Blut: die Grundlagen

Autoren: Sophie Chargé, PhD, und Kendra Hodgkinson, PhD
Online-Veröffentlichungsdatum: Januar 2017

Was ist Blut?

Bei jedem Herzschlag werden etwa fünf Liter Blut durch den Körper gepumpt.

Das Blut fließt durch Tausende von Kilometern von Blutgefäßen, liefert Sauerstoff und Nährstoffe zu den Organen und transportiert Abfallprodukte ab. Das Blut transportiert auch Zellen, Hormone und Proteine, die viele Körperfunktionen regulieren, z. B. die Bekämpfung von Infektionen und die Kontrolle des Blutverlustes.

Was sind die Bestandteile des Blutes?

Blut besteht aus vier Bestandteilen: rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen, Blutplättchen und Plasma.

Rote Blutkörperchen

• Rote Blutkörperchen sehen aus wie winzige Donuts ohne Löcher; ihre rote Farbe kommt vom Hämoglobin, einem eisenhaltigen Protein, das Sauerstoff und Kohlendioxid bindet.
• Rote Blutkörperchen transportieren mit ihrem Hämoglobin Sauerstoff von der Lunge zu den Geweben und Organen. Die roten Blutkörperchen nehmen dann das Kohlendioxid aus den Geweben und Organen auf und transportieren es zurück in die Lunge, wo es entfernt wird.
• Bei einem gesunden Menschen bleibt ein rotes Blutkörperchen etwa 120 Tage lang am Leben. Der durchschnittliche Erwachsene hat etwa 25 Billionen rote Blutkörperchen. Um diese Menge aufrechtzuerhalten, produziert das Knochenmark eines Menschen stündlich 7,5 Milliarden rote Blutkörperchen, also etwa 2 Millionen pro Sekunde.
• In der Transfusionsmedizin werden die roten Blutkörperchen aus gespendetem Vollblut isoliert und in einer Zusatzlösung rekonstituiert, die eine mehrwöchige Lagerung bei 4 °C ermöglicht (42 Tage für die von den Canadian Blood Services hergestellten Einheiten roter Blutkörperchen), bis der Patient eine Transfusion benötigt.
• Wenn rote Blutkörperchen beschädigt (lysiert) sind und ihr Inhalt ins Blut abgegeben wird, spricht man von einer Hämolyse des Blutes. Beschädigte rote Blutkörperchen können keinen Sauerstoff mehr transportieren, und der freigesetzte Zellinhalt ist giftig für den Körper. Hohe Mengen an Hämoglobin und anderen Zelltrümmern können die Nieren schädigen.

Weiße Blutkörperchen

• Weiße Blutkörperchen helfen bei der Bekämpfung von Infektionen. Wenn Viren oder Bakterien in das Blut eindringen, zum Beispiel durch eine Schnittwunde, ein aufgeschürftes Knie oder ein entzündetes Ohr, umgeben die weißen Blutkörperchen die eindringenden Mikroorganismen (Bakterien und Viren) und zerstören sie. Die drei Haupttypen der weißen Blutkörperchen sind Granulozyten, Lymphozyten und Monozyten.
• Granulozyten sind die am häufigsten vorkommenden weißen Blutkörperchen und fungieren als erste Verteidigungslinie, indem sie Mikroorganismen „verschlucken“ (Phagozytose) und sie mit Enzymen abtöten, die in Granula im Inneren der Zellen gespeichert sind.
• Lymphozyten erkennen Antigene auf der Oberfläche von eingedrungenen Bakterien oder Viren als „nicht selbst“ und produzieren dann Antikörper, die die eingedrungenen Keime unschädlich machen und sie gezielt zerstören.
• Monozyten unterstützen die Aktivität anderer weißer Blutkörperchen durch Phagozytose und die Identifizierung von Zielen, die durch Antikörper zerstört werden sollen.
• Die meisten weißen Blutkörperchen leben einige Stunden oder Tage im Blut, so dass das Knochenmark ständig neue produziert. Eine kleine Anzahl von Lymphozyten (auch Gedächtniszellen genannt) lebt jedoch viele Jahre lang, um sich an bestimmte Viren zu „erinnern“ und dem Körper zu helfen, einer erneuten Infektion zu widerstehen. Impfstoffe regen den Körper an, diese Gedächtniszellen zu produzieren, ohne uns krank zu machen.
• In der Transfusionsmedizin werden die weißen Blutkörperchen aus den fertigen Blutprodukten entfernt. Dieses Verfahren bietet den Patienten, die Transfusionen erhalten, mehrere Vorteile. Zum einen ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass sie nach der Transfusion Fieber bekommen. Außerdem ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass sie Antikörper gegen die transfundierten Spenderzellen bilden, so dass künftige Thrombozytentransfusionen wirksam bleiben. Weiße Blutkörperchen können auch Erreger von Infektionskrankheiten wie das Cytomegalovirus (CMV) enthalten. Indem wir sie entfernen, verringern wir das Infektionsrisiko.

Thrombozyten

• Thrombozyten sind kleine, zarte, plättchenförmige Zellfragmente, die helfen, Blutungen zu stoppen, indem sie zusammenkleben und ein Gerinnsel bilden, das ein Loch in einem Blutgefäß abdichtet.
• Die Gerinnselbildung wird ausgelöst, indem die Thrombozyten mit gerissenen Blutgefäßen in Kontakt kommen. Dadurch werden die Blutplättchen aktiviert.
• Aktivierte Blutplättchen werden „klebrig“ und verändern ihre Form, indem sie lange, fadenförmige Strukturen ausbilden, die ihnen helfen, zu verklumpen. Die aktivierten Thrombozyten interagieren mit Gerinnungsfaktoren im Blut und bilden ein stabiles Gerinnsel aus Thrombozyten, die durch ein Netz aus Proteinen (Fibrin) zusammengehalten werden.
• Auf der Oberfläche einer Schnitt- oder Schürfwunde wird dieser Pfropfen zu einem Schorf, der Keime vom Körper fernhält.
• Die Thrombozyten bleiben bei einem gesunden Erwachsenen etwa 10 Tage lang funktionsfähig. Neue Thrombozyten werden von so genannten Megakaryozyten im Knochenmark gebildet; jeder Megakaryozyt gibt Tausende von Thrombozyten an das Blut ab.
• In der Transfusionsmedizin werden Thrombozyten aus gespendetem Vollblut isoliert und vor der Transfusion zur Lagerung in Plasma aufbereitet. Thrombozyten können auch mit einem Apheresegerät, das die selektive Entnahme von Thrombozyten und etwas Plasma ermöglicht, von einem Spender gewonnen werden. Thrombozytenprodukte müssen bei Raumtemperatur gelagert werden und können vor der Transfusion nur einige Tage aufbewahrt werden (5 Tage für Thrombozytenprodukte, die bei Canadian Blood Services hergestellt werden).

Plasma

• Plasma ist die strohfarbene Flüssigkeit, die mehr als die Hälfte des Blutvolumens ausmacht.
• Plasma dient als Transportsystem für alles im Blut. Etwa 90 Prozent des Plasmas sind Wasser, die anderen 10 Prozent bestehen aus den verschiedenen Stoffen, die das Plasma transportiert.
• Plasma bringt Nährstoffe wie Proteine, Mineralien, Vitamine, Zucker und Fette in alle Teile des Körpers und transportiert Abfallprodukte ab. Das Plasma transportiert auch die roten Blutkörperchen, die Sauerstoff und Kohlendioxid zu und von unseren Organen und Geweben transportieren.
• Die ständige Zirkulation von weißen Blutkörperchen und Antikörpern im Plasma ermöglicht es ihnen, überall dorthin zu gehen, wo sie gebraucht werden, um eindringende Keime zu bekämpfen; ebenso werden zirkulierende Blutplättchen und Gerinnungsproteine überall dort aktiviert, wo Blutgerinnsel benötigt werden.
• Zu den Proteinen, die im Plasma zirkulieren, gehören Albumin, Antikörper und Gerinnungsproteine. Albumin ist das am häufigsten vorkommende Protein im Plasma und trägt dazu bei, das Flüssigkeitsgleichgewicht im Körper aufrechtzuerhalten, indem es das Wasser in den Blutgefäßen hält. Antikörper machen mehr als ein Drittel des Plasmaproteins aus. Gerinnungsproteine im Plasma werden von den Blutplättchen benötigt, um Blutgerinnsel zu bilden.
• In der Transfusionsmedizin wird Plasma aus gespendetem Vollblut isoliert. Plasma kann auch mit Hilfe einer Apherese-Maschine selektiv von Spendern gewonnen werden. Plasmaprodukte können über lange Zeiträume (bis zu einem Jahr bei Canadian Blood Services) tiefgefroren gelagert werden, bis sie für eine Transfusion benötigt werden.
• In der Transfusionsmedizin werden Proteine wie Albumin, Immunglobuline und Gerinnungsfaktoren durch ein Fraktionierungsverfahren aus dem Plasma isoliert. Einmal fraktioniert, können diese Proteine gefriergetrocknet (lyophilisiert) über lange Zeiträume gelagert und zur Behandlung bestimmter Krankheiten verwendet werden.

Was sind Blutgruppen?

Blutgruppen sind genetisch bedingt, wie die Augenfarbe eines Menschen. Es gibt vier große Blutgruppen: A, B, AB und O. Die Blutgruppen basieren auf den Antigenen der roten Blutkörperchen, d. h. auf Proteinen auf der Zelloberfläche, die vom Immunsystem eines Menschen erkannt werden. Wenn ein Antigen vom Immunsystem als „nicht selbst“ identifiziert wird, wird die Zelle durch Antikörper zerstört.

Die Gruppe A hat einen Antigentyp (A), die Gruppe B einen anderen (B), die Gruppe AB hat sowohl A- als auch B-Antigene und die Gruppe O hat keines der Antigene. Diese Blutgruppen werden weiter danach unterteilt, ob ein Antigen, der so genannte Rh-Faktor, auf den Blutzellen der Person vorhanden ist oder nicht. Ist er vorhanden, ist das Blut der betreffenden Person Rh-positiv (+); ist er nicht vorhanden, ist das Blut Rh-negativ (-). Kombiniert man den Rh-Faktor mit den vier Hauptblutgruppen, erhält man acht verschiedene Hauptblutgruppen (z. B. AB-). Darüber hinaus gibt es die Nebenblutgruppen.

Eine Person mit einer bestimmten Blutgruppe entwickelt Antikörper gegen die Antigene, die sie nicht hat. Zum Beispiel hat eine Person der Blutgruppe A keine B-Antigene auf ihren roten Blutkörperchen; daher werden die weißen Blutkörperchen dieser Person Antikörper gegen das B-Antigen (Anti-B) bilden, das in ihrem Plasma vorhanden ist.

In der Transfusionsmedizin ist es sehr wichtig, dass Patienten rote Blutkörperchen erhalten, die mit ihrer Blutgruppe kompatibel sind. Es ist auch wichtig, dass Plasmaempfänger nicht mit Plasma transfundiert werden, das Antikörper enthält, die ihre roten Blutkörperchen zerstören.

Blutgruppen können schnell bestimmt werden, indem man einige Tropfen Blut einer Person mit Anti-A-, Anti-B- oder Anti-Rh-Antikörpern mischt und sieht, welche Antikörper die roten Blutkörperchen verklumpen lassen. Diese Verklumpung tritt auf, wenn die Antikörper mit den Antigenen auf den roten Blutkörperchen übereinstimmen. Wenn beispielsweise das Blut einer Person mit Anti-A-, aber nicht mit Anti-B-Antikörpern verklumpt, zeigt dies, dass das Blut A- (und nicht B-)Antigene enthält, so dass diese Person zur Blutgruppe A gehört. In der Transfusionsmedizin werden ausgeklügelte Tests verwendet, um die Blutgruppe des Spenders und des Patienten zu bestimmen.

Was versteht man unter einer Blutübereinstimmung?

Im Zusammenhang mit Bluttransfusionen ist eine Blutübereinstimmung eine Kompatibilität zwischen dem Blut des Spenders und dem Blut des Empfängers. Dies bedeutet nicht immer, dass das Blut des Empfängers mit dem des Spenders übereinstimmt.

Rote Blutkörperchen eines Spenders mit der Blutgruppe O+ können Patienten mit vier verschiedenen Blutgruppen transfundiert werden: A+, B+, AB+ und natürlich O+. Menschen mit Blutgruppe O+ werden als Universalspender bezeichnet, weil die von ihnen gespendeten roten Blutkörperchen keine A-, B- oder Rh-Antigene aufweisen und daher gefahrlos an Menschen jeder Blutgruppe gespendet werden können. Menschen mit Blutgruppe AB+ sind Universalempfänger, weil sie keine Antikörper gegen A, B oder Rhesus in ihrem Blut haben und rote Blutkörperchen von einem Spender jeder Blutgruppe erhalten können.

Plasmatransfusionen werden aufeinander abgestimmt, um zu vermeiden, dass A- und B-Antikörper im transfundierten Plasma die roten Blutkörperchen des Empfängers angreifen. Menschen mit Blutgruppe AB sind universelle Plasmaspender. Ihr Plasma enthält keine A- oder B-Antikörper und kann sicher auf alle Blutgruppen übertragen werden.

Blutgruppe	Prozent der Kanadier	Blutgruppen von kompatiblen Empfängern (rote Blutkörperchen)	Blutgruppen von kompatiblen Empfängern (Plasma)
O-	7	Alle Blutgruppen	O-, O+
O+	39	O+, A+, B+, AB+	O-, O+
A-	6	A-, A+, AB-, AB+	O-, O+, A-, A+
A+		A+, AB+	O-, O+, A-, A+
B-	1	B-, B+, AB-, AB+	O-, O+, B-, B+
B+	8	B+, AB+	O-, O+, B-, B+
AB-	<1	AB-, AB+	Alle Blutgruppen
AB+	3	AB+	Alle Blutgruppen

Acknowledgements

Diese Informationen wurden von den Kanadischen Blutdiensten für das Programm Learning to Save Lives entwickelt. Dieses Programm unterstützt Pädagogen bei der Vermittlung von Konzepten im Zusammenhang mit Blut, Stammzellen, Gewebe- und Organspenden.