MGL 450 - Blut und Immunsystem

Lysozyme:

• Eiweissstoffe, die die Wand von Bakterien zerstören können
• Sie kommen in Tränenflüssigkeit, Nasensekret, Speichel, Darmsaft und Blut vor
• auch hochkonzentriert in den Lysosomen der phagozytierenden Granulozyten vorhanden

aus B-Lymphozyten hervorgegangenen Plasmazellen geben Antikörper ab

• IgM (Immunglobulin M): beim ersten Kontakt mit einem Antigen (z.B. Bakterien) werden sie als erstes gebildet (IgM im Blut = akuter Infekt)
• IgG (Immunglobulin G): Sie werden nach dem IgM, also im weitern Verlauf einer Infaktion gebildet und bleiben oft sehr lange im Blut nachweisbar. Sie können die Plazenta passieren und treten so vom mütterlichen ins fetale Blut über. Schützen in ersten Lebensmonate vor Infektionen = Nestschutz

• Beim ersten Kontakt mit Krankheitskeim muss dieser zuerst als fremd erkannt und die Immunantwort aufgebaut werden. 
• Diese spezifische Abwehr wirkt erst mit zeitlicher Verzögerung und Erreger kann krankheitserregend wirken
• Dieses Erlernen der Erkennung eines fremden Antigens wird als Sensibilisierung bezeichnet («Lernprozess» von B- und T-Lymphozyten
• Mit einem erneuten Kontakt mit dem fremden Antigen erinnern sich die Gedächtniszellen und leitet eine schnelle Immunabwehr ein, so dass eine erneute Erkrankung ausbleibt oder schwächer abläuft.

• 90% Wasser, ca. 3,5l
• 8% Plasmaproteinen (Albumine, Globuline, Fibrinogen), 70-80g/l, ca. 200g
• 2% weitere Substanzen
  • Elektrolyten (Natrium, Kalium, Calcium, Chlor)
  • Nährstoffe (Glukose, Fettsäuren, Aminosäuren)
  • Abfallstoffe (Harnsäure, Harnstoff)
  • Hormone

• Albumin ⇒ 60% der Plasmaproteine
  • daher für onkotischen Druck am bedeutensten
  • Reserveprotein
  • Stoffbindungs- und Transportfunktion für Hormone, Fette, Medikamte etc.
• α1-, α2-, β-Globuline
  • Trägerprotein für wasserlösliche Stoffe (Fette, Hämogolbin etc.)
  • erfüllten eine Funktion als Gerinnungsfaktoren
• γ-Globuline
  • werden von B-Lymphozyten produziert ⇒ Antikörper (spezifische Abwehr)
  • Immunglobuline

Teilung und Differenzierung der Stammzellen aus der pluripotenten Stammzellen wird druch verschieden Wachstumshormone gesteuer.

Beispiel: EPO ⇒ Bildung der Erythrozyten

• Leber
• Milz
• entstehende Knochenmarkhöhle

Verkluppung der Erythrozyten im Rahemn der Antigen-Antikörper-Reaktion wenn z.B Blutgruppe A (Anti-B) mit der Blutgruppe B (Anti-A) zusammengeführt wird.

• während akuter Infektion vor allem zu Beginng ⇒ vermehrt junge, stabkernige neutrophile Ganulozyten, die aus Knochenmark ins Blut augeschüttet werden, um immunologische Abwehr ⇒ Linksverschiebung

• spielen für das Immunsystem eine wichtige Rolle ⇒ Entzündungsprozesse, Wundheilung, bei Abwehr von Krankheitserregern und Allergien
• nach 1. Kontakt mit Allergen bilden Plasmazellen IgE ⇒ lagern sich auf Mastzellen ab und veranlassen beim 2. Kontakt mit Allergen eine Ausschüttung von Histamin und weiteren Mediatoren

• in den glatten Muskelzellen, wie in den Bronichien führt es zu einer Kontraktion
• in den glatten Muskelzellen der Blutgefässen zu einer Vasodilatation
• bei kleinen Gefässverletzungen zu einer Verhinderung der Blutgerinnung

• unspezifische Abwehr (Lymphozyten)
• erkennen und zerstören virusinfizierte Zellen und Tumorzellen und lösen diese auf

Blutgerinnungstest

Wenn Patiente Blutgerinnugsmedikamente nehmen, müssen sie regelmässig mit dem INR-Test ihr schauen, ob sie richtig eingestellt sind.

• gegenüber dem Blutgerinnungsystem steht die Fibrinolyse ⇒ unter normalen Bedingungen im Gleichgeweicht ⇒ keine Trombenbildung und keine Gerinnungsstörungen
• Fibrinolyse baut Thromben in den verletzten Gefässen ab und ermöglicht so die Reparatur der Gefässe durch zelluläre Elemente ⇒ Plasmin spaltet Fibrinnetzt in Bruchstücke ⇒ D-Dimer
• Fibrinolyse kann medikamentös unterstützt werden 

• Unspezifische zelluläre Abwehr
  • Phagozyten (Makrophagen und Mikrophagen (Neutrophile und eosinophile Granulozyten)
    • Bakterien, Toxine, Zellzerfallsprodukte von körpereignene Zellen und Zytokine bewirken Chemotaxis
    • Mikrophagen und Makrophagen vernichten die schädlichen Stoffe durch Phagoytose
    • Durch Antikörper besetzte Fremdstoffe erhöht die Phagozytoseaktivität und unterstützen deren Beseitigung durch Phagozytose
  • Natürliche Killerzellen
• Unspezifische humorale Abwehr
  • basiert auf Stoffen, die sich ständig im Blut oder Körpersekreten finden
    • Lysozyme
      • können Wand von Bakterien zerstören und befinden sich in Tränenflüssigkeit, Nasensekret, Speichel, Darmsaft und Blut
      • hochkonzentriet in den Lysososmen der phagozytierenden Granulozyten

Spezifisches Abwehrsystem = Immunsystem

• spezifische humorales Abwehrsystem
  • aus den B-Lymphozyen hervorgegangenen Plasmazellen sezernieren (absondert) Antikörper = Immunglobuline
  • Andere B-Lymphozyten entwickeln sich zu Gedächtniszellen = Immunität
  • Fünf Antikörperklassen
    • IgM = grosse Moleküle, die viele Antigenbindungstellen aufweisen ⇒ primäre Immunantwort, werden als erstes gebildet ⇒ spricht für einen akuten Infekt
    • IgG = werden im weiteren Verlauf einer Infektion gebildet und bleiben oft sehr lange nachweisbar
    • IgE = finden sich auf Membranoberfläche von Mastzellen und in kleinen Mengen im Blutplasma ⇒ sezernieren als Immunantwort Histamin ⇒ bei Parasitenbefall oder Überempfindlichkeitsreaktionen vom Sofortyp (Allergie Typ I)
    • IgA = Abwehrvorgänge an Schleimhautoberflächen und finden sich in Speichel, Tränenflüssigkeit, Nasensekret, in intestinalen, bronchialen und urogenitalen Sekreten
    • IgD = untergeordnete Rolle
  • spezifische zelluläres Abwehrsystem
    • T-Lymphozyten erkennen Antigene nicht selbst, erst durch Antigenpräsentation von Makrophagen
    • Zytotoxische T-Lymphozyten (T-Killerzellen), T-Helferzellen, T-Suppressorzellen, Gedächtniszellen

• gibt Auskunft über die qualitative und quantitative Zusammensetzung des Blutes
• Beurteilung der Zellzahlen
  • Eryhtrozyten, Retikulozyten (< 0.4%), Leukozyten, Thrombozyten
• Differentialblutbild ⇒ prozentualer Anteile der Leukozyten-Gruppen ⇒ Links- oder Rechtsverschiebung

• Entzündungen, Tumore mit Gewebszerfall oder andere Erkrankungen verstärken die Neigung der Erythrozyten, sich zu grösseren Aggragten zusammenzuballen ⇒ erhöhte Senkung
• Messung der Senkgeschwindigkeit mit Hilfe von Natriumcitarat ungerinnbar ⇒ nach einer Stunde wird die Höhe des erythrozytenfreien Überstandes abgelesen

• klassichesn Akut-Phasen-Protein und wird als unspezifisches, generelle Reaktion auf entzündliche Prozesse und gewisse Tumore vermehr von der Leber gebildet
• CRP reagiert schneller auf Krankheitsbeginn und normalisiert sich nach der Abheilung rascher als BSR

• Im Körper sterben auch physiologisch fortlaufend Zellen der verschiedenen Organe ab (werden zum Teil wieder ersetzt)
• abgestorbene Zellen zerfallen und es gelangen Proteine (meist Enzyme) ins Blut
• Ein Teil dieser Enzyme ist organspezifisch ⇒ durch Mengenbestimmung kann auf einen Organschaden geschlossen werden (z.B. Herzinfarkt)

8% des Körpergewichts sind ca. 4-6 Liter

Hämatokrit (Anteil des Blutkörperchen am Blut) ca. 40-45% des Blutvolumens

• rote Blutkörperchen (Erythrozyten)
• weiße Blutkörperchen (Leukozyten)
• Blutplättchen (Thrombozyten)

Blutplasma ca. 55-60% des Blutvolumens

• 90% Wasser
• 8% aus darin gelöser Substanzen wie Eiweisse (Albumin, Globuline und Fibrinogen)
• 2% weitere Substanzen wie Elektrolyte, Nährstoffe, Abfallstoffe (Hornsäure, Harnstoff), Hormone 

Anteil der Blutkörperchen (Blutzellen = feste Bestandteile) im Blut

eisenhaltigen roten Blutfarbstoff in den Erythrozyten (roten Blutkörperchen). Es ermöglicht den Sauerstoff-Transport im Körper über den Blutkreislauf.

• Hämgruppen, die je eine Eisenatom (Fe²⁺) enthalten, das ein Atom O₂ bindet
• Globinkette, die aus Aminosäuren aufgebaut sind und als Eiweissanteil des Hämoblogins das Häm umgeben

Blutplasma = flüssige Fraktion des Blutes = Blutserum plus Fibrinogen = gerinnt

Blutserum = Blutplasma ohne Fibrinogen = gerinnt nicht

macht rund 60% der Plasmaproteine aus und ist daher für den kolloidosmotische Druck am bedeutendsten. Zudem dient es als Reserveeiweiss und erfüllt eine Transportfunktion für Hormone, Fette, Medikamente etc.

wenn zuwenig im Blut können Nährstoffe nicht transportiert/aufgenommen werden sowie Flüssigkeit von Gewebe icht mehr in Blutgefässe gezogen werden

Aufrechterhaltung des kolloid-osmotischen Drucks des Blutes: Der Konzentraionsunterschied zwischen den Plasmaproteinen und dem Eiweissanteil der interstitellen Flüssigkeit sorgt für den Rückstrom von Wasser aus dem Gewebe in die Blutkapillare und somit für de Reabsoption der Flüssigkeit in die Kapillaren.

Transportvehikel: Viele kleinmolekulare Stoffe wie bestimmte Hormone, Lipide, Bilirubin, aber auch Medikamente werden durch ihre Bindung an Plasmaproteine transportabel.

Pufferfunktion: Durch die ihre Fähigkeit, abhängig vom bestehend ph Wert Säuren oder Basen zu binden, tragen die Plasma proteine zur Konstanthaltung der pH Wertes des Blutes und somit Körpers bei.

Proteinreservoir: Phagozytierende Zellen sind in der Lage, Plasmaproteine als Ganzes aufzunehmen und enzymatisch in für alle Körperzellen rasch verfügbare Aminosäure zu zerlegen. Bei ungenügender Nahrungsaufnahme werden die Plasmaproteine abgebaut, was auf Dauer zum Absinken der Proteinmenge v.a. der Albuminmenge und somit des osmotischen Druckes des Blutes führt.

Abwehrfunktion: In der Gamma-Globulinfraktion der Plasmaproteine finden sich die Immunoglobuline, die im Rahmen der spezifischen Immunantwort als Antikörper gegen femde und im pathalogischen Fall auch gegen körpereignen Antigenstrukturen wirken.

Blutgerinnung: Die Blutgerinnungsfaktoren, unter ihnen das Fibrinogen, werden mehrheitlich von der Leber gebildet und gehören zu den Plasmaeiweissen. Druch das Zusammenspiel dieser Fraktion besitz der Organismus die Möglichkeit, im Bedarfsfall aus dem Fibrinogen den Faserstoff Fibrin zu bilden, der wesentlich an der Blutgerinnung und somit am Verschluss von Gefässschäden beteiligt ist.

Die Synthese der Plasmaproteine erfolgt - mit Ausnahme der Immunglobuline(Gamma-Globuline) - in der Leber. Letztere werden in den lymphatischen Organen durch Zellen des Immunsystems (B-Lymphozyten) produziert.

pluripotente (vielkönnende/starke) Stammzellen ⇒ werden im roten (blutbildenden) Knochenmark gebildet

• beim Erwachsenen ⇒ in den platten, kurzen Knochen (Wirbelkörper, Rippen, Schulterblatt, Beckenknochen, Epiphysen der Röhrenknochen
• beim Fetus ⇒ in Leber und Milz und in entstehender Knochenmarkhöhlen
• Nach Geburt und beim Kleinkind ⇒ in allen Knochenhohlräumen
• bei Jugendlichen wird es im Diaphysenbereicht zunehmend druch Fett ersetzt ⇒ gelbes Knochenmark

aus Stammzellen entwickeln sich Leukozyten, Erythrozyten und Thrombozyten ⇒ Hämatopoese (siehe Bild)

• ca. 96% des Hämatokrits
• kernlos
• rund
• in Mitte eingedellte Scheibe, die leicht verformbar ist
• können engste Kapillaren passieren (6–8 μm im Durchmesser)
• Lebensdauer ca. 120 Tage 
• Milz für reinigende Blutmauserung zuständig => alte, funktionsuntüchtige Erythrozyten werden entfernt
• wichtigste Aufgaben:
  • Sauerstofftransport und in geringem Mass Kohlendioxid
  • Träger Blutgruppen- und Rhesusfaktoren

Neubildung der Erythrozyten und ihre Reifung erfolgt im roten Knochenmark

Neubildung wird von Erythropoetin (EPO) gesteuert und bedarf verschiedene Faktoren:

• Niere bildet abhängig von ihrem Sauerstoffgehalt das Hormon EPO. (Nierendefekt kann über verminderte EPO-Synthese zu Blutarmut führen)
• genügend Eisen für Hämoglobinsynthese
• für die Zellteilung im Knochenmark das Vitamin B12 (Kobalamin) und die Folsäure

Vitamin B12 (extrinsic factor) wird im Magen an den intrinsic faktor gebunden. Diese Verbindung kann im Dünndarm resorbiert und in der Leber gespeichert werden. 

Im Bedarfsfall wird das Vitamin B12 an das Knochenmark abgegeben.

für die Zellteilung im Knochenmark brauch es Vitamin B12 (Kobalamin) und Folsäure

• Niere bildet das Hormon EPO (Erythropoetin)
• Leber ist Vitamin B12 Speicher, welches im Bedarfsfall an Knochenmark weitergegeben wird
• Knochenmark bildet rote Blutkörperchen

• Blutmauserung ⇒ älter Erythrozyten kommen nicht mehr durch Netzwerk von Milzsträngen ⇒ durch Makrophagen abgebaut ⇒ freigewordene Eisenmoleküle gelangen in Leber und Milz bis sie wieder in Hämoglobin Verwendung finden.
• Hämoglobin wird in seine Bestandteile Globin und Häm zerlegt
• Protoporphyrin, die Grundsubstanz des Häms wird zum Gallenfarbstoff Bilirubin abgebaut (nicht wasserlösliche, so genannte unkonjugierte Bilirubin)
• unkonjugiertes Bilirubin wird im Blutplasma an Albumin gebunden zur Leber transportiert
• Dort wird es umgebaut zum wasserlöslichen, direkten(konjugiertem) Bilirubin und geht weiter in Darm, wo es zu Sterkobilin umgewandelt wird. = braune Farbe vom Stuhl
• Teil des Bilirubins wird im Darm resorbiert und schliesslich als Urobilin im Urin ausgeschieden

• Bilirubin: ein gelbes Abbauprodukt des Häm-Anteils des roten Blutfarbstoffes Hämoglobin und damit ein Gallenfarbstoff
• Im Dickdarm wird über die Galle ausgeschiedenes Bilirubin-Konjugat hydrolysiert und das dabei entstehende freie Bilirubin durch Darmbakterien zu Urobilinogen, dann Stercobilinogen reduziert. Diese farblosen Verbindungen werden durch Sauerstoff zu Stercobilin oxidiert.
• Urobilinogen kann von Darm wieder resorbiert werden und oxidiert auf den Weg durch den Urotrakt zu Urobilin
• Strektobilin verleiht dem Stuhl die braune Farbe und Urobilin ist für die gelbe Fabe des Urin verantwortlich.

AB0-System

• Damit lässt sich das Blut von Menschen in vier Gruppen einteilen, die Blutgruppen A, B, 0 und AB. Die Unterteilung basiert auf bestimmten Proteinen auf der Oberfläche der roten Blutkörperchen (Erythrozyten), so genannten "Antigene". Im Blutserum sind zudem Antikörper enthalten, die bestimmte Blutgruppen abstoßen (Verklumpung).
• Das Mischen verschiedener Blutgruppen kann dramatische Folgen haben: das Blut verklumpt (sog. Hämagglutination) und die Blutgefäße verstopfen. Erst seit der Einteilung in Blutgruppen lassen sich risikofrei Transfusionen durchführen.

Rhesus-System

• neben AB0-System das zweitwichtigste Blutgruppenmerkmal
• Das D-Antigen findet man bei 85% der Bevölkerung. Diese Antigen werden als rhesuspositiv (Rh+ oder D+) bezeichnet und so von den rhesusnegativen (Rh- oder d-) abgegrenzt. Rh- sind somit zur Anti-D-Antikörperbildung fähig und entstehen mit dem ersten direkten Kontakt mir Rh+ Blut
• Bei Transfusion von Rh+Blut an Person, welche Antikörper gebildet hat (auch 2. Schwangerschaft Rh- Mutter, Rh+ Fetus), kann es zu einer Zerstörung der Erythrozyten und zu einem schweren Schock führen

Universalspender: reine Erythrozytenkonzentrat der Blutgruppe 0- enthält keine Antigenstruktur und die Erythrozyten können daher an alle Blutgruppenträger transfundiert werden

Universalempfänger: im Blutplasma von Menschen mit Blutgruppe AB finde nsich keine Antikörper und sie können daher von jeder Blutgruppe empfangen.

• Unverträglichkeit von Rh+ und Rh- Blut
• Mutter ist Rh- und Kind Rh+, bei der Geburt gelangen kleine Mengen kindliches Blut in den Kreislauf der Mutter, was eine Rhesusantikörperbildung bei der Mutter auslöst
• in 2. Schwangerschaft mit Rh+ Kind gelangen dise Antikörper durch die Plazenta ins kindliche Blut, was eine Lyse (Auflösung) des kindlichen Blutes bewirkt
• des kann von leichteren Komplikationen bis zum Tod des Kindes führen
• Die Anti-D-Antikörperbildung kann durch eine Anti-D-Prophylaxe verndert werden.