BLUT- Physiologie eines flüssigen Organs

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1 BLUT- Physiologie eines flüssigen Organs

2 Blutbestandteile und Funktionen Allgemeines Blutvolumen (4-6l) ca. 1/13 des Körpergewichtes Funktionen: Transport Atemgase Nährstoffe/Abfallstoffe Hormone Wärme Pufferfunktion Homöostase-Sicherung (Isotonie/Isoionie) Immunabwehr Blutgerinnung und -stillung Dr. Gerhard Mehrke 2

3 Blutbestandteile Plasma ohne Fibrinogen = Serum Bestandteile: Blutplasma Erythrozyten, Leukozyten, Thrombozyten Dr. Gerhard Mehrke 3

4 Blutbestandteile: Salze Bestimmen osmotischen Wert ph-wert Pufferfunktion (Natriumbikarbonat- System) Kleinmolekulare organische Substanzen: Glukose, Aminosäuren Harnstoff Dr. Gerhard Mehrke 4

5 Plasmaproteine Gemisch aus verschiedenen makromolekularen Eiweißen Synthese in der Leber Proteinkonzentration im Plasma = g/l Funktionen Pufferfunktion Transportfunktion Nährfunktion Erzeugung des kolloidosmotischen Drucks Antikörper mit Abwehrfunktion Plasmaenzyme Blutgerinnung Dr. Gerhard Mehrke 5

6 Elektrophorese der Plasmaproteine Bestandteile: Serumalbumin a-globuline b-globuline g-globuline Dr. Gerhard Mehrke 6

7 Globuline a,b: Transportproteine Lipoproteine (HDL; LDL); Transferrin Enzyme, Enzymhemmer Gerinnungsfaktoren Unter a-1-globulinen finden sich Akutphasen-Proteine, Proteine, die in der akuten Phase einer Entzündung erhöht sind (C-reaktivesProtein (CRP), Serumamyloid A (SAA) g: Immunglobuline Dr. Gerhard Mehrke 7

8 Serumproteine Proteinfraktion Anteil (%) Wichtige Bestandteile (Auswahl) Albumin 58,0-70,0 α 1 -Globuline 1,5-4,0 α 1 -Antitrypsin, α 1 -Lipoprotein (HDL) α 2 -Globuline 5,0-10,0 Coeruloplasmin, Haptoglobin β-globuline 8,0-13,0 β-lipoprotein (LDL), Transferrin g-globuline 10,0-19,0 Immunglobuline (Antikörper) Dr. Gerhard Mehrke 8

9 Blutfette Atherosklerose, koronare Herzerkrankungen: Risikofaktor LDL Bei einem Überangebot an Cholesterol lagert sich oxigeniertes LDL an den Innenschichten der Gefäße ab und gilt deshalb als Risikofaktor für Gefäßverkalkung (Arteriosklerose). LDL/HDL: 2,5 geringes Risiko > 4,5 hohes Risiko Dr. Gerhard Mehrke 9

10 Zusammenfassung Funktionen: Transport Homöostase-Sicherung (Isotonie/Isoionie) Pufferfunktion Immunabwehr Blutgerinnung Dr. Gerhard Mehrke 10

11 Zusammenfassung Blut als flüssiges Organ besteht aus: Blutplasma (Plasma ohne Fibrinogen=Serum) Zellen - Zellanteil = Hämatokrit Plasma: Salze & kleinmolekulare Substanzen Proteine: Albumin, a,b,g-globuline Funktionen: Reserveproteine, osmot. Druck, ph-puffer, Transport, Immunfunktion, Enzyme und Hemmer Dr. Gerhard Mehrke 11

12 Blutzellen Dr. Gerhard Mehrke 12

13 Blutzellen Erythrozyten hämoglobinhaltige, kernlose, bikonkave Zellen Lebensdauer Tage Abbau in Milz Verformbar Änderung des Fließverhaltens Dr. Gerhard Mehrke 13

14 Erythrozyten Anzahl pro Liter Blut: : 4,6 6,2 x : 4,2-5,4 x ca. 95 % aller Blutzellen Funktion: Gastransport: O 2 und CO 2 Dr. Gerhard Mehrke 14

15 Hämatokrit (Hkt) Definition: der Anteil der Erythrozyten am Blutvolumen Bestimmung: Zentrifugation von ungerinnbar gemachtem Blut Blutplasma Blutzellen (incl. Thrombound Leukozyten) Zellvolumen Hkt = Gesamtvolumen normal Anämie Dehydratation Dr. Gerhard Mehrke 15

16 Hämatokrit Wert zu gering Anämie (Blutarmut) Wert zu hoch - Polyglobulie Dr. Gerhard Mehrke 16

17 Blutsenkungsgeschwindigkeit Plasmasäule nach 1 h = 10 mm 2 h = 20 mm Ursachen für erhöhte Blutsenkungsgeschwindigkeit entzündliche Prozesse Tumore Anämien niedriges Hk Dr. Gerhard Mehrke 17

18 Hämoglobin Kohlenmonoxid bindet 100x stärker als Sauerstoff Protoporphyrinring O 2 Pyrollring Fe 2+ Hämgruppe unglykierte (90%) + glykierte (5-7%) Fraktion HbA (HbA 0 +HbA 1 ) = 2 a + 2 b (96-98%) HbA 2 = 2 a + 2 d (< 3 %) Hb F = 2 a + 2 g (< 1 %; 80 % bei Geburt) kovalente Bindung an proximales Histidin (oxygeniert) Vergiftung durch CO a, b, g, d -Kette Dr. Gerhard Mehrke 18

19 Sauerstofftransport Sauerstoff ist in Wasser nur sehr schlecht löslich, erythrozytenfreies Blutplasma kann nur 3 ml Sauerstoff pro Liter aufnehmen, daher sind spezielle Transportmechanismen notwendig. Fast der gesamte, für die Versorgung der Gewebe nötige Sauerstoff liegt im Blut als an Hämoglobin gebundener Sauerstoff vor. Dr. Gerhard Mehrke 19

20 Rotes Blutbild Erythrozytenzahl 4,0 5,4 Tpt/l (Frauen) 4,6 6,2 Tpt/l (Männer) Hämatokrit (Hkt) 0,37 0,43 (Frauen) 0,44 0,50 (Männer) 0, 47 0,63 (Neugeborene) Hämoglobin (Hb) 1,9 2,5 mm (Frauen) 2,2 2,8 mm (Männer) MCV fl (Mittleres Volumen des Einzelerythrozyten) MCH 0,4 0,54 fmol (Mittlerer Hb-Gehalt des Einzelerythrozyten Dr. Gerhard Mehrke 20

21 Blutbestandteile Leukozyten NB: 4,5 10 Gpt/l morphologisch und funktionell sehr vielfältig verantwortlich für zelluläre und humorale Abwehr Thrombozyten NB: Gpt/l beteiligt an Blutstillung und -gerinnung Dr. Gerhard Mehrke 21

22 Hämatopoese - Blutbildung Blutzellbildung beginnt im Fetus (Dottersack Milz und Leber Knochenmark) beim Erwachsenen Blutzellbildung im roten Knochenmark Ausgangspunkt sind undeterminierte, pluripotente Stammzellen CFU = colony forming units CFU-GEMML: (Granulozyten, Erythrozyten, Monozyten, Megakaryozyten, Lymphozyten) determinierte Vorläuferzellen CFU-E für Erythrozyten Dr. Gerhard Mehrke 22

23 Blutbildung CFU = colony forming units EPO = Erythropoietin TPO = Thrombopoietin CSF = colony stimulating factors Dr. Gerhard Mehrke 23

24 Erythropoese Entkernung der Zelle Retikolozyt mit aggregierten Ribosomen Erythrozyt ohne Mitochondrien anaerobe Glykolyse Dr. Gerhard Mehrke 24

25 Leukozyten Getrennte Linien für Lymphoide Zellen (B-, T-Zellen) und Myeloide (Granulozyten ) Blutkrebs: Lymphome Myelome Dr. Gerhard Mehrke 25

26 Blutausstrich Leukozyten Granulozyten (Mikrophagen) Neutrophilstabkernig Eosinophil Neutrophilsegmentkernig Lymphozyt Basophil Monozyt Dr. Gerhard Mehrke 26

27 Myelotische Entwicklung Makrophagen und Granulozyten wandern ins Gewebe Verschiedene Differenzierungsformen in den Geweben Dr. Gerhard Mehrke 27

28 Leukozyten Abwehrzellen Monozyten Makrophagen (große Freßzellen) Antigenpräsentierende Zellen (APZ) Funktion im Blut Vorläufer der Makrophagen phagozytieren in allen Geweben und in der Lymphflüssigkeit z. B. Makrophagen, B-Zellen und Langerhanszellen der Haut. sie "präsentieren" Antigene und starten damit eine Reaktionskette der Immunantwort Dr. Gerhard Mehrke 28

29 Leukozyten Abwehrzellen Granulozyten Funktion Neutrophile Granulozyten (kleine Freßzellen) 45-75% der Leukozyten Eosinophile Granulozyten 1-7% Basophile Granulozyten (im Interstitium Mastzellen genannt) ~ 2% phagozytieren Bakterien, Viren und Pilze im Blut Abwehrzellen gegen Parasiten, allergische Reaktionen Abwehrzellen gegen Parasiten, allergische Reaktionen, Entzündungsreaktion, Juckreizentstehung. Dr. Gerhard Mehrke 29

30 Leukozyten Neutrophile Granulozyten Zellen verlassen, gesteuert über Botenstoffe Blutgefäße Dr. Gerhard Mehrke 30

31 Leukozyten Basophile Granulozyten (im Interstitium: Mastzellen) ~ 2% Granulozyten, Makrophagen gehören zum unspezifischen zellulären Abwehrsystem Neuere Forschungen zeigen, dass basophile Granulozyten, eine wichtige Funktion für die Aktivierung des»immunologischen Gedächtnisses«und die Abwehr von Infektionen haben. Bisher wurden basophile Granulozyten hauptsächlich mit allergischen Reaktionen und Parasiteninfektionen in Verbindung gebracht. Dr. Gerhard Mehrke 31

32 Leukozyten - Lymphozyten Spezifisches zelluläres Abwehrsystem Abwehrzellen Funktion B-Zellen B-Lymphozyten Plasmazellen B-Gedächtniszellen Vorläufer der Plasmazellen auf Antikörperproduktion spezialisierte Zellen langlebige B-Zellen mit "Antigengedächtnis" Dr. Gerhard Mehrke 32

33 Leukozyten - Lymphozyten Abwehrzellen T-Zellen Funktion T-Helfer-Zellen T-Supressorzellen T-Gedächtnis-Zellen aktivieren Plasmazellen und Killerzellen, erkennen Antigene auf antigenpräsentierenden Zellen bremsen die Immunantwort, hemmen die Funktion von B- Zellen und anderen T-Zellen langlebige T-Zellen mit "Antigengedächtnis" Dr. Gerhard Mehrke 33

34 Leukozyten - Lymphozyten Zytotoxische T-Zellen Natürliche Killerzellen (NK) erkennen und zerstören von Viren befallene Körperzellen und Tumorzellen; reagieren auf bestimmte Antigene der Zielzellen spezifisch greifen unspezifisch virusinfizierte Zellen und Tumorzellen an Dr. Gerhard Mehrke 34

35 Thrombozyten (Blutplättchen) kleinste korpuskuläre Bestandteile im Blut unregelmäßig geformte, flache Zellbruchstücke ohne Zellkern Durchmesser 1-3 μm, Dicke < 1 μm Entwicklungszyklus: durch Einwirkung von Thrombopoetin auf Megakaryozyten des Knochenmarks Lebensdauer im Blut ca. 10 d Abbau in Leber, Lunge und Milz Funktion Mitwirkung an der Blutgerinnung Thromozytopenie geht mit erhöhter Blutungsneigung einher - Petechienbildung Dr. Gerhard Mehrke 35

36 Blutanalyse Dr. Gerhard Mehrke 36

37 Zusammenfassung Blutzellbildung im roten Knochenmark Hämatokrit (Hkt): der Anteil der Blutzellen (Erythrozyten) am Blutvolumen Thrombozyten: Blutstillung Leukozyten: Abwehrzellen Granulozyten Lymphozyten Unspezifische (Granulozyten, Makrophagen) und spezifische (B-, T-Lymphozyten) Abwehrfunktionen Spezifisches Abwehrsystem: Antikörper gebildet von Plasmazellen (B-Lymphozyten) Leukozyten auch im Gewebe Dr. Gerhard Mehrke 37