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Das menschliche Blut

Blut

Was ist Blut?

Das Blut ist ein flüssiges Gewebe und bildet die Grundlage für alle Körperfunktionen.
Es besteht zu etwa 45% aus Blutkörperchen, also den Blutzellen sowie geformten Bestandteilen, und zu ungefähr 55% aus Blutplasma.
Im Durchschnitt enthält ein ausgewachsener menschlicher Organismus zwischen vier und sechs Liter Blut, was etwa 8% der Körpermasse entspricht.

Anatomie des Blutes

Blutzellen

Blutzellen werden unterteilt in rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und Blutplättchen.
Der Prozentanteil von Blutzellen -auch Blutkörperchen genannt- im gesamtem Blutvolumen wird als Hämatokrit (Hk) bezeichnet und kann labordiagnostisch festgestellt werden. Er ist maßgeblich für die Blutgesundheit und beispielsweise bei Blutspenden von Bedeutung.
Bei einem gesunden Mann liegt er etwa bei 46%, Frauen weisen in der Regel einen Hk von circa 41% auf.

Im Schnitt findet man bei einem intakten menschlichen Körper in einem Kubikmillimeter Blut 4,5 – 5 Millionen Erythrozyten (rote Blutkörperchen), 4000 – 10000 Leukozyten (weiße Blutkörperchen) und 150000 – 300000 Thrombozyten (Blutplättchen).

Gebildet werden die Blutzellen im roten Knochenmark. Die reifen Zellen entwickeln sich über zahlreiche Zwischenstufen aus den dort ansässigen Stammzellen.
Beim ungeborenen Kind findet dieser Vorgang vorerst in Leber, Mesenchym (embryonales Bindegewebe), Milz und Knochenmark statt.
Der Abbau der Blutzellen findet in Milz und Leber statt.

Erythrozyten (rote Blutkörperchen)

Rote Blutzellen sind konkav geformte Scheiben, die von einer sehr dünnen Membran umhüllt werden und einen Durchmesser von etwa 7,5µm aufweisen. Sie haben dadurch eine vergrößerte Oberfläche und sind leicht verformbar, wodurch der Transport und die Sauerstoffabgabe in kleinen Gefäßen und Kapillaren erleichtert wird. Ihre Hauptaufgabe ist der Sauerstofftransport im Körper und zur Lunge.

Sowohl Zellkern als auch andere Zellorganellen fehlen den Erythrozyten vollständig, wodurch sie sich nicht teilen oder anderweitig selbst vermehren können und nur anaerob (sauerstofflos) Energie abgeben.

Zu einem Drittel bestehen Erythrozyten aus dem roten Blutfarbstoff Hämoglobin, der vor allem zur reversiblen (umkehrbaren) Sauerstoffbindung dient. Des Weiteren enthalten rote Blutkörperchen Enzyme die für biochemische Körperfunktionen benötigt werden (z.B. Carboanhydrase) und sind außerdem Träger der Blutgruppensubstanzen (molekulare Verbindungen von Kohlehydraten und Aminosäuren).

Die durchschnittliche Lebenserwartung eines Erythrozyten beträgt 100 – 120 Tage, bevor sie in Leber, Milz oder Knochenmark zersetzt und ausgeschieden werden. Je älter eine rote Blutzelle wird, desto mehr nimmt ihre Elastizität ab, wodurch sie weniger Sauerstoff transportieren und freisetzen kann.

Ein erwachsener Mensch trägt etwa 30.000 Milliarden Erythrozyten im Körper. Allein in einer Sekunde werden mindestens 2400 dieser Zellen im roten Knochenmark neu gebildet.
Dadurch ergibt sich ein Hämoglobingehalt von 7,5 -10,1 mmol/l bei gesunden Frauen und 8,7 -11,2 mmol/l bei Männern.
Anhand dieser Werte können Erkrankungen wie etwa Anämie zuverlässig erkannt werden.

Leukozyten (weiße Blutkörperchen)

Leukozyten sind vielgestaltige, kernhaltige Zellen, deren Hauptaufgabe die Regulierung der Immunabwehr ist.
Sie werden hauptsächlich in Monozyten, Granulozyten und Lymphozyten unerteilt und je nach Spezifizierung in verschiedensten Bereichen des Körpers eingesetzt.
Ihre Lebenserwartung schwankt zwischen wenigen Stunden (Granulozyten) und mehreren Jahren (Lymphozyten).

Lediglich 5% aller im Organismus befindlichen weißen Blutzellen sind tatsächlich im Blut zu finden. Hier schwankt ihre Anzahl abhängig vom Gesundheitszustand, Funktionsniveau und der Tageszeit.
Die Hauptanzahl (95%) ist in den übrigen Gewebestrukturen des Körpers ansässig, vor allem in den lymphatischen Organen (z.B. Rachenmandeln, Lymphknoten und Milz) und im Rückenmark sowie im Hirnliquor.

Bei einigen Erkrankungen kann es zu einer deutlichen Verminderung von Leukozyten kommen. Diesen Zustand nennt man Leukopenie. Auch ein Anstieg der weißen Blutzellen ist natürlich möglich und wird als Leukozytose bezeichnet.
Beide Erscheinungen können anhand eines Differenzialblutbildes und der Verteilung der einzelnen Leukozytenformen Aufschluss über Art und Ausprägung der entsprechenden Krankheit geben.

Thrombozyten (Blutplättchen)

Hauptaufgabe der zellkernlosen Thrombozyten ist die Blutstillung.
Sie werden in den Riesenzellen des roten Knochenmarks (genauer gesagt im Zytoplasma) gebildet und haben einen durchschnittlichen Durchmesser von 2-4µm.
Ihre Lebensdauer beträgt 1-2 Wochen, bevor sie in der Milz abgebaut und ausgeschleust werden.
Im Gegensatz zu Erythrozyten, besitzen Thrombozyten eine Vielzahl von Zellorganellen (z.B. endoplasmatisches Retikulum und Enzyme zur Blutstillung).

Blutplasma

Das Blutplasma ist eine gelbliche Lösung mit hervorragenden Fließeigenschaften, die vor allem Transportaufgaben zu erfüllen hat.
Seine Färbung erhält dieser Blutbestandteil durch das Stoffwechselprodukt Bilirubin, einem Abbauprodukt des roten Blutfarbstoffes Hämoglobin.

Bilirubin ist ebenfalls verantwortlich für den Neugeborenenikterus (Gelbsucht bei Neugeborenen). Es ist jedoch harmlos und wird in den meisten Fällen innerhalb weniger Tage vom Körper abgebaut.

Blutplasma besteht zu 90% aus Wasser, was z.B. den schnellen Transport von Salzen, Nährstoffen und Vitaminen zu den Körperzellen ermöglicht.
Außerdem enthält es Plasmaproteine wie Albumine (sie binden z.B. Eisen und medikamentöse Wirkstoffe wie Penicilin und transportieren sie im Blut zu den Zellen) und Immunglobuline (Antikörper), sowie lebenswichtige Elektrolyte (z.B. Kalium, Chlorid, Magnesium).

Nährstoffe wie Glukose, freie Aminosäuren und freie Fettsäuren, die zum Transport von Fetten, Eiweißen und Kohlehydraten benötigt werden, sind im Plasma ebenso gelöst, wie Stoffwechselprodukte (Harnsäure, Bilirubin, Cholesterol etc.) und andere körpereigene Wirkstoffe (Hormone, Enzyme, Vitamine).

Anhand der quantitativen Bestimmung der einzelnen Plasmabestandteile lassen sich Rückschlüsse auf bestimmte Krankheitsbilder wie Diabetes Mellitus (Zuckerkrankheit) oder Funktionsstörungen der Schilddrüse ziehen.
Die Normwerte des Blutplasmas sollten wie folgt aussehen:

Glukose: 3,5-5,5 mmol/l
Cholesterol: 4,7-65 mmol/l
Eiweiße: 66-87 g/l

Physiologie des Blutes (Funktion)

Eine wichtige Funktion des Blutes ist die Transportfunktion. Körperzellen werden vom Blut mit lebensnotwendigen Stoffen wie Wasser, Kohlenhydraten und Sauerstoff versorgt.
Gleichzeitig werden Stoffwechselendprodukte wie Harnsäure oder CO2 abtransportiert und entsorgt.

Hauptaufgabe ist also die Vermittlung des Stoffaustausches zwischen Zelle und Umwelt und damit die Aufrechterhaltung des inneren Milieus des Organismus.

Eine weitere Funktion ist die Schutzfunktion des Blutes. Durch Hämostase werden Wunden geschlossen und Blutgerinnung eingeleitet. Außerdem schützt es den Körper so vor hohen Blutverlusten und Infektionen.

Durch den Transport von Hormonen vom Bildungsort zum Wirkungsort, also den ausführenden Organen, erfüllt das Blut eine Koordinationsfunktion.

Die Temperaturregulierung des Körpers bewirkt es, indem es Wärme von den stoffwechselaktiven Organen (z.B. Leber) zur Haut transportiert. Durch den kontinuierlichen Blutfluss durch alle Teile des Körpers, wird die Körpertemperatur außerdem konstant gehalten.

Eine weiter Aufgabe ist die Abwehr von Krankheitserregern wie Bakterien und Viren.

Wie funktioniert die Blutstillung / Wundheilung? (Hämostase)

Die Hämostase umfasst alle Reaktionen, beginnend mit der Entstehung einer Wunde, bis hin zu ihrem Verschluss.

Zu beachten ist, dass Blutstillung ausschließlich in kleinen und mittelgroßen Gefäßen stattfinden kann, da der Blutstrom größerer Gefäße, den von den Thrombozyten gebildeten Blutpfropf (zum Wundverschluss), sofort davonspülen würde.
Allgemein verläuft die Hämostase in zwei Schritten:

Primäre Hämostase (vorläufiger Wundverschluss)

Nach der Verletzung eines Blutgefäßes lagern sich an der betroffenen Stelle Thrombozyten an und verkleben diese, indem sie einen sogenannten „weißen Thrombus“ (Thrombozytenpfropf) bilden.
Im gleichen Zug setzen diese Thrombozyten Stoffe wie Serotonin frei, die für die Gefäßverengung verantwortlich sind.
Die innere Schicht des betroffenen Gefäßes, rollt sich nun ein.

Diese Vorgänge (Einrollen der inneren Gefäßhaut und Serotoninausstoß) begünstigen die Verschlussfähigkeit des Gefäßes, sodass die Blutung bereits gestillt sein kann, obwohl die Blutgerinnung noch nicht vollständig abgeschlossen ist. (Blutungszeit ist geringer als Gerinnungszeit).
In der Regel beträgt die Blutungszeit kleiner und mittelgroßer Gefäße 1 bis 3 Minuten, während die Gerinnungszeit zwischen 3 und 5 Minuten in Anspruch nimmt.

Sekundäre Hämostase (eigentliche Blutgerinnung und endgültiger Wundverschluss)

Die sekundäre Hämostase, also die Blutgerinnung, beginnt zeitgleich mit der primären Hämostase und stellt den bedeutendsten Teil des Wundverschlusses dar.
Während ihrer Vorphase führen die Gewebeverletzung und der Oberflächenkontakt des Blutes zur Bildung des Stoffes Thromboplastin.

In der ersten Phase wird nun durch dieses Thromboplastin und Calcium, das in der Leber mit Hilfe von Vitamin K gebildete, inaktive Prothrombin, in aktives Thrombin umgewandelt.
Dieser Vorgang dauert lediglich wenige Sekunden.
Nun wird durch dieses Thrombin in der zweiten Phase das ebenfalls in der Leber gebildete, lösliche Fibrinogen in unlösliches, fadenförmiges Fibrin umgewandelt.
Während der Nachphase retraktieren diese Fibrinfäden (ziehen sich zusammen), sodass sich nun die Wundränder einander nähern können.

Zeitgleich entsteht nun aus allen vorhandenen geformten Bestandteilen der „rote Thrombus“, auch „Blutkuchen“ genannt. Während seiner Entstehung wird gleichzeitig das überschüssige Serum abgepresst (Serum ist Blutplasma ohne darin gelöstes Fibrinogen).

Unter dem Schutz des roten Thrombus kann sich das geschädigte Gewebe nun wieder regenerieren. Er fällt von der Haut ab, sobald dieser Vorgang abgeschlossen ist.

Blutgerinnung passiert für gewöhnlich ausschließlich im direkten Wundbereich, da die Konzentration der gerinnungsaktiven Botenstoffe im fließenden Blut zu gering für eine erfolgreiche Gerinnung wäre. Außerdem würden die im strömenden Blut vorhandenen Antithrombine die Gerinnung verhindern.

Nur unter bestimmten, krankhaften Bedingungen wie z.B. verminderte Strömungsgeschwindigkeiten des Blutes oder Veränderungen der Intima (innere Gefäßhaut) können sich innerhalb der Gefäße ebenfalls Gerinnsel bilden.
Diese verursachen dann Thrombosen, Embolien oder sogar Herzinfarkt und Schlaganfall.
Die häufigste Art der Intimaveränderung zeigt sich in Form von Arterienverengung, also der Arteriosklerose. Sie tritt in Form von Kalk- und Fettanlagerungen innerhalb der Arterien auf und kann bis zum vollständigen Gefäßverschluss führen.

Die Blutgruppen des Menschen

Die verschiedenen menschlichen Blutgruppen sind auf spezielle Stoffe zurückzuführen, die an der Oberfläche der Erythrozytenmembranen zu finden sind und antigene Eigenschaften aufweisen.
Das bedeutendste Einteilungssystem für Blutgruppen ist das AB0-System.
Es wurde 1901 durch Karl Landsteiner etabliert und 1930 mit dem Nobelpreis für Medizin ausgezeichnet.

Das AB0-System unterteilt die Blutgruppen in A, B, AB und 0.
Entscheidend ist hier, dass in der Erythrozytenmembran eines Organismus zwei unterschiedliche Antigene (Agglutinogene), nämlich A und B, sowie zwei spezifische Antikörper im Serum (Anti A und Anti B) vorhanden sind.

Die entsprechenden Antikörper bilden sich innerhalb des ersten Lebensjahres gegen eben die Agglutinogene, die im eigenen Körper nicht vorhanden sind.
So werden bei Blutgruppe A die Anti B – Körper gebildet, Blutgruppe B weist Antikörper A auf, Blutgruppe AB bildet entsprechend keine Antikörper (da sowohl Antigene für A und B in der Erythrozytenmembran sind). Blutgruppe 0 besitzt dagegen sowohl Antikörper A als auch Antikörper B.

Vermischt man zwei verschiedene Blutgruppen, kommt es zu einer Agglutination (Zusammenballung) der roten Blutkörperchen, die in der Folge das Blutgefäß verschließen oder sich im schlimmsten Falle sogar auflösen können.
Vermischt man bei kompatiblen Blutgruppen das Blut zweier Menschen, ist keine Reaktion zu erwarten.

Ein weiteres Blutgruppensystem ist das Rhesussystem.
Für gewöhnlich wird es in Kombination mit dem AB0-System verwendet (Beispiel AB Rh neg).
Das Rhesussystem beruht auf dem Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein von Rh-Agglutinogenen auf der Membran der roten Blutkörperchen.
In Europa sind ca. 85 % aller Menschen Rhesus positiv (D).

Im Unterschied zum AB0-System, treten beim Rhesussystem erst nach einer Sensibilisierung Antikörper auf, was bedeutet, dass nur Rh-negative (d) Menschen Rh-Antikörper ausbilden können.
Dies geschieht beispielsweise bei unpassenden Bluttransfusionen (Empfänger d, Spender D), am häufigsten jedoch bei Schwangerschaften (Mutter d, Fetus D).

Etwa 10% aller Schwangerschaften sind von einer Inkompatibilität des Rhesusfaktors betroffen.
Die Agglutinogene (D) gelangen während der Entbindung vom Kreislauf des Babys in den der Mutter. Dort regen sie in der Folge die Bildung von Antikörpern Anti D an.
Diese Antikörper führen in einer folgenden zweiten Schwangerschaft mit einem Rh-positivem Embryo zu dessen Schädigung und häufig sogar zum Abort (Fehlgeburt).
Um dies zu verhindern, wird in der Regel spätestens in der 16. Schwangerschaftswoche eine Serodiagnostik durchgeführt werden, um abzuklären, ob eine Blutgruppenunverträglichkeit besteht.

Sollte dies der Fall sein, wird unmittelbar nach der Entbindung eine Immunisierung der Mutter (mit Human-Immunglobin Anti D) durchgeführt.
Dieses Immunglobin zerstört die rh-positiven fetalen roten Blutkörperchen, die in den mütterlichen Blutkreislauf übergetreten sind, sodass es nicht zur Bildung der Antikörper kommen kann.

Bei der ersten Gravidität (Schwangerschaft), wird der Embryo in der Regel auch trotz verschiedener Rh-Faktoren nicht geschädigt, da noch kein embryonales Blut in den mütterlichen Organismus eindringen konnte.
Durch die Möglichkeit der Immunisierung nach einer Schwangerschaft, aber auch nach Interruptio (Schwangerschaftsabbruch) oder Abort (Fehlgeburt), haben verschiedene Rhesusfaktoren bei Mutter und Kind heutzutage keine nennenswerte Bedeutung mehr.

Was ist bei der Übertragung von Fremdblut zu beachten?

Bei der Übertragung von Fremdblut, z.B. in Form von Bluttransfusionen nach Operationen, Unfällen oder Geburten, müssen immer verschiedene Tests durchgeführt werden, um Unverträglichkeit, Verwechslungen und Fehlbestimmungen ausschließen zu können.

Der wichtigste Test, ist die „Kreuzprobe“ im Labor.
Hier werden Empfängerserum und Spendererythrozyten gemischt (Majortest). Im Umkehrschluss werden nun Spenderserum und Empfängererythrozyten ebenfalls verbunden.
Stimmen beide Blutgruppen überein, kommt es nicht zu einer Zusammenballung der Erythrozyten (keine Agglutination).

Ein weiterer Test ist der sogenannte „Bed-side-Test“.
Er wird unmittelbar vor der Transfusion direkt am Patientenbett durchgeführt und stellt nochmals die Verträglichkeit zwischen Empfängerblut und Blutkonserve fest.

Nur wenn alle Tests negativ in Bezug auf Reaktionen verlaufen, darf eine Transfusion durchgeführt werden.
Trotz übereinstimmender Blutgruppen besteht für den Empfänger einer Transfusion jedoch immer ein Restrisiko, da jeder Mensch ein individuelles Blutgemisch mit verschiedenen Eiweißen besitzt.
Jedes körperfremde Eiweiß kann medizinisch gesehen auch als Antigen wirken, wodurch eine Reaktion auf Fremdblut nie ausgeschlossen werden kann.

Außerdem können in seltenen Fällen Krankheitserreger mit übertragen werden, da die Antikörperbildung nach Infektionen oftmals noch mehrere Wochen (manchmal sogar Monate) in Anspruch nimmt, sodass Antikörper in einer nach einer Erkrankung entnommenen Blutkonserve zwar noch nicht nachgewiesen werden können, das Blut jedoch dennoch infektiös ist.
Aus diesen Gründen werden sowohl die Blutkonserven selbst, als auch die Indikation für Vollblutkonserven streng überprüft.

Krankheitsbilder

Viele Krankheiten lassen sich anhand von Veränderungen des Blutbildes diagnostizieren. Auch die Ausprägung solcher Erkrankungen, ihr Heilungsfortschritt oder der aktuelle Status lassen sich durch die Untersuchung des Blutes feststellen.
Aus diesem Grund ist die labormedizinische Untersuchung des Blutes (kleines oder großes Blutbild) eine der wichtigsten Methoden der modernen Medizin, die beispielsweise Aufschluss über Diabetes Mellitus, Schilddrüsenfehlfunktionen, körperliche Mangelzustände oder schwere Erkrankungen wie Leukämie geben können.

Eine weitere wichtige Untersuchung ist die Blutsenkungsreaktion (BSR). Hier können Entzündungserkrankungen anhand von Blut, das mit gerinnungshemmenden Medikamenten versetzt wird, entdeckt werden. Dazu wird die Zeit gemessen, die die festen Blutbestandteile brauchen, um sich von den restlichen Komponenten des Blutes abzusetzen.

An einigen Krankheitsbildern ist das Blut oder seine Behandlung maßgeblich beteiligt.
So wird bei Erkrankungen des Herzens meist eine medikamentöse Therapie zur Blutverdünnung (z.B. mit Aspirin oder Marcumar) verordnet, um dem Herzen die Arbeit zu erleichtern und eine Versetzung mit Thromben zu verhindern.
Die selbe Therapie wird auch präventiv bei Arteriosklerose oder erhöhtem Schlaganfallrisiko eingesetzt.

Außer dieser Erkrankungen an denen das Blut lediglich beteiligt ist oder als diagnostisches Mittel gilt, gibt es auch direkte Erkrankungen des Blutes.
Der entsprechende medizinische Fachbereich wird als Hämatologie bezeichnet.
Die häufigsten Bluterkrankungen sind die Anämie, die Hämophilie und die Leukämie.

Anämie, oder auch Blutarmut, bezeichnet eine Verminderung des Hämoglobingehaltes im Blut und damit auch eine Erniedrigung des Hämatokrits.
In Folge dessen kommt es zu einer Sauerstoffunterversorgung der Zellen und damit zu herabgesetzter Leistungsfähigkeit.
Typische Symptome sind häufiger Kopfschmerz, Schwäche, Atemnot bei Belastung, brüchige Fingernägel oder Haarausfall.
Die Behandlung ist ursachenorientiert und reicht von einfacher Vitamin B12/ B6 – Gabe oder Verschreibung von Eisenpräperaten, bis hin zu Knochenmarkspenden (ausschließlich in schweren Fällen, bei denen die Ursache im Knochenmark liegt).

Hämophillie, auch als Bluterkrankheit bezeichnet, beschreibt eine erbliche Erkrankung, bei der die Blutgerinnung massiv gestört ist.
Wunden bluten hier unaufhörlich, da das Blut gar nicht oder nur sehr langsam gerinnt.
Die Krankheit betrifft fast ausschließlich Männer, Frauen fungieren meist lediglich als Träger des defekten Gens.
Die Behandlung findet durch intravenöse Gabe der fehlenden Gerinnungshemmer in Selbstmedikation statt.

Leukämie, auch als Blutkrebs bezeichnet, ist eine maligne (bösartige) Erkrankung der blutbildenden Zellen und/oder des lymphatischen Systems.
Typische Symptome sind Müdigkeit, Schwäche, spontane Blutungen, unerklärliche „blaue Flecken“, blasse Haut und Schwellung der Lymphknoten.
Es besteht die Gefahr der Infiltration von Organen wie Milz, Leber und Nieren.
Die Behandlung erfolgt je nach Ausprägung mit Medikamentengabe oder Chemotherapie.

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