit einer Gesamtoberfläche von ca. 3.800m²!)

• Ca. 160 Millionen Erys werden pro Minute neugebildet

• 1% der Erys im Blutkreislauf = Retikulozyten (junge Erys), nach Blutverlust ist Retikulozytenmenge erhöht

---- Interessantes ---------------------
Wenn man einen Schritt macht, werden zwischen 5.000 - 8.000 rote Blutkörperchen in der
Fußsohle zerquetscht. Diese Stresssituation für den Körperführt dazu, dass neue, bessere (weil
jüngere) Blutkörperchen im Knochenmark aktiviert werden. [Heilmeyer P, Gesund durch Stress!]

Price-Jones-Kurve

Verfahren Blutausstrich

• Technik: Bluttropfen abnehmen (z.B. Fingerpieks)

• Auf Objektträger geben

• Dann mit der Kante eines zweiten Objektträgers über den Tropfen fahren und ihn dabei auf dem ersten verteilen. Es entsteht ein dünner Blutfilm, der gut unter dem Mikroskop beobachtet werden kann

Größenverteilung der Erythrozyten= Price-Jones-Kurve = Histogramm der Erythrozytendurchmesser

• Vorsicht: die Price-Jones-Kurve ist keine Gaußglockeverteilung

• Denn diese würde a) auch negative Durchmesser und b) auch riesig große Durchmesser der Erythrozyten zulassen aufgrund der Unbeschränktheit des Definitionsbereichs der Gaußglocke).

Price-Jones-Kurve Pathologie

Pathologie
Abweichungen von Price-Jones-Kurve bei Krankheiten, z.B.

• Makrozytose (denn der mittlere Durchmesser nimmt zu) 

  • Verschiebung der Kurve nach rechts

  • Durchmesser > 12μm --> Megalozyten

• Mikrozytose (denn der mittlere Durchmesser nimmt ab)

  • Verschiebung der Kurve nach links

  • Durchmesser < 2,2μm --> Zwergformen (kurzlebig)

• Anisozytose 
  

  • Ausgewogene Anzahl zu großer und zu kleiner Erythrozyten

• Poikilozytose

  • unregelmäßige Gestaltung der Erythrozyten:  (z.B. perniziöse Anämie (Anämie = Absinken der Hämoglobinkonzentration im Blut unter den Normbereich) 

• Perniziöse Anämie
  

  • Krankheit, bei der die Erythrozytenbildung im Knochenmark gestört ist und es zur Bildung von formveränderten Erythrozyten kommt

Scheinbare Viskosität des Blutes

Fåhraeus-Lindquist-Effekt: Blut scheint in bestimmten Gefäßdurchmessern flüssiger zu sein.
Drei Bereiche:

• Gefäßdurchmesser < ca. 5μm: scheinbare Viskosität hoch, da starke Verformung der Erythrozyten (Laborjargon: „Erys“) notwendig (Einfaltungen, Dehnungen), die Energie kosten.

• Gefäßdurchmesser ca. 7μm: nur minimale Verformungen der Zellen erforderlich; sie können seriell („single-file“) durch das Gefäß fließen.

• Gefäßdurchmesser > ca. 10μm: Erythrozyten beginnen, parallel durch das Gefäß zu fließen --> können verwirbeln --> kostet Energie

Abgetragen ist hier die relative Viskosität, bezogen auf 1 = Viskosität von Plasma (d.h. ohne Blutzellen)

Leukozyten

Zunächst: Leukozyten (weiße BK)

1.  Anzahl = 6000/μl (4000-10000/μl)

   1. Leukopenie = < ca. 4000/μl: 

   2. Leukozytose = bei >ca. 10000/μl

2. Lebensdauer kann Stunden, aber auch Jahre betragen

3. Amöboid eigenbeweglich, da Wirkungsstätte oft im Gewebe!

• Granulozyten 

  • Name wg. mikroskopischer Struktur (Segmentartiger Kern und „Granula“ = kleine Körnchen = kleine Vesikel mit brisantem Inhalt)

  • Benennung nach Möglichkeit der Anfärbung 

  • Neutrophile Granulozyten

    • Fresszellen. Phagozytose und Auflösung von Krankheitserregern und Fremdstoffen

    • Gehen dabei oft selbst zu Grunde

  • Basophile Granulozyten

    • Granula enthält Heparin und Histamin (Auslöser f. allergische Reaktionen) 

    • Histamin: Steigerung der Gefäßdurchlässigkeit, Kontraktion der glatten Muskulatur

    • Heparin: wirkt der Gerinnung (s.u.) entgegen

  • Eosinophile Granulozyten

    • Können auch phagozytieren. können allergische Reaktionen begrenzen, indem sie Histamin binden

    • Bisher: unspezifische Abwehr, d.h. alles, was als fremd erkannt wird, wird vernichtet

    • Unten: spezifische Abwehr (d.h. erlernte)

4. Lymphozyten: Zellen des spezifischen Abwehrsystems. Lymphozyten halten sich in lymphatischen Organen auf bzw. entwickeln sich dort zu spezifischen Immunzellen weiter.

Phagozytose

1. Fremdkörper wird erkannt (Antikörper: s.u.). (Opsonisieren: aufgrund des Antigenmusters von Antikörpern bedecken)

2. Die phagozytierende Zelle dockt mit Hilfe der Antikörper an den Fremdkörper

3. Die phagozytierende Zelle bildet Pseudopodien („Scheinfüßchen) aus und umfließt den Fremdkörper somit

4. Im inneren der phagozytierenden Zelle befindet sich nun der Fremdkörper (in den Phagosomen) wird verdaut (aufgelöst) in Phagolysosomen

5. Reste können ausgeschieden werden oder auf Lebenszeit der phagozytierenden Zelle in ihr verbleiben

Immunantworten

Die Immunantwort (Achtung: log-Ordinate) ist stärker und findet schneller statt 

Thrombozyten

Thrombozytenaktivierung im Kreislauf

Mechanismus der primären Hämostase
Pseudo-Endothel-Funktion der Plättchen (Endothel = innere Zellschicht der Blutgefäße)

1. Ruhephase der Thrombozyten (keine Aktivierung)

2. Bei einer Verletzung werden Gewebeteile freigesetzt, u.a. auch Kollagen, worauf die Thrombozyten reagieren können --> sie werden aktiviert

3. Aktivierte Thrombozyten bilden Pseudopodien („Scheinfüßchen“) aus und können so mechanisch aneinander haften

4. Viele verhaftete Thrombozyten bilden den Thrombozytenpfropf oder Thrombus

Antigene und Antikörper im AB0-System

• Die Blutgruppe im AB0-System des Menschen wird nach der Art seiner Antigene auf den Zellmembranen bezeichnet

• Achtung: diese Antigene finden sich auch auf den anderen Körperzellen, nicht nur auf den Erythrozyten

• Die entsprechenden Antikörper im Plasma ergänzen die Antigene derart, dass sie gerade nicht auf die vorhandenen Antigenen passen

• Im AB0-System finden sich im erwachsenen Organismus die entsprechenden Antikörper (Tabelle)

• Diese entstehen nachgeburtlich (3. bis 6. Monat) durch die sog. „Sensibilisierung“, wenn das Neugeborene (und insbesondere dessen Darm) mit verschiedenen Bakterien aus der Umwelt in Kontakt kommt

• Die Oberflächen dieser Bakterien ähneln den eigenen Antigenen des Kindes (ob das nun ein Zufall ist oder im Laufe der Evolution „ausgenutzt“ wurde, ist noch ungeklärt).

AB0-Blutgruppentest

• Blutgruppensysteme = Eigenschaften der Membranen, nicht nur der Membranen der Zellen im Blutkreislauf, sondern aller Membranen

• Auf Membranen sind Antigene (Antigen = Abk. von Antibody-Generator)

• Im Plasma sind die Antikörper (bei Blutgruppe A: Anti-B, bei B: Anti-A, bei AB: keine, bei 0: Anti-A und Anti-B)

• AB0-System

• Rh-System

• Es gibt >100 Blutgruppensysteme, die meisten sind von forensischem Interesse

• (Vaterschaftsuntersuchungen, Kriminalfälle etc. Grund: Antigene des z.B., AB0-Systems finden sich auch in anderen Körperflüssigkeiten wie Speichel, Sperma, Schweiß, Magensaft etc.)

• Komplikationen: Wenn Antigen A mit Antikörper Anti-A in Berührung kommt: Agglutinierung der Erys (=Zusammenballung und Verklebung), Anschließend Hämolyse, da die Zellmembranen der großen Erythrozyten-Agglutinate im Blutstrom zerreißen können. Daher extrem wichtig für Bluttransfusion.

• Antikörper = „Agglutinine“, Antigene = „Agglutinogene“

•  Transfusionszwischenfälle:

  • Schwer: Empfängerplasma enthält Antikörper gegen Spendererythrozyten

  • Weniger schwer: Spenderplasma enthält Antikörper gegen Empfängererythrozyten (Grund: Antikörper werden in der Blutbahn des Empfängers verdünnt)

• Folie: Blutgruppentest

  • Methode: unbekanntes Blut (?) wird mit drei Seren vermischt: Anti-A, Anti-B und Anti-A + Anti-B

  • Wo gleiche Buchstaben aufeinander treffen, geschieht eine Agglutination

  • Test ist redundant, aber sicherer.

Blutspende

• Major-Test: Empfängerserum + Spendererythrozyten

• Minor-Test: Spenderserum + Empfängererythrozyten

• Häufigkeit in der Bevölkerung ist ortsabhängig

• Weltweit im Mittel (ca.): 0 (41%), A (31%), B (22%), AB (6%)

• In Deutschland (ca.): 0 (41%), A (43%), B (11%), AB (5%)

Rh-Unverträglichkeit

• Es gibt drei Rh-Systeme: C, D, E, wobei D das wichtigste ist

• Antigenträger heißen Rh-positiv (Rh+) und Nicht-Antigenträger sind Rh-negativ (Rh-)

  • Besonderheit: Bei Rh-negativen Personen sind Antikörper gegen Rhesusantigene sind normalerweise NICHT vorhanden, sondern entstehen erst, wenn Blut von Rh+-Spendern auf Rh- -Empfänger übertragen wird (sog. Sensibilisierung)

• Bei der 1. Transfusion erfolgt diese Sensibilisierung, d.h. geringe Mengen von Rh-Antikörpern werden gebildet

• Bei 2. Transfusion werden dann sofort große Mengen von Antikörpern gebildet --> Agglutination der Spendererythrozyten

• Wichtig bei rhesusinkompatiblen Schwangerschaften (s. Folie)

  • Vater: Rh+, Mutter: Rh-, 1. Kind: möglicherweise Rh+

  • Unter der Geburt kann eine geringe Menge des kindlichen Blutes mit Kindererythrozyten (Rh+) durch die Gebärmutter in den mütterlichen Blutkreislauf übertreten (Kind: Spender, Mutter: Empfänger), d.h. Mutter wird sensibilisiert

  • Falls 2. Kind ebenfalls Rh+, Problem, denn die mütterlichen Antikörper können durch die Plazenta (=Mutterkuchen) in den kindlichen Kreislauf übertreten (Dann dort: Rh+-Blut mit Rh-Antikörpern -->Agglutination, Morbus haemolyticus fetalis bzw. neonatorum)

  • Abhilfe: Anti-D-Propyhylaxe. Dabei erhält Mutter sofort nach der Geburt Anti-D-Antikörper, die die wenigen Kindererythrozyten sofort unschädlich machen, noch bevor eine Sensibilisierung stattfinden kann