Benigne Hämatologie I - Zusammenfassung

Blut - Einführung

Blutbestandteile und -eigenschaften

  • Definition:
    • αἷμα (haima) = Blut, λόγος (logos) = Lehre.
  • Farbe:
    • Arteriell: Hellrot (oxygeniert).
    • Venös: Dunkelrot/blaurot (desoxygeniert).
  • Viskosität:
    • Höher als Wasser (3-4x).
  • Volumen:
    • Ca. 60-80 ml/kg Körpergewicht.
    • ~5-6 Liter bei Erwachsenen.
  • Zusammensetzung:
    • 55 % Plasma.
    • 45 % zelluläre Bestandteile (Hämatokrit).

Aufgaben des Blutes

  • Transportfunktion:
    • Sauerstoff (O2) & Kohlendioxid (CO2).
    • Nährstoffe, Hormone, Abfallstoffe.
  • Abwehrfunktion:
    • Immunzellen & Antikörper bekämpfen Krankheitserreger.
  • Wärmeregulation:
    • Verteilung von Wärme im Körper.
  • Pufferfunktion:
    • Stabilisierung des pH-Werts (z. B. durch Bicarbonatpuffer).
  • Blutstillung:
    • Thrombozyten & Gerinnungsfaktoren → Wundverschluss.

Vollblut, Plasma, Serum

  • Vollblut: Unbehandeltes Blut direkt nach Abnahme.

  • Plasma:

    • Entsteht durch Zentrifugation von Vollblut mit Antikoagulanzien (z.B. Heparin, EDTA, Citrat).
    • Enthält Gerinnungsfaktoren.
    • Schichten nach Zentrifugation:
      • Obere Schicht: Plasma.
      • Mittelschicht: Buffy Coat (Leukozyten + Thrombozyten).
      • Untere Schicht: Erythrozyten.
    • Antikoagulanzien:
      • Ca^{2+}-Entzug (Zitrat, EDTA) oder Heparin.
      • Proteaseinhibition.

  • Serum:

    • Flüssigbestandteil des Blutes nach abgeschlossener Gerinnung.
    • Plasma ohne Fibrinogen & Gerinnungsfaktoren.
    • Gerinnungskaskade:
      • Prothrombin → Thrombin.
      • Thrombin → spaltet Fibrinogen zu Fibrin.
      • Fibrin → Polymerisierung → Gerinnselbildung.

  • Diagnostische Verwendung:

    • Serum: Ionen, Antikörper, Enzyme.
    • Plasma: Hormone, Proteine, Gerinnungsparameter.
    • Diagnostik: Serum – Ionen, Plasma – Hormone, Proteine, Gerinnungsaktivitäten.

Plasmaproteine

  • Albumin (~60 %):
    • Aufrechterhaltung des kolloidosmotischen Drucks.
    • Transport kleiner Moleküle.
  • Globuline:
    • α- & β-Globuline: Transportproteine (z.B. für Eisen, Hormone, Lipide).
    • γ-Globuline: Immunglobuline = Antikörper (Teil der humoralen Immunantwort).

Hämatokrit

  • Anteil der Erythrozyten am Volumen des Blutes (in %).
  • Normwerte:
    • Frauen: ca. 42 %.
    • Männer: ca. 45 %.
    • < → Anämie, > → Polyzythämie.
  • Wichtig: Der Hämatokrit gibt ausschließlich über das Verhältnis zwischen korpuskulären Anteilen und der Serumfraktion Auskunft. Die Ursache der Veränderung ist nicht ersichtlich.
  • Einflussfaktoren:
    • Abnahme des Serums (z.B. Flüssigkeitsdefizit) → Erhöhung des Hämatokrit.
    • Zunahme der korpuskulären Anteile → Erhöhung des Hämatokrit.

Buffy Coat

  • <1 % des Blutvolumens.
  • Zusammensetzung:
    • Thrombozyten: 150.000–450.000/μl.
      • <150.000: Thrombozytopenie.
      • >450.000: Thrombozytose.
    • Leukozyten: 4.800–11.000/μl.
      • <4.800: Leukopenie.
      • >11.000: Leukozytose.

Korpuskuläre Elemente

  • Bestandteile:
    • Erythrozyten (rote Blutzellen)
    • Leukozyten (weiße Blutzellen)
    • Thrombozyten (Blutplättchen)
  • Prozentualer Anteil:
    • Männer: 46%
    • Frauen: 41%
  • Zellzahlen:
    • Erythrozyten:
      • Männer: 5.4 Mio/μl
      • Frauen: 4.8 Mio/μl
    • Leukozyten: 7.4 Tsd/μl
    • Thrombozyten: 250 Tsd/μl
  • Leukozyten-Untergruppen:
    • Granulozyten:
      • Neutrophile: 58%
      • Eosinophile: 3%
      • Basophile: 0.5%
    • Mononukleäre Leukozyten:
      • Lymphozyten: 34%
      • Monozyten: 5%
  • Reifung:
    • Knochenmark (Erythrozyten, Granulozyten, Monozyten, Thrombozyten).
    • Lymphatisches Gewebe (Lymphozyten).

Pappenheim-Färbung

  • Kombination aus May-Grünwald und Giemsa.
  • Eosin (sauer):
    • Färbt basische Zellbestandteile (z.B. Zytoplasma, Hämoglobin) rosa/rot.
  • Methylenblau & Azurfarbstoffe (basisch):
    • Färben saure Zellbestandteile (z.B. Zellkerne, DNA, RNA) blau/violett.
  • Ergebnis:
    • Erythrozyten: rot.
    • Zellkerne: blau.

Hämoglobin

  • Zusammensetzung: Globin + Häm
  • Globin:
    • 4 Polypeptidketten.
    • Zusammensetzung variiert je nach Typ:
      • HbA1: 2 α + 2 β
      • HbA2: 2 α + 2 δ
  • Häm-Gruppe:
    • Pro Kette eine Häm-Gruppe.
    • Enthält ein zentrales Eisen-Ion (Fe^{2+}).
    • Bindet reversibel Sauerstoff (O_2).

Embryonale und Fetale Hämoglobine

  • Embryonalphase:
    • Dottersack: Blutbildung bis ca. 8. Woche.
    • Embryonales Hb: (2 ζ, 2 ε).
  • Fetale Phase:
    • Leber und Milz: Hauptorte der Hämatopoese ab 9. Woche.
    • Übergang zum Knochenmark im letzten Trimester.
    • Fetales Hb (HbF): (2 α, 2 γ); Milz/Leber ab 9. Woche.
  • Postnatal (nach Geburt):
    • Rotes Knochenmark übernimmt dauerhaft die Blutbildung.
    • Anfangs in fast allen Knochen – später nur noch in flachen Knochen aktiv.
    • Adultes Hb (HbA1: 2 α, 2 β; HbA2: 2 α, 2 δ): Produktion vor Geburt, dominant postnatal.
    • Gelbes Knochenmark ersetzt inaktiviertes rotes Knochenmark (Fettanteil ↑).
  • Unterschiede: Nur im Globinteil.

Rotes Knochenmark

  • Hauptort der Hämatopoese (Blutbildung).
  • Lokalisation beim Erwachsenen:
    • Flache Knochen (z.B. Becken, Sternum, Rippen, Schädel).
    • Epiphysen der langen Röhrenknochen.
  • Bildet:
    • Erythrozyten.
    • Leukozyten.
    • Thrombozyten.
  • Ersetzt embryonale & fetale Blutbildungsorte (Dottersack, Leber, Milz).

Wichtige Faktoren für die Erythropoese

  • Eisen (Fe^{2+} für Hämsynthese):
    • Aufnahme als Fe^{3+} aus der Nahrung, Reduktion zu Fe^{2+} im Duodenum notwendig.
  • Vitamin B12 & Folsäure:
    • Für DNA-Synthese und Zellkernreifung.
  • Aminosäuren, Fette, Kohlenhydrate:
    • Für Globin- und Hämproduktion.

Eisenaufnahme und Transport

  • Aufnahme im Duodenum:
    • Nahrungseisen meist als Fe^{3+}.
    • Reduktion durch DCYTB zu Fe^{2+}.
    • Transport von Fe^{2+} in Enterozyten via DMT1.
    • Fe^{2+} ist löslicher und reaktiver im leicht sauren pH des Duodenums → besser absorbierbar.
  • Intrazellulär:
    • Bindung an Apoferritin → Ferritin, ggf. Speicherung als Hämosiderin.
  • Export:
    • Fe^{2+} über Ferroportin an Blut abgegeben.
    • Oxidation durch Hephaestin zu Fe^{3+}.
    • Transport im Plasma gebunden an Transferrin (Fe^{3+}).
    • Im Blut muss Eisen sicher transportiert werden, da freies Fe^{2+} toxisch ist (Fenton-Reaktion → Bildung freier Radikale).

Vitamin B12 und Folsäure

  • Folsäure:
    • Aufnahme im Duodenum.
  • Vitamin B12:
    • Bindung an Intrinsic Factor (aus Parietalzellen des Magens).
    • Aufnahme im Ileum via rezeptorvermittelte Endozytose.
    • Transport im Blut durch Transcobalamin.

Steuerung durch Erythropoetin (EPO)

  • Höhenaufenthalt → Hypoxie → Stabilisierung von HIF (Hypoxia Inducible Factor).
  • HIF aktiviert EPO-Genexpression → EPO wird ins Blut abgegeben.
  • EPO stimuliert im Knochenmark die Proliferation und Reifung erythroider Vorläuferzellen.

Reifungsstadien der Erythropoese

  1. Proerythroblast.
  2. Basophiler Erythroblast (viel RNA, blau).
  3. Polychromatischer Erythroblast (RNA + Hämoglobin, blau-rot).
  4. Orthochromatischer Erythroblast (viel Hämoglobin, rot, Zellkern wird ausgestoßen).
  5. Retikulozyt (noch Rest-RNA).
  6. Reifer Erythrozyt (kein Zellkern, keine Organellen).

Zellstruktur und Lebensdauer der Erythrozyten

  • Lebensdauer: ca. 100–120 Tage.
  • Zytoskelett entscheidend für Flexibilität, damit Erythrozyten Kapillaren <7 µm passieren können.
  • Wichtige Proteine:
    • Spektrin (netzartiges Strukturprotein).
    • Ankyrin (verbindet Spektrin mit Zellmembran).
  • Kein Mitochondrium → verbraucht keinen Sauerstoff → schneller Gasaustausch O2/CO2

Zytoplasma und Kern im Reifungsprozess

  • Zytoplasma:
    • Früh: blau (viel RNA → aktive Proteinsynthese).
    • Später: grau-violett (RNA + Hämoglobin).
    • Reif: rosa (fast nur noch Hämoglobin).
  • Kern:
    • Anfangs groß, locker chromatinreich.
    • Dann: Chromatin wird dichter (pyknotisch), Zellkern verkleinert sich.
    • Kernausstoß im Stadium des orthochromatischen Erythroblasten.
    • Retikulozyt & Erythrozyt sind kernlos.

Alterung und Abbau von Erythrozyten

  • Alterungsprozess:
    • Zytoskelettproteine werden degradiert → Erythrozyt verliert Verformbarkeit.
  • Folge:
    • Verfangen in den sinusoidalen Kapillaren (v. a. Milz, auch Leber & KM).
    • Makrophagen phagozytieren alte Erythrozyten.

Abbau von Hämoglobin

  • Globin-Anteil:
    • Abbau zu Aminosäuren.
    • Wiederverwertung im Proteinstoffwechsel.
  • Häm-Anteil:
    • Eisen (Fe^{2+}):
      • Bindung an Apoferritin → Ferritin → Aggregation mehrerer Ferritin → Hämosiderin.
    • Porphyrinring:
      • Biliverdin → Bilirubin (unkonjugiert).
      • Unkonjugiertes Bilirubin: Hydrophob, daher gebunden an Albumin → Transport zur Leber → Konjugation mit Glucuronsäure → Konjugiertes Bilirubin (wasserlöslich).
      • Ausscheidung: Über die Galle in den Darm.

Darmbakterien und Abbauprodukte

  • Bakterien wandeln Bilirubin um:
    • → Urobilinogen.
    • ca. 10 %: Resorption → Niere → Urobilin (gelbe Urinfarbe).
    • Rest: Weiterabbau zu Sterkobilin (braune Stuhlfarbe).

Klinische Relevanz

  • Hellgrauer Stuhl:
    • Hinweis auf Gallenwegsobstruktion.
  • Ikterus (Gelbsucht):
    • Bei Rückstau von konjugiertem Bilirubin ins Blut.
    • Z.B. durch Gallenstein oder Tumor in den Gallenwegen.

Leukozyten - Übersicht

  • Immunsystem
    • Spezifisches (erworben, erlernt) vs. unspezifisches (angeboren) Immunsystem
    • Zelluläre vs. humorale Abwehr
  • Leukopoese
    • Bildung weißer Blutzellen (Leukozyten)
    • Ort: Rotes Knochenmark
    • Ausgangspunkt: Hämozytoblast / hämatopoetische Stammzelle
      • Myeloide Stammzelle
      • Lymphoide Stammzelle

Granulozyten

  • Granulozytopoese

    • Vorläufer: Myeloblast
    • Stimuli: IL-3, IL-5, G-CSF
    • Entwicklung:
      • Myeloblast → Promyelozyt → Myelozyt → Metamyelozyt → stabkerniger Granulozyt (Band cell) → segmentkerniger Granulozyt
    • Endzellen: Neutrophil, Eosinophil, Basophil

  • Differentialblutbild

    • Neutrophile (58%)
      • Lebensdauer: 1-4 Tage
      • Funktion: Phagozytose v. Bakterien, lysosomale Degradation
      • Neutrophilie: z.B. Bakterielle Entzündungen
      • Phagozytose, ROS, NETs
    • Eosinophile (3%)
      • Lebensdauer: einige Tage
      • Funktionen:
        • unspezifische Abwehr
        • Vernichtung von Parasiten
        • Phagozytose von Immunkomplexen
      • Eosinophilie: Allergische Reaktionen, Parasiten, Autoimmunerkrankungen
    • Basophile (0,5%)
      • Funktionen:
        • unspezifische Abwehr
      • Basophilie: Histamin, Heparin → Entzündung

Lymphozyten

  • Lymphoide Differenzierung
    • Ausgangszelle: Lymphoblast
    • Stimuliert durch: IL-3, IL-5, aG-CSF (agranulozytärer Stimulus)
    • B-Zellen
      • Reifung: im Knochenmark
      • Funktion: Bildung von Plasmazellen, Produktion von Antikörpern (humorale Immunität)
    • T-Zellen
      • Reifung: im Thymus
      • Typen:
        • T-Helferzellen: aktivieren B-Zellen, Makrophagen
        • zytotoxische T-Zellen: lösen Apoptose infizierter Zellen aus
  • Allgemein
    • Lebensdauer: Monate bis Jahre
    • Adaptive Immunität:
    • Lymphozytosen: akute Infekte, T-Zell-Leukämie

Monozyten

  • Entwicklung
    1. Monoblast
    2. Promonozyt
    3. Monozyt (im Blut)
    4. Makrophage (im Gewebe)
  • Funktionen:
    • Phagozytose
    • Antigenpräsentation (APC)
    • Spezialisierung:
      • ZNS → Mikroglia
      • Leber → Kupffer-Zellen
      • Lunge → Alveolarmakrophagen
      • Knochen → Osteoklasten
  • Monozytosen:
    • Chronische Infektionen (Tuberkulose)
    • Mononukleose (Monoz + Lymph.): Virusinfekte (Pfeiffersches Drüsenfieber)

Thrombozyten

  • Thrombopoese
    • Stimulus: Thrombopoetin (aus Leber & Niere)
    • Entwicklung:
      • Megakaryoblast
      • Promegakaryozyt
      • Megakaryozyt (riesig, zerplatzt in sinusoidalen Kapillaren)
      • Thrombozyten (Zellfragmente)
  • Allgemein
    • Lebendauer 9-12 Tage
    • Funktion:
      • Verletzung der Gefäßwand
      • Trombozytenadhäsion an Kollagen, Stabilisierung durch Willebrand-Faktor
      • Thrombus mit Erythrozyten, Fibrin