1.

Einleitung

Blut, rote Körperflüssigkeit, die im Blutkreislauf zirkuliert und Zellen sowie Substanzen zu verschiedenen Körperregionen transportiert.

Blut dient u. a. der Versorgung des Körpers mit Sauerstoff zur Atmung. Von den Lungen fließt sauerstoffreiches Blut zum Herz, das es durch die Arterien in alle Regionen des Körpers pumpt. Die Arterien verzweigen sich in Organen und Geweben zu zahlreichen winzigen Blutgefäßen, den Kapillaren. Hier gibt das Blut den Sauerstoff an die Zellen ab und nimmt im Gegenzug Kohlendioxid auf. Über die Venen gelangt das Blut wieder zum Herz. Von dort wird es erneut in die Lungen gepumpt, um wieder Sauerstoff aufzunehmen.

Außer den Atemgasen werden im Blut auch andere Ausgangsstoffe bzw. Produkte des Stoffwechsels transportiert. Im Verdauungssystem nimmt es Nährstoffe auf und verteilt sie über die Blutgefäße im Körper. Abfallstoffe werden über das Blut aus den Geweben und Organen abtransportiert. Gereinigt wird das Blut in den Nieren, wo als gefiltertes Ausscheidungsprodukt Urin gebildet wird. Auch Hormone und Zellen des Immunsystems (sowie Antigene, die von diesen Zellen bekämpft werden) gelangen über den Blutstrom rasch von einem Körperteil zum anderen. Erwachsene Menschen haben eine Blutmenge von 4,5 bis 6 Litern.

2.

Zusammensetzung des Blutes

Blutbestandteile sind das Plasma, in dem sich alle wasserlöslichen Substanzen befinden, und die Blutzellen. Das Blutplasma besteht zu 90 Prozent aus Wasser, der Rest sind hauptsächlich Proteine und gelöste Ionen. Die im Blut schwimmenden Zellen machen etwa 45 Volumenprozent aus: Ein Kubikmillimeter menschliches Blut enthält 3,5 bis 5,9 Millionen Erythrozyten (rote Blutzellen), 4 000 bis 10 000 Leukozyten (weiße Blutzellen) und 150 000 bis 400 000 Thrombozyten (Blutplättchen). Die Bildung der Blutzellen geschieht im Knochenmark und wird als Hämatopoiese (oder Hämatopoese) bezeichnet.

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Erythrozyten oder rote Blutzellen

Erythrozyten sind rote, runde, in der Mitte eingedellte Scheibchen von etwa acht Mikrometer (tausendstel Millimeter) Durchmesser. Bei Menschen und Säugetieren sind sie ohne Zellkern. In den Erythrozyten ist das eisenhaltige Protein Hämoglobin enthalten, das dem Blut seine rote Farbe und seinen charakteristischen Geruch verleiht. Hämoglobin bindet in den Lungen Sauerstoff, woraufhin das Blut hellrot wird. Der an Hämoglobin gebundene Sauerstoff wird in den Kapillaren an die Zellen abgegeben und gegen Kohlendioxid eingetauscht (das Blut erscheint nun dunkelrot), das bei der Atmung in den Zellen erzeugt wird. In den Lungen wird das hämoglobingebundene Kohlendioxid wieder gegen Sauerstoff ausgetauscht.

2.

Leukozyten oder weiße Blutzellen

Leukozyten üben zahlreiche Funktionen im Immunsystem aus. Anhand der Struktur des Zellkerns unterscheidet man zwei Gruppen: die granulären (gekörnten) und die agranulären Leukozyten. Die granulären Leukozyten (Granulozyten) kann man nach ihrer Färbbarkeit weiter unterteilen: Neutrophile Granulozyten lassen sich nicht färben, eosinophile dagegen mit Eosin rot und basophile mit basischen Farbstoffen blau färben.

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Thrombozyten oder Blutplättchen

Thrombozyten sind kleine, runde oder längliche Körperchen ohne Zellkern, deren Durchmesser nur rund ein Drittel des Durchmessers der Erythrozyten beträgt. Bei Verletzungen sammeln sie sich an der Wunde im Blutgefäß und produzieren Enzyme, die zur Blutgerinnung beitragen. Thrombozyten unterstützen außerdem die Immunabwehr, indem sie durch Endozytose Fremdstoffe aufnehmen.

Um den Gesundheitszustand eines Patienten einzuschätzen, wird oftmals die Anzahl der unterschiedlichen Zellfraktionen im Blut bestimmt, d. h. ein Blutbild erstellt. Dazu wird eine Blutprobe histologisch oder chemisch aufbereitet und anschließend in speziellen Apparaten analysiert. Dabei werden Erythrozyten, Leukozyten und Thrombozyten getrennt erfasst.

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Substanzen im Blutplasma

Im Blutplasma sind eine Vielzahl von Substanzen gelöst, die für den Organismus lebenswichtig sind. Dazu gehören in erster Linie Natrium-, Chlor- und Carbonationen, Zucker und andere Kohlenhydrate, Fette, Enzyme und andere Proteine sowie Aminosäuren. Manche dieser Substanzen dienen als Hormone im endokrinen System des Körpers. Abfallstoffe des Stoffwechsels, die in größeren Mengen im Blut nachgewiesen werden können, sind u. a. Harnstoff und Kreatin.

Zu den wichtigsten Plasmaproteinen gehören die Albumine. Sie erhalten die osmotischen Eigenschaften des Blutes und verhindern so, dass Blut unkontrolliert aus den Blutgefäßen austritt. Die Globuline umfassen beispielsweise Proteine des Immunsystems, die so genannten Immunglobuline (siehe Antikörper). Der Transport von Fetten und lipophilen Hormonen (z. B. Steroidhormone) im Blut wird – genauso wie der Transport vieler Giftstoffe – von bestimmten Transportproteinen (Carrier; englisch für Träger) übernommen. Fibrinogen und Prothrombin sind Proteine, die bei der Bildung der Fibrin-Netzstruktur während der Blutgerinnung eine entscheidende Rolle spielen.

Die Trennung und Reinigung von Blutplasma-Proteinen gelang erstmals 1920. Während des 2. Weltkrieges hatten sie große Bedeutung als Blutersatz. Heute dienen hochgereinigte Gammaglobuline medizinischen Zwecken, beispielsweise der Vorbeugung von Hepatitis sowie der Behandlung von Hämophilie (Bluterkrankheit) und Rhesusfaktorunverträglichkeit.

3.

Blutbildung und Blutreaktionen

Blutzellen werden im Knochenmark ständig neu gebildet, bei Kindern zunächst auch in der Milz. Das Blutplasma stammt aus unterschiedlichen Bereichen des Körpers: Albumine und Fibrinogen werden in der Leber gebildet, die auch Zucker speichert und wichtige Elemente wie Natrium, Kalium und Calcium liefert. Die Hormone im Blutplasma stammen aus den endokrinen Drüsen. Einige Plasmaproteine, z. B. Zytokine, werden von Leukozyten produziert. Viele weitere Bestandteile des Blutes werden im Verdauungstrakt aus der aufgenommenen Nahrung gewonnen.

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Blutgerinnung

Blut hat die Fähigkeit zu gerinnen (Koagulation), sobald ein Blutgefäß verletzt wird. Dies geschieht nicht nur bei offenen Wunden, sondern auch innerhalb des Körpers, wenn Gewebe durch einen Stoß, Riss oder andere Einwirkungen zerstört worden ist. Innerhalb der Blutgefäße bleibt Blut in der Regel flüssig. Es kann jedoch durch Fremdkörper oder bestimmte Substanzen im Blut zu einer Verklumpung von Thrombozyten und damit zu einem Blutgerinnsel (Thrombus) kommen. Wird Blut dem Körper ohne gerinnungshemmende Zusätze entnommen, so verwandelt es sich in eine zähe, gallertartige rote Masse (Blutkuchen), die in einer durchsichtigen, gelblichen Flüssigkeit (Serum) schwimmt.

Geronnenes Blut besteht vor allem aus Blutzellen, die in einem Netz feiner Fasern aus Fibrin verfangen sind, das sich seinerseits aus Fibrinogen gebildet hat. Diese Reaktion wird durch das Enzym Thrombin katalysiert, das ebenfalls erst während des Gerinnungsprozesses aus dem im Blut befindlichen Prothrombin gebildet wird. Die gesamte Blutgerinnung ist eine komplexe Kaskade biochemischer Reaktionen, die durch Thrombozyten, Enzyme und Hormone (vor allem durch Prostaglandine und Thromboxane) gesteuert wird.

Bei größeren Verletzungen ist die Blutgerinnung lebensrettend, doch kann sie auch zum Tod führen: Steht ein Mensch längere Zeit nicht auf (z. B. während eines längeren Krankenhausaufenthalts), können sich Blutgerinnsel in den Venen bilden (Thrombose). Wenn ein Blutgerinnsel sich löst, im Kreislaufsystem weiterwandert und an einer anderen Stelle ein Blutgefäß verstopft, kommt es zu einer Embolie. Stirbt unterversorgtes Gewebe ab und kann das betroffene Organ seine lebenswichtige Funktion nicht mehr ausüben, führen Embolien oft zum Tod (siehe Herzinfarkt, Schlaganfall).

Um einer Embolie vorzubeugen, werden Präparate verabreicht, die entweder die Bildung der Gerinnsel verhindern oder bereits bestehende Gerinnsel abbauen. Diese Präparate enthalten natürliche Substanzen wie Heparin oder das aus Blutegeln gewonnene Hirudin bzw. die synthetischen Ersatzstoffe Dicumarol (Marcumar^®) und Warfarin (Coumadin^®). Gerinnungshemmende Mittel werden auch gentechnisch hergestellt.

Fehlen maßgeblich an der Blutgerinnung beteiligte Elemente, ist der Gerinnungsprozess gestört. Fängt man z. B. die Calciumionen durch Zugabe von Natriumcitrat ab, so gerinnt das Blut nicht. Ein Mangel an Vitamin K führt zu chronischem Mangel an Prothrombin und damit zu ernsten Problemen bei der Blutgerinnung. Neugeborene erhalten in der Regel Vitamin K, weil es vorher nicht die Plazenta passieren und deshalb nicht in den Blutkreislauf des ungeborenen Kindes gelangen konnte. Bei der Bluterkrankheit Hämophilie ist die Konzentration der Gerinnungsfaktoren (aller Blutproteine, die an der Gerinnung beteiligt sind) gestört.

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Homöostatische Reaktionen

Der Mensch reagiert sehr empfindlich auf kleinste Veränderungen bestimmter Blutwerte. Ein Beispiel hierfür ist der Säuregrad (pH-Wert): Wird der reguläre pH-Wert von 7,2 auch nur geringfügig unterschritten (auf 7,0), so fällt der Patient wegen Blutübersäuerung ins Koma. Steigt der pH-Wert dagegen auf etwa 7,5, tritt Tetanie ein, eine schwere neurophysiologische Störung mit Krampfanfällen, die meist zum Tode führt.

Auch die Konzentration des Blutzuckers wird durch Homöostasemechanismen geregelt: Die Normalkonzentration von Glucose beträgt etwa 0,1 Prozent, d. h., in einem Milliliter Blut ist ein Milligramm Glucose. Fällt der Wert auf unter 0,05 Prozent, so treten Krämpfe auf. Eine Überkonzentration von Blutzucker führt dagegen rasch zum Koma. Die Zuckerkrankheit Diabetes mellitus ist durch einen chronisch erhöhten Blutzuckerspiegel gekennzeichnet.

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Blutkrankheiten

Bei Anämie befinden sich zu wenige Erythrozyten im Blut oder zu wenig Hämoglobin in den Erythrozyten. Eine Anämie beruht häufig darauf, dass im Knochenmark zu wenige Erythrozyten produziert werden. Ursache dafür kann beispielsweise eine Schädigung des Knochenmarks, ein Eisenmangel oder ein Mangel an Vitamin B₁₂ sein. Bei einem verstärkten Abbau von Erythrozyten spricht man von einer hämolytischen Anämie. Ein Mangel an Erythrozyten kann auch auftreten, wenn vom Immunsystem irrtümlich Antikörper gegen die körpereigenen Erythrozyten gebildet werden. Dies ist z. B. bei fetaler Erythroblastose (siehe Rhesusfaktor) der Fall.

Anämien können erblich bedingt sein, z. B. bei Favismus. Erbliche Defekte am Hämoglobinmolekül bestehen bei Sichelzellenanämie und Thalassämie. Bei der Sichelzellenanämie sind die Erythrozyten aufgrund einer geänderten Aminosäurensequenz im Hämoglobinmolekül verformt und können ihre Funktion beim Sauerstofftransport nicht mehr richtig ausüben und Kapillaren verstopfen. Bei der Thalassämie ist die Synthese der Peptidketten gestört, die das Hämoglobinmolekül aufbauen. Beide Krankheiten können schon während der Kindheit zum Tod führen.

Bei Polyzythämie sind zu viele Erythrozyten im Blut. Dies wird meist durch einen temporären Mangel an Sauerstoff (Hypoxie) hervorgerufen, z. B. beim Aufenthalt in großen Höhen. Auch Lungen- oder Herzdefekte können einen solchen Sauerstoffmangel im Körper auslösen.

Eine der schwersten Blutkrankheiten ist die Leukämie. Bei dieser Krebserkrankung werden vermehrt unreife Leukozyten gebildet, so dass sowohl das Immunsystem als auch andere Funktionen des Blutes betroffen sind. Es gibt verschiedene Formen von Leukämie, je nachdem, welche Blutzellen geschädigt sind. Auslöser von Leukämie sind z. B. ionisierende Strahlung, Chemikalien wie Benzol und fehlerhafte genetische Prozesse.

Die meisten Todesfälle in den Industrieländern beruhen auf Arteriosklerose und ihren Folgekrankheiten. Bei der Arteriosklerose lagern sich Blutstoffe, insbesondere Lipoproteine, an der Gefäßwand (Endothel) ab, meist begünstigt durch einen erhöhten Blutfettwert. Die betroffenen Blutgefäße verengen sich und verlieren durch Einlagerung von Calcium ihre Elastizität. Dies führt zu erhöhtem Blutdruck. Im fortgeschrittenen Stadium oder im Zusammenwirken mit einem Blutgerinnsel kann es zum Verschluss von Blutgefäßen und zu einem lebensgefährlichen Herzinfarkt, Schlaganfall oder einer Embolie kommen.

Siehe auch Puls