Dien entscheidende Aufgabe der Erythrozyten ist der Transport von O2 und sekundär von CO2 im Blut.

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1 1 Das Blut Körper enthält ungefähr 4-6l Blut bzw. 6-8% des Körpergewichts. Funktion des Blutes: - Transport von: o O2 o CO2 o E-Lyten o Substraten o Stoffwechselprodukten o Hormonen - Wärmehaushalt - Immunabwehr - Hämostase Zusammensetzung des Blutes Fast die Hälfte des gesamt Blutes und etwa 99% des Festen Bestandteils sind Erys. Im Festen Bestandteil gibt es noch spezialisierte Leukozyten die nach morphologischen Kriterien in: - Granulozyten - Monozyten - Lymphozyten Eingeteilt werden Außerdem enthält es noch die Trombozyten, die für die Hämostase mitverantwortlich sind. Der übrige Anteil des Blutes (m 55%, w 58%) ist flüssig Plasma sehr proteinreich α- β und δ-globuline (Immunabwehr, Transport, Hämostase ) Die sonstige Zusammensetzung ist der des Extrazellulärraumes gleich. Erythrozyten Dien entscheidende Aufgabe der Erythrozyten ist der Transport von O2 und sekundär von CO2 im Blut. Form Flache Scheibe mit einem Durchmesser von ca. 7,5µm. sind normalerweise sehr verformbar, da sie keine Zellstrukturen mehr besitzen. Bei Schwellung(Sphärozyten kugelförmig) und Schrumpfung Echinozyten stechapfelförmig) sind sie auf Grund der Formveränderung nicht mehr so formbar und können auch den O2 nicht mehr so gut aufnehmen. Außerdem haben sie eine verkürzte Lebensdauer.

2 2 O2-Transport Das Hämoglobin, das etwa 2/3 des Feuchtgewichts der Erythrozyten ausmacht besteht aus vier Untereinheiten mit jeweils einer Proteinkette (Globin) und einem eisenhaltigen Porphyrinring (Häm), der Bindungstelle für den O2. Ihre Anzahl ist somit von essentieller Bedeutung für die O2 Versorgung im Körper. Da das Hämoglobin einen entscheidenden Anteil der Erythrozyten ausmacht ist es auch für deren Form mitverantwortlich. So ist z.b. bei der Sichelzellanämie eine AS in der Eiweiskette des Hämoglobins vertauscht starre Sichelfom. Membrantransport: Die Erythrozyten weisen ein Membranpotential von etwa -10mV auf. Die Membran ist vorwiegend für Cl- leitfähig. Die K+-Leitfähigkeit ist sehr gering und die Na+- Leifähigkeit geht normalerweise gegen Null. Ein wesentliches Transportprotein ist der Cl-/HCO3-Austauscher, der den Transport von HCO3- über die Zellmembran erlaubt. Stoffwechsel Da der Erythrozyt kaum Organellen besitzt und eigentlich nur als Hämoglobinbehälter dient hat er einen sehr geringen Stoffwechsel. ER gewinnt seine Energie nur aus Glycolyse (ATP + NADH) und Pentosephosphatweg (NADPH) NADH Reduktion von Methämoglobin NADPH Bereitstellung von reduziertem Glutation Reduktion von SS-Gruppen zu SH-Gruppen sonst steigende Permeabilität Zellschwellung Hämolyse Osmotische Resistenz Fähigkeit der Erythrozyten ihr Volumen in einer hypotonen Lösung zu halten wir in der Klinik als Diagnose von Erkrankungen herangezogen. Normalerweise sind die Erythrozyten fähig eine Herabsetzung der Osmolarität von ca 40% zu tolerieren. Bildung, Lebensdauer und Abbau Beim Fetus werden die Erythrozyten in Leber und Milz, beim Erwachsenen im roten Knochenmark gebildet. Vorläuferzellen pluripotenten Stammzellen. Aus diesen entstehen binnen 4-6Tagen (über Proerythroblasten und Erythroblasten) Retikulozyten (ohne Zellkern). Diese sind dann beweglich genug um aus dem Knochenmark auszutreten und in das Blut über zu gehen. Dort verlieren sie dann innerhalb eines Tages die Ribosomen und Mitochondrien und werden zu reifen Erythrozyten. Die Lebensdauer der Erythrozyten beträgt ca Tage Abgebaut werden sie durch Knochenmark, Leber und Milz. Regulation der Erythropoiese Die Zahl wir vor allem durch Erythropoetin reguliert, welches hauptsächlich in der adulten Niere aber auch in der fetalen Leber gebildet wird. Seine Ausschüttung wird durch O2-Mangel stimuliert.

3 3 Andeer Hormone dir Erythrozytenbildung forcieren sind Testosteron, Schildrüsenhormone, Somatotropin und Kortisol. Zeichen von gesteigerter Erythropoiese ist gesteigertes Auftreten von Reticulozyten. Anämie Mangel an Hämoglobin Hypochrome Anämie Weniger Hämoglobin in den Erythrozyten Mikrozytäre Anämie Geschrumpfte Erythrozyten meist durch wenig Hämoglobin Makrozytäre Anämie Zu viel Hämoglobin in einer Zelle weil zu wenig Erythrozyten vorhanden sind Zelle vergrößert sich. (Vitamin B12 od. Folsäure-Mangel) Normozytäre, Aplastische Anämie Zu wenig Erythrozyten durch z.b. Mangel an Erythropoetin oder Strahlenschäden oder Blutverlust Hämolytische Anemie Untergang von Erythrozyten Polyglobulie Überschuss an Erythrozyten Viskosität des Blutes ist heraufgesetzt Immunabwehr Hauptsächlich Aufgabe von Leukozyten Monozyten In besonderm Maße zur Phagozytose befähigt. Monozyten wandern innerhalb von 2-3Tagen au dem Blutkreislauf ins Gewebe in werden dort Gewebsmakrophagen. Sie bilden eine Reihe von Mediatoren der Immunabwehr.

4 4 Neutrophile Granulozyten Bilden Sauerstoffradikale (Schädigung anderer Zellen) und Proteasen, DNAsen und Lipasen mit denen sie bestimmte Moleküle abbauen und unschädlich machen können. Ihre Mobilisierung wird durch Adrenalin und Kortisol stimuliert. Verweildauer im blut beträgt etwa 8 Stunden. Eosinophile Granulozyten Auch zu Phagozytose fähig. Köönen darüber hinaus auch noch zytotoxische Substanzen freisetzen und so Organismen (z.b. Wurmlarven) abtöten die sich sonst der Phagozytose entziehen würden. Kortisol senkt die Konzentration. Basophile Granulozyten Speichern mit den ihnen verwandten Mastzellen Heparin und Histamin und können diese bei gegebenem Anlass freisetzen. Ihre Verweildauer beträgt ca. 12 stunden Lymphozyten Sind für die spezifische Abwehr zuständig. Sie sind gegen Antigene gerichtet. Sie erfahren ihre erste Prägung im Thymus T-Lymphozythen oder im Knochenmark B-Lymphozythen. Sie wandern dann über die Blutbahn in die sekundären lymphatischen Organe, wie Milz und Lymphknoten, wo sie sich weiter vermehren. Antigene Spezifische Strukturen, die bestimmte Toxine oder Moleküle an der Oberfläche von Erregern. Die Erkennung der Antigene erfolgt durch Antikörper. Die Struktur an die Antikörper binden wird als Hapten bezeichnet. Das Antigen muß nicht nur ein Hapten besitzen, sonder auch eine bestimmte Größe aufweisen, damit es von den Antikörpern erkannt wird. Struktur von Antikörpern (Immunglobulinen) Antikörper sind Proteine aus vier Untereinheiten. Zwei kurzen und zwei langen AS- Ketten. Diese besitzen wiederum ein variablen (Fab-Segment) und einen konstanten (Fc-Segment) Anteil. Das Antigen wird am variablen Segment gebunden. Antikörper werden in IgG, IgM, IgA, IgD und IgE unterteilt. Diese unterscheifden sich funktionell, strukturell und in ihrer Plazentagängigkeit. Funktion von Antikörpern - Neuralisieren Wirkung unterbinden - Präzipation Vernetzung von Antigenen Ausfällung - Agglutination Verklumpung von Antigenen - Begünstigung von Phagozytose - Aktivierung des Komplementsystems

5 5 Lymphozyten Bilden Antikörper B-Lymphozythen sind für die humorale spezifische Abwehr verantwortlich: An ihrer Oberfläche bindet ein Antikörper (IgM, IgD) mit dem Fc-Segment. Bindet nun ein Antigen an den Antikörper kommt es zur Aktivierung des Lymphozythen Vermehrung Gedächniszellen und Plasmazellen (produzieren den Antikörper und leben aber nur 2-3Tage) T-Lymphozythen Werden wie die B-Lymphozythen aktiviert Vermehrung Gedächniszellen und Effektorzellen, die verschiedene Funktionen haben: - Zytotoxische T-Zellen (Killerzellen) töten antigene Zellen ab indem sie unspezifische Kanäle in die antigenen Zellen einbauen Zellschwellung Apoptose - Helfer-, Inducer-, und Lymphokinzellen bilden Mediatoren, welche die Proliferation und Differenzierung von anderen Lymphozythen steigern. - Supressorzellen hemmen die Aktivierung von T- und B-Lymphozythen. Die T-Lymphozythen lassen sich anhand von Oberflächenmarkern in CD4 (zytotoxisch und Supressorzellen) und CD8-T-Lymphozythen (helfer-, Inducer- und Lymphokinzellen) unterteilen. Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) Weisen keine für Lymphozythen typischen Oberflächenmarker auf (Nullzellen). Können Keine Antikörper exprimieren, weisen aber Bindungsstellen für Fc-Segmente und können dadurch an Antikörperbeladene Zellen anheften und diese abtöten sind in der Lage viele verschiedene Zellen zu töten. Körpereigene Zellen sind in Normalfall dagegen geschützt. Histokompatibilitätsantigene T-Zellen können nur dann aktiviert werden wenn ihnen die Antigene mit den körpereigenen HLA angeboten werden. Zwei Klasen: - HLAII Phagozyten und B-Lymphozythen Aktivierung von Helferzellen - HLAI Alle Zellen Aktivierung von zytotoxischen T-zellen Makrophagen Nehmen körperfremde Substanzen durch Phagozytose auf und bauen sie in Lysosomen ab. Es Werden auch antigene in Bruchstücke zerlegt und diese dann mit HLA zusammen an der Zelloberfläche präsentiert neue antigene strukturen werden freigelegt spez. Immunabwehr wird unterstützt (antigen processing).

6 6 Immunisierung Basis ist die Bildung von Gedächniszellen, die bei erneutem Kontakt zu einem Erreger sofort die Ausreichende Bildung von entsprechenden immunkompetenten Zellen veranlassen. a) aktive Immunisierung Gabe von inaktivierten Antigenen (dauert ein paar tage, ist aber ein lang anhaltender Schutz) b) passive Immunisierung Verabreichung der entsprechenden Antikörper (schneller aber nur wenige Tage aktiv) Immuntoleranz Das Immunsystem darf körpereigene Antigene nicht angreifen dafür sind die Suppressorzellen verantwortlich. Normalerweise wird auch lebenslang die Immunabwehr gegenüber Antigenen unterdrück, mit denen das Immunsystem schon im intrauterinen Leben konfrontiert war. Ist das nicht der Fall entwickelt sich eine Autoimmunkrankheit. Unspezifische Abwehr Ist nicht antigenabhängig stehen zur Abwehr beliebiger Strukturen zur Verfügung Komplementsystem Wesentlicher Bestandteil der unspezifischen Immunabwehr. Wird in Hepatozyten, Darm und Makrophagen gebildet. Wirkt - Zytolytisch - Chemotaxis - Anaphylaktisch Basische Proteine Können sich an der Oberfläche von Bakterien anlagern und sie an der Zellteilung hindern. Akute-Phase-Proteine Sind bei akuten Entzündungen im Blut erhöht. Interferone Werden von Lymphzyten und Fibroblasten gebildet (α, β und δ) Hemmen virusbefallene Zellen und aktivieren Makrophagen Blutgruppen Die Erythrozyten tragen an ihrer Oberfläche eine Reihe von Antigenen (A,B und Rhesusfaktoren C,D und E) bei anderer Trabsfusion Hämolyse

7 7 AB0-System Die gegen A oder B gerichteten Antikörper sind IgM-Antikörper, können also Plazenta nicht passieren. Werden allerdings nach der Geburt gebildet. Rhesusfaktoren Gegen R-Faktoren gerichtete Antikörper sind IgG-AK plazentagängig. Diese werden allerdings bei Erstkontakt nur sensibilisiert und erst beim Zweitkontakt aktiviert Hämolyse Problem: Schwangerschaft Entzündung Reaktion des Immunsystems - Chemotaxis - Einwanderung von Leukozyten - Vasodilatation - Steigerung der Gefäßpermeabilität - Lokales Ödem - Freisetzung von aggressiven Enzymen - Eiter - Fibroblasten versuchen die entzündete Stelle mit Bindegewebe abzukapseln. Allergie Überreaktion des Immunsystems Typ1 IgE-abhängig Histamin z.b. Heuschnupfen, Astma Typ2 IgM und IgG-abhängig Reaktion von humoralen Antikörpern gegen Zellen. Typ3 Antigen-IgG-Komplexe Entzündungen der Kapillarwände Ödeme, Proteinurie Typ4 T-Zell-abhängig (verzögert 2-3Tage) z.b. Abstoßung von transplantierten Organen od. Kontaktdermatitis Leukopenie/Leukozytose Leukos unter 4000/µl. Ursache: z.b. Schädigung des Knochenmarks Gesteigerte Elimination durch die Milz Leukämie

8 8 gesteigerte Infektanfälligkeit Hämostase Blutungsstillende Mechanismen - Vasokonstriktion - Aktivierung von Trombozyten und humoralen Gerinnungssystem Thrombozyten Sind köeine Scheibchen mit einem Durchmesser von 1-4µm, die aus Pluripotenten Stammzellen über Megakaryozyten gebildet werden. Haben keine Zellkerne mehr, aber noch Mitochondrien. Lebensdauer 5-11Tage. Sie werden in Leber Lunge und Milz abgebaut. Sie sind voll gepackt mit Granula, die hauptsächlich die an der Gerinnung beteiligten Faktoren enthalten. Aber auch Enzyme, die sie zur Phagozytose befähigen. Sie enthalten ausschließlich kontraktile Aktinelemente. Aktivierung der Trombos Trombos werden durch Bindung von an ihre Glykoproteine aktiviert sie heften sich an der Gefäßwand an werden durch Thromboxan aneinander geheftet und entleeren ihre Granula Serotonin wirkt vasokonstriktorisch. Vernetzung der Trombos Der Gerinnungsfaktor Fibinogen kann die Glykoproteine der Trombos miteinender verbinden. Gleichermaßen vermitteln auch trombozytäre Proteine die Vernetzung. Blutungszeit 1-3Min (bei kleinen Gefäßen) die so erreichte Blutstillung ist allerdings noch nicht ganz stabil und erfordert noch das Wirken des humoralen Gerinnungssystems Aktivierung des humoralen Gerinnungssystems Die humorale Gerinnung ist eine Funktion aus den Gerinnungsfaktoren. Das Gerinnungssystem wird durch Phospholipoproteine (Gewebsthromboplastin) aus dem verletzen Gewebe aktiviert extrinsisches System. Das intrinsische System wir bei Kontakt des Blutes mit Kollagen aktiviert. Beide Systeme aktivieren den Faktor X, der unter Bindung von Faktor V, Ca++ und Phosphlipiden Prothrombin in Thrombin überführt. Dieses vermittelt wiederum die Aktivierung von Fibrinogen. Aus diesem wird unter Vermittlung von Faktor XIII aktiviertes Fibrin.

9 9 Bildung eines festen Thrombus Das Fibrin bildet mit den Thrombozyten den Thrombus. ADP und Thrombostenin aus den Thrombos kontrahieren die Aktinfäden aus den Blutplattchen Wundränder werden zusammen gezogen Wunde geschlossen Inhibitoren von Gerinnung und Fibrinolyse Stehen beide unter Einfluss der Proteasehemmer im Plasma, welche die Aktivität der Gerinnungsfaktoren unterbinden. Antithrombin III bildet mit Heparin z. B. einen Komplex der die Wirkung von Thrombin, Plasmin der der Faktoren IXa, Xa, XIa und XIIa hemmt. Methoden zur Prüfung der Blutstillung Blutungszeit Kleiner Schnitt wird gesetzt und es wir gemessen wie lange es braucht bis die Blutung gestoppt ist (Norm. 1-3Min) Quick-Test Bestimmung der Prothrombinzeit. ZU Citratblut wird Gewebsthromboplastin und CaCl2 gegeben und die Zeit bis zum Einsetzen der Gerinnung gemessen. (Norm. 14Sek) Wert wird in % der normalen Gerinnungszeit des Blutes angegeben. Maß für das extrinsische System PTT Bestimmung der partiellen Thromboplastinzeit. ZU Citratblut wird Plättchenfaktor 3 und CaCl2 gegeben und die Gerinnungszeit gemessen. (Norm 40 Sek) Maß für das intrinsische System Thrombinzeit Thrombin wird zu Citratblut gegeben (Norm Sek) Bei Fibrinmangel oder gesteigerter Fibrinolyse gesteigert. Thrombozytopenie (weniger Thrombos) Strahlung, Autoimmunkrankheiten, Vit. B12 Mangel Thrombozytopathie (eingeschränkte Funktion) Herabgesetzter Gehalt an Granula, Fehlen von Faktoren

10 10 Herabgesetzte humorale Gerinnung Bei Mangel oder Fehlfunktion eines Komponenten. Gendefekte, Lebererkrankungen, Vit. K Mangel Plasmaproteine Die Plasmaproteine werden nach ihrer Wanderungsgeschwindigkeit bei der Gelelektrophorese in a-,b- und g - Globuline eingeteilt. Funktionen: - Blutgrinnung - Immunabwehr - Enzyme und Innhibitoren - Transporter - Puffer (H+-Bindung) - Kolloidosmotischer Druck Blutsenkungsgeschwindigkeit Gesteigerte Blutsenkungsgeschwindigkeit wird als Indikator für Entzündungen benützt. Mehr Proteine im Plasma Hypoproteinämie Beeinträchtigt je nach Protein, das Fehlt, die mit ihm verbunden Funktionen (z.b. Gerinnung, Immunsystem ) und absinken des onkotischen Drucks. Hyperproteinämie Viskosität des Blutes nimmt zu z.b. bei Infektionen