Lea Angst Zusammenfassungen Medizin Zurich 2von3 .pdf



Nom original: Lea Angst Zusammenfassungen Medizin Zurich 2von3.pdfTitre: Lea Angst Ricodeau Zusammenfassung Medizin Zurich 2von3Auteur: Lea Angst Ricodeau Zusammenfassung Medizin Zurich 2von3

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Leukozyten

Prof. Ulrich

160916

Leukozyten l & l
1. Einleitung
-

Blut: flüssiges Organ, bestehend aus Suspension von Zellen in proteinhaltigen Elektrolytlösung
„Blutbild“: Wichtige Durchschnittswerte ( siehe Tabelle) Hkt: Anteil der Erythrozyten am Volumen des Blutes
(Erythrozyten machen 99% des Gesamtvolumen der Blutzellen aus  d.h. entspricht fast dem Gehalt an Zellen), MCV =
durchschnittliches Volumen des einzelnen Erythrozyten.

Hämatokrit (Hct, Hkt oder HK)
45%
Erythrozyten
5 Mio / µl
Leukozyten
5000 / µl
Thrombozyten
250‘000 / µl
Hämoglobin
12-15 g/dl Blut
Volumen (MCV)
90 fl (= fentoliter)
 Durchschnittswerte sind alters-, geschlechts- und laborabhängig

2. Zelluläre Bestandteile des Blutes
2.1 Erythrozyten ( hat nichts mit Immunsystem zu tun, aber gut als Zellmassstab in Histopräparate! Grösse: 7 -8 µm)
-

-

Lebensdauer: 100- 120 Tagen (= langlebigsten Zellen!)
Abbau: In Milz ( Organ des phagozytischen Systems, sind schlechter verformbar;
wird zur Filtrierung mittels EZM genützt) & Leber durch Makrophagen
Funktion: Gastransport: O2 & CO2
Besonderheit:
o
Keine Zellkerne, keine Mitochondrien  Anaerobe Glykolyse
o
Besitzen enorme Verformbarkeit für Passage enger Kapillaren (die
kleineren Durchmesser haben)
Achtung: Runde Form = Lehrbuchansicht, können sich sehr stark verformen weil haben spezielles Zytoskelett, sehr variabel ist!

2.2 Thrombozyten (ebenfalls keine Immunfunktion)
-

-

Lebensdauer: 8- 14 Tage
Abbau: In Milz, Leber, Lunge
Funktion: Wichtig für Blutgerinnung (sehr formvariabel im Blut in inaktivem Zustand, bei Oberflächenkontakt (z.B. Verletzung
eines Gefässes) werden sie aktiviert  Adhäsion  Aggregation & Freisetzung von gerinnungsfördernden Faktoren:
o
α-Granula: Proteine (Fibrinogen, Fibronektin, PDGF vWF, Antitrypsin, Antiplasmin)
o
δ-Granula: ADP, Serotonin, Calcium) (eher nicht wichtig, er hat nichts dazu gesagt !)
Besonderheit: keinen Zellkern, aber hat Mitochondrien, Lysosomen & Granula, kann bei Aktivierung Oberfläche vergrössern (
Pseudopodienbildung), Speicherinhalte in den Granula stammen nur zum Teil aus dem ursprünglichen Megakaryocyten, ein Teil
wird auch fortlaufend aus dem Plasma aufgenommen

2.3 Leukozyten (weisse Blutkörperchen) – Zellen der Immunantwort
4000 – 10‘000 / µl Blut (geringer Anteil des Blutes ca. 1% zeigt, dass Hauptaufgabe nicht im Blut sondern im Gewebe ist)

Blut / Immunsystem

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Leukozyten

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Dazu gehören 3 Zelltypen:
1.

Granulozyten – unspezifisch Antwort, sind Phagozyten( mit Granulae gefüllt,
darin sind Proteine für Immunantwort)

o
o

75-80% der Leukozyten
Für Innate (= Angeborene) Immunität (erkennen angeborener Weise, durch
Evolution Bedingt bestimmte Gruppenmerkmale, wie bestimmte Proteine, die z.B. nur
auf Bakterien vorkommen, d.h. Greifen nicht so spezifisch an, dafür schnell, während
der schnellen Antwort der Granulozyten können sich Zellen der erworbenen Immunität aufbauen)

o

Je nach Affinität für Pappenheim-Färbung (spezielle Färbung für Blutausstrich) unterscheidet man:
 30-80% Neutrophile ( häufig) ( Achtung Histoangaben 55-65% der Leukozyten, es sind
einfach viele!)




o

entweder segmentkernig (= älter) o. stabkernig (= jünger)
mit eosinphilem (= proteinhaltigem) Zytoplasma mit feinen Neutrophilen (=
färbt nicht so stark an) Granula
 0-6 % Eosinophile ( selten)
 stark rotgefärbte Granula
 0-2 % Basophile ( sehr selten)
 sehr stark blaugefärbte Granula
Granulozyten-“Pools“:
 Produktionsstätte (Granulopoiese) im Knochenmark:
 90% aller Granulozyten befinden sich im Knochenmark in verschiedenen
Pools & bleiben dort (=Kmark) für 7-10 Tage
 Stammzell-Pool
 Proliferations-Pool (Teilung & Vermehrung)
 Reifungs-Pool
 Reserve-Pool
 im Blut:
 2-3% aller Granulozyten befinden sich im Blut, verbleiben dort jedoch
nur wenige Stunden (7h- max. 1d) (können je nach Infektion im Blut gemessen
werden)


Unterteilung in zirkulierenden (= im Blutstrom) & marginaler Pool (= Zellen
haften am Endothel an)

Corticosteroide hemmen die Haftung der Granulozyten an die Endothelzellen,
dadurch wird der zirkulierende Pool erhöht & logischerweise ist nur der
zirkulierende Pool durch die Blutentnahme messbar.

 Zielgewebe:
 Nach Migration ins Zielgewebe, verbleib für 3-5 Tage, schütten Granulae
aus & sterben irgendwann ab.
2. Monozyten  Makrophagen  spezifische Antwort
3. (Dendritische Zellen)
4. Lymphozyten – spezifische Antwort - Antigenerkennung
o zu 20 – 25 %
o
Für adaptive (= erworbene) Immunität (erkennen spezielle Antigene auf Oberflächen der Mikroorganismen)
 B-Zellen - 10 – 30%
a. produzieren Antikörper
 T-Zellen – 70 – 80%
a. aktivieren adaptive Immunantwort
b. 60% CD4+ = TH-Zellen
c. 30% CD8+ = cytotoxische T-Zelle
d. 8% regulatorische T-Zellen, ebenfalls CD4+, dämpfen Aktivität anderer
Abwehrzellen

 NK-Zellen 5-10% (funktionell eher angeborene Antwort)
a. schliessen Brücke zwischen innaten und adaptiven Immunität
o

Lymphozyten befinden sich immer in lymphatischen Organen, sobald sie reichlich im Blut gemessen werden, ist dies
Anzeichen auf eine Infektion

Blut / Immunsystem

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Leukozyten

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Tiefere Berschreibung der Granulozyten

1. Neutrophile Granulozyten (= PMN = polymorphonuclear neutrophils)
-

Histo:
o
o

Grösse: 8.5-10 µm
eosinophiles Zytoplasma mit feinen neutrophilen (lassen
sich sowohl mit sauren (=eosin) als auch basischen Farbstoffen
(Hämatoxylin) färben, proteingefüllten Granula

heterochromatinreiche Kernsegmente
X-Chromosom teilweise als Drumstick erkennbar
stabförmige (Jugendform) o. segmentierte Kerne
 2 Segmente = jung (stabkernig)  gehäuft im Blutbild = Linksverschiebung
 2-5 Segmente = Alterung (segmentierkernigt)  2/3 der Granulozyten
 >5 Segmente = überaltert (übersegmentiert)  gehäuft im Blutbild =
Rechtsverschiebung
Kermorphologie & Alter (In Blutentnahme)
o
o
o

-

o
o

o
o

Linksverschiebung:
normal:  bei Infektion: mehr Granulozyten werden gebraucht  beschleunigte
Freisetzung der noch unreifen Zellen aus Granulozyten-Pool im Knochenmark  mehr
junge Granulozyten im Blut. (im Rahmen der Bekämpfung einer Infektion ist das normal)
kliniksche Gründe:
 myeloische Leukämie = zu viele unausgereifte Zellen im Blut, welche noch keine
Phagozytose-Funktion besitzen,
 bei Metamyelozyten im Rahmen einer Infektion noch tolerabel
 Aber Erscheinen von unreifen Zellen der Myelopoiese1 (= Myeloblast, Pro-myelozyt,

Myelozyt) im Blut ist gar nicht gut = Leukoblastisches Blutbild  myeloische Leukämie
(z.B. durch Knochenmarkstumor oder Infiltration von Tumor ins Knochenmark)

-

 extramedulläre Myelopoiese ( Blutbildungsherden auch in Milz o. Leber & Bildung
von Blutzellen, das findet normalerweise nur im Embryo statt, kann aus verschiedenen
pathologischen Gründen wieder aktiviert werden)
o Myeloproliferative Erkrankung
o knochenmarksinfiltrierende Malignome (verdrängen Myelopoiese aus dem
Knochenmark, welche dadurch nach aussen verlagert wird)
o Rechtsverschiebung:
 Abbauproblem
 perniziöse Anämie = zu viele alte Zellen im Blut, Anämie beruhend auf Vit B12-Mangel
Funktion: PHAGOZYTOSE
1. Gehören zur Innate Immunität: sind am schnellsten & in grösster Zahl im strömenden Blut verfügbar, sind
2.

deshalb die vorderste Verteidigungslinie gegen pathogene Bakterien, sehr wichtig in frühen Phase, können besser
wie Makrophaten Mikroorganismen töten.
Entzündungsreaktion ( sind verantwortlich für alle Entzündungsmerkmale, „Allroundzellen“ der akuten
Entzündung)

1

Myelopoese bezeichnet den Teil der Hämatopoese (Blutbildung) der ausschließlich im Knochenmark stattfindet. In Abgrenzung zur
Lymphopoese, die sich auch außerhalb des Knochenmarks in den lymphatischen Organen vollzieht.

Blut / Immunsystem

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Leukozyten

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Überblick:

3. Adhäsion & Migration durch Endothel gesteuert durch Chemokine2 (z.B. IL-8,
Makrophagen, da wo eine Reaktion im Körper stattfindet werden Chemokine, z.B. von Makrophagen
ausgeschüttet & bilden einen Gradienten, der die neurtorphilen anlockt) & formyl-Peptide (auf Bakterien,
neutrophile haben Rezeptoren, für Stoffe, die nur auf Bakterien vorkommen  Zerfall & Präsenz von Bakterien in
Infektionsherd zieht also Neutrophile an, die sich bei Zielsuche mit Hilfe ihrer Formylpeptidrezeptoren orientieren)

4. Sekretion: Kollagenase, Metallomatrixproteinasen
i. Etwa 2/3 „spezifische“ Granula (Lysosomen) = 0,2 μm, elektronenhell, mit
Lysozym, Kollagenase, Elastase  fürs Eindringen ins Gewebe
ii. Etwa 1/3 „unspezifische“ Granula (Lysosomen): 0,4 μm, elektronendicht,
Myeloperoxidase, Hydrolasen, Defensine (  Für die Attacke von Bakterien,
Bakterien können keine Resistenz entwickeln gegen Defensine)

5. Eindringen in Gewebestrukturen & Gewebezerstörung
6. Phagozytose (vor allem Bakterien)
i. Mikroorganismus wird opsoniert (= Markiert durch Antikörper o. Komplementsystem)
ii. Granulozyt heftet sich an den Fremdkörper an (Adhärenz,  erkennt z.b.
Gruppenmerkmal formyl-Peptid, oder Markierung) und nimmt ihn auf (Ingestion), der
aufgenommene Fremdkörper als Phagosom verschmilzt mit den Granulae die
aus dem Golgi Apparat kommt (Degranulation), man spricht jetzt vom
Phagolysosom, darin kommt es zur Lyse des Fremdkörpers = Abtötung.
iii. Granulae ist vollgepackt mit: Kationischen Proteinen, Defensinen und
Lysozymen, Sauerstoff-und Stickstoffradikale &Proteolysen
Kontakt mit Mirkoorganismus & Phagozyte, löst reaktionen in Zelle aus:
 NADPH-Oxidase - Komplex in der „Membran“ des Phagosoms arbeitet schnell: es werden 4
Sauerstoffradikale (Superoxidanion, Wasserstoffperoxid, Hydroxyradical & Hypochloridanion) im Innern
des Phagosoms schnell hergestellt, welche dann den Fremdkörper töten. O2-Radikale bewirken Depolymerisation
von Kollagene & Proteoglykane des BGW, Peroxidation von Lipiden

2

Zytokine= Proteine, die Wachstum & Differenzierung von Zellen regulieren, z.b. Aktivierung der Neutrophilen; Chemokine = Untergruppe
der Zytokine, lösen bei Zellen eine Wanderungsbewegung aus. Zellen bewegen sich im Interstitium entlang des Konzentrationsgradienten
zum Ort der Höchsten Chemokinkonzentration)

Blut / Immunsystem

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Leukozyten

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Nach Phagozytose mehrerer Bakterien stirbt Neutrophile durch Apoptose  grosszahliges Absterben von Neutrophilen = Eiter (=
Susptension von Neutrophilen & Gewebstrümmer) entsteht

Opsonierung = Kenntlichmachung
Die Phagozytose ist ein redundanter Weg, d.h. sie wird auf unterschiedlichen Wegen aktiviert
Ausschüttung von Chemokinen aus Makrophagen ist ein weg. Mikroorganismus kann durch Antikörper
(Immunoglobine: IgG & IgM) markiert werde & Granulozyten besitzen Rezeptor für IgG & IgM und
erkennen so ihr Ziel.



Klassische Komplementaktivierung: über Antikörper & dann Protein (= C3b) des
Komplementsystems
Alternative Komplementaktivierung: direkt über lösliche Proteine (= C3b) des
Komplementsystems

 Mikroorganismus kann über mehrere Wege eliminiert werden, welche sich lediglich in Spezifität und Geschwindigkeit
unterscheiden
 Granulozyten und Makrophagen töten meist grosse Flächen von Gewebe (Fremdkörper und gesundes Gewebe wird
getötet)

2 Wege zum Abtöten von Bakterien:
-

entweder intrazellulär nach Phagozytose (siehe oben)
o. extrazellulär nach exozytotischer Entleerung der Granula
o Neutrophil Extracellular Traps (NETs): Neutrophile Granulozyten können z.b. nach
Kontakt mit LPS Proteinen (spezifisches Proten für Bakterien) Chromatinnetze (= entfaltete DNA) in
EZM auswerfen, an die Chromatinfäden sind abbauende Enzyme, Histone gebunden.
 3 Verschiedene Freisetzungsmöglichkeiten für das DNA-Netz mit Proteasen ist
bekannt.
 Nucleus zerfällt, DNA wird über Vesikel in EZM ausgeworfen
 DNA wird direkt nach der Degradierung des Nucleus über die
Zellmembran ausgeworfen
 Mitochondriale DNA wird ausgeworfen.

2. Eosinophile Granulozyten
-

-

Histo:
o
o
o

Grösse: ca. Doppelt so gross wie Erys
Häufigkeit: Rare: 0-6%
Beschreibung:
 besitzen eosinophile (= mit Eosin (= Anion) rote
anfärbbar, will Granulae hat kationische Proteine) grosse
Granula im Zytolasma
 zweigelappter (= 2 Segmente) Zellkern
 Granulae sind modifizierte Lysosome mit teilweiser kristalliner Binnenstruktur
(„Internum“) mit MBP & ECP
Funktion: ABWEHR VON PARASITEN (z.B. Würmer) DURCH EXOCYTOSE DER GRANULA &
RUNTERREGULATION DER IMMUNANTWORT
o Adhäsion/Migration dafür wird «eosinophilic chemotactic factor» (ECFA) benötigt
o geringe Phagozytose ( ist nicht Hauptgeschäft) (von AG-AK-Komplexen)
o Sekretion von Proteinen (= exozytose der Granulae) ( Hauptfunktion), welche Antikörper
hochspezifisch angreifen (Auslöser sind Antikörper der IgE-Klasse auf Oberflächen von Parasiten)
 MBP (major basic protein): Zerstörung von Parasiten
 ECP (eosinophilic kationic protein): Zerstörung von Parasiten
 Leukotriene: stimulieren Bronchialdrüsensekretion und Bronchokonstriktion

EDIF (eosinophilic derived inhibition factor): Hemmung der basophilen
Granulozyten ( sind Gegenspieler der Basophilen) & Mastzellen (= gewebeständige basophile
Granulozyten)

Blut / Immunsystem

Lea Angst

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Leukozyten

Prof. Ulrich


-

160916

Histaminase: Histaminaktivierung (Histamine machen BG grössern, Eosinophile
schalten das ab)

Eosinophilie (= Pathologisches Blutbild)
o Ab >450/µl Eosinophile im Blut
o Hinweis auf:
 Allergie (als Gegenreaktion des Körpers auf die hohe Histaminkonzentration)
 Parasitenbefall
 Neoplasien/Tumore

lymphozytär-eosinophile Heilphase (Endphase der Immunantwort:, Eosinophile sind die
Gegenspieler der Basophilen & schalten sie am Schluss ab)

 Sehr unspezifisches Signal für Diagnose müssen weitere Befunde
hinzugezogen werden!

3. Basophile Granulozyten
-

Histo:
o
o

Häufigkeit: sehr rare: 0-2%
Beschreibung:
 grosse & basophile
(mit massiv blau gefärbter Granulae, weil Heparin ist ein
polyanion, bindet an Katione (= basophil)  Unterscheidung zu
Neutrophilen, wenn diese massive Färbung nicht da ist, ist es kein Basophiler, & Basophile sind sehr selten
anzutreffen)


o
-

Granula verdecken häufig Zellkern

Besonderes: Sind Mastzellen sehr ähnlich, aber eher im Blut und diese in Mukosa

Funktion: ALLERGISCHE REAKTIONEN & PARASITEN-BEKÄMPFUNG (Rolle nicht vollständig geklärt)
o (Adhäsion)/Migration
o geringe Phagozytose
o Sekretion ( Hauptaufgabe, ebenfalls über IgE-Rezeptor vermittelt):
o Besitzen Fc (konstanter Teil)-Rezeptoren für IgE-Antikörper: Bei Kontakt mit IgE,
Degranulation = Freisetzung der Granula:
 Leukotriene
 IL-4 ( Fördert Differenzierung von TH2-Lymphozyten)
 Heparin
 Histamin: Gefässerweiterung, lockt eosinophile Granulozyten an, welche dann durch
das Endothel migrieren und die Funktion der basophilen Granulozyten abschalten, d.h. deaktivieren sich
selbst durch Aktivierung der Eosinophilen

o

 ECFA (eosinophilic chemotactic factor)
Speichergranula: durch Fusion von vielen Granula entstehen „Riesengranula“, welche auf
einmal ausgeschüttet werden

Granulozytose (= zu viele Granulozyten)
-

neutrophile Granulozyten >7500 /µl Blut
Ursachen:
o Physiologisch (am häufigsten, & noch normal) bei Stress, körperlicher Belastung oder
Schwangerschaft
o
o

o
o
o
o

Pathologien:
bei Infektionen (bateriell, bei viralen Infektionen. Lymphozyten sind erhöht = Adaptives System),
Entzündungen,
Neoplasien (myeloproliferative Erkrankungen),
Gewebenekrosen (Herzinfarkt, Verbrennung  weil Entzündung),
metabolische Störungen: Gicht, diabetisches Komma

Blut / Immunsystem

Lea Angst

bei Störungen mit
vielen toten
Zellen, welche
phagocytiert
werden müssen

6

Leukozyten

Prof. Ulrich

o

160916

Medikamenten: Corticosteroide hemmen Ausbildung des marginalen Pools, daher bleiben die Granulozyten im
Blut & werden bei Blutentnahme gemessen

o

Rauchen

Granulozytopenie (= zu wenige Granulozyten)
-

>1000 / µl Blut (unter 1000): asymptomatisch (= ist zu wenig, aber noch nicht so schlimm)
500-1000 / µl Blut: zunehmendes Infektionsrisiko
< 500 / µl Blut: bakterielle Infektion bis Sepsis ( LEBENSGEFAHR)

Problem: Sind nicht genügend Granulozyten vorhanden findet nur eine abgeschwächte
Entzündungsreaktion statt (auch mit verminderten Symptomen, weil es sind die Granulozyten, die während der
Entzündungsreaktion die Enzündungssymptome, Enzündungsparameter provozieren) der Pat. befindet sich schnell in einem
gesundheitlich kritischen Bereich (teilweise ohne Symptome)
Achtung Täuschung: bei der Blutentnahme sind nur wenige Granulozyten zu finden (abgeschwächte Entzündungsreaktion), was zum
Trugschluss führen kann, dass keine Infektion vorliegt

-

Gründe:
o Bildungsstörung im KM (durch Knochenmarksschädigung z.B. Zytostatika, Arzneimittel, oder Infiltration
(durch Tumor) des Knochenmarks

o
o

Reifungsstörung: durch Vit B12- bzw. Folsäure-Mangel
gesteigerter Verbrauch, durch bakterielle Infektion, Immunneutropenien (= verminderte AZ im Blut)
oder Hypersplenie (= zu grosse Milz)

Monozyten-Makrophagen-System
Monozyten
-

Histo:
o
o
o

Häufigkeit: 4-8%
Grösse: doppelt so gross wie Erys
Beschreibung:

Schwach basophiles (= bläuliches) Zytoplasma mit
feinen azurophilen (= rötlichen) Granula  gesamt
Erscheinung vom Zytoplasma ist blau & rötlich, im Vergleich zu den
Eosinophilen mit rotem Zytoplasma

o

 nierenförmiger, unregelmässiger Kern
 viele Granulae/Lysosomen
 im TEM: Zellfortsätze sichtbar
Funktion: PHAGOZYTOSE
„Stammzelle“ des Mononukleären Phagozyten Systems (MPS) (MPS= alle phagozytisch aktiven
Zellen des Immunsystem, die von Monozyten abstammen gehören dazu)



Blut / Immunsystem

Adhäsion/Migration
Zirkulation und Migration der Monozyten:
 Im Knochenmark gebildet,  Blut abgegeben, bleiben dort zwischen
17h & 3d, migrieren bei Entzündungsreaktion aus Blutstrom durchs Endothel ins
Gewebe & differenzieren im Gewebe zu Makrophagen, die dann zur
Phagozytose befähigt sind

Lea Angst

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Leukozyten

Prof. Ulrich

160916

Makrophagen
Beschreibung: Makrophagen = Blutmonozyten, die ins Gewebe
ausgewandert sind & sich dort weiter differenziert haben.
Verweildauer im Gewebe: Monate bis Jahre
Je nach Gewebe werden die Makrophagen anders benennt (z.B. LeberMakrophagen, Alveolär-Maktrophagen, Histiozyten, Osteoklasten, Mikrogliazellen),

Makrophagensystem (MPS) = Gemeinsamer Name für alle Makrophagen
zusammen, sind morphologisch unterschiedlich haben aber gleiche Funktion.
Funktion des MPS ( Achtung aktivierte Makrophagen (durch Bakterienbestandteile oder tote Körperzellen) haben breites
Wirkungsspektrum, sogar entgegengesetzte Wirkungen, je nach Aktivator)

-

Phagozytose: Intensiv ! (neben Neutrophile, die wichtigsten Fresszellen des Körpers, Wächter im Interstitium der
Gewebe & Beseitigen ebenfalls Gewebstrümmer
Freisetzung von Zytokinen & Chemokinen (IL-1, IL-6 und TNF-α)
Immunoeffektorzellen (= aktivieren spezifische Immunsystem & können selber Tötungen (Abbau von Bakterien in
Phagolysosom)/Abräumung vornehmen)

-

Gewebereparatur (Ausschüttung von Wachstumsfaktoren  Proliferation von Fibroblasten  Differenzierung zu
Myofibroblasten)

-

Antigenpräsentation (nehmen Fremdkörper auf und präsentieren Antigene auf der Oberfläche, dadurch werden andere
Zellen der spezifischen Immunantwort angelockt)

-

Differenzierung von T-Zellen (durch Zytokine IL-12, IL-10)
Chemotaxis (z.B. IL-8; = Beeinflussung der Fortbewegungsrichtung anderer Zellen der Immunabwehr = Anlockung)

Erkennung von Mikroorganismen
Makrophage (= mononukleäre Phagozyten) besitzt Rezeptoren für breites Erkennungspektrum von
Molekülen auf Oberfläche der Mikroorganismen  Rezeptor-Ligand-Reaktion
-

-

Entweder Erkennung durch Gruppenmerkmale: Makrophag hat Rezeptoren für
spezifisches Gruppenmerkmale des Fremdkörpers ( unspezifische Erkennung)
o Rezeptoren: LBP, CD14, TLR4, fMLP, Mannose, TLR9
o Gruppenmerkmale: LPS, Mannose-reiche fMLP Glykane, nicht-methylierte
CpG-Nukleotide
Erkennung durch Opsonierung: Bakterium wurde besetzt mit Ig (=AK) z.B. IgG o. Proteinen des
Komplementsystems z.B. C3b
o Makrophage besitzt Rezeptor für Opsonierungsmerkmal ( spezifische Erkennung), z.B.
Rezeptor für Fc-Fragment von AK andere Rezeptoren für Bruchstücke von C3

Lymphozyten
-

¼ der Leukozyten
spezifische Immunabwehr: Träger des adaptiven (=erworbenes) Immunsystems
o erkennen spezifisch Antigene

kleiner Lymphozyt:
-

Grosser, heterochromatinreicher Kern
Schmaler Zytoplasmasaum mit spärlich entwickelten Organellen
Feine, azurophile Granula
wenig grösser wie Erys

Blut / Immunsystem

Lea Angst

8

Leukozyten

Prof. Ulrich

160916

grosser Lymphozyt: Aktiviert
-

Grosser, heterochromatinreicher Kern
Deutlicher Zytoplasmasaum
Feine, azurophile Granula
doppelt so gross wie Erys

Funktion:
-

70-80%: T-Zellen
o Ausdifferenzierung im Thymus,
o

-

o
o

-

spezifisch zelluläre Immunität

o binden an APC über T-Zell-Rezeptoren (TCR)
o 60% T4
o 30% T8
o 8% regulatorische T-Zellen
10-20%: B-Zellen
spezifische humorale Immunität
tragen auf Oberfläche Antikörpermoleküle = Immunoglobine (Ig)  Kontakt mit Antigen  Differenzierung zu
Plasmazellen  sezernieren Antikörper in umgebendes Millieu

o werden von T-Zellen aktiviert
5-10%: NK-Zellen ( = Natürliche-Killerzellen)
o Achtung: gehören zum Innaten Immunsystem,
o bilden Brücke zwischen innatem & spezifischen Immunsystem,
o besitzen keine Antigen-Rezeptoren
o
o

produzieren Botenstoffe, die Zellen des mononukleär-phagozytären System aktivieren
Können Tumorzellen & virusinfizierte Zellen erkennen

-

Zelltypen lassen sich im Blutausstrich nicht sicher unterscheiden.

-

Lymphozyten befinden sich immer in lymphatischen Organen, sobald sie reichlich im Blut gemessen werden, ist dies Anzeichen
auf eine Infektion

-

stark migrierend & zirkulierend
o ständig im Austausch zwischen Blut und lymphatischen Gewebe (Knochenmark, Thymus,
Lymphknoten, Milz, Peyer-Plaques)  Verweildauer im Blut: 30 min

Aktivierung der Lymphozyten:
-

APC (= Antigenpräsintierende Zelle, Makrophage o.dendritische Zelle) phagozytiert Fremdkörper & präsentiert
Antigene auf Oberfläche  durch Antigenpräsentation bindet T-Zelle & wird aktiviert
T-Zelle aktiviert wiederum B-Zellen ( produzieren Antikörper) & Makrophagen ( führen
Phagozytose der APC aus)

Makrophage ist APC & Immunoeffektorzelle zugleich
 Immunsystem hat stets Regulation (ausführen der Immunabwehr) und Gegenregulation (bremsen der
Immunabwehr)

Blut / Immunsystem

Lea Angst

9

Leukozyten

Prof. Ulrich

160916

Unterscheidung der Lymphozyten
-

Jede hämatopoetische Zelle trägt ein „Set“ spezifische Rezeptoren, welche auf der Oberfläche
exprimiert werden ( Molekularer Fingerabdruck)
Rezeptoren werden CD-Moleküle (Cluster of Differentiation) genannt
ca 200 CDs definiert:

-

Antigene
CD3
CD4
CD8
Cd14
CD16
CD19
CD34

Vorkommen
T-Zellen
Th-Zellen
Tc-Zellen
Monozyten
NK-Zellen
B-Zellen
Stammzellen

Funktion
TCR-Signaltransduktion
HLA-Klasse-II-Rezeptoren
HLA-Klasse-I-Rezeptoren
LPS-Rezeptoren
IgG-Fc-Rezeptor III
Signaltransduktion

T-Lymphozyten = ca. 70-80& der Lymphozyten
-

CD4-positive Zellen (60%)
= T-Helferzellen: Aktivieren Makrophagen (damit sie Phazozytose machen & Abtöten) & B-Zellen (damit sie
Antikörper bilden)

-

CD4/CD25-positive Zellen (8%)
= Regulatorische T-Zellen = Tregs: zuständig für Negativregulation, deaktivieren T-Zellen
CD8-positive Zellen (30%)
= zytotoxische T-Zellen = Tc-Zellen (töten virusinfizierte Körperzellen & Tumorzellen)

Abbild bakterieller Infektionen im Blutbild
1. „Neutrophile Kampfphase“: Granuloztose, Linksverschiebung, Toxische Granulationen
2. „Monozytäre Überwindungsphase“
3. „Lymphozytär-eosinophile Heilphase“: Ankämpfen der Eosinophilen gegen die Basophilen

Ablauf der Rekrutierung:
1. grosse Mengen an Neutrophilen innerhalb von min bis stunden
2. dann Monozyten/Makrophaten, übernehmen die Hauptrolle
3. nach etlichen Tagen werden Massnehmen der adaptiven Abwehr wirksam!

Blut / Immunsystem

Lea Angst

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Blut - Physiologie

Prof. Wenger

160923

Blut – Physiologie
Einführung:
Funktionen des Blutes
Blut = Transport- & Kommunikationssystem:
1. Transport und Verteilung
Gastransport von CO2, O2, NO & CO ( Begriffe: Hypoxie = Mangelversorgung mit O2, Ischämie = pathologisch
verminderte o. aufgehobene Durchblutung des Gewebes, kein O2)
 Gase können nur durch Lösung in Blut durch den Körper gelangen: keine freie Diffusion

-

Nährstofftransport von Glucose, Fettsäuren, ...
Stoffwechselendprodukte, z.B. Kreatinin
Hormone

2. Homöostase / Aufrechterhaltung des inneren Milieus: ( Konstanthaltung des Milieus in den Zellen durch Regulation
über die EZM)

-

Puffer (HCO3- = Hydrogencarbonat) ( wichtigstes Puffersystem = Carbonatpuffer, pH-Hämostase, Protonen werden
aufgenommen o. abgegeben)

-

Isoionie (= Konstante Ionenzusammensetzung des Blutes)
Vergleichsmedium)

& Isotonie (= gleicher osmotischer Druck wie

-

Wärmehaushalt: Körper leitet Wärme sehr schlecht (= ist ein Isolator?). Das Blut muss daher die
Wärme transportieren & somit verteilen. Wärmeschleuder: 2 bis 5-mal mehr der Energie, die für mecha. Arbeit z.B.
Velofahren verloren geht, wird allein vom Kreislauf produziert.)

3. Immunsystem
- Immunabwehr (unspezifisch, mittels Neutrophilen, Makrophagen & spezifisch, mittels B-& TZellen, werden schnell zum Ort transportiert wo sie gebraucht werden)
4. Blutstillung & Gerinnung
-

Hämostase: Stillung von Blutungen = Schutz vor Verblutung (primär: Thrombozyten, sekundär: Gerinnung)
Wundheilung

Zusammensetzung des Blutes
-

pH = 7.4

Relativ Konstante Zusammensetzung:
-

Blutvolumen: 70ml/kg im Mann & 65ml/kg in
der Frau (Unterschiede aufgrund unterschiedlicher Gehalt
an nicht gut durchblutetem Fettgewebe; Frau > Mann)
o
Pro 5Liter Blut: 40% Zellen, 60%

Hk

Plasma ( durch Zentrifugation getrennt: Erys
setzen sich am Boden im Blutröhrchen ab,
blassgelber Überzug = buffy coat sind Thrombys, wässriger Bestanteile = Plasma)

o

o

Zelluläre Bestandteile:
 25x1012 Erythrozyten (99% aller Zellen)
 15x1011 Thrombozyten
 3x1010 Leukozyten
Bei 5l Blut (ca. 70 kg Pers.) sind ca. 2.8l Plasma: aus:
 90% Wasser,
 10% Elektrolyten & Proteine & niedermolekulare Stoffe

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160923

190g Proteinen entsprechen 2/3 der 10%, rest niedermolekulare Stoffe
(z.B. Vitamine, Nähstoffe) & Elektrolyte ( Blut ist mit Proteinen gesättigt,
präzipitiert oft ein wenig, es passen nicht mehr Proteine rein!)

o

190g Proteine:
 Albumin (sehr viel),

Globuline (Immunoglobuline!),

Fibrinogen
 Albumin erhöht die Löslichkeit von Stoffen ( Transportprotein) & sorgt sich um die
Aufrechterhaltung des kolloidosmotischen Druck

2. Blutplasma
Blutplasma erhält man durch Zentrifugieren von ungerinnbar gemachtem Blut. Serum hingegen wenn Blut einfach
stehen gelassen wird & koaguliert. Im Serum fehlen gerinnungsaktive Proteine hauptsächlich Fibrinogene, die im Koagolat sind. Für einen
Arzt ist es also wichtig zu wissen welche Parameter im Serum & welche im Plasma gemessen werden können.

-

Plasma: 90% Wasser; 10% gelöste Stoffe.

Plasmaproteine: Sehr viele verschiedene Proteine im Blut  historische Auftrennung
mittels Papierelektrophorese (Unterschiedliche Ladungen der Proteine werden ausgenützt um sie nach
Ladung zu sortieren, Wandergeschwindigkeit proportional zur Ladung) lieferte 5 Grobfraktionen:
Albumin
 Quantitativ am bedeutendsten ( riesiger Peak)
 Wichtig für KOD  Hält Wasser im Kreislauf zurück
 Kann nicht ins Interstitium diffundieren & ist dort nicht
vorhanden ( bildet nicht permeable neg. Ladung im Intravasalraum)
 Wichtige Proteinreserve & Transportprotein z.B. für FS & Ca2+
o α1- Globulin
 Prothrombin (= Gerinnungsfaktor ll)
o α2-Globulin
o β-Globulin
 Apo-Transferin (= eisenbindendes Protein)
 β-Lipoprotein (= Transport von Cholesterin, Cholesterinestern, Phosphoglycerin & TAG)
o γ-Globulin
 Immunoglobuline (IgG, IgM, IgA, IgE, IgD)
heute werden diese klassischen Proteinklassen viele Vertreter zugerechnet. Z.B. auch Transcortin
(= cortisolbindendes Globulin), Transcobalamin (= Vitamin-B-12-bindendes Globulin)
o

-

Zentrale Funktionen: Transportproteine, Abwehr-& Gerinnungsfunktion

Plasmaelektrolyte
-

-

-

Elektrolyte im Plasmawasser gelöst
Katione & Anione charakteristischen zwischen EZR & IZR verteilt. Wichtig für:
o Hohe EZ-[Na+]  Aufrechterhaltung des Extrazellulären Volumens
o Hohe IZ-[K+]  Voraussetzung für Membranpotential
Elektrolyte = osmotisch Wirksame Teilchen (= Osmolyte) erzeugen an semipermeablen
Membranen ( nur für Wasser durchlässig) einen osmotischen Druck  nach Van’t-Hoff-Gesetzt 5800
mm Hg (37°C) Aber: an Kapillaren ist dieser Druck nicht wirksam, denn Kapillarendothel für
Elektrolyte gut durchlässig, nicht aber für Plasmaproteine  nur die mittlere KOD-Differenz (25 (in
Plasma) -5 (in Gewebe)= 20 mm Hg) ist wirksam. (also haben wir einen verminderten Druck an Kapillaren)
netto muss intrazelluläre und extrazellulär ein Ladungsausgleich bestehen.

Flüssigkeitsaustuach über Kapillarmembran:
Richtung des
Stofftransports wird von herrschender Druckdifferenz zwischen Intravasalraum & Interstitium bestimmt:

Kapillarendothel hat zahlreiche Poren  Wasser + niedermolekulare Stoffe können ungehindert passieren:

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Blut - Physiologie
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Intravasale Druck fast immer höher wie extravasale Druck im
Interstitium  es besteht ein hydrostatische Druckdifferenz1 ΔP
zwischen Innen - & Aussenseite der Kapillarwand 
Auswärtsfiltration
Aber: Es gibt entgegenwirkende Kraft (also von Extra- nach
Intravasal)  osmotische Druckdifferenz Δπ (= Druck von
osmotisch wirksamen Molekülen = vor allem Proteine = Kolloiden
im Interstitium & Kapillaren)
Resultierender Druck & Wasserfluss: Abhängig davon ob ΔP o. Δπ
überwiegt. Meistens überwiegt ΔP  Überdruck drück Wasser ins Interstitium, von dort wird es
über Lymphen wieder zurück ins Kreislaufsystem gebracht. Dieser Nettoabfluss beträgt ca. 2l/Tag.

Infusion -„physiologische Kochsalzlösung“ = 0.9%ige NaCl-Lösung (9gNaCl/l (= 1000ml) Wasser), enthält ca. 154
mM Salz: Salzlösungen müssen gleichen OD haben wie Plasma  isoton. Wäre nämlich:
-

OD2 Infusionslösung > Plasma  hyperton  Wasseraustritt aus Körperzellen
OD Infusionslösung < Plasma  hypoton  Wasserfluss in Zellen  Lyse
Achtung: Lösung mit gleicher Osmolarität (= isoosmolare Lösung) wie Blutplasma nur dann isoton,
wenn Zellmembran für dieses Teilchen impermeabel ist  für Na+-Ionen erfüllt

Flüssigkeitsverteilung im Körper
-

Blutplasma: 3l
interstitielle Flüssigkeit: 10l
intrazelluläre Flüssigkeit: 30l

Flüssigkeitsaustausch zwischen den Räumen gewährleistet Homöostase in jedem
Kompartiment. Blut gehört zum Extrazellulärenraum
Austausch mit der Umwelt: zudem wird von aussen Wasser aufgenommen & von innen
abgegeben (Haut, Niere, Darm, Blase)
 2/3 des Menschen = Wasser

Aufrechterhaltung dieser Verteilung & vor allem Konstanthaltung der
Blutplasmavolumens durch: Kolloidosmotischer (onkotischen, durch Proteine
erzeugter) Druck (= KOD) bewirkt konstant Haltung des Plasmavolumens.
-

Verantwortliches Protein: Albumin bewirkt 80% des KOD (weil
kleine Molekülmasse & hohe Konzentration)
Druckverteilungen:j
o KOD Plasma: 25 mmHg
o KOD Interstitium: 5 mmHg (Proteinkonzentration im Interstitium tiefer, weil Kapillare lassen nur wenige
Proteine durch)

o

Differenz des KOD Plasma – Interstitium: Entscheidend für Flüssigkeitsverteilung:
Kolloidosmotischer Druck wirkt hydrostatischem Druck entgegen.

Klinik: Ödem: Albuminkonzentration ↓  KOD ↓  Flüssigkeitsansammlung im Interstitium z.B. bei:
-

Zu viel Albumin ausgeschieden: Nephrotischem Syndrom  kaputte Niere (Diabetes) o. Leber (Alkohol) 
Nierenversagen Filtrationsebene beschädigt Albumin im Urin  weniger Albumin im Blut
Zu wenig Albumin produziert: Proteinmangelernährung  zu wenig Protein im Blut  Symptome: Wasserbauch
(Ödem im Bauch) & Muskeldystrophie

Therapie: z.B. auch bei Schockopfern: inerte kolloidosmotisch Wirksame Substanzen, z.B. Hydroxyethylstärke werden
verabreicht.
-

In zweifacher Hinsicht gut: Flüssigkeit bleibt im Blut & wird zusätzlich aus dem Intersitium gezogen  schnellere
Vorbeugung eines Kreislaufschocks

1

Hydrostatischer Druck = Druck, von Wassersäule über Messpunkt in einer Flüssigkeit, durch Gravitationskraft erzeugt. In Füssen grösser.

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Osmotischer Druck

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Kontra: Viele Unfallopfer haben kaputtes Endothel & Hydroxyethylstärke sollte nicht unbedingt ins Intersitium
gelangen.
Auch NaCl ist möglich

Ödeme zuerst in Füssen wegen hydrostatischem Druck.

Blutvolumen
Normalwerte: (ca. 5l bei 70 kg Körpergewicht):
Männer:
70ml/kg
Frauen:
65ml/kg ( weil haben höheren, weniger stark durchbluteten Anteil an Fettgewebe)
Neugeborene: 100ml/kg
im hohen Alter: 50ml/kg
-

Normales Blutvolumen ist für Aufrechterhaltung des Blutkreislaufs notwendig da die Grösse des Blutvolumens den Druck in
zentralen Venen & dadurch das Auswurfvolumen des Herzens bestimmt. Bei zu wenig Blut sinkt der Druck  Kreislauf
kollabiert.

Blutvolumenmessung:
-

Indikatorverdünnungsmethode:
o Indikator (Farbstoff: Evans Blue o. Cardiogreen o. radioaktives Isotop: z.b. 131I-Albumin) in bekannter
Konzentration (cIndikator) in unbekanntes Volumen des Gefässsystems injiziert,
abwarten auf gleichmässige Verteilung, messen der Konzentration & Volumen
berechne:
c1 * V1 = c2*V2  VPlasma = (cIndikator * VIndikator) / cPlasma
(Vplasma = Plasmavolumen mit konstanter Menge Indikator)
 Indikator: nicht toxisch, nicht gespeichert o. metabolisiert werden, gleichmässige Verteilung, keinen Einfluss
auf Wasserverteilung

o

Achtung, ich habe jetzt das Volumen des Plasmas (das ca. 2,8l sein sollte) für die gesamt
Blutvolumenbestimmung:
- Bestimmung des Plasmavolumens mit z.B. markiertem Albumin & des Hks:
Blutvolumen = Plasmavolumen/(1-Hk).
- Hks über markierte Erythrozyten (Mit Radioaktiven Isotopen: 59Fe, 32P, 51Cr) o. mit CO
(höhere Affinität als O2, bestimmte Menge an CO wird eingeatmet, die ganze
Menge bindet vollständig an Hb, weil bekannt Menge aufgenommen wurde,
kann Blutkonzentration bestimmt werden u. daraus Volumen).

Osmose





Osmose = Wasserdiffusion (über Semipermeable Membran, z.B. Blutgefäss)
Molarität (M): Konzentration eines Stoffes in mol/l Lösung
Osmolarität: Konzentration aller Teilchen in osm/l Lösung (Konzentration aller osmotisch wirksamer Teilchen
(egal welche Stoffe o. Stoffgemische) in Lösung)

 Aber oft nicht sinnvoll, weil die AZ Teilchen auf das Volumen der Gesamtlösung
bezogen werde & z.B. im Blut kenne ich den Wasseranteil gar nicht so recht & zusätzlich.
Volumen sind Temp. abhängig
 Deshalb: Osmolalität: Konzentration aller Teilchen in osm/kg Lösungsmittel (meist H2O)
 Molalität: Konzentration eines Stoffes in mol/kg Lösungsmittel
osm ist nur abhängig von der Anzahl osmotisch wirksamer Teilchen & nicht von der Ladung und Grösse
der Teilchen!
Osmotische Konzentration (Osmolalität)
Elektrolyte:
290mosm/kg H2O (nicht wirksam, weil überall gleich viele)
Proteine:
1mosm/kg H2O (wirksam)
Plasmaproteine =
60-80g/l
 Proteine haben starken Einfluss auf Wasser
 kolloidosmotischer Druck π = ca. 25mmHg ( bei Albuminmangel entstehen Ödeme)
Ein Kolloid = Protein mit Wasserhülle (sind aufgrund der Wasserhülle nochmals viel grösser & passieren nochmals schlechte die
Plasmamembranen)

Osmotisch aktive Lösungsbestandteile bewirken osmotischen Druck π, der kann nach Van’t-HoffGleichung errechnet werden: π = R*T*cosm
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 Beispiel aus Vorlesung: Berechnung des Druckes von physiologischer Kochsalzlösung = 154 mM NaCl,
ergibt theoretisch ein 74,4m hohe Quecksilbersäule!  physiologische Druck aufgrund von
kleinmolekularen Plasmabestandteile in Gefässen müsste enorm sein  aber Endothelauskleidung ist für
kleinmolekulare Plasmabestandteile (z.B. Elektrolyte) gut durchlässig  Druckausgleich = auf beiden
Seiten herrscht der gleiche Druck.
 In Kapillaren ist also nur onkotischer Druck der makromolekularen Proteine (Endothel ist impermeabel)
wirksam. Weil Proteingehalt Blut > Interstitium, wirkt OD dem Ausstrom von Plasmawasser ins
Interstitium entgegen.


Tritt Wasser von Blut ins Interstitium  erhöht sich
relative Proteinkonz, im Plasma  OD π ↑ (Anstieg
ist überproportional! Weil wenn es viel Wasser gibt, sind Proteine
mit ihrem Wassermantel gesättigt & geben mehr Wasser ab, aber wenn
wenig Wasser gibt wird überproportional weniger abgegeben, weil



Proteine mehr Wasser anziehen  Autoregulation! ) 
Wasserausstrom wird abgebremst.
Bedeutung der Abweichung des onkotischen Drucks
des Plasmas vom Van’t-Hoff-Gesetz:
 H2O-verlust aus Plasma  OD π steigt
überproportional  Verlust von Plasmawasser
wird entgegengewirkt
 Zustrom von H20 = Plasmaverdünnung  OD π
sinkt überproportional ab (etwas weniger krass) 
Plasmaverdünnung wird entgegengewirkt
 Bewirkt Konstanthaltung des Blutvolumens &
beugt Ödeme vor.

Anmerkung
Kapillaren verbinden die Arteriolen mit den Venolen & bestehen aus nur einer Endothelschicht. In den Kapillaren findet der
Austausch von Sauerstoff & Nährstoffen zwischen Geweben (Interstitium) & Blutgefässen (Intravasalraum) statt.
Im arteriellen Schenkel treibt der hydrostatische Druck Flüssigkeiten aus dem Intravasalraum ins Gewebe/Interstitium
(Abgabe von Nährstoffen & Sauerstoff, da der hydrostatische Druck den osmotischen Druck überwiegt  Blutdruck hoch).
Im venösen Schenkel sorgt der hohe onkotische osmotische Druck für die Rückresorption der Flüssigkeit aus dem
Interstitium in den Intravasalraum (Aufnahme von Abfallstoffen, da der osmotische Druck höher als der hydrostatische
Druck ist, Blutdruck nimmt von arteriellen Schenkel zu venösem Schenkel aufgrund von Reibung ab).
Entlang der Kapillare nimmt somit aufgrund des Austritts von Flüssigkeiten/Ionen, der onkotische, osmotische Druck zu &
aufgrund der Reibung nimmt der hydrostatische Druck ab. Somit ist der Filtrationsdruck am Ende der Kapillare kleiner.
-

Arterieller Schenkel: Wasseraustritt ins Interstitium durch hydrostatischen Druck (pKap) ausgelöst
Venöser Schenkel: Wassereinstrom durch onkotisch osmotischen Druck (πKap) ausgelöst

3. Erythrozyten
-

-

Durchmessen: 7,5 μm
Dicke: 1,5 μm
o Abmessungen variieren innerhalb der Zellpopulation einer Blutprobe erheblich
& Durchmesserverteilung entspricht einer glockenförmigen Verteilungskurve.
Form:
 In isotoner Lösung (z.B. physiologische Kochsalzlösung) haben die Erys ihre gewohnte
bikonkave Form (= Diskozyten), nach Zellkernausstossung & ist Ausdruck des
oberflächenüberschusses der Erys im verglich zu der Kugelform.  Oberflächenüberschuss ist Voraussetzung
für gute Deformierbarkeit.  in Gefässen praktisch nie bikonkave, sondern immer verformt.  möglich wegen
geringer Biegesteifigkeit der Membran & Zytoskeletts



In hypertoner Lösung schrumpfen Erys kugelige Form mit gefalteten Membran
Fortsätzen  Stechapfel-Erys = Echinozyt

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In hypotoner Lösung schwellen Erys an  = Ghosts (H2O strömt in die Erys,
schwellen an & platzen, Hb geht ins Plasma, Reste der Erys bleiben als Ghosts zurück)

Zytoskelett:
o Zellmembran mit Transportproteinen für vor allem Glucose
(GLUT1) & H20, aber auch Banden-3-Protein = Cl-/HCO3-Austauscher (häufigste Transporter) ist wichtig




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Anion-Austauscher für das Bicarbonat, CO2 wird zu Bicarbonat
konvertiert & über Lunge abgeatmet, 2,3-Bisphosphoglycerat wird
auch über Hypoxie reguliert

o
o

Über Ankyrin sind Spektrinmoleküle in Membran verankert
Spektrinmoleküle sind untereinander über Banden-4.1Protein & Aktin verbunden

o

Auf Membranaussenseite auch Blutgruppenantigene!

osmotische Resistenz
 ziemlich stabile Membranen  Erys können relativ starkte osmotische
Schwankungen im Umgebungsmillieu aushalten:
o physiologische Kochsalzlösung = 0.9%ig
NaCl-Lösung  9 g/1000ml = 9 g/l = 0.009
g/ml = 0.9%
o erst bei der etwa der Hälfte der
physiologischen Konzentration von 0.9%
NaCl, d.h. bei einer hypotonen wässrigen
Lösung mit 4.3g/l NaCl = 4.3g/1000ml = 0.43
sind etwa 50% der Erys in einem gesunden
Menschen hämolysiert.
o & bei 0.54 % also bei nur noch 4.5g/l NaCL
sind noch praktisch alle Erys intakt.

 Achtung: isoton ist nicht gleich isoosmolar, je nach
Membranpermeabilität! Nur wenn keine Permeabilität vorhanden ist, sind isoton und isoosmolar das
Gleiche!
 Funktion: Gastransport & pH-Puffer
 Hb ist wichtig für Gastransport im Blut (O2 & CO2) & Hb ist auch ein wichtiger pH-Puffer
(bindet Protonen)
 Bildung:
 Aus hämatopoetischen Stammzellen im Knochenmark praktisch ausschliesslich unter Einfluss
von Erythropoietin (= homodimeres Glykoproteinhormon)
 EPO wird in Nieren produziert
 EPO-Genexpression ↑ bei Gewebehypoxie in der Niere (z.B. bei Höhenaufenthalt)  mehr EPO
produziert  mehr Erys entstehen  mehr O2-Transport.
 EPO verhindert Apoptose der Vorläuferzellen
von Erythrozyten & regt sie zu Proliferation &
Differenzierung an
Autoreguliert:  je mehr Hb synthetisiert worden
ist, desto tiefer ist die EPO-Empfindlichkeit (EPO
wird nicht mehr unbedingt gebraucht)
 solange die Vorläuferzellen noch Kern und Organellen haben, wird Hb synthetisiert
o Männer und Frauen haben nicht gleich viel EPO, da die Menge gering durch
Sexualhormone reguliert wird




Klinik: Anämie chronisch Nierenkranker kann mit rekombinantem humanen Erythropoietin korrigiert werden (Leber
produziert auch etwa 10% der totalen Menge)

Umsatz:
 Bildungsrate: 200x 106 Erys/min
 Konzentration:
o Männer: 5x1012 Erys/Liter,
o Frauen: 4.5x1012 Erys/Liter

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Lebensdauer:
o 110-130 Tage & ca. 400 km "Schwimmdistanz"
Abbau: Phagozytose durch Makrophagen in Milz (retikuloendotheliales System, sieben sowohl
viele alte wie auch sehr junge Erys aus)



Stoffwechsel:
 Kernhaltige erythrozytären Vorläufer: oxidative Energiegewinnung & Proteinsynthese
 Reife Erys: anaerobe Glykolyse (Glucose aus Blut über GLUT1) produziert ATP, NADH & in PPW
NADPH
 Reduktionsstoffwechsel:
o

NADH für Reduktion des ständig autoxidativ (Fe2+  Fe2+) entstehenden Methämoglobin

o

NADPH für Rückreduktion von Glutathion (= GSH, γ-L-Glutamyl-L-Cysteinylglycin)










GSH ist leicht oxidierbar (gibt H’s ab & reduziert AS) & schützt intrazelluläre
Proteine mit SH-Gruppen (z.B. Cysteine) vor Oxidation (weil es sie reduziert), vor
allem Hb
Braucht ATP für Synthese
Hat freie Thiolgruppe: SH-Gruppe am Cystein
Aufrechterhaltung des reduzierendes Milieu – Redoxfunktion:
Glutathion Peroxidase (Se) katalysiert Entschärfung von Wasserstoffperoxid,
welches durch Protonierung des Superoxidradikals entsteht, durch Oxidation von
reduziertem GSH wird Wasserstoffperoxid zu Wasser reduziert.

Parameters aus Blutentnahme:
3 Klassische Werte
o Hämatokrit: relativer Anteil zellulärer Elemente am Gesamtvolumen des Blutes (überwiegend
durch Erys bestimmt. Zellen haben höhere Dichte wie Plasma, sedimentieren bei Zentrifugation von ungerinnbar
gemachtem Blut. Nach vollständiger Sedimentation entspricht Höhe der Zellschicht in Relation zur Gesamthöhe (mit
Plasma) der Säule in Glaskapillare dem Hämatokrit) Bis zu 2% Plasma bleiben zwischen Erys „gefangen“ deshalb wird
Hk auf diese Weise zu hoch angegeben.



Normwerte: Mann: 45%, Frau: 42%



Hk ändert sich vor allem mit Erykonz. Im Blut, abhängig von Erymenge & Plasmavolumen ab.



Klinik:
Polyglobulie = Erhöhung des Hk (auch Hb) aufgrund:
 Erythrozytose (EPO(un)abhängig), z.b. Höhenaufenthalt
 Hypoxie
 Anschwellen der Erys
 Dehydratation ( erhöhtes Plasmavolumen)
Anämie = Senkung des Hk (auch Hb)
 durch Schrumpfen der Erys,
 Blutverlust
 Hydration ( reduziertes Plasmavolumen)
 Eisenmangel
o Hämoglobin: Sauerstoffbindendes Protein
 OxyHb = rot (arteriell)
 DesoxyHb = blau (venös)
o Erythrozytenzahl
Erythrozytenindizes
o Mittleres zelluläres Volumen (MCV): Hk/Erys (ca.90fl) (fl = Fentoliter = 10-15)

Hk

( Zellvolumen geteilt durch AZ Erys gibt mittleres Volumen der Erys, oder Zellen allgemein)

o

Mittleres zelluläres Hämoglobin (MCH): Hb/Erys (ca.30pg) (pg = Picogramm = 10-12)

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( Hbmasse, durch alle Erys, gibt mittlere Hbmasse je Ery)

o

Mittlere zelluläre Hb-Konzentration (MCHC) ( nicht so wichtig): Hb/Hk (ca.340g/l Erys)
( Masse des Hämoglobins durch Prozentualen Anteil an Zellen am Gesamtvolumen, gibt die Masse an Hb je Liter
Erys an)


-

Erythroztenkonzentration Ery kann in Neubauerzählkammer mit Mikroskop ausgezählt
werden.
Hämoglobin & Oxymetrie
o Absorptionsspektren des Hb:
sichtbar: (400nm – 800nm)
 OxyHb: rot (absorbiert grünblau), hat im sichtbaren
Bereich ein doppelgipfliges
Extinktionsmaximum ( Eselsbrücke: 2 O2 gebunden
& 2 Peeks



o
o

Desoxy-Hb: blau (absorbiert gelb), hat nur ein
einfaches Absorptionsmaximum
Ultraviolett
 400 nm: Soret-Bande
 Durch konjugiertes pi-System des Prophyrin
der Hämgruppe
Infrarot
 Pulsoxymetrie (weil infrarotes Licht dringt
tiefer ins Gewebe ein.)
Kreuzungspunkte der beiden Absorptionskurven = Isobestischepunkte, da wird HbKonzentration bestummen. ( siehe auch Hb Gloor)
Hb-Normwerte:
 Mann: 150-160g/l
 Frau: 130-150 g/l (Frau hat weniger, primär wegen Monatsblutungen, auch wegen Eisenhaushalten
& wegen Sexualhormonen)



Fetus: 160-220 g/l

In einem Laborexperiment kann ich damit die die Sauerstoffsättigung berechnen:
-

Zuerst werden Erys lysiert (z.B. mit Saponin), dadurch wird Häm frei. Durch Lyse wird Streuung
verhindert o. gesenkt. (Streuung von schrumpeligen Erys am grössten, je runder die Erys, je grösser der Streuungsradius,
trübe)

-

Einschub: Streuung erkenne ich durch Trübung, bei vollständiger Lyse sollte ich keine Trübung
mehr haben.
Durch Lyse wird Streuung eliminiert, Absorption als nur von HB  mittels Lambert-Beer kann
Konzentration berechnet werden

-

Es wird noch Absorption bei einer Wellenlänge nahe des Infraroten Bereiches genommen für das Austarieren, der Extinktion
durch Streuung, falls es doch geben sollte, vorgehen untern aufgeführt.

-

Im Praktikum, wird Röhrchen auch ganz dünn sein = kurzer Lichtweg)

-

Es gibt auch noch andere Spektren, z.B CO  vom Gerät im Praktikum auch gemessen 
Interessant bei Rauchern  haben 8-10% weniger Hb = entspricht einer Blutentnahme
5 Werte werden von Gerät im Praktikum gemessen:
o Hb-Co
o MetHb  oxidiertes Hb mit Fe3+ bindet keinen O2  Wert gibt einen Hinweis ob
reduzierende Mechanismen im Ery gut arbeiten  Erys wenden viel ATP dafür auf.
o Hb
o HbO2
o Streuung
o Hb-konzentration wird berechnet vom Gerät

-

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Am Menschen ist das Problem jedoch, dass wir die Dicke des Blutgefässes nicht kennen, als das „d“ für
die Berechnung mittels Lambert-Beer und somit können wir die Konzentration des Hb im Blut nicht
berechnen.
Bei der Pulsoxymetrie wird deshalb nur das Verhältnis gebildet. Das geht wie folgendermassen:
-

-

-

Absorption bei 940 nm wird gemessen. Bei dieser Wellenlänge haben HbO2 & Hb etwa dieselbe –
Absorption & mit der Messung der Absorption messe ich die Gesamtabsorption des Hb = Hbtotal
Dann wird die Absorption bei 660 nm gemessen, hier absorbiert praktisch nur DesoxyHb  ich
habe Absorption von DesoxyHb
Wenn ich jetzt Hbtotal-DesoxyHb rechne bekomme ich das Oxy-Hb
Ich kann den Absorptions-Bruch: Oxy-Hb/Hbtotal bilden und erhalte den Teil der Absorption die
durch OxyHb zustande kommen, ganz ohne die Kenntnisse der Hb-Konzentration.
Tarierung: Dazu kann noch eine dritte Absorptionsmessung ohne die Strahlung der
Messlichtquelle durchgeführt werden. Nur das Umgebungslicht wird gemessen. Nachher kann
dieser Wert von Messwert abgezogen werden. Weil Messgerät misst Differenz der Intensität des
losgeschickten Lichtes & Empfangenenlichtes, wenn sich dann unter den beiden Messungen
etwas Infraroteslicht aus der Umgebung beimischt wird das Resultat verfälscht.
Im Finge der Person gibt es Venen & Arterien & noch das ganze Umliegende Gewebe & alles
Absorbiert. Zusätzlich haben gewisse Leute vielleicht grössere Gefässe, andere mehr Fett, um das
alles zu vernachlässigen wird nur die arterielle O2-Sättigung gemessen.
Wie funktioniert das:
Wegen Herzschlag pulsieren arterielle Blutgefässe  Weg des Lichtes durch das arterielle Blut
ändert sich  für beide Wellenlängen kann das Gerät Verhältinis vom maximalem Wert der
Lichtintensität zu minimalem Wert bilden & nur die Differenz der beiden Werte nehmen. Damit
wird Ergebnis unabhängig von Lichtabsorption des umgliegenden Gewebes & nur bestimmt durch
Verhältnis von oxygeniertem zu desoxygeniertem Hb im arteriellen Blut.

Wo: mit Sättigungsaufnehmer = Clip an Finger, Zeh o. Ohrläppchen
Wie:
-

Sensor hat auf der einen Seite zwei in einem definierten (Infra-)Rot-Bereich leuchtende
Lichtquellen & auf der anderen einen Photodetektor.
Licht dringt in das Gewebe ein & wird auf dem Weg zum Sensor durch das Gewebe, Blutgefäße &
Blut teilweise absorbiert.

Normwerte:
-

Beim Gesunden: arterielle O2-Sättigung: 96100%

ε: molarer Extinktionskoeffizient (= Materialkonstante);
definiert als die Extinktion (Abschwächung einer Strahlung beim
Durchqueren eines Mediums, durch Prozesse wie Absorption, Streuung,
Beugung & Reflexion)

einer 1 molaren Lösung bei einer
bestimmten Wellenlänge (l * mol-1 * cm-1)

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Anämien
 Anämie liegt vor, wenn Indizes unter den Normwerten liegen
 Erhöhtem/erniedrigtem Zellvolumen (MCV)  makrozytäre/mikrozytäre Anämie
 Erhöhter/erniedrigter Hb-masse/Ery (MCH)  hyperchrome/hypochrome Anämie
(chrom. Kommt von Licht, also je mehr absorbiert wird)

Makrozytäre, hyperchrome Anämie/Perniziöse Anämie (=historischer Name)



MCV & MCH ↑ (insgesamt gibt es aber trotzdem zu wenige Zellen)
Ursache: Monate o. jahrelanger Folsäuremangel3 & VitB12-Mangel
 Beide Stoffe wichtig DNA-Synthese  Mangel  Mitosestörung (vor
allem bei schnell teilenden Knochenmarkszellen sichtbar, es geht länger bis Zellen sich
teilen, sind deshalb grösser) verringerte Mitose der Vorläuferzellen bei

gleichbleibender Hb-Synthese (pro Zelle mehr Hb, weil bleiben länger in den Hb
synthetisierenden Vorstufen verharren)



 aufgrund von fehlendem Intrinsic Factor (genetisch, wichtig für
Aufnahme im Dünndarm) o. rein pflanzlicher Ernährung wird zu wenig
VitB12 (=Cobalamin = extrinsic Factor) resorbiert
Symptome: vorzeitige Alterung

Mikrozytäre, hypochrome Anämie/Eisenmangelanämie





MCV & MCH ↓ (zu wenige Erys und zu wenig Hb)
Ursache: Störungen der Hb-Synthese aufgrund von Eisenmangel (z.B. bei starkem Blutverlust bei
Mens o. Innerenblutungen)
 Mitose (DNA-Synthese) ist normal, aber zu wenig Hb wird synthetisiert
Symptome: Schweratmung, allgemeine Blässe, Abgeflachte, brüchige Nägel

Geringe Blutverluste können schon zu Eisenmangel frühen  Eisenbilanz des Körpers:
-

Vom Gesamteisen: 1000mg + 300mg + 2500mg + 20 mg = ca. 4g sind
o 1/3 in Speichereisen (Ferritin = Hämosiderin) & Myoglobin & Häm-Eisenproteine (z.B. Cytochrom c,
Atmungsenzym) gebunden, kommt in allen Zellen vor,  Speicher etwa 1000 mg

o
o

2/3 im Erythrozyt als Hämoglobineisen ( Das erste was bei Eisenmangel betroffen ist sind Erys), in 1g
Hb sind 3.4 mg Eisen
Pro Tag können nur eine beschränkte Menge an Eisen resorbiert werden, es gibt eine
Resorptionslimitte von 1 bis aller max. 5mg pro Tag ( weil evolutionsgeschichtlich, hat Körper
keinen regulierbaren Ausscheidungsweg entwickelt  somit kann bei zu viel Eisen nicht vermehrt abgegeben
werden, bei zu wenig Eisen jedoch auch nicht vermindert abgegeben werden)

Eisen wird über Transportprotein (im Blut Transferin) durch den Körper transportiert
o Kommt nie frei vor freies Eisen ist toxisch  würde sofort oxidiert werden
durch Sauerstoff  Radikalbildung  deshalb immer an Proteine gebunden.
o Wenn die Erythrozyten über Milz abgebaut werden, landet Eisen im Plasma wird zum KM
gebrauch und steht neugebildeten Erys zur Verfügung.
Transferrin & Ferritin
 Funktionelles Eisen als Fe2+ an Proteine gebunden & als Fe3+ in Speicherform
o Transport über Membranen nur in Fe2+-Form möglich, aber Fe2+ bildet mit H2O2
hochreaktive Hydroxylradikale, deshalb vermeidet der Körper das Freiwerden von Eisen.
o Speicherung in Zelle: als Fe3+ in Feritin
 In allen Zellen vorhanden, riesiges Protein 440 kDA/24UE
 Stöchometrie: 4500 mol Fe/mol Feritin  mit geringer Affinität  Eisen soll gut
aufgenommen & auch wieder abgegeben werden.
 Sammelt alles Eisen & bildet Käfig darum herum
 Plasmaferritin = bester Indikator für Gesammteisenbestand im Körper,
o

3

Folsäure & Vit.B.12wichtig für Purinsynthese: Folsäure Tetrahydrofolat  Purin (A+G), wird von Vit.12.-abhängigem
Enzym katalysiert.

Blut / Immunsystem

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10

Blut - Physiologie

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o
o

-

-

-

-

Da Zellen dauernd absterben & umgesetzt werden & immer ein bisschen vom Zellinhalt im blut
zurückbleibt, kann man heute Ferritingehalt im Blut messen  Empfindlichster Indikator für
Eisen ist also Ferritin welches mehr o. weniger zufällig ins Plasma gelangt)

Diagnostischer Wert:
o Mann: 30-300 ng/ml
o Frau: 20-220 ng/ml
o Eisenmangel < 30 ng/ml
o Hämachormatos > 700 ng/ml
Für Mobilisierung durch Ferritinreductase wird Fe3+ in Fe2+ reduziert, aber noch an der
Membran direkt wieder zu Fe3+ oxidiert mittels der Ferroxidase
& für den Transport als Fe3+ an Transferrin gebunden
 Glykoprotein, 80kDa
 Transferrin nur etwa zu 20-30% gesättigt  macht Sinn, es muss immer auch
„freies“ Transferrin vorhanden sein um Eisen zu binden.


o

160923

Bindet mit hoher Affinität, Eisen darf nie frei vorkommen!

 2mol Fe/mol Tf & zusätzlich noch ein HCO3- gebunden
Im Erythrozyten (Hb) bindet Sauerstoff an zweiwertiges Eisen
 dreiwertiges Eisen = MetHb

Hepcidin ist ein Leberprotein & reguliert Ferroportin (Transporter für
Abgabe von Eisen aus Zellen ans Blut, z.B. Makrophagen bauen ja Erys ab &
erhalten daher viel Eisen).
Ferroportin vorhanden  [Fe] im Blut ↑
Viel Fe & O2 im Blut vorhanden  Hepticin ins Blut abgegeben  Hepticin
inhibiert (o. bewirkt Degradation von Ferroportin in Zellinnerem) Ferroportin  Eisen
bleibt intrazellulär gebunden (bessere Eisenspeicherung)
EPO ↑ im Blut  Hepcidin inhibiert  Eisenabgabe ans Blut, da für
Erythropoiese Eisen gebraucht wird.
Regulation in Leber: Wenn in Leber viel Eisen vorhanden, produziert sie mehr Hepcidin  Kein
Ferroportin mehr, Eisen kann nicht mehr abgegeben werden.
o
Unter Umständen nehmen wir Eisen auf, es hat aber gerade kein Ferroportin um es in
Blutbahn zu überführen, bleibt in Zelle. Zelle stibt nach ein paar Tagen ab  Eisen
wurde nie in Blutbahn aufgenommen.

Rheologie
Rheologie = Strömungseigenschaft des Blutes
- Erys in Blut sehr hoch konzentriert  haben grossen Einfluss auf Fliess-Eigenschaften &
besonders Viskosität & damit Strömungswiderstand ( Hagen-Poiseuille-Gesetz)
o Polyglobulie(= Erhöhte EryAZ): Hk ↑  Viskosität ↑  Widerstand ↑  Kontraktilität des
Herzens wird erhöht  Widerstandserhöhung in der Peripherie  Belastung für Herz ↑
(HZV ↑)
- Deformierbarkeit & Aggregationsneigung der Erys ist Ursache für nichtnewtonsches
Fliessverhalten des Blutes  Viskosität ändert sich je nach Strömungsbedingungen.
- Bei Erhöhung des Hks (z.B. durch Höhenaufenthalt, EPO-Doping) nimmt die Viskosität des Blutes
exponentiell zu:
Blut / Immunsystem

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160923

o

bei kleinerem Gefässdurchmesser (Kapillare) nimmt die Viskosität mit Zunahme des Hks
weniger zu als bei grossem Gefässdurchmesser! ( auf ersten Blick unlogisch, das ist wegen

o

Wird Hk (bei Sportlern z.B. durch Doping) erhöht, kann mehr
O2 transportiert werden, aber die Viskosität wird
erhöht. Je dickflüssiger das Blut, umso mehr muss
das Herz leisten  gesteigerte Herzaktivität
 mehr Arbeit wegen erhöhtem Druck

dem Fahraeus-Lindqvist-Effekt ↓))

Spitzensportler haben trainiertes Herz & können damit mehr Leistung
des Herzens kompensieren & erhöhter Sauerstoffgehalt ist für sie
tatsächlich von Nutzen, aber nur bis zu einem bestimmten
Prozentsatz  sonst plötzlicher Herzstillstand!

Wird Hk gesenkt gibt es weniger Erys, das Blut daher
nicht so viskös, dafür wird weniger Sauerstoff
transportiert pro Einheit und somit muss das Herz
mehr arbeiten, dass die gleiche Menge Sauerstoff transportiert werden kann wie bei
normaler Ery-Anzahl
3. Erythrozyten
 mehr Arbeit wegen zu wenig Sauerstoff
pro
„Pumpen“
3.5
Rheologie
 Es muss also ein HK-Optimum geben:
HK-Optimum: Theoretische Kurve (die Kurve bezieht sich auf ein theoretisches
Hk-Optimum
Herz, dass seine Pumpleistung nicht anpassen kann, also nicht stärker werden
kann.)
Ausgangslage:
o Blutviskosität steigt mit exponentiell mit
zunehmendem HK
o O2-Konzentration im Blut steigt linear mit
zunehmendem Hk
Beide Kurven werden zu einer theoretischen Kurve
zusammengefasst  mit zunehmendem Hk steigt zuerst die O2Transportleistung, erreicht ihr Optimum & sinkt dann, weil Herz
weniger leistet kann:
o Bei zunehmendem Hk  zunehmende Viskosität (oben
rechts) Herz kann weniger leisten  trotz
zunehmender O2-Konzentration nimmt die Versorgung
der Gewebe wieder ab
o Bei tiefem Hk kann Herz zwar mehr pumpen dank
geringerer Viskosität, aber durch tiefen Hk  auch niedrige Sauerstoffversorgung in den
Geweben.
 theoretisches Optimum liegt leicht unter physiologischem Optimum, bei dem der etwa einer
anamischen Frau entspricht, kann zwar weniger O2 transportieren aber dafür ist das Blut flüssiger &
muss gegen geringeren Widerstand befördert werden.
 physiologisches Optimum ist bei einem etwas höheren Hk, weil sich das Herz etwas anpassen
kann & auch bei einem leicht höheren Hk, das Blut effizient in die Peripherie pumpt, deshalb
überwiegt der Nutzen eines erhöhten O2-Transportes. 3. Erythrozyten
3.5 Rheologie
Fahraeus-Lindqvist-Effekt
o

-

-

-

Erys passen sich der Strömung im Blut an  haben Tendenz in der MitteFåhraeuszu schwimmen
( Axialmigration)  es gibt zellarme Randströmung  es entsteht eineLindqvist
marginaleEffekt
„Schmierschicht“ mit viel Plasma & wenig Erzy am Gefässrand.
o Kleine Gefässe (Durchmesser = dem eines Erys)




 Reibungswiderstand wird durch
„Schmierschicht“ stark vermindert,
Erys nehmen paraboloide Form an, es passt nur ein
Ery nach dem anderen durch das Gefäss durch, sie
können weniger wechselwirken, hat Plasma
zwischen den einzelne Erys,
 Strömungswiderstand ↓
38

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Blut - Physiologie

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Grössere Gefässe
  Reibung der strömenden Zellen aneinander (durch
Wechselwirkungen) nimmt zu,
 Erys lagern sich geldrollenartig („rouleaux“) zusammen,
während Grösse der „Schmierschicht“ etwa gleich bleibt
 Blutviskosität ↑
 Fahraeus-Lidqvist-Effekt = Ursache dafür, dass Blutviskosität in
englumigen Gefässen deutlich niedriger ist als in grosskalibrigen Gefässen. 
Blut geht noch durch kleine Kapillaren, aber nicht mehr durch die grossen
Gefässe!
Ausnahme: Fällt der Durchmesser unter 5 μm kommen die Erys nicht mehr
durch, da sie sich nicht so stark verformen können: Blut staut an = sehr hohe
Viskosität.
Durch die Verformung lagert sich in den Kapillaren mehr Plasma zwischen die Zellen
 Hk Messung eher zu tief
Durch das Zusammenkleben der Erys hat es in Venen weniger Plasma zwischen den
Zellen  Hk Messung eher zu hoch.

160923

o

"rouleau" Erys -->Viskositätserhöhung
in Venen

Paraboloideform in Kapillaren, durch

-

Verformung, kleben Erys nicht mehr
BSG = Blutkörperchen Senkungsgeschwindigkeit (Zwischenbemerkung vom Prof.)
zusammen --> Viskosität sinkt
- Vorbehandlung des Blutes:
o Um die Senkungsgeschwindigkeit zu messen, muss das Blut mit Citrat (bildet Chelator, um das
Ca2+ & ohne Ca2+ keine Blutgerinnung, EDTA ist ein künstlicher Chelator) o. Heparin (deaktiviert ein
Gerinnungsfaktor) behandelt werden (Glas des Röhrchens sieht für Thrombys wie Umgebung aus) 
Gerinnung verhindern
o Blut stehen lassen & nach bestimmter Zeit (1-2h) wird Überstand gemessen  Wert gibt
Auskunft darüber wie schnell Erys absinken  je nach Krankheit ist Sinkverhalten
unterschiedlich
Prinzip: Erythrozyten sinken auf den Boden, Leukozyten & Thrombozyten schwimmen auf den
Erys & Plasma schwimmt ganz oben auf
 Erys haben die höchste Dichte der Bestandteile im Blut

-

-

-

Messung des Ery-freien Überstandes
 Frau: 8-10mm (Frau hat weniger Erys als Mann)
 Mann: 3-6mm
Hinweis auf Krankheit: Aggregate von Erys (zB bei Entzündung durch Ig, Fibrinogen oder Acute Phase Reactants 
Zeichen auf Gewebezerstörung) sinken schneller, auch bei vermindertem Hk sinken Erys schneller
 BSG erhöht
Bei Anämie (zu wenige Erys), mehr Albumin oder bei perniziöser Anämie sinken Erys langsamer
 BSG tief
Zellulärer Anteil des Blutes = Hämatokrit bzw. Erythrokrit
 aufgrund der hohe Konzentration an Erythrozyten könnte anstatt Hämatokrit auch Erythrokrit
verwendet werden Erys bestimmen aufgrund ihrer hohen Konzentration auch die
Fliesseigenschaften des Blutes (rheologischen Eigenschaften)
 somit steigt bei einer Hämatokritzunahme die Viskosität des Blutes stark an, damit nimmt
auch die Belastung des Herzens zu und es kommt zu einer Verminderung der
Sauerstofftransportleistung

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160923

Thrombozyten und Wundheilung
Hämostase = Fähigkeit des Blutes eine Blutung zu stillen. Beinhaltet Blutstillung & Blutgerinnung.
Überblick:
Jede Verletzung ist durch eine Blutung charakterisiert.
Primäre Hämostase (zelluläre)
-

Dauer: Sekunden bis Minuten
Involviert:
o Vasokonstriktion (myogen)
o Thrombozyten bilden einen primären Thrombus
 einschichtige Lage von Thrombozyten am verletzten
Punkt
o Thrombozytenaktivierung (Thrombozyten am Verletzungsort ruft noch mehr
Thrombozyten herbei)

Sekundäre Hämostase (humorale)
-

Dauer: mehreren Minuten
Involviert:
o Blutgerinnung
 viele Thrombozyten werden über Fibrin zusammengelagert
Wundheilung
-

Dauer: einigen Tagen
Involviert:
o Fibrinolyse (Abbau des Thrombus)
o Immunabwehr.
o Reepithelialisierung und Immunabwehr
o Bindegewebsretraktion (Schliessen der Wunde)
o Angiogenese (Wunde muss wieder normal durchblutet werden)
Schlussendlich ist meistens noch eine Narbe vorhanden, weil sich die Kollagenen nicht mehr genau gleich
anordnen.
Thrombozyten
-

Ruhende Thrombozyten: kleine bikonvexe Scheibenform, werden aus
Abschnürungen der Megakaryozyten im KM (Thrombopoetin) freigesetzt
o Besonderheit: Ringförmiges Zytoskelett (viel Aktin, können deshalb Form
ändern), sind Speichersäcke für unterschiedliche Granula
o Innerer Aufbau:
 haben keinen Zellkern ( d.h. keine Proteinsynthese), jedoch viele Organellen (z.B.



Mitochrondrien, also β-Oxidation zur Energiegewinnung noch möglich)
Zytoskelett vorhanden

besitzen Granula (α & β)
 α-Granula = Speichervesikel (diese Stoffe stammen z.T. aus dem Blutplasma & sind
über offenes kanalikuläres System in die Plättchen gelangt. Werden während
Thrombozytenaktivierung sezerniert)



 mit Gerinnungsfaktoren: Fibrinogen,
 & Klebstoffe: Thromospondin & vWF
 & Wachstumsfaktoren PDGF4, VEGF5, bFGF6
komplexes internes Membransystem aus 2 Teilen:
 dichtes tubluäres System
 Ca2+-Speicher

4

PDGF: platelet-derived growth factor
VEGF: vascular endothelial growth factor
6
bFGF : basic fibroblast growth factor
5

Blut / Immunsystem

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160923



-

offenes Kanalsystem
 = OCS , schafft Verbindung zwischen Zytosol & Umgebung,
 Aussenmembran in das Innere der Thrmobys eingestülpt, haben
Rezeptoren drauf
 nach Aktivierung geben sie darüber Sekretionsprodukte ab.
Aktivierte Thrombozyten z.B. nach Stimulierung mit Kollagen:
o Ruhende Thrombys verändern innerhalb von sek bis
min ihre Form:
 Haben rundliche Form mit blasenförmigen
Membranausstülpungen auf Oberfläche 
Pseudopodien
 Verzahnen sich untereinander  sind extrem “klebrig“
 Zellen können sich zusammenlagern & mit ihren Membranen verschmelzen

Primäre Hämostase (= „profisorische“ Blutstillung)
Nach Gefässverletzung  2 Mechanismen: Vasokonstriktion &
Thrombozytenfunktion
Thrombozytenfunktion: ( Ziel ist Bildung von Thrombozytenpfropf)


1. Adhäsion
a. Bei Verletzung wird subedotheliale Basalmembran
exponiert, Flusswiderstand wird erhöht, Thrombis beweben sich
langsamer, EZM wird exponiert: Fibronecten &
Laminin & Kollagene, Kollagene sind
polyhydroxyliert ( Glas von z.B. Blutröhrchen sind ebenfalls polyhydroxiliert, deshalb passiert das Gleiche
beim Stehenlassen von BE)

 Thrombys haften sich mittels Integrinrezeptoren sofort daran:
 bilden einschichtig & reversibel Bedeckung der verletzten Stelle
i. Intaktes Endothel bildet kein Rezeptor für Thrombys & gibt Stoffe ab, die
Thrombozytenadhäsion hemmen  Ruptur: Wegfallen der Endothel-Hemmung
durch PGI2 (Prostaglandin I2, ein Eicosanoid) & NO
b. Um eine genügend feste Anbindung der Thrombys an EZM zu gewährleisten, die auch
unter Strömungsbedingungen des Blutes bestand hat ist von-Willebrand-Faktor (vWF)
nötig, vor allem in Regionen mit hohen Scherkräften, d.h in Arterien, in den Venen sind
die Kräfte geringen:
Anheftung der Thrombys an Gefässwand durch vWF (= von Willebrandfaktor wird überwieged
von Endothelzellen gebildet & ins Subendothelium sezerniert, aber ein bisschen auch im Plasma, ist mit
Gerinnugsfaktorn Vlll assoziiert), bindet an subendotheliale Kollagene & Glykoprotein GPIb/IX-



Rezeptor = V-WF-Rezeptor auf Thrombys
i. GPI, besteht aus 3 UE, Iα, Ibβ und IX
c. Adhäsion wird über weiteren thrombozytäre Kollagenrezeptor, GP Ia/IIa verstärkt
( verbindet SE-Matrix & Thrombys direkt)
2. Aktivierung (erfolgt eigentlich gleichzeitig zur Adhäsion):
o Durch Bindung der Thrombys an SE-Matrix werden sie über intrazelluläre Signale
aktiviert es kommt zur oben beschriebenen Formänderung (rund mit Pseudopodien etc.), die
eine bessere Adhäsion erlaubt
o Sie setzen Bestandteile ihrer Granula frei, die für nachfolgende Prozesse wie
Aggregation, Blutgerinnung & Wundheilung wichtig sind:
 ADP
 PAF = plättchenaktiverender Faktor
 ADP & PAF Aktivieren weitere Thrombys
 Fibrinogen
 vWF
 Fibrinogen & vWF verstärken Thrombocytenadhäsion, wichtig für
nachfolgende Thrombozytenaggregation

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160923

 Thromboxan A2 (Aus Arachidonsäure synthetisiert, Fördert Thrombozytenaggregation, Thrombygranula
entleerung & Vasokonstriktion)





 Serotonin
 Serotonin & Thromboxan A2 bewirken Vasokonstriktion der glatten
Gefässmuskulatur & bewirken verminderten Blutfluss
 Thrombospondin
3. Aggregation
Nach Adhäsion beginnt Ausbildung eines Pfropfes Thrombys müssen untereinander
wechselwirken
durch Aktivierung Umorganisation der Thromby-membran  Membraneinstülpungen werden
nach aussen gedreht  wieder sind Integrinrezeptoren wichtig  GPIIb/IIIaFibrinogenrezeptoren (Integrinrezeptor) wird an Oberfläche expimiert GPIIb/IIIa bindet an
Fibrinogen (im Plasma verhanden) & darüber an benachbarten Thrombys  ein grossen
Thrombozytenaggregat entsteht. ( Integrine können Bindung wieder lösen, deshalb reversibel)
 Aggregation wird gefördert durch ausgeschüttetes Thrombospondin (zwischen den Plättchen)
Durch Adhäsion/Aggregation wird Aktivierungsniveau der Thrombys weiter erhöht Freisetzung
in Speichergranula gespeicherten Stoffen: ADP, Thrombin, PAF (Plättchen-aktivierender Faktor, ein
Phospholipid)

Thrombin bewirkt über PLC-Signalweg Aktivierung der Phospholipase A2, Arachidonsäure wird
aus Membran freigesetzt und weiter zu… verstoffwechselt:
(& zwar bewirkt phosphorylierungen eines Rezeptors auf Oberfläche  intrazelluläre Proteine werden phosphoryliert Ca2+ aus
elektronendichten Granula wird freigesetzt  Ca2+-abhängige Phospholipase A2 aktiviert…)

 Prostaglandine PGG2, PGH2
Oder :  Zyklooxygenase-Weg  Thromboxan A2
-

4. Irreversible Aggregation
o Speichergranula wird vollständig ausgeschüttet, weitere Freisetzung von ADP &
Serotonin in Kombination mit Thromboxan A2 & PAF & vor allem Thrombospondin
bewirkt schliesslich die irreversible Aggregation bei der Plättchen unter
Membranauflösung verschmelzen. (Membranverschmelzung = irreversibel!)
- Verstärkungseffekte: Bei einigen Reaktionsschritten erfolgt eine positive Rückkopplung 
aktivierte Plättchen aktivieren neue Plättchen  lawinenartig werden mehr Thrombys in
Reaktion aufgenommen
Vasokonstriktion:
o
o

Konstriktion der glatten Gefässmuskulatur
Ausgelöst durch vasokonstruktive
Faktoren aus lokalem Gewebe &
Thrombys:

o

Evtl. auch 1. Schritt & dadurch verminderter Blutfluss &
einfachere Anheftung des primären Thrombus



Serotonin ( bewirkt in defekten
Endothel Vasokonstriktion & in gesunden
Gefässen eine Dilatation!)






ADP
TxA2
PDGF
Ca2+

Anmerkungen aus Vorlesung:




Die Reparatur einer Ruptur in einer Vene ist einfacher als diese einer Arterie
 in der Arterie sind durch die starke Strömung die Scherkräfte höher!
Bei Mangel von GPIb/IX kann die Blutung bei hohen Scherkräften nicht gestoppt werden =
Bernard-Soulier-Syndrom
Bei Mangel an GPIIIa/IIb = Glanzmannsche Thrombastenie (astenie = bleiben nicht stehen, haben
zu wenig Adhäsion)

Blut / Immunsystem

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Blut - Physiologie


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160923

Aspirin: führt zur Acetylierung der Cyclooxygenasen, welche Thromboxan herstellen. Durch die
Acetylierung wird die Cyclooxygenase gehemmt. Durch die verminderte Synthese von
Thromboxan wird die Gerinnung gehemmt. (Thromboxan auch wichtig für Fiebererhöhung) 
Acetylsalicylsäure kann also niedrig dosiert sinnvoll sein um Thromboserisiko zu vermeiden.

 Weisser Thrombus: Aus vorbeiströmendem Blut werden immer mehr Thrombys in Aggregat eingefangen  Schneballeffekt  Bildung
eines weissen Thrombus (weil ohne erys) der Gefässdefekt vollkommen abdichtet.

Sekundäre Hämostase (durch Gerinnungsfaktoren des Plasmas, thrombinkatalysiete Umwandlung von
Fibrinogen zu Fibrin)
(durch Druck könnte der Thrombus wieder abgelöst werden  Embolie: Thrombus wandert ins Herz & geht dann in die Lunge, da kommen
zum erste Mal kleine Gefässe vor, Thrombus kann die kleinen Gefässe verstopfen, oder nach dem Herzen ist der nächste Filter mit kleinen
Kapillaren das Gehirn. Um eine Thrombose zu vermeiden muss Thrombus unbedingt verfestigt werden & später in der Wundheilung richti
abgebaut werden.
-

Hämostatischer Pfropf (↑) bewirkt vorläufige Blutstillung  für dauerhafte Verschliessung wird sekundäre Hämostase
gebraucht, durch die am Ende ein roter Abscheidungsthrombus, der Erys & Leukozyten enthält, das Gefäss vollständig
verschliesst.

-

System von zahlreichen Gerinnungsfaktoren, die sich durch Proteolyse gegenseitig aktivieren. (
Biochemie), (inaktive Vorstufen = Zymogene wird durch Abspaltung von Peptiden zu den aktiven Gerinnungsfaktoren)





In der kompletten Gerinnungskaskade ist der Einfluss von Calcium sehr wichtig!
 Calcium fördert die Gerinnung
 will man Blut ungerinnbar machen: Zugabe von Calciumchelatoren = Gerinnungsinhibitoren
z.B. EDTA
Kurzfassung der Gerinnungskaskade:
o Prothrombinaktivator wandelt das Proenzym
Prothrombin in Thrombin um (Ca2+ - abhängig)
o Thrombin spaltet aus löslichem Plasmaprotein
Fibriongen Fibrin ab
o Fibrin bildet das fädige Gerüst der Gerinnsel (
Aggregation)
 durch Umwandlung von Fibrinogen in Faserstoff Fibrin geht
Blut vom flüssigen in gallertartigen Zustand über.
 festes Fibrin führt zu festem Thrombus & Geweberetraktion
(kann sich auch kontrahieren, und bildet ein festes Netz)

Wundheilung ( Fibrinpfroph (= Thrombus) wird durch Plasmin wieder abgebaut  Fibrinolyse)








Einwandern von Aufreäumfaktoren: zuerst Neutrophilen (erste 1-2 Tage) & dann Makrophagen
angelockt durch Chemokine (Chemotaxie): PF47, NAP2 und PDGF (von Plättchen ausgesendet) &
aktiviert durch Zytokine (ausgesendet von anderen Leukozyten)
Neutrophile & Makrophagen werden durch Wachstumsfaktoren weiter stimuliert & üben dann
die erst unspezifische Immunabwehr (innate) aus
 Phagozytose des Thrombus & der toten Neutrophilen durch Makrophagen, betrifft aber auch
alle kaputten Zellen der Umgebung!
Zellproliferation (Heilung) von Endothel, Epithel und Fibroblasten  Keratinozyten migrieren und
proliferieren, da wo sie keinen Kontakt zu den anderen Zellen haben. (aufgehobene
Kontaktinhibition)
Freisetzung von Wachstumsfaktoren für die Proliferation durch Zellen der angeborenen
Immunantwort)
o Angiogenese (VEGF (der wichtigste: vaskulärer epithelieler GF, rekrutiert neue endothelzellen), bFGF, IGF1)
o Fibroblastenproliferation für subdermale Hautbildung (PDGF, IGF-1),
o Narbengewebsbildung (TGF-β)
Gewebekontraktion durch Myofibroblasten (das führt dazu, dass die Hautwunde mit der Zeit so ein bisschen
schrumpelig wird. Eine Narbe wachst nicht immer mit, deshalb muss im Wachstum auch immer wieder operiert werden, aber
wir können dem noch nicht entgegenwirken)

7

PF = Plättchenfakto, PDGF, von Plättchen stammender growph faktor

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Blut - Physiologie


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Fibrinolyse
Gerinnsel löst sich auf & Gefäss wird wieder durchgängig.
Plasminogen wird dafür durch das vom Thrombin
ausgeschüttete t-PA zu Plasmin aktiviert. Plasmin ist eine
Serinprotease mit grosser Affinität zu Fibrin, aus dem sie
lösliche Proteine abspaltet(FDP)  fibrinolytische
Abbauprodukte im Plasma können ein Hinweis darauf sein,
dass Pat. eine zu hohe Gerinnungsneigung hat & viel
Thrombus laufend abgebaut werden muss. (Plasminogenaktivator
aus Gewebe: t-PA, im Urin kommt uPA vor, löst Fibringerinnsel im Harntrakt auf)

o

Urokinase o. Streptokinase haben ähnliche Wirkung
wie Plasmin und können genutzt werden um eine Fibrinolyse zu induzieren.
 Plasmin hemmt Gerinnungsfaktorenj

Blutgruppen ( Auch im Praktikum)
-

Blutgruppensystem: gemeinsam vererbte antigene Oberflächenmerkmale von Erys
Antikörper gegen fremde Blutantigene werden erst nach Geburt gebildet
o Als Auslöser werden Darmbakterien vermutet
Mensch hat ca. 15 verschiedene Blutgruppensysteme

Transfusionsreaktion




Empfänger hat Erythrozyten mit gewissen Antigenen
 0 = keine Antigene (Erys ohne Antigene) (=
universalspender)
 A = A-Antigene
 B = B-Antigene
 AB = A- & B-Antigene
Empfänger hat zusätzlich Antikörper (gehören zu den IgMKlasse = bilden Tetramere, gehören zu angeborener Immunantwort, durch
Zusammenlagerung von IgM wird Komplement aktiviert  es kann zum
hämolytischen Schock kommen) gegen diese Antigene, welche

nicht auf seinen eigenen Erythrozyten sitzen
Erhält der Empfänger Blut von einem Spender, welcher eine andere Blutgruppe, sprich andere
Antigene hat, so besetzen die Antikörper des Empfängers die Antigene der Erythrozyten des
Spenders
 Aktivierung des Komplementsystems des Empfängers
 Hämolyse durch Zerstörungskomplex
 durch Hämolyse gerät viel Hb frei ins Blut, welches die Niere verstopfen kann und zu einem
Schock führt
Blutgruppenbestimmung


-

In klinischer Routine immer: Bestimmung der
o ABO-Blutgruppe
o Des Rhesusfaktors D
o + suchtest auf „irreguläre“ Antikörper
gegen weitere Blutgruppenantigene

ABO-Testseren:
-

ABO-Gruppe wird mit testseren, die Antikörper
Anti-A und/oder Anti-B enthalten
Aus Auftreten bzw. Fehlen von Agglutioantion läst
sich Blutgruppe bestimmen.
In Klinik wird immer noch eine Serumsprobe
durchgeführt (man lässt Blut gerinnen & im

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Blut - Physiologie

-

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160923

Überstand hat man die AK): Probandenserum wird zu Testerythrozyten gegeben, deren ABOBlutgruppe bekannt ist.
Beispiel: Erythrozyten mit der Blutgruppe 0 eines Spenders werden zu Testserum gegeben mit
o 1 = Antikörper-A,
o 2 = Antikörer-B
o und 3 = Antikörper A und B.
o Da die Blutgruppe 0 keine Antigene hat, können die Antikörper von allen drei Testserums
nicht mit den Erythrozyten agglutinieren.

Kreuzprobe
Unmittelbar vor Transfusion werden Spender- & Empfängerplasma & Erys ausgetestet
Majortest
Minortest

Erys: Spender
Erys: Empfänger

Serum: Empfänger
Serum: Spender

ABO-Antigene








Durch Vererbung spezifischer Transferasen kommt es zur Modikation des endständigen
Zuckerrestes
ABO-Antigene kommen auf den Zellen aller Gewebe vor ( kann deshalb zu Zwischenfällen bei
Organtransplantation führen)

Antigene bestehen aus einem Grundgerüst = H (= Fehlen von Antigenen)
 dieses ist bei der Blutgruppe 0 vorhanden, die keine Antigene haben  H selber ist kein
Antigen
Blutgruppe A trägt auf Grundgerüst ein N-Acetylgalactosamin
Blutgruppe B trägt auf Grundgerüst eine Galactose
Träger der Antigene sind Glykoporoteine & Glykolipide
Für welches Enzym wird bei welcher Blutgruppe coodiert.
o alpha-L-Fucosyltransferase überträgt das Grundgerüst auf den Träger
o
o

alpha-N-Acetylgalaktosaminyltransferase überträgt den Zusatz für Blutgruppe A
Die alpha-Galaktosyltransferase überträgt den Zusatz für die Blutgruppe B

Genetischer Hintergrund – Polymorphismus für Allele der Transferasen:
5. Blutgruppe
Blutgruppenwird genetisch
5.1 AB0 die Enzyme A-Transferase o.
bestimmt, dadurch, dass entweder ein Gen vorhanden ist, dass für entweder
B-Transferase (abgegkürzte Namen) codiert, welche entweder Galaktose
o. N-Acetylgalaktosamin
Polymorphismus
der Allele für die
H-, A- und B-Glykosyltransferasen
übertragen. Ist keines von beiden Genen vorhanden, so hat man die Blutgruppe
0.
Enzyme sind sehr ähnlich:
 0 = Deletion mit Rasterschub, das Protein ist viel kürzer & hat
keine Enzymatische aktivität
 A = Leu-Gly unterscheidet sich nur durch eine Punktmutation
von B-Transferase.
 B = Met-Ala
 Glycosilierung findet im Golgi statt.

58

Anmerkung: Vor allem bei der Blutgruppe A kann die Antigenstärke variieren. Das heisst, dass die
Oberfläche der Erythrozyten je nach Blutgruppe A-Typ verschieden dicht mit Antigenen besiedelt sein
kann. Problem dabei ist, dass wenn mehr Antigene vorhanden sind, auch mehr von Antikörper befallen
werden können.

Blut / Immunsystem

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Blut - Physiologie

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5. Blutgruppen

160923

5.1 AB0

 Glykosylierung des Antigens geschieht im GA.

Erbgang
-



-

nach Mendel: Entweder hat man das Enzym oder man hat
es nicht. Ein Allel reicht komplett aus um die vollständige
Blutgruppe zu bilden.
A & B werden gegenüber 0 dominant vererbt & sind
untereinander kodominant
0 wird rezessiv vererbt
Verteilung in Bevölkerung nicht normalverteilt, hat etwas
mit Pest zutun.

60

Manchmal gibt es bei der Blutgruppe A eine relativ schlechte Aggregation, weil sie relativ viele Antigene
auf oberfläche hat.

Rhesus (= andere wichtige Blutgruppe, zuerst am Rhesusaffen untersucht)


vom Rhesus-Antigen gibt es zwei Variationen: RhD (funktionell ein Amoniumtransporte, das ist nicht wichtig),.
oder RhCcEe
 nur geringer Unterschied von einigen AS
 besitzen wir RhD so sind wir Rhesus positiv, besitzen wir es nicht negativ
 Weil wir RhCcEe haben, das die Funktion von RhD übernehmen kann gibt es keine Selektion
gegen ein Fehlen von RhD
 Vom RhCcEe gibt es grundsätzlich 2 Splicevarianten, deshalb der grosse & kleine Buchsteben.
 RhCcEe ist kein Antigen & ist nicht involviert in den Rhesusfaktor, es ist blos die Erklärung, warum
es Rhesusnegative Menschen gibt.
Klinische Bedeutung
-

Anti-D-Antikörper gehören zur IgG-Familie,
IgG können Plazentaschranke überwinden
Rhesus-Inkompatibilität: Erys der Mutter sind Rh-negativ & Ery des Fetus Rh-positiv
Bei Entbindung gelangen fetale Erys in mütterlichen Kreislauf & lösen Sensibilisierung mit Bildung
von Anti-D-Antikörpern aus.
Zweitschwangerschaft: Schon kleine Mengen fetaler Erys lösen mütterliche Anti-DAntikörperbildung aus  AK können schon früher in fetalen Kreislauf übertreten  Hämolyse &
Absterben des Fetus ( Morbus heamolyticus neonatorum)

Anmerkung: Rh-positiv-Antigen wird dominant vererbt
Lösung: Rhesusprophylase: Bei Erstschwangerschaft, wir zum Geburtstermin das Immunsystem der
Mutter ausgeschaltet, damit es keine Antigene bildet & für die Zweitschwangerschaft keine
Gedächniszellen ( Lymphozyten B) existieren.

Blut / Immunsystem

Lea Angst

20

Hämoglobin

Prof. Gloor

160922

Myoglobin & Hämoglobin1 - Sauerstofftransport
Überblick Sauerstofftransport
-

Aerob metabolisierende Organismen benötigen Sauerstoff
o Aber O2 ist normalerweise schlecht löslich. In wässrigen Lösungen bei pO2
Myoglobin
100 mmHg ca. 0.17 mM. (mol/l), sehr wenig gelöster O2 im Blut.
o Aber im Blut (dank Hb & in Zelle dank Mb einfacherer Transport – reversible Bindung an
Transportprotein) bei einem pO2 von 100 mm Hg beträgt die Sauerstoffkonzentration im
Blut ca. 10.5 mM  60-fache Steigerung der O2-Kapazität

1. Myoglobin
Eigenschaften:
intrazelluläres Muskelprotein aus 153 Aminosäuren
-

Funktion: transportiert O2 in Muskelzellen
Aufbau: besteht aus einer Proteinkette (153 AS) & einer
Hämgruppe (Porphyrinring mit Fe2+)2 (Schuler: viele α-Helixes)
o Fe2+ bildet eine oktaedrische Koordination im Myoglobin
o O2 liegt in einer hydrophoben Tasche & bildet eine H- Brücke zu einem His oberhalb des
Porphyrinrings  diese H- Brücke verhindert Oxidation des Fe2+ (zu Fe3+ = Methämoglobin =
Hämatin) denn nach Oxidation könnte Eisenatom keinen Sauerstoff mehr binden 
Globine wirken als Oxidationsschutz des Eisen (H-Brücke nimmt das e-; Eisen behält Oxidationszahl,
gleich im Hb)

-

Vergleich zu Hb: Mb hat viel höhere O2-Affinität selbst bei tiefen Partialdrücken  nimmt deshalb in Peripherie O2
von Hb auf

Sauerstoffbindungskurve von Myoglobin
Chemisch/Mathematische Grundlage
YO2 = partielle O2-Sättigung von Mb
Kd = Dissoziationskonstante
 Je kleiner der Wert von Kd, umso
höher die Affinität.
 Je grosser der Wert von Ka ,
Direkt aus der Gleichung ablesbar.(Affinitätskont.)

umso höher die Affinität.
Und: Kd bzw. Ka sind ein Mass für die Lage eines

Gleichgewichts; Kd bzw. Ka sagen nichts aus über die Geschwindigkeit, mit der das Gleichgewicht
erreicht wird.

O2-Abgabe durch Myoglobin nur möglich bei sehr tiefem pO2 in einer Zelle:

Viel O2 im Cytosol = pO2 ↑ (Cytosol)  viel MbO2 (z.B. Zelle denkt hat


genug O2 für Muskelarbeit)
(z.B. Muskelarbeit)  pO2↓ (Cytosol)  MbO2 gibt O2 ab  Mb (unter 10 mmHg pO2
MbO2 gibt schnell O2 ab)

1

Hb transportiert O2 & CO2!

2

Fe2+ = zweiwertiges Eisen

Blut / Immunsystem

Lea Angst

O2-Bindung in monomerem
Myoglobin --> hyperbolische
Abhängigkeit

1

Hämoglobin

Prof. Gloor

160922

Facts
o
o
o

bei 20% O2-Gehalt der Luft (= normalerweise) beträgt pO2 ca. 150 mm Hg
pO2 in Lungenalveolen ca. 100 mm Hg
pO2 im Gewebe ca. 20-30 mm Hg ( Sauerstoffpartialdrücke sind unterschiedlich, das Ermöglicht, O2-

o

Kd von Myoglobin liegt bei ca. 2 mm Hg (d.h. halbmaximale =2-Sättigung) unter
physiologischen Bedingungen (20–40 mm Hg) ist
Myoglobin mit O2 gesättigt

Auf-/Abbgabe)

In der log-Skala kann die Ligandenkonzentration um
2. Hämoglobin
Hämoglobin (= Hb) ist O2-Transportmolekül im Blut, trägt auch zum Transport
von CO2 bei & ist Puffer. sehr hohe Konz in Erys.

-

Lokalisation Erythrocyten
Aufbau:
o Tetramer (α2β2):  4 Globinketten (entweder α-Globin o. βGlobin) mit 4 Hämgruppen = 4 O2 Bindungsstellen
o

-

Hb-polypeptidketten grosser Sequenzunterschied mit Mb aber fast
gleiche Tertiärstruktur,  Genduplikation

Einfluss von O2: Hb mit gebundenem O2 (Oxy-Hb) hat andere
Form als Hb ohne O2 (Desoxy-Hb)  Achtung: Myoglobin: O2Bindung hat keinen Einfluss auf Form

Absorptionsspektrum der Hämgruppe
Oxygenierung von Hb ändert Absorptionsspektrum  Farbänderung
arterielles vs. venöses Blut
-

Absorbierende Gruppe: Häm (Prophyringerüst mit konj. Doppelbind. absorbiert
im sichtbaren bereich)

-

Hauptabsorption = ca. 400 nm (Soret-Bande), ( kann schon fast nicht
mehr gesehen werden wegen Sichtbarem Bereich)

-

Farbgebung vor allem durch Absorption: 500-600 nm
(= Mitte des Sichtbaren Bereiches: 500 = rot & 600 blau, im Blut eher entweder, oder, nach Lunge rot, nach Muskel, blau, nicht
viel dazwischen)

Bestimmung O2-Sättigung einer Hb-Läsung mit Absorptionsspektrometie:
1.

2.

Messung von Absorption bei Wellenlänge, wo molare
Absorptionskoeffizient von Hb = HbO2 (z.B. 545 nm)  beide
absorbieren gleich viel = totale Hb konzentration( Hb + HbO2) Gesamt Hb-Gehalt
über Lambert-Beer
Messung von Absorption bei Wellenlänge, wo m.Abs.Koeff. von Hb
ganz unterschiedlich HbO2 (z.B. 660 nm)  660nm fast nur Hb  Hb
berechnen mit Lambert-Beer und von gesamt abziehen für HbO2  Hb bzw HbO2

Blut / Immunsystem

Lea Angst

2

Hämoglobin

Prof. Gloor

160922

2.1 Sauerstoffsättigungskurve von Hämoglobin
-

-

-

O2-Bindungskurve von Hb ist sigmoidal ( experimentell)  sigmoid =
kooperatives Bindungsverhalten, jede O2-Bindung beeinflusst Affinität
der nächsten O2-Bindung
Affinität ändert sich auch mit Sauerstoffpartialdruck, bei hohem pO2 (in
Lungenkapillaren) hohe Affinität & bei pO2↓ (in Gewebe)  Affinität

halbmaximale O2-Sättigung bei 25 mmHg = Torr (Mb bei ca. 2 mm Hg)
 man braucht deutlich höheren Partialdruck zur Halbsättigung bei Hb wie Mb

-

im physiologischen Bereich ist O2-Beladung/Entladung optimiert
(fraktioneller Sättigungsunterschied: 66%)
für Mb beträgt der Wert 7% (Affinität ist zu hoch)
ein hypothetisches Protein ohne Kooperativität erreicht eine max. mögliche O2-Beladung/Entladung von 38%
zwischen P100 und P20

YO2 für Hb folgt Hill-Gleichung
-

Exponent n (= Anzahl Bindungsstellen) = Hill Konstante = Mass für
Kooperativität
n=1  hyperbolische Bindungskurve ( Myoglobin)
n>1  positive Kooperativität  sigmoide ( Hb)
n<1  negative Kooperativität
theoretische Maximalwert von n = Anzahl Bindungsstellen  Aber: n-Wert für Hb = 2.8

Hill-Diagramm - wichtige Punkte:
-

pO2 < 10 mmHg  Mb stärker gesättigt als Hb
pO2 > 10 mmHg  Hb stärker gesättigt als Mb
 weil Hb hat kooperative Bindung & keine Gerade im HillDiagramm, Kreuzung der Geraden möglich

-

Kd (= halbe Sättigung der Hb-Moleküle) für erste O2: 30 mmHg (=torr)
Kd für vierte O2: 0.3 mm Hg
 also 100-fache Verbesserung der Affinität mit
steigendem pO2, bzw. mit mehr gebundenem O2!! 
Kooperativität!
 Funktionelle Konsequenz der Kooperativität ist, dass Hb im
physiologischen O2-Konzentrations-bereich optimal be- bzw. entladen wird!

2.2 Kooperativität - Hb
Definition: wenn ein Ligand eines Proteins die Bindungsstärke anderer Liganden
beeinflusst, wird dies als allosterische Interaktion o. allosterische Regulation
bezeichnet
-

homotrop: alle Liganden gleich
heterotrop: verschiedene Liganden

Effekte allosterischer Interaktionen können positiv o. negativ sein.

2.2.1 Quartärstrukturveränderung = Basis für Kooperativität homotrop: O2 –Bindung an Fe2+ 
Verschiebung des His am Hb (weil sich e- von Fe2+ & O2 abstossen werden Orbitale des Eisens nicht nach Hundschen-Regel3
besetzt, His wird bei O2-Bindung um 0.4-0.6Å verschoben  Porphyrinring wird durchgebogen) α-Helix verschoben 
3

Besagt: Alle Orbitale werden zuerst mit parallel drehenden e- besetzt, um totalen Spin des Orbitals zu erhöhen ( Ligand-Field-Theorie)

Blut / Immunsystem

Lea Angst

3

Hämoglobin

Prof. Gloor

160922

markante Verschiebung an Berührungsflächen der α1β2 & α2β1 Dimere  Hb Untereinheiten ändern
Form: T-Form (ohne O2), R-Form (mit O2)
-

Hb aus strukturell identischen Protomeren (2 x αβ)
jedes Protomer kann in 2 Konformationen vorliegen: T-Form oder R-Form
O2 kann sowohl an die T-Form als auch an die R-Form binden
T- und R-Form sind in GG; Anzahl gebundener Liganden verschiebt GG zugunsten R-Form
 Konformationsänderung = Affinitätsänderung ( O2-Affinität ist höher für die R-Form)

2 Modelle die Kooperativität näherungsweise veranschaulichen: (allgemein nicht nur für Hb)
a) Symmetrie-Modell ( alle UE liegen entweder in T- oder R-Form vor)
O2-Bindung begünstigt Vorliegen von allen UE in R-Form,
nach Symmetrie-Modell können nur symmetrische Zustände auftreten  RRRR
o. TTTT, keine hybrid Zustände RT  nur „alles o. Nichts“ Übergänge

Model: Achtung auf Länge der Pfeile, je mehr O2 gebunden, je
mehr R-Form begünstigt
b) Sequentielles Modell ( jede UE kann

in T- oder R-Form sein)

O2-Bindung bewirkt sequenzielle, schrittweise Konformationsänderung: d.h zuerst dieses Globins  was
Konformationänderung von Nachbarglobin bewirkt  dadurch hat Nachbar höhere O2-Affinität usw. (
auch neg. Regulation kann erklärt werden)

Beide Modelle beschreiben gemessenen Daten sehr gut, Aber Wirklichkeit ist komplexer.

Heterotrope allosterische Regulation von Hämoglobin
-

2,3-Bisphosphoglycerat (2,3-BPG = DPG): entsteht auf Nebenweg der Glycolyse in Erythrocyten (ca. 5
mM, vermehrt bei gesteigerter Glycolyse), Konz. von 2,3-BPG ist in Erys besonders hoch. Hilft, dass O2 leichter abgegeben
wird. Es liegt immer ein bisschen vor, sonst wäre die Kurve zu steil  stripped Hb

-

-

bindet stark an T-Form  & stabilisiert die T-Form
o bei erhöhter 2,3-BPG Konzentration  erleichtert O2 Abgabe (= Rechsverschiebung der
O2-Bindungskurve = gibt besser ab)
 über Glycolyseaktivität gesteuerte Regulation der O2 Abgabe
2,3-BPG ist ein heterotropher allosterischer Effektor
Abbildung: Stärkere Rechsverschiebung mit DPG wie CO2 & mit Beide gleich wie normales Blut.
Durch flacher Verlauf der O2-Bindungskurve, ist O2-Beladung bei hohem Partialdruck in Lungen durch 2,3-BPG kaum beeinflusst!
Über 2,3-BPG Konz. kann O2-Affinität den Erfordernissen angepasst werden,
Höhenanpassung = mehr 2,3-BPG in Zelle  erleichterte O2-Abgabe.

2,3-BPG hat max. 5 negative Gruppen,
bindet an, in T-Form zugängliche, pos. AS
der beta-Kette & stabilisiert T-Form

Blut / Immunsystem

CO2 = senkt die Affinität für O2
stripped HB: Lösung ohne 2,3BPG, kommt eigentlich nicht vor.

Lea Angst

4

Hämoglobin

Prof. Gloor

160922

Haupttypen der Globinketten von Hämoglobin
1 Hb besteht aus 4 UE, je zwei gleiche, verschiendene Typen exisiteren:
3 Embryonal:
Gower 1 (ζ2ε2) ("zeta-epsilon")
Gower 2 (α2ε2) ("alpha-epsilon")
Portland (ζ2γ2) ("zeta-gamma")
1 Fetale (hat höhere Affinität für O2, weil kann kein 2,3-Bisphosphoglycerat binden, Abgabe von O2 des mütterlichen Hb auf
fetales Hb wird erleichtert, funktionell Erklärung, warum es unterschiedliche Globulinketten gibt)
Hämoglobin F (α2γ2)
2 Adult
HbA0 (α2β2) - 98 %
HbA2 (α2δ2) - 2 %.

-

Globinketten werden in 2 Familien eingeteilt: α und β (
Achtung, auch α,β)

-

Gene der beiden Familien liegen auf 2 Chromosomen
in jeder Familie gibt es verschiedene Formen (α,β,δ…)
alle = fetalen & adulten Hb-Formen haben die gleiche αKette, wird fast alters unabhängig exprimiert.

Hämoglobinopathien
-

-

> 1000 Mutationen in Globingenen
Mutationen können zu reduzierter Produktion der Globinketten führen: Thalassämien
o β-Thalassämie: Fehlen von β-Globinketten. (Regulation evtl. nicht mehr so gut gegeben)
 partielle Kompensation durch γ-Ketten ( foetales Hb).
 Konsequenz: Gesamthämoglobin ↓
o α-Thalassämie (selten) Expression α-Ketten gestört  lethal (bei vollständigem fehlen)
Mutationen können zu Aminosäuretausch in Globinkette führen: anomale Hämoglobine
o heterozygote Träger von Mutationen sind meistens
Symptom frei.
o z.B. Sichelzellenanämie
 faserartige Aggregate von Hb verformen die
Erythrozyten ( Extremfall bis zum Zerstören,
aber sicher beeinträchtigt es die O2Transportkapazität, weil feine Kapillaren zum Teil
verstopft & wieder frei werden)
 Punktmutation: GAG  GTG führt zu Glu6 Val6
(Achtung: valin hydrophob!!)




Problem: in DesoxyHb passt Val6 Seitenkette eines Hb Moleküls in eine
hydrophobe Tasche eines zweiten Hb-Moleküls  Aggregation
Hbs-aggregate bilden sich nur mit desoxygeniertem Hbs
im arteriellen Blut lösen sich die Aggregate sofort auf

Erythrozyt – Stoffwechsel = Erhaltungsstoffwechsel

4

-

Erys haben keine Mitochondrien (& keine Organellen allgemein) keine ATP Prod. durch O2-Oxidation
 nur anaerob Glycolyse: Glucose  2 Lactat + 2 ATP

-

Ery-Stoffwechsel generiert 2,3-Bisphosphoglycerat aus 1,3-Bisphosphoglycerat (mittels 2,3-Bisphosphoglyceratmutase)

-

keinen Zellkern  keine Proteinsynthese
Nutzen:
o [Hb] Blut beträgt 14%4(= Frau) bis 16% (= Mann) (ca. 2.5 mM Hb)

g/100ml

Blut / Immunsystem

Lea Angst

5

Hämoglobin

Prof. Gloor
o

160922

Problem: wässrige Lösung mit Hb-konzentration von 16 % wäre aber dickflüssig! (
Praktikum: nur 1/10 Konzentration von dem!)

Aber: "pseudokristalline" Verpackung von Hb in Erythrozyten verhindert
Strömungsprobleme des Bluts, d.h. Erys sind da um die Transportkapazität zu erhöhen!
spezielle Stoffwechselwege für Regulation der Sauerstoffbindung:
o

-

 denn O2 ist starkes Oxidationsmittel & Erythrozyten sind deshalb besonders gefährdet Opfer von Reactive Oxygen Species (ROS) zu
werden, die z.B. Cysteinresten oxidieren o. zu MethHb führen.

o

hohe Konzentration an "redoxaktiven Systemen" (= Katalase & Glutathion)

Glutathion (= GSH): (=Tripeptid: γ-L-glutamyl-L-cysteinylglycin, Verbindung von γ-Carboxylgruppe von Glu her) als ein
Bsp. für ein solches System.



GSH/GSSG in Zelle 98 : 2  Reduktionspotential (= Überschuss der red. Form)
1.

starkes Reduktionsmittel: ist in Zelle dafür da, die e- abzugeben u. z.b. Peroxide zu H2O zu reduzieren, wird
dabei selber oxidiert!

2. zelluläre [GSH] ca. 2.5 mM
3. oxidiertes Glutathion (GSSG) wird durch Glutathionreduktase wieder in GSG
reduziert (benötigt NADPH aus PPW)
4. GSH reduziert z.B. H2O2 o. Disulfidbrücken in oxid. Proteinen



Sauerstoff als Schadstoff
 Hb kann O2 nur transportieren, wenn Eisen als Fe2+ vorliegt
 in wässriger Lösung würde O2 Fe2+ schnell zu Fe3+ oxidieren

 wichtige Funktion von Globin ist auch der Oxidationsschutz von Fe2+ ↑(Myoglobin)
 Probleme: Oxidation des Fe2+ im Hb produziert Methämoglobin (mit 3-wertigem Eisen),
das keinen O2 transportieren kann Hb(Fe3+) & das SuperanionO2- (normalerweise findet die
Reaktion nur in kleinen Mengen statt, wird durch H-Brücken mit Globulinkette verhindert.)

1. Behebung des O2 –-Radikals durch Disproportionierung mittels SOD in
Wasserstoffperoxid & O2  Anschliessend Entgiftung von H2O2 mittels Katalase oder.
Glutathion Peroxidase zu entweder 2H2O + O2 bzw. GSSG + 2H2O ( mehrere Redoxsysteme,
O2 kann max. 4e- aufnehmen, wie in Elektronentransportkette, dann vollständig zu Wasser reduziert):

2. Anschliessend Reduktion des Fe3+ durch NADH-abhängige Methämoglobinreduktase:

Erys haben also 2 Aufgaben: O2-Transport & redox-Kontrolle = Verhinderung von Methämoglobin.

Blut / Immunsystem

Lea Angst

6

Blutausstrich

P_Histo

160923

Blut & Immunsystem
Diagnose
BLUTAUSSTRICH EINES ERWACHSENEN ( May‐Grünwald‐Giemsa‐Färbung (= Pappenheim)
 basophile ( sind sauer & färben mit basischen (z.B. Hämatoxylin) Farbstoffen an) Strukturen: bläulich
 acidophile ( sind durch saure Farbstoffe anfärbbar (z.B. Eosin), deshalb ist eosinophil häufig ein Synonym) Strukturen:
rötlich

Achtung: Beim Verschieben der Fläche mit dem Präparat drauf, dreht in die andere Richtung.

Aufbau





blau: hier wurde Bluttropf auf Objektträger gegeben & nach rechts ausgestrichen
rot: Zellen liegen in Haufen & Strängen aufeinander & sind während des Trocknens stark
geschrumpft, Identifikation ist hier unnötig schwierig; nicht hier mikroskopieren
grün: hier liegen Erys einzeln o. in Gruppen von 2-3 Zellen, die Morphologie der Zellen ist
bewahrt; hier mikroskopieren!, Achtung, auch nicht ganz rechts, dort hat es schon wieder zu
wenige
gelb: Staub, Artefakte

Zellarten ( Achtung, Prozente sehr wichtig!)
-

-

-

-

-

Erythrozyten:
o rot gefärbte,
o kernlose bikonkave Scheiben mit zentraler Aufhellung,
Beachte: unterschiedliche Grösse und Form
Durchmesser: 6-7 μm
neutrophile Granulozyten:
o 55-65 % der Leukozyten;
o gelappter Kern mit 2-5 Segmenten;
o im Zytoplasma feine, staubförmige, rötliche Granula
eosinophile Granulozyten:
o 2-4 %; zweilappiger Kern;
o im Zytoplasma zahlreiche, eosinophile (= dunkelrot gefärbte) Granula von
einheitlicher Grösse
basophile Granulozyten:
o 0.5-1 %;
o zweilappiger Kern, häufig verdeckt von dichtgepackten, sich intensiv blau
anfärbenden Granula
Lymphozyten: 20-40 %
o kleine Lymphozyten: rundlicher Kern mit dichter, grobscholliger Chromatinstruktur;
nur schwer erkennbarer Zytoplasmasaum

Blut / Immunsystem

Lea Angst

1

Blutausstrich

P_Histo

160923

o

grosse Lymphozyten: etwas hellerer, rundlicher Kern; deutlich erkennbares
hellblaues Zytoplasma
 im Blutausstrich lassen sich B- und T-Lymphozyten nicht unterscheiden. (T-Lymphozyten,
nachher weiter Differenzierung zu Plasmazellen)

-

-

Monozyten: 4-8 %;
o exzentrisch gelegener ovaler o. nierenförmiger Kern mit relativ lockerem
Chromatingerüst;
o reichlich blau-grau angefärbtes Zytoplasma mit feiner azurophilen Granula
Thrombozyten: (klein = 2 μm) kernlose Zellfragmente; wegen der Präparation häufig in
kleinen Aggregaten angeordnet;
im Blut in inaktivem Zustand, bei Oberflächenkontakt (z.B. Verletzung eines Gefässes)
werden sie aktiviert  Adhäsion  Aggregation & Freisetzung von Gerinnungsstoffe aus
Granulae
einzelstehende Plättchen lassen zentrale dichte Zone (Granulomer) und periphere hellblaue
Zone (Hyalomer) unterscheiden

Bilder

Theorie:
Theorie: Siehe Vorlesung Prof. Ulrich Leukozyten l & ll
Blut / Immunsystem

Lea Angst

2

CO2 - Transport

Prof. Gloor

160923

CO2-Transport
Grundlagen:
-

-

-

chemische Reaktionen können Protonen produzieren o.
Protonen verbrauchen => Änderung des pH-Werts der
wässrigen Lösung
für die Aufrechterhaltung der Funktionalität eines Biosystems
ist das Einhalten eines gewissen pH-Werts unerlässlich => pH
Stabilisierungsbedarf
schwache Säuren & Basen können H+- und OH- -Ionen in
einem gewissen pH-Wert Bereich neutralisieren => pH
Stabilisierung (Pufferung)

Herkunft Protonen
-

als Folge des Stoffwechsels indirekt aus CO2, direkt aus Säuren (Phosphorsäure, Carbonsäuren etc.)
o entsteht im IZR & EZR  an beiden Orten muss gepuffert werden!
Proton ist in Kohlensäure versteckt

physiologische pH-Wert
-

pH Blut & EZ-flüssigkeit: 7.36 – 7.44 (43 – 37 nM H+)
pH Zellen: 7.0 – 7.2 (100 – 63 nM H+) (Ausnahme: saure Kompartimente)
Protonenexport erfolgt über verschiedene Mechanismen

Eigenschaften von Wasser
nur zur Illustration, wie viele Kanäle es
gibt, in die H+ involviert ist

-

Proton jumping: Protonen von H3O+ (Hydronium-Ion) können sehr rasch von
einem H2O Molekül auf das nächste springen  deshalb Säure-Basen-Reaktionen Teil der
schnellsten Reaktionen überhaupt & auch der häufigsten

-

Ist ein Ampholyte

-

Proton liegt aber nie frei vor, ist immer an Wasser gebunden
OH- = Hydroxidion

pH-Werte einiger wässriger Flüssigkeiten

-

1 M NaOH: 14 ( kommt im Körper gar nicht vor)
Blut: 7,4
Speichel: 6,6
Magensäure: 1,5

Schwache Säuren und Basen
-

starke Säuren & Basen haben untergeordnete Rolle (Ausnahme: Magen, HCl)
schwache Säuren & Basen haben eine grosse Rolle in Biosystemen

Blut / Immunsystem

Lea Angst

1

CO2 - Transport
-

-

-

Prof. Gloor

160923

schwache Säuren und Basen können H+- & OH- -Ionen in einem gewissen pH-Wert Bereich
neutralisieren
je kleiner der pka, umso stärker die Säure
 pH Stabilisierung (Pufferung), puffert im Bereich des jeweiligen pKa
Imput von Gloor:
Wenn Molekül alle möglichen H’s trägt, dann ist es in der sauersten Form
o Stärkste Säure ist diejenige, die ihr Proton abgeben kann & schwächere muss es
aufnehmen.
Man kann chemischen Gruppen nicht fix einen pKa zuordnen, denn das hängt immer von lokalen
Umgebung ab. Fixe Werte beziehen sich meistens auf Wasser, in lebenden Umgebung also oft
andere pKa
Biomoleküle haben keine pKa’s, die im physiologieschen pH- Bereich liege, aber als summeneffekt
können sie trotzdem sehr gut puffern.
Eine 2-wertige Säure hat 2 Dissoziationsstufen
Eine Säure geht durch Abgabe des Protons in ihre konjugierte Base über.

Wichtigste Puffersysteme im Blutplasma des Menschen.
-

Kohlendioxid/Hydrogencarbonat-System (pKs = 6.1)
Dihydrogenphosphat/Hydrogenphosphat-System (pKs = 6.8)

Beispiel Phosphat (= dient intrazellulär als Puffersubstanz, weil pKa bei 6,86 = puffert im Bereich pH 7)
-

im neutralen pH-Bereich liegen H2PO4- und HPO42- in gleichen
Konzentrationen vor.
beide am System beteiligten GG stellen sich nach Zugabe von H+
oder OH- sofort wieder ein (die GG stellen sich wieder ein!,d.h. z.b. die
Protonen werden sofort aufgenommen, es entsteht dann auch mehr H2PO4-, und
schlussendlich bleibt die Säurekonstante Ks gleich. Das Verhältnis ändert sich nicht.)

( OH- & H+ wird von H2PO4-/HPO42- abgefangen)

 das konjugierte Säure-Base-Paar H2PO4-/HPO42- kann sowohl
H+ als auch OH- absorbieren
Henderson-Hasselbalch-Gleichung
-

-

verknüpft pH- & pKs-Wert &
Konzentrationsverhältnis von konjugierter Base &
schwacher Säure miteinander.
[konjugierte Base] = [schwache Säure] 
Quotient = 1  log von 1 = O  pH = pKs  pKs
ist der pH bei dem die Hälfte der Säure dissoziiert
ist  bei pH = pKa liegt der perfekte
Pufferbereich, da Säure und Base in gleicher Konzentration vorliegen

Blut / Immunsystem

Lea Angst

2

CO2 - Transport

Prof. Gloor

160923

Puffer in Biosystemen
-

-

-

bei pH =pKs liegen Säure & konj. Base in gleicher Konzentration vor
pKs-Wert von schwachen Säure (bzw. Base) definiert Pufferbereich
optimale Pufferbereich liegt bei: pH = pKs +/- 1 ( Verhältnis von konjugierter Base zu Säure gleich 10:1)
Konzentration eines Puffers bestimmt Kapazität (d.h. wie viele H+ bzw. OH- Ionen einem Liter Lösung zugegeben
werden können, bevor sich pH ändert) des Systems, hat aber keinen Einfluss auf den Pufferbereich (der
wird durch pKs bestimmt)
für ein geschlossenes Puffersystem ist die Pufferkapazität am grössten, wenn pH =pKs
o
o

Anmerkung: Die Definition für den optimalen Pufferbereich durch pH = pKa +/-1 kommt daher, dass bei +/- 1 noch
eine Pufferung vorliegt, bei +/- 2 haben wir praktisch reine Säure/Base
Pufferkapazität steigt linear mit Gesamtkonzentration des Puffersystems  0.5 mol/l-Puffersystem puffert etwa 5mal so viele Protonen o. Hydroxidionen wie 0.1 mol/l Puffersystem

Titrationskurve

Basis: das Hydrogencarbonat-Puffersystem
-

Wichtigstes Puffersystem im EZR: Kohlendioxid/Hydrogencarbonat-Puffersystem
Hydrogencarbonat = Bicarbonat

-

Bildung von H2CO3 (=Kohlensäure) verläuft chemisch langsam.
In vivo Beschleunigung durch Carboanhydrase, die in den meisten Geweben & auch in Erys vorkommt (das
hauptsächlich aus dem Citratcyclus stammende CO2 wird durch Carboanhydrase mit Wasser in H+- und HCO3- Ionen
umgewandelt)

-

Kohlensäure dissoziiert zu Hydrogencarbonat & einem Proton  Protonenübertragungsreaktion
= sehr schnell
Verhältnis CO2/H2CO3 beträgt 400/1

-

Anwendung des Massenwirkungsgesetzes auf Reaktion 3:

-

Blut / Immunsystem

Lea Angst

3

CO2 - Transport
-

Prof. Gloor

160923

Werden Konzentration eingefüllt ergibt sich in wässrigen Lösungen bei 37°C:

 Rein mathematisch ist als nicht zu verstehen, warum der CO2/HCO3--Puffer mit pks = 6.1 den Blut-pH
von 7.4 konstant halten kann  optimale Puffersysteme ist ja am besten bei pKs +/- 1
Aber: mit den in Plasma nachgewiesenen Konzentrationen ergeben sich über die HH-gleichung ein
physiologischen Blut-pH von 7.4
(1.3 ist log von den Konzentrationen, d.h. das [HCO3-)]/[CO2]-Verhältnis ist etwa 20:1 im Blut)

-

pH des Systems liegt bei 7.4 aber es gibt noch ein weiteres Problem: optimaler Pufferbereich bei
pH = pKa +/- 1
dafür dürfen Säure & konjugierte Base aber höchstens in einem Verhältnis von 10:1 stehen
in diesem System: 24:1.2

 Spezialfall: Hydrogencarbonat-System im Körper
-

-

-

bei "normalen" Puffersubstanzen ist Konzentration [Säure] + [konjugierte Base] konstant =
geschlossenes System (=sigmoidale Kurve)
Im Körper ist das Hydrogencarbonatsystem [CO2] + [HCO3-] jedoch NICHT konstant, da CO2 im
Stoffwechsel ständig produziert wird & über die Lunge abgegeben werden kann.
 [CO2], die Säurekomponente bleibt wegen dieser Abgabe z.b. über die Lungen etwa
konstant
 offenes System
Hilfreiches Beispiel Löffler: Bei Abfall des pH-Wertes (= mehr H+) verschiebt sich GG aufgrund des
Anstieg der Wasserstoff-Ionen von Hydrogencarbonat & CO2 in die Richtung von Kohlensäure, es
wird mehr Kohlensäure produziert. Kohlensäure ist aber nicht stabil & zerfällt in Wasser &
gelöstes CO2. CO2 steht in den Lungenalveolen im GG mit gasförmigem CO2 & wird also
abgeatmet, d.h. der pH stress, wird so zu sagen an die Umgebung abgegeben!

der Pufferbereich des offenen Hydrogencarbonatsystems ist grösser!

Modulation der Sauerstoffbindung: Der Bohr-Effekt
Bohr-Effekt= Rechtsverschiebung der O2-Sättigungskurve von Hb bei niedrigem pH
Veränderung des pCO2 verändert den pH-Wert (weil sich Kohlensäurekonzentration ändert,
Muskelzellen arbeiten, Citratzyklus läuft, CO2 wird produziert, sehr sinnvoll, dass Zelle über CO2 sagt, hallo ich
brauche mehr O2) des Bluts  Verschiebung der O2-Bindungskurve  pH-Wert ist
Indikator für den Sauerstoffbedarf im Gewebe

pCO2 ↑  [H+] ↑  pH ↓  Rechtsverschiebung Bindungskurve (in der Peripherie)  Hb gibt O2 einfacher ab
pCO2 ↓ [H+] ↓ pH ↑  Linksverschiebung Bindungskurve (in der Lunge)  Hb nimmt O2 einfacher auf
Blut / Immunsystem

Lea Angst

4

CO2 - Transport

-

Prof. Gloor

160923

Hb transportiert 10–15% des produzierten CO2 kovalent gebunden als Carbamat (reversible Bindung,
der allergrösste Teil des CO2 liegt in der Bicarbonat im Blut vor, diese ist löslich, bei der Bindung an O2 ist also nicht die
Transportfunktion im vordergrund, sondern die Regulationsfunktion)  Stabilisierung der

Desoxyform (T-Form)

von Hb (nicht am Häm)

-

-

-

-

-

das übrige CO2 wird in der Form von HCO3- zur Lunge transportiert  Hb ist also nicht der
wesentliche Transportweg von CO2, bei der Bildung der Carbanatform entsteht jedoch auch ein
Proton  Signalmolekül  Rechtsverschiebung
Hb transportiert H+ & H+-Konzentration beeinflusst die O2-Bindung  H+ ist ein heterotroper
allosterischer Regulator der O2-Affinität an Hb
In Lunge wird CO2 abgeatmet, d.h. GG verschiebt sich mehr auf linke Seite und Proton
verschwindet wieder

Formel ist sehr formell, es ist nicht so, dass immer 4 O’s oder 2 Protonen binden können, generell
sind alle Formen möglich.
O2-Bindung beeinflusst die Azidität von Hb (pKs-Erniedrigung einiger
Gruppen)
o Oxy-Hb: pKs 6.2,
o Desoxy-Hb: pKs 7.7
 Oxy-Hb ist die stärkere säure (gibt das H ab, z.b. in Lunge)
Protonenbindungsvermögen ist nach Abgabe von O2 32x grösser (weil
pKs höher, gibt weniger schnell Protonen ab)1

Rechenbeispiel pp zeigt: bei gleichem Umgebungs-pH sind im oxy-Hb
z.b. nur 6% der His protoniert, wohingegen im Desoxy-Hb unter
denselben Bedinungen 67% protoniert sind.
pH sinkt --> Affinität für O2 an Hb sinkt
gleicher pH & zusätzlich CO2 nochmals tiefere
Affinität für O2

Wie kommt der Effekt zusande:
-

Bei niedrigem pH werden Histidinseitenketten der betta- UE protoniert
die beiden H+-Ionen binden an His146 der β- Kette  Imidazolring
positiv geladen, bildet im C-terminalen Bereich 2 Salzbrücken mit
Carboxylgruppen (wenn His protoniert, dann ist es positiv & kann mit negativer
carboxylgruppe wechselwirken)

-

wenn beide Salzbrücken gebildet sind, wird T-Form stabilisiert
o geringere O2-Affinität
o Proton verschiebt also das T/R-GG
Wird dann aber entweder die Carboxylgruppe protoniert o. das His deprotoniert,
dann existiert die Salzbrücke nicht mehr  Protein findet eine andere stabile Form
z.B. Dipol oder Wasserstoffbrücken
 in Peripherie mehr H+, weil mehr CO2  mehr T-Form  O2-Abgabe
o

Kooperativität und Bohr-Effekt zusammengefasst
1

Bindung von O2 an Hb begünstigt die Bindung weiterer O2 Moleküle an Hb

pKs = Säurenstärke, pKs ↓ = starke Säure, gibt schnell H+ ab

Blut / Immunsystem

Lea Angst

5

CO2 - Transport
-

Prof. Gloor

160923

O2 stabilisiert die R-Form von Hb
O2-Affinität an Hb ist pH-abhängig
H+ & CO2 verschieben das T/R-Gleichgewicht von Hb zugunsten der T-Form
2,3-BPG bindet nur an die T-Form & stabilisiert sie
 weil sich Angriffspunkte von 2,3-BPG & H+ unterscheiden Effekt additiv

O2 verschiebt das GG richtung R-Form, H+, CO2 & 2,3-BPG jedoch Richtung T-Form



Weil Hb so viele His hat & Imidazolseitenkette des His hat einen pKs-Wert von 6, trägt Hb wesentlich zur Pufferung bei  ¼ der
Pufferkapazität der Blutes dank Hb

Blut / Immunsystem

Lea Angst

6

Erythropoiese, Myelopoiese

Prof. Ulrich

160916

Erythropoiese, Myelopoiese
Grundlage
Hämatopoese = Neubildung von Blutzellen
Schritte: Proliferation (Vermehrung, Mitose)  Differenzierung (Erwerb von spezif. Fähigkeiten) durch Zytokine aus umliegenden Zellen
stimuliert.

Lokalisation:
-

Fetus: Leber, Milz & Knochenmark
Adulter: nur rotes Knochenmark ( Medulla) (proximale Enden (Epiphysen) von Humerus & Femur, Os Ileum, Sternum, Rippen
& Wirbel)

-

Hämatopoetische Stammzelle
o
viele exprimieren CD34+ ( Marker, der die Stammzelle nachweisen lässt, aber Funktion von CD34 ist unklar)
o Haben hohe Plastizität = können sich zu praktisch allen Zellen des Körpers differenzieren:

Hepatozyten, Neurone, Muskelzellen, Endothelzellen, ...(Achtung: Name irreführend, sie
o

-

differenzieren vorwiegend zu Blutzellen können aber unter bestimmten Umständen auch zu anderen
Zellen werden)
undifferenziert & wenig Teilungsaktiv, aber lebenslange Selbsterneuerung

Pluripotente1 Stammzellen differenzieren unter Einfluss von Zytokine (IL, SCF, …) aus KMStromazellen entweder zu:
o lymphatische Stammzellen  Lymphozyten
o myeloische Stammzellen  Erythrozyten, Granulozyten, Monozyten & Thrombozyten
multipotent

Differenzierung der myeloischen Stammzellen (=Myelopoiese)
Zytokine: Colony Froming Units (CFU)  aus den multipotenten myeloischen Stammzellen entstehen
verwandte Zellkolonien.
-

1

BFU-E: Erythrozyten
CFU-GM: Monozyten und neutrophile Granulozyten
CFU-Eo: eosinophile Granulozyten
CFU-Bas: basophile Granulozyten
CFU-Mega: Thrombozyten

können sich noch zu nahezu allen Zelltypen der 3 Keimblätter entwickeln, aber nicht zum Trophoblast

Blut / Immunsystem

Lea Angst

1

Erythropoiese, Myelopoiese

Prof. Ulrich

160916

Determination & Differenzierung
Kolonie-stimulierende Faktoren (=CSF): stimulieren Differenzierung o. Proliferation G-CSF, GM-CSF, SCF
werden in blutbildenden Organen von KMsstromazellen, Makrophagen, Endothelzellen, Lymphozyten &
Fibroblasten produziert & freigesetzt ( parakrine Wirkung)
Funktion der stimulierenden Faktoren: Reifung & Differenzierung aus myeloische Stammzellen gebildete
Zwischenprodukte & Aktivierung von Monozyten & Granulozyten
-

Multi-CSF: Multi Lineage Colony Stimulating Factor
GM-CSF: Granulocyte-Macrophage Stimulating Factor
M-CSF: Macrophage Stimulating Factor
G-CSF: Granulocyte Stimulating Factor
EPO: Erythropoietin
TPO: Thrombopoietin

Erythropoiese = Differenzierung der CFU-GM
-

Beschreibung: Bildung von Erys
Lokalisation: nur Rotes Knochenmark beim Neugeborenen auch gelbes, in platten & kurzen Knochen
Zytokin: Erythropoietin (EPO) (= Glykoprotein) aus Nieren bewirkt weiter Differenzierung der
multipotenten myeloischer Stammzelle

Stammzelle  Pro- erythroblast  basophiler Erythroblast  Polychromatischer Erythroblast 
orthochromatischer (= Normoblast) Erythroblast  Retikulozyt  Erythrozyt
-

-

Mitose: Stammzelle & Pro-erythroblast
Pro-erythroblast hat maximale Grösse, besitzt Zellkern & viele Ribosomen zur
Hämoglobinsynthese
zu Beginn der Hämoglobinsynthese herrscht Basophilie
beim basophilen Erythroblast beginnt die Hämoglobinsynthese, womit die Basophilie sinkt & die
Azidophilie steigt
je mehr Hämoglobin synthetisiert wird, desto mehr gehen die Ribosomen zurück &
Hämoglobingehalt der Zelle steigt an
orthochromatische Erythroblast stösst den Zellkern aus (= Enukleation, ist jetzt beweglicher), wird
dadurch zum Retikulozyt & reift zum Erythrozyt  hohe Anzahl von Retikulozyten weist auf
starke Erythropoiese hin

allgemein:
o 1. Proliferation, 2. Differenzierung, 3. Reifung
o
Erythropoiese braucht 1 Tag pro Schritt, sprich ca. 5 Tage (Histobuch steht noch 3 weitere Tage für
o

Reifung!)
der Erythrozyt wird nicht im Knochenmark gespeichert, er gelangt sofort ins Blut

Blut / Immunsystem

Lea Angst

2

Erythropoiese, Myelopoiese
o
o
o
o
o

Prof. Ulrich

160916

wenn das Knochenmark beschädigt wird, braucht es also mindestens eine Woche, bis wieder neue Erythrozyten in
die Peripherie gelangen
nach etwa 1 Tag im Blutstrom verlieren Erys Mitochondrien & Ribosomen  anaerobe Zellatmung
EPO wird in Nierenrinde & Leber gebildet wenn lokale Sauerstoffpartialdruck sinkt ( Hypoxie)  bei Bedarf bis zu
5-10 fache Steigerung!
EPO heute gentechnisch hergestellt ( auch als Medi für Dialysepat.), stellt Weiche in Richtung Erythropoiese &
vermindert physiologisch vorkommende Apoptose der roten Vorstufen
Findet oft in Nähe von Makrophagen statt, die Differenzierung über Wachstumsfaktoren & Fe-Feritinkomplex
steuern

Monozytopoiese
determinierte Stammzelle (CFU-GM) Monoblast  Promonozyt  Monozyt
- Monoblast hat grossen, runden & lockeren Zellkern
- durch IL3 (= Zytokin) wird der Monoblast zum
Promonozyt
- Promonozyt hat eingebuchteten Zellkern
- Druch GM-CSF & M-CSF wird Promonozyt zum Monozyt
- Reifungsdauer: 2 Tage
- & Monozyt wird vor Abgabe ins Blut noch ca. 2 Tage im
Knochenmark gespeichert
 komplette Monozytopoiese & anschliessende Speicherung: ca. eine Woche

Granulozytopoiese
Startet auf dem gleichen Weg wie die Monozytopoiese aus er determinierten Stammzelle (CFU-GM) 
Myeloblast (identisch zu Monoblast)  Promyelozyt  Myelozyt  Metamyelozyt 
stabkerniger/segmentierter neutrophiler Granulozyt
-

Zytokine: GM-CSF & G-CSF
Mitose: Myeloblast bis Myelozyt betreiben
Myelozyt ist sehr gross & fällt auf im Blutbild

Morphologisches Merkmal: ( Granulae, auch Ziel
-

primäre Granula: ab Promyelozyt
sekundäre Granula: ab Metamyelozyt
Veränderung des Zellkerns:
o
wird immer dichter, (weil immer weiter
spezialisiert),

enthält immer weniger Euchromatin & mehr
Heterochromatin
o nimmt mehr & mehr eine nierenförmige
Gestalt an
Dauer: Reifung dauert 11 Tage & Speicherung (im
o

-

Reservepool im Knochenmark, kann mobilisiert werden bei Infektionen
-

-

-

-

etc.) im KM 4 Tage = insgesamt 14 Tage
nach Zerstörung des Knochenmarks sind nach 2 Wochen wieder
Granulozyten vorhanden

ins Blut treten darf frühestens der Metamyelozyt
(Barriere im Knochenmark), somit ist im Knochenmark
der Proliferationspool & im Blut der Reifungs- und
Funktionspool
Morphologie: Myeloblast am grössten, Myelocyt (mit
kondensierten Chromosomen), ab Metamyelocyt
nierenförmiger Kern
Phatologie: Myelocyten im peripheren Blut ist ein
Alarmzeichen! Aber Metamyelocyt kann schon vorkommen!

Blut / Immunsystem

Lea Angst

3

Erythropoiese, Myelopoiese

Prof. Ulrich

160916

Megakaryopoiese
Zytokin: Thrombopoietin (TPO) Leber, Niere, KM-Stroma & Milz gebildet
Stammzelle  Pro-megakaryoblast  unreifer Megakaryozyt  reifer Megakaryozyt (riesig bis zu 100 µm) 
Thrombozyten
-

Mitose: nur Promegakaryoblast
ab dem unreifen Megakaryozyten verändert sich nur noch die Grösse & Ploidie (= Zahl der
Chromosomensätze), denn Kerne der Megakaryozyten sind durch Endomitose (Wiederholte Chromosomenverdopplung ohne
Kernteilung) polyploid

-

-

reife Megakaryozyt (MEGA –weil unglaublich gross) hat einen grossen, gelappten Zellkern, viele
Membranen, viele membrangebundene Granula (wird später zu Thrombozytengranula) & 16N-64N
70% der Zellen sind 16N (= haben 16 Chromosomensätze, 32N o. 64N ist auch möglich)
durch IL-3 und IL-6 nimmt der reife Megakaryozyt die zelluläre Abschnürung vor & verfällt in viele
Thrombozyten (= platzt)

-

MegKz liegen der Wand der KM-Sinusoide an, strecken Fortsätze durch Endothelfenster ins Lumen, von dort werden ws
Thrombozyten durch Scherkräfte des Blutstroms abgetrennt.

-

bis zu 5000 Thrombozyten aus einem Megakaryozyten
teilweise unvollständiger Zerfall oder in toto in Blut: Lungenkapillaren Endstation

-

Mikroskopische Differenzierung
May-Grünwald-Giemsa-Färbung = Pappenheim-Färbung
Zusammensetzung:
-

Methylenblau färbt saure Zellbestandteile blau (RNA, Zytoplasma, Nukleolen) - basophil
Methyl-Azur färbt basische Zellbestandteile rot-violett (DNA (ja DNA, weil sie enthält neben dem negativen
Phosphatrückgrat auch viele Proteine mit basischen Gruppen, o. z.B. Histone), Primärgranula) - azinophil
Eosin färbt basische Zellbestandteile orange-rot (Hämoglobin & Granula der Eosinophilen)

 Die Molekulare Differenzierung wird mittels CD-System System möglich, wenn die Antigene auf der
Zelloberfläche bekannt ist können AK im Labor entwickelt werden und darüber gegossen werden.

Knochenmark (=KM):
-

rotes (weil viele Erys) KM = aktiv (hämatopoetisch)
o Lokalisation: in platten Knochen (Sternum, Wirbekörper, Rippe, Scapula, Crista illiaca, schädelknochen &
proximale Enden von Humerus & Femur) & Epiphysen der Röhrenknochen

-

gelbes KM = inaktiv
o ab 10-LJ. 1:1

o

o

Beim Kind füllt es alle Knochen

füllt übrige Knochen ↑, enthält viel Fett, kann bei kompensatorischer Steigerung (z.B. weil zu viele erys abgebaut
werden) wieder in Rotes umgewandelt werden)

Rotes Knochenmark
Produktionskapazität:
-

Erys: 200x109 /d
Leukos: 15x109 /d

Histo:
-

sehr zellreich,
dicht gepackte hämatopoetische Stammzellen,

Blut / Immunsystem

Lea Angst

4

Erythropoiese, Myelopoiese
-

Prof. Ulrich

160916

weitlumige Sinusoide2 mit Erythrozyten
Fettzellen

Stroma (= interstitielles BGW des KN):
-

Grundgerüst: Fibroblastische Retikulumzellen (produzieren kollagene Typ lll & Chemo- & Zytokine)
Weitlumige Kapillaren (= Sinus) mit Sinusendothelzellen
Adventitiazellen (= Zellen, die die Blutkapillaren mit schlanken Fortsätzen umgreifen. Funktionen: evtl. Kontraktion,
Phagozytose (beides umstritten))

-

-

vereinzelt Fettzellen, dienen als Platzhalter, fett kann schnell abgebaut werden & gibt denn Platz für Stammzellinseln frei
Makrophagen (Abbau alternder, o. unreifer abgestorbener Zellen, liegen direkt unter den Sinus (mehrere Sinusoide bilden
einen Sinus, Sinus erkennt man daran, dass es viele Erys drin hat, Regulation der Hämatopoiese über Zytokine)
Stroma-Stammzellen

Parenchym (organspezifisches Gewebe):
-

hämatopoetische Stammzellen

Zellen des roten KM:
( grösstenteils unreife & reife Blutzellen)

-

Megakaryozyten (riesig ! gelappter dichter Kern)
eosinophile Myelozyten (zahlreiche, leuchtend rote Granula)
Normoblasten = orthochromatische Erythrozyten (kompakter runder Kern)
Erythrozyten (rötliche Scheiben)
fibroblastische Retikulumzellen (ovaler, heller Kern)

-

Aber auch Makrophagen, die gibt es überall, kann man an der Histoprüfung praktisch immer als richtige Antwort geben

Sinusoide:
-

Trennung Blut & Hämatopoiese-Kompartiment

-

Sinus-endothelzellen (langgestreckter, dichter, Kern)
Sinusoidalen Gefässe im KM haben dünne Wand mit fenstriertem Endothel (reife Blutzellen können
austreten  transzelluläre Migration, durch Zellleib hindurch! Unreife Zellen treten nicht ins Blut, mechanismus unklar),

fehlende o. diskontinuierliche Basalmembran & verlangsamte Blutströmung, dadurch können sich
Tumormetastasen gut ansiedeln! Weil die Tore der Kapillaren weit offen stehen, kann von Mamakarzinom o irgend einem
Mutterkarzinom stammen.

Knochenmarksanalyse
Prozente der kernhaltigen Zellen:
-

20% Erythropoiese (werdern sofort in die

-

45% Myelopoiese
20% reife Granulozyten (sehr grosser Pool)
10% Lymphozyten und Plasmazellen

peripherie abgegeben)

Schwammige morphologische Einteilung:
-

2

Granulozytenreifung nahe der
Knochenbälkchen
Erythrozytenproduktion und –reifung
nahe der Sinus
Megakaryozyten liegen dem Sinus an

Sinusoide = kleines Blutgefäss mit diskontinuierlichem Endothel & keine zusammenhängende Basallamina  durchlässig für Blutzellen

Blut / Immunsystem

Lea Angst

5

Knochenmark

P_Histo

160923

Blut & Immunsystem
Diagnose
Knochenmark, Mensch, ( HE-Azur-Eosin, Achtung: mit HE-Färbung sind Zellen schwieriger zu sehen, normalerweise
würde andere Pappenhei-Färbung genommen werden & kein Schnitt sondern Ausstrich gemacht werden, heutzutage wird das sowieso
beinahe nicht mehr zu diagnosezwecken verwendet,

4µm)

Aufbau
-

Spongiosabälkchen;
Fettzellen ( als Platzhalter, in dem Präparat mehr Fettzellen wie Blutzellvorläufer, Fettzellanteil ist umgekehrt

-

dazwischen rotes, blutbildendes Knochenmark ( Extravasalraum des Marks)
3D Gerüst aus retikulärem Bindegewebe  Retikulumzellen  retikuläre Fasern = Typ lll;
netzartig anastomosierende Sinus, z.T. prall mit Erys- & Leukos gefüllt; Endothelzellen schwer
abgrenzbar
Hämatopoetische (freie) Zellen in den Maschen des retikulären Bindegewebes  alle Blutzellen

proportional zu hämatopoietischer Aktivität)

-

gehen aus einer einheitlichen Population von multipotenten hämatopoietischen Stammzellen hervor

-

Zelltypen der Erythro-, Leuko- und Thrombopoese sind im Präparat zu erkennen.

Zellarten
-

-

Fettzellen (am häufigsten in dem Präparat = hämatopoietische Aktivität ↓)
Retikulumzelle, länglich, euchromatinreichem, hellblauer Zellkern
Erys, vor allem sehr viele in Sinus
Leukos
verschiedenen Zelltypen der Erythro-, Leuko- und Thrombopoiese
Sinusendothelzellen, mit langgestreckte, dichtem, in die Sinuslichtung projizierendem Kern, schwierig zu sehen
hämotopoetische (freie) Zellen
Orthochromatische Erythroblasten (= Normoblasten): kleiner, dunkler, runder & kompakter Kern
eosinophiles Zytoplasma, häufig in Gruppen angeordnet.
Eosinophile Myelozyten: rundlicher o. ovaler Zellkern, leuchtend rote Granula im Zytoplasma

-

Megakaryozyten: riesen grosse Zellen (40-60 μm); polyploide (16N)r, segmentierter oder gelappter Kern mit

-

-

grobmaschiger Chromatinstruktur; voluminöser acido- oder basophiler Zelleib, Besonderes

-

Nur in rotem Knochenmark Myelopoiese.
Unterteilt in das Parenchym mit hämatopoietischen Zellen
und Stroma (Fettzellen, Retikulumzellen, Makrophagen, Kapillaren mit Sinusendothelzellen,
etc.).
Sinusoidale Gefässe im KMk besitzen nur dünne Wand aus fenestriertem Endothel
Basalmembran ist diskontinuierlich o. fehlt. Durch Sinus wird der Blutstrom verlangsamt,

Blut / Immunsystem

Lea Angst

1


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