Aufgaben des Blutes

Jeder Mensch hat etwa 4-6 Liter Blut, die durch seine Adern fließen. Das entspricht in etwa 8% des Körpergewichtes. Das Blut besteht aus verschiedenen Anteilen, die alle unterschiedliche Aufgaben im Körper übernehmen. So spielen die Bestandteile beispielsweise für den Transport von Nährstoffen und Sauerstoff eine wichtige Rolle, aber auch für das Immunsystem.

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Eine normale Verteilung der einzelnen Bestandteile ist daher essentiell für die Gesundheit eines Menschen. Sind die Blutzellen beispielsweise vermindert oder verändert, kann es zu Anämien (Blutarmut) kommen. Das Blut besteht aus einem zellulären Anteil, etwa 45 %, und einem wässrigen Anteil (Plasma). Durch das ausgeprägte Gefäßsystem gelangt das Blut in alle Bereiche des Körpers und kann dort viele Transport- und Regulationsfunktionen übernehmen.

Durch das Blut werden Sauerstoff, Nährstoffe, Hormone und Enzyme zu den Körperzellen in den Endorganen transportiert und Abfallstoffe, wie zum Beispiel Harnstoff und Kohlenstoffdioxid, abtransportiert. Der Sauerstoff wird über die Arterien vom Herzen zu den Organen transportiert. Das dort produzierte Kohlenstoffdioxid wird über die Venen von den Organen zurück zum Herzen transportiert. Über den kleinen Lungenkreislauf wird das Kohlenstoffdioxid abgeatmet und Sauerstoff aufgenommen.

Eine weitere Funktion des Blutes ist die sogenannte Homöostase. Diese bezeichnet die Regulation und Aufrechterhaltung des Wasser- und Elektrolythaushaltes, sowie der Körpertemperatur und des PH-Wertes. Das Blut verteilt die Körperwärme über die Gefäße und hält so die Körpertemperatur konstant.

Außerdem hat das Blut die Funktion des Wundverschlusses, um größere Blutverluste zu verhindern. Hierfür bilden die Blutplättchen und Gerinnungsfaktoren ein Blutgerinnsel.

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Zuletzt hat das Blut auch noch eine Schutz- und Abwehrfunktion. Es dient der Abwehr von Krankheitserregern, Fremdorganismen und Antigenen (spezielle Oberflächenproteine auf Zellen, die spezifisch durch das Immunsystem angegriffen werden können) durch weiße Blutzellen, Botenstoffe und Antikörper.

Die Aufgabe der Erythrozyten (rote Blutkörperchen) besteht darin, Sauerstoff zu den Organen zu transportieren. Der Sauerstoff wird in der Lunge aufgenommen und in den Erythrozyten an den roten Blutfarbstoff, das Hämoglobin, gebunden. Das Hämoglobin enthält Eisen, welches für den Sauerstofftransport essentiell ist. Wenn das Hämoglobin oder das Eisen vermindert sind oder es zu wenig Erythrozyten gibt, können diese nicht ausreichend Sauerstoff transportieren und es kommt zur Anämie. Die betroffenen Menschen haben meist eine sehr blasse Haut und fühlen sich oft erschöpft, müde und weniger leistungsfähig. Außerdem leiden sie an Kopfschmerzen und Schwindel, da das Gehirn nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt wird.

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Um in alle Gewebe zu gelangen und durch die kleinsten Kapillaren zu passen, müssen die Erythrozyten sehr verformbar sein. Dies ist dadurch möglich, dass sie keinen Kern haben und aus elastischen Fasern bestehen. Sind die Erythrozyten nicht mehr ausreichend verformbar, passen sie nicht mehr durch die Spalten zwischen den einzelnen Zellen, die ein Blutgefäß bilden und werden daher abgebaut. Im gleichen Maße werden sie aber normalerweise auch nachgebildet. Diese Neubildung wird unter anderem durch ein Hormon namens Erythropoietin (EPO) stimuliert. Dieses wird in der Niere freigesetzt und sorgt dann im Knochenmark für eine vermehrte Bildung von Erythrozyten. Diese Erythrozyten stehen dann wieder voll funktionsfähig dem Kreislauf zur Verfügung. Kommen die Erythrozyten im Zielgewebe an, so wird der Sauerstoff ins Gewebe freigesetzt und ein Teil des dort entstandenen Kohlenstoffdioxids wird in die Erythrozyten aufgenommen.

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Auch das Kohlenstoffdioxid wird an Hämoglobin gebunden transportiert. Es gelangt über die Venen zurück zum Herzen und zur Lunge, wird dort abgegeben und kann über die Luft abgeatmet werden. Von dort beginnt der Kreislauf dann wieder von Neuem. Eine weitere Funktion der roten Blutkörperchen ist die Ausbildung einer Blutgruppe. Diese wird durch spezifische Proteine (Glykoproteine) auf der Oberfläche der Erythrozyten definiert. Man nennt diese Proteine auch Blutgruppenantigene. Die wohl bekanntesten Gruppen dieser Antigene bilden das ABO-System und das Rhesus-System. Die Blutgruppen sind wichtig, wenn es darum geht, einem Patienten Blut eines anderen Menschen zu geben, da er selbst nicht genug produziert oder beispielsweise aufgrund einer Verletzung viel Blut verloren hat (Transfusionen).

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Die weißen Blutkörperchen (Leukozyten) dienen der Immunabwehr. Sie sind bei der Abwehr von Krankheitserregern wichtig und auch bei der Ausbildung von Allergien und Autoimmunkrankheiten. Es gibt viele Untergruppen der Leukozyten. Die erste Untergruppe sind die neutrophilen Granulozyten mit etwa 60%. Sie können Krankheitserreger erkennen, aufnehmen und durch spezifische Stoffe abtöten und verdauen. Dabei gehen aber auch die Granulozyten zu Grunde.

Die nächste Gruppe sind die eosinophilen Granulozyten mit etwa 3%. Sie sind besonders bei parasitären Erkrankungen (z.B. Würmer) und allergischen Reaktionen von Haut, Schleimhäuten, Lunge und Magen-Darm-Trakt beteiligt. Auch sie enthalten Stoffe, die zelltoxisch (giftig) sind und können so Krankheitserreger abwehren. Außerdem führen sie zu einer Aktivierung weiterer Immunzellen.

Die dritte Gruppe sind die basophilen Granulozyten (ca. 1%). Die Funktion dieser Granulozyten ist noch relativ unklar. Man weiß bisher nur, dass sie einen Rezeptor für einen bestimmten Antikörper (IgE) haben, der mit der Ausbildung von allergischen Reaktionen assoziiert ist. Als nächstes kommen die Monozyten (6%). Sie wandern ins Gewebe und entwickeln sich dort zu sogenannten Makrophagen (Fresszellen). Diese können ebenfalls Krankheitserreger aufnehmen und verdauen (Phagozytose) und können so verschiedene Infektionen bekämpfen. Außerdem können sie die Bruchstücke der abgebauten Erreger auf ihrer Oberfläche präsentieren (Antigene) und so den Lymphozyten (letzte Gruppe) eine spezifische Immunantwort mit Antikörpern ermöglichen.

Die letzte Gruppe sind die Lymphozyten (30%). Sie lassen sich weiter unterteilen in Natürliche Killerzellen und T- und B-Lymphozyten. Die Natürlichen Killerzellen erkennen die infizierten Zellen (Krankheitserreger) und töten sie ab. Die T- und B-Lymphozyten sind gemeinsam in der Lage die Krankheitserreger spezifisch anzugreifen. Dies geschieht zum einen durch die Bildung von Antikörpern, die dann mit dem Antigen eines Krankheitserregers interagieren und dieses so für das Immunsystem besser angreifbar machen. Zum anderen bilden sie auch Gedächtniszellen aus, sodass das Immunsystem einen Erreger beim zweiten Kontakt sofort erkennen und abbauen kann. Zuletzt setzen auch diese Zellen Substanzen frei, die infizierte Körperzellen abtöten. Nur durch das Zusammenwirken all dieser Zellen und spezifischer Botenstoffe kann das Immunsystem regelrecht arbeiten und den Körper vor Erregern schützen.

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Die Thrombozyten (Blutplättchen) sind für die Blutgerinnung und -blutstillung (Hämostase) verantwortlich. Bei einer Verletzung des Gefäßes gelangen die Thrombozyten schnell an die entsprechende Stelle und binden an spezifische Rezeptoren der freigelegten Strukturen (z.B. Kollagen). Auf diese Weise werden sie aktiviert. Diesen Prozess nennt man auch primäre Hämostase. Nach der Aktivierung setzen die Thrombozyten verschiedene Inhaltsstoffe frei, die weitere Thrombozyten anlocken. Die aktivierten Thrombozyten bilden einen Pfropf (roter Thrombus).

Zusätzlich wird die Gerinnungskaskade im Blutplasma aktiviert, bei der es zur Bildung von Fibrinfäden kommt und einem unlöslichen Fibrinnetz. Man spricht hierbei auch vom weißen Thrombus. So werden die Verletzungen der Gefäßwände sehr schnell verschlossen und die Blutung gestillt. Ist die Thrombozytenzahl zu niedrig, so kann es zu Nasen- oder Zahnfleischbluten kommen oder auch zu kleineren Hautblutungen. Hier sind auch bei leichten Verletzungen schon blaue Flecken bis hin zu Blutungen in innere Organe möglich.

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Im Blut sind verschiedene Elektrolyte gelöst. Eines davon ist Natrium. Natrium ist im extrazellulären Raum, zu dem auch das Blutplasma gehört, deutlich höher konzentriert als innerhalb der Körperzellen. Durch diesen Unterschied in der Konzentration sind spezielle Signalweiterleitungen in der Zelle erst möglich. Außerdem ist Natrium wichtig für die Verteilung des Wassers, da es Wasser mit sich zieht.

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Ein weiterer wichtiger Elektrolyt ist Kalium. Dieser ist in der Zelle deutlich höher konzentriert als außerhalb und dient der Informationsvermittlung, der Muskelerregung und der Regulation der intrazellulären Flüssigkeit.

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Der nächste wichtige Elektrolyt ist Kalzium. Kalzium kommt besonders in Zähnen und Knochen vor und ist generell außerhalb der Zellen (also auch im Blut) sehr viel höher konzentriert als in den Zellen. Kalzium ist ebenfalls wichtig für die Muskelerregung, aber auch für die Blutgerinnung und die Regulation von Hormonen und Enzymen.

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Auch Magnesium ist ein wichtiger Elektrolyt für die Funktion von Muskeln und Enzymen. Der nächste Stoff ist Phosphat. Es dient als Puffersystem, das heißt es sorgt dafür, dass der pH-Wert weitestgehend konstant bleibt, indem es Säuren und Basen ausgleicht. Des Weiteren kommt es auch im Knochen vor. Der letzte wichtige Elektrolyt ist das Chlorid. Es ist wichtig um den Konzentrationsunterschied zwischen der Zelle und dem Raum außerhalb der Zelle konstant zu halten.

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Der pH-Wert des Blutes liegt normalerweise zwischen 7,35 und 7,45. Er wird über die Menge an Wasserstoff-Ionen ermittelt und hängt von dem Verhältnis von Säuren und Basen zueinander ab. Im Blut sind das vor allem Kohlenstoffdioxid (CO2) und Bikarbonat (HCO3-). Der Blut pH-Wert wird durch verschiedenen Puffer möglichst konstant gehalten. Der wichtigste ist das Bikarbonat. Der pH-Wert kann aber auch durch das vermehrte Abatmen von CO2 oder die Ausscheidung von Wasserstoff-Ionen über den Urin reguliert werden. Es ist sehr wichtig, den Blut-pH-Wert konstant zu halten, da es sonst zu lebensbedrohlichen Entgleisungen des Säure-Basen-Haushalts kommen kann, zur Azidose (Übersäuerung) oder Alkalose (zu viele Basen).

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Das Blut besteht aus einem zellulären Anteil, den Blutzellen, und einem flüssigen Anteil, dem Blutplasma. Die Zellen machen etwa 45% aus und lassen sich in Erythrozyten, Thrombozyten und Leukozyten unterteilen. Die Erythrozyten machen dabei etwa 99% der Zellen aus. Das Blutplasma ist eine gelbliche Flüssigkeit. Es besteht zu 90% aus Wasser, zu 7-8% aus Proteinen und zu 2-3% aus niedermolekularen Substanzen. Als Blutserum bezeichnet man das Blutplasma ohne Fibrinogen.

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Das Blutplasma ist vor allem für den Transport verschiedener Stoffe wichtig. Es transportiert nicht nur die Blutzellen, sondern auch Stoffwechselprodukte, Nährstoffe, Hormone, Gerinnungsfaktoren, Antikörper und Abbauprodukte des Körpers. Außerdem ist es für die Verteilung der Wärme im Körper wichtig und enthält die Puffer, die den pH-Wert konstant halten. Der Hauptanteil der Proteine im Blutplasma ist Albumin mit ca. 60%. Albumin ist unter anderem ein wichtiges Transportprotein für nicht wasserlösliche Substanzen. Die anderen Proteine sind die sogenannten Globuline (ca. 40%). Sie setzen sich aus Komplementfaktoren (Teile des Immunsystems), Enzymen, Enzyminhibitoren (Enzymhemmer) und Antikörpern zusammen und sind beispielsweise bei der Entzündungsreaktion oder Immunreaktion vermehrt vorhanden.

Die Blutbildung, auch Hämatopoese genannt, bezeichnet die Bildung von Blutzellen aus blutzellbildenden Stammzellen. Dies ist notwendig, da die Blutzellen nur eine begrenzte Lebensdauer haben. So leben Erythrozyten bis zu 120 Tage und Thrombozyten bis zu 10 Tage, danach ist eine Erneuerung erforderlich. Der 1. Ort der Blutbildung ist im Dottersack des Embryos. Hier werden bis zum 3. Embryonalmonat die ersten Erythrozyten (noch mit Kern) gebildet, sowie Megakaryozyten (Vorläufer der Thrombozyten), Makrophagen (Fresszellen) und hämatopoetische Stammzellen (blutbildende Stammzellen, aus denen alle Blutzellen entstehen).

Ab dem 2. Embryonalmonat werden auch in der Leber Blutzellen produziert. Dies sind die ersten reifen Erythrozyten. Außerdem ist die fetale Leber für die Reifung und Vermehrung der Stammzellen verantwortlich, die später ins Knochenmark wandern. Die hämatopoetischen Stammzellen werden im Embryo in der Plazenta, der AGM-Region (Aorta, Geschlechtsorgane, Nierenregion) und im Dottersack gebildet.

Ab dem 4. Fetalmonat findet die Blutbildung in Milz und Thymus statt und ab dem 6. Fetalmonat in Milz und Knochenmark. Nach der Geburt beginnt die sogenannte adulte Blutbildung. Diese findet vorwiegend im Knochenmark statt. Es gibt verschiedene Zelllinien bei der Blutbildung. Eine ist die Myelopoese. Aus ihr gehen die Erythrozyten, Thrombozyten, Granulozyten und Makrophagen hervor. Die zweite Zelllinie ist die Lymphopoese. Aus ihr gehen die verschiedenen Lymphozyten hervor.

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