Hämoglobin

Hämoglobin, das wichtigste Pigment für den Sauerstofftransport im Blut; kommt im Blut des Menschen und aller außer den einfachsten Tierarten vor.

Es transportiert den Sauerstoff von den Lungen oder Kiemen, wo er ins Blut gelangt, zu den Körperzellen. Das sauerstoffbeladene Hämoglobin nennt man Oxyhämoglobin. Wenn es den Sauerstoff im Gewebe abgegeben hat, übernimmt es die umgekehrte Funktion: Es bindet Kohlendioxid, das wichtigste Produkt der Zellatmung, und transportiert es zur Lunge, wo es ausgeatmet wird. In dieser Form bezeichnet man es als Carboxyhämoglobin (siehe Atmung).

Hämoglobin ist ein Protein; es befindet sich in den roten Blutzellen und macht ungefähr 35 Prozent ihres Gewichts aus. Damit die roten Blutzellen den Sauerstoff aufnehmen können, müssen sie genügend Hämoglobin enthalten, und das wiederum ist nur möglich, wenn im Organismus ausreichend Eisen vorhanden ist. Seinen Eisenbedarf deckt der Körper aus der Nahrung. Die Vorräte an Eisen werden geschont und großenteils wiederverwertet. Ein Hämoglobinmangel, der auf unzureichende Eisenzufuhr zurückgeht, führt zur Anämie.

Mit Kohlenmonoxid geht Hämoglobin eine so feste Bindung ein, dass es keinen Sauerstoff mehr aufnehmen kann; das führt zum inneren Ersticken. Die roten Blutzellen leben etwa 120 Tage und werden dann in der Milz abgebaut, oder ihr Hämoglobin wird im Kreislauf in seine Bestandteile zerlegt; dabei frei werdendes Eisen wird im Knochenmark in neu gebildete Blutzellen aufgenommen. Bei einer Verletzung der Blutgefäße gelangen die roten Blutzellen ins Gewebe und werden dort abgebaut. Dabei wird das Hämoglobin in Gallenfarbstoffe umgewandelt, jene Substanzen, die den Blutergüssen ihre charakteristische Färbung verleihen.

Veränderungen in der Struktur des Hämoglobins können zu lebensbedrohlichen Krankheiten führen. Eine bekannte Störung dieser Art ist die Sichelzellenanämie, die durch eine erbliche Veränderung eines einzigen Aminosäurebausteines im Hämoglobinmolekül entsteht. Ähnliche Ursachen haben auch die genetisch bedingten Krankheiten, die man unter dem Oberbegriff Thalassämie zusammenfasst. Mit Hilfe der Gentechnik gelang es US-Forschern der Universität Pittsburgh, Hämoglobin im Labor herzustellen. In der Fachzeitschrift Biochemistry wurde dies 2000 als wichtiger Teilerfolg auf dem Weg zu künstlichen Blutkonserven gewertet.