Das blut
Blut
Das Blut ist eine rote Flüssigkeit, die in den Blutgefäßen (Arterien und Venen) zirkuliert; Hauptfunktion des Blutes ist der Transport lebenswichtiger Stoffe an alle Stellen des Körpers. Über die Lungen gelangt Sauerstoff ins Blut. Mit Sauerstoff beladenes, hellrotes Blut fließt von den Lungen zum Herz. Von dort wird es über die Arterien in alle Regionen des Körpers gepumpt; die Arterien verzweigen sich zu Tausenden kleinster Blutgefäße, den Kapillaren. Hier gibt das Blut den Sauerstoff an die Zellen ab und sammelt sich sauerstoffarm in den Venen. Von dort gelangt das nun dunkelrote Blut wieder zurück zum Herzen und wird erneut in die Lunge gepumpt.
Zusammensetzung des Blutes
Blut besteht größtenteils aus einer gelblichen Flüssigkeit, dem Plasma. Darin schwimmen Millionen von Zellen, die insgesamt etwa 45 Volumenprozent des Blutes ausmachen. Blut hat einen charakteristischen Geruch und besitzt eine optische Dichte zwischen 1,056 und 1,066. Beim erwachsenen Menschen beträgt der Anteil des Blutes am Körpergewicht elf Prozent, was einer Flüssigkeitsmenge von 4,5 bis sechs Litern entspricht.
Plasma besteht zu 90 Prozent aus Wasser. Der Rest sind Proteine, Ionen und andere Stoffe.
Ein Kubikmillimeter menschliches Blut enthält ungefähr fünf Millionen rote Blutkörperchen (Zellen), Erythrozyten genannt, 5 000 bis 10 000 weiße Blutkörperchen, die Leukozyten, und zwischen 200 000 und 300 000 Blutplättchen, die Thrombozyten.
Erythrozyten
Rote Blutkörperchen sind rote, runde Scheibchen von etwa 7,5 tausendstel Millimeter Durchmesser, die oben und unten eingedellt sind. Beim Menschen und bei den meisten Wirbeltieren besitzen rote Blutkörperchen keinen Zellkern. Seine rote Farbe verdankt das Blut dem Hämoglobin, einem eisenhaltigen Protein, das in den roten Blutkörperchen vorkommt. Hämoglobin bindet Sauerstoff, gibt ihn in den Kapillaren an die Zellen ab und nimmt dafür Kohlendioxid auf, das bei der Zellatmung frei wird. In den Lungen wird Kohlendioxid wieder gegen Sauerstoff ausgetauscht.
Leukozyten
Weiße Blutkörperchen sind Blutzellen, die einen Kern besitzen. Da sie an sich farblos sind, bezeichnet man die verschiedenen Typen nach ihrer Färbbarkeit bzw. ihrem Aussehen unter dem Mikroskop: Nach der Struktur des Kernes unterscheidet man zwei Untergruppen, die granulären (gekörnten) und die agranulären (ungekörnten) Leukozyten. Die granulären Leukozyten besitzen große, ausgefranste Kerne und lassen sich nach ihrer Färbbarkeit und Funktion in folgende Typen unterteilen: neutrophile (nicht färbbare) Leukozyten bekämpfen und "fressen" Bakterien. Eosinophile (lassen sich mit Eosin rot färben) Leukozyten vermehren sich stark bei bestimmten Infektionen und Allergien. Basophile (Anfärbung mit basischen Farbstoffen) Leukozyten produzieren Heparin (einen Stoff, der die Blutgerinnung hemmt) und Histamin, ein Hormon, das Entzündungen fördert.
Die agranulären Leukozyten sind Teile des Immunsystems und bilden zwei Gruppen: Lymphozyten und die weniger zahlreichen Monozyten. Lymphozyten produzieren Antikörper gegen körperfremde Stoffe (Antigene). Monozyten beseitigen Fremdstoffe hauptsächlich bei einer chronischen Infektion.
Thrombozyten
Blutplättchen sind kleine, runde Körper ohne Zellkern, ihr Durchmesser ist ein Drittel so groß wie der von Erythrozyten. Bei Verletzungen legen sie sich über das "Leck" im Blutgefäß und verstopfen es. Gleichzeitig produzieren sie Enzyme, die für die Bildung von Thromboplastin, der Vorstufe einer Wundkruste, wichtig sind.
Thrombozyten unterstützen außerdem die Immunabwehr, indem sie durch Endocytose Fremdstoffe aufnehmen.
Zählung der Blutzellen
Zur Bestimmung des gesundheitlichen Zustands eines Patienten kann es wichtig sein, die Anzahl der unterschiedlichen Zellfraktionen im Blut zu bestimmen. Dies geschieht heute vielfach vollautomatisch in speziellen Apparaten. Dazu wird eine Blutprobe histologisch oder chemisch aufbereitet und anschließend automatisch analysiert. Dabei können Erythrozyten, Leukozyten und Thrombozyten getrennt erfasst werden.
Blutplasma
Blutplasma besteht vorwiegend aus Wasser.
Darin sind eine Vielzahl von Substanzen gelöst, die für den Organismus lebenswichtig sind. Dazu gehören Proteine, Hormone, Enzyme, Kalium, Natrium, Calciumchlorid, Carbonat und Bicarbonat, Zucker, Fette, Aminosäuren, aber auch Abfallprodukte des Stoffwechsels wie Harnstoff und Kreatin.
Ein wichtiges Plasmaprotein ist das Albumin. Es erhält die osmotischen Eigenschaften des Blutes und verhindert so ein Austreten von Blut aus den Blutgefäßen. Daneben gibt es Fibrinogen und Prothrombin, beides Proteine, welche die Blutgerinnung ermöglichen. Agglutinin bewirkt die Verklumpung des Blutes, wenn es mit anderen Blutsorten gemischt wird (anaphylaktischer Schock).
Die Globuline, zu denen auch die Antikörper gehören, sind zentraler Bestandteil des Immunsystems. Weitere Proteine besorgen den Transport lebenswichtiger Substanzen wie Kupfer, Eisen, Hormone.
Die Trennung und Reinigung von Blutplasmaproteinen gelang erstmals 1920. Während des 2. Weltkrieges erlangte sie große Bedeutung für den Blutersatz im Feld. Heute werden hoch gereinigte Gammaglobuline zur vorbeugenden Behandlung gegen Masern und Hepatitis sowie bei Hämophilie (Bluterkrankheit) eingesetzt.
Blutbildung und Blutreaktionen
Erythrozyten entstehen laufend neu im Knochenmark. Sie haben eine mittlere Lebensdauer von 120 Tagen. Danach gehen sie zugrunde und werden von der Milz absorbiert. Die granulierten Leukozyten stammen ebenfalls aus dem Knochenmark. Lymphozyten werden dagegen im Thymus, in den Lymphdrüsen und im übrigen Lymphgewebe gebildet. Thrombozyten stammen aus dem Knochenmark.
Diese Bestandteile des Blutes verbrauchen sich schnell und müssen kontinuierlich neu gebildet werden. Die Bestandteile des Plasmas stammen aus unterschiedlichen Bereichen des Körpers: Albumin und Fibrinogen werden in der Leber gebildet. Diese speichert auch Zucker und liefert wichtige Elemente wie Natrium, Kalium und Calcium. Die Hormone, die im Plasma vorkommen, stammen aus den endokrinen Drüsen. Einige der Proteine werden von Lymphozyten und Plasmazellen produziert. Andere Bestandteile des Blutes werden aus dem Verdauungstrakt gewonnen.
Blutgerinnung
Eine der bemerkenswertesten Eigenschaften von Blut ist die Eigenart zu verklumpen (koagulieren oder gerinnen), sobald es aus dem Körper tritt. Innerhalb des Körpers kann Blut gerinnen, wenn Gewebe durch Stoß, Riss oder sonstige Einwirkung zerstört worden ist. Innerhalb der Blutgefäße bleibt Blut flüssig. Wird Blut dem Körper ohne gerinnungshemmende Zusätze entnommen, so wird es bald zu einer viskosen, gallertartigen roten Masse, die in einer durchsichtigen, gelblichen Flüssigkeit, dem Serum, schwimmt.
Geronnenes Blut besteht aus Blutkörperchen, die miteinander durch feine Fasern vernetzt sind. Diese Fasern bestehen aus Fibrin, einem Protein, das im Moment der Gerinnung aus seiner Vorform, dem Fibrinogen, unter Einwirkung des Enzyms Thrombin entsteht.
Auch das Thrombin entsteht erst während des Gerinnungsprozesses aus dem im Blut befindlichen Prothrombin durch das Zusammenwirken von Thrombozyten, Calciumsalzen, Substanzen, die das verletzte Gewebe ausscheidet, und den Kontakt mit rauen Oberflächen. Fehlt eines dieser Elemente, so ist der Gerinnungsprozess gestört. Fängt man z. B. die Calciumionen durch Zugabe von Natriumcitrat ab, so gerinnt das Blut nicht. Ein Vitamin-K-Mangel führt zu chronischem Mangel an Prothrombin im Blut und damit zu ernsthaften Problemen bei der Blutgerinnung.
Bei anderen Krankheiten ist die Konzentration der beteiligten Blutproteine nicht normal.
Homöostatische Reaktionen
Der Mensch reagiert äußerst empfindlich auf kleinste Veränderungen bestimmter Blutwerte. Ein Beispiel hierfür ist der Säuregrad des Blutes oder pH-Wert: Normalerweise besitzt das Blut einen pH-Wert von 7,2; wird dieser auch nur geringfügig unterschritten (7,0), so fällt der Patient wegen Blutübersäuerung ins Koma. Steigt der pH-Wert dagegen auf etwa 7,5 an, tritt eine Tetanie (neuromuskuläre Übererregbarkeit) ein, die meist den Tod zur Folge hat. Ähnliches gilt für die Konzentration des Blutzuckers: Die Normalkonzentration von Zucker im Blut beträgt 0,1 Prozent. Fällt der Wert auf unter 0,05 Prozent, so treten Krämpfe auf.
Umgekehrt führt eine Überkonzentration des Blutzuckers unter Umständen bei Diabetes zum Koma. Auch die Temperatur des Blutes bewegt sich in engen Grenzen: Die Normaltemperatur beträgt 36,8 °C, eine Erhöhung um zwei oder drei Grad ist ein deutliches Zeichen von Krankheit; Temperaturen über 41 °C sind meistens tödlich.
Blutkrankheiten
Das Blut kann in seiner Zusammensetzung verändert sein. Zu wenig rote Blutkörperchen oder zu wenig Hämoglobin in den Blutkörperchen führen zu Anämie. Diese kann ganz verschiedene Ursachen haben: etwa Blutverlust oder vermehrten Abbau von Erythrozyten (hämolytische Anämie). Ein Mangel an Erythrozyten entsteht auch, wenn irrtümlich Antikörper gegen die körpereigenen Erythrozyten gebildet werden.
Dies ist der Fall bei fetaler Erythroblastose. Hier bildet die Mutter Antikörper gegen das Blut des Fetus. Eine Anämie ist oft Folge anderer Erkrankungen.
Anämie kann auch durch zu geringe Produktion von Erythrozyten im Knochenmark entstehen. Diese wiederum mag entweder durch Eisenverlust verursacht werden oder durch Mangel an Vitamin B12, oder aber das Knochenmark ist geschädigt. Es sind auch erbliche Fälle von Anämie bekannt.
Hier sind die Erythrozyten nicht in der Lage, genügend Zucker zu verbrennen und haben daher nur kurze Überlebenszeiten.
Defekte am Hämoglobin selbst bestehen bei der erblichen Sichelzellenanämie und bei Thalassämie. Beide Krankheiten treten im Mittelmeerraum relativ häufig auf und können schon während der Kindheit zum Tode führen. Bei der Sichelzellenanämie ändern die Erythrozyten auf Grund einer Störung der Aminosäurensequenz im Hämoglobin ihre Form und können dadurch Blutgefäße verstopfen. Bei der Thalassämie ist die Synthese von Polypeptidketten gestört, die das Hämoglobin aufbauen.
Eine andere Krankheit ist die Polyzythämie.
Hierbei gibt es zu viele Erythrozyten im Blut. Dies wird meist durch einen temporären Mangel an Sauerstoff (Hypoxie) hervorgerufen, wie bei längerem Aufenthalt in großen Höhen. Aber auch Lungen- oder Herzdefekte können Sauerstoffmangel auslösen.
Leukämie liegt vor, wenn sich die weißen Blutzellen zu stark vermehren. Es gibt verschiedene Arten von Leukämie, je nachdem, welche Zellen betroffen sind. Leukämie kann durch ionisierende Strahlung ausgelöst werden, durch Chemikalien wie Benzol oder durch Viren; auch genetische Faktoren können Leukämie zur Folge haben.
Starke Blutungen selbst bei kleinen Verletzungen treten auf, wenn ein oder mehrere der Blutgerinnungsfaktoren defekt sind. Hämophilie oder Bluterkrankheit wird verursacht durch Mangel an Thrombozyten (Thrombozytopenie), Mangel am Gerinnungsfaktor VIII (Hämophilie A) oder am Gerinnungsfaktor IX (Hämophilie B). Hämophilie wird geschlechtsgekoppelt über die X-Chromosomen vererbt. 1984 gelang die gentechnische Herstellung des Blutgerinnungsfaktors VIII. Damit kann Blutern jetzt dieser für sie lebenswichtige Stoff zugeführt werden.
Zwar ist die Blutgerinnung bei Verletzungen ein lebensrettender Prozess, doch kann sie auch zur Todesursache werden.
Nach längerem Liegen, einer Operation oder einem Krankenhausaufenthalt können sich Blutgerinnsel in Venen (häufig der Beine) bilden. Wenn ein solches Gerinnsel in die Lungen gerät, kann der Tod schon innerhalb von Stunden eintreten; man spricht von einer Lungenembolie. Um dem vorzubeugen, verabreicht man den Patienten heute spezielle Präparate, die entweder die Bildung der Gerinnsel verhindern oder bereits bestehende Gerinnsel abbauen. Diese Präparate enthalten Substanzen wie das natürliche Heparin (aus Tieren gewonnen) oder ihre synthetischen Ersatzstoffe Dicumarol und Warfarin. Letztere können auf dem Wege der Gentechnik hergestellt werden.
Thrombozyten stehen im Verdacht, bei Arteriosklerose durch eine Reaktion mit Fettablagerungen in den Gefäßen Herzanfälle auszulösen.
Dies versucht man heute zu verhindern, indem man die Aktivität der Thrombozyten durch Gaben von Acetylsalicylsäure und Sulphinpyrazon einschränkt.
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