MGL 450 - Blut und Immunsystem

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.

• Granulozyten (granularis = körnig): die wiederum in neutrophile, eosinophile und basophile Zellen aufgeteilt werden
• Lymphozyten (T- und B- Lymphozyten)
• Monozyten

• neutrophile Granulozyten (65% der Leukozyten)
  • unspezifische Phagozytose von Erregern und Fremdkörper bei bakteriellen und nicht infketiösen Entzündungen 
  • gehen bei Abwehr oft selbst zugrunde und es entsteht Eiter (Pus) aus abgestobenen neutrophilen Ganulozyten, Gewebetrümmer und toten Bakterien
  • auch Mikrophagen genannan
• eosinophile Granulozyten (3% der Leukozyten)
  • Phagoytose von Antigen-Antikörperkomplexen
  • Anstieg diese Ganulozyten bei allergische Reaktionen, Wurm- und Parasiteninfektion und den Autoimmunerkrankungen.
• basophile Granulozyten (1% der Leukozyten)
  • enthalten Histamin und bewirken bei dessen Ausschüttung eine Vasodilatation und somit Durchblutungssteigerung.
  • Mastzellen enthalten u.a. Histamin und Heparin und kommen v.a. im Bindegewebe und in den Schleimhäuten vor

• zirkulieren nur kurze Zeit im Blut, danach wandern sie ins Gewebe und in verschiedene Organe aus und differenzieren sich zu gewebsspezifischen Makrophagen, um grosse Partikel zu phagozytieren.
• weisen höchste Phagozytoserate auf
• sie können Teile des phagozytierten Materials auf ihrer Zellmembran den Lymphozyten zur Erkennung präsentieren. Diese Antigen-Präsentation regt die Lymphozyten zur spezifischen Immunantwort gegen Zellen mit dieeser Antigenstruktur an
• unspezifische Immunraktion wie auch als Hilfszellen an der spezifischen Immunantwort beteiligt

Beispiele:

• Histiozyten: gut amöboid bewegliche Zellen, die sich bevorzugt im lockeren Bindegwebe aufhalten
• Kupffer-Sternzellen: befinden sich als Markophagen in der Wand der Lebersinusoide und kontrolliern vorbeifliessendes Blut aus dem Magendarmtrakt.
• Alveolarmakrophagen (Staubzellen der Lunge): befinden sich der Wand der Lungenblächen und frei im Alveolarräumen und phagozytieren Mikroorganismen, Rauch und Staubteilchen, die mit der Atemluft in die Lunge gelangen
• Osteoklasten: im Knochen und bauen Knochengewebe ab und erfüllen auch Phagozytoseaufgaben

T-Lymphozyten (spezifische Immunantwort)

• Wachstum als Stammzellen in Knochenmark und wandern dann in den Thymus, wo sie ausreifen und geprägt werden
• Knochenmark und Thymus sind primäre lymphateische Organe
• nach Prägung im Thymus wandern sie in ein sekundär lymphatisches Organ (Milz, Tonsillen, Lymphknoten, lymphatisches Gewebe des Darms

B-Lymphozyten

• Wachstum und Differenzierung im Knochenmark (Bone marrow)
• Nach Kontakt mit Antigen wandeln sich die meisten B-Lymphozyten in Plasmazellen um und produzieren grosse Mengen Antikörper (Immunglobuline)

• T-Helferzellen ⇒ aktivieren B-Lymphozyten zur Ausreifung in plasmazellen und zur Antikörperbildung
• T-Suppressorzellen ⇒ hemmen die Immunantwort und regulieren somit die Beendigung von Immunantworten
• zytotoxische T-Zellen (T-Killerzellen) ⇒ zerstören körpereigene virusinfizierte oder entartete Zellen in direktem Kontakt als Reaktion auf deren spezifisches Antigen
• T-Gedächtniszellen ⇒ ein Teil der antigenstimulierten T-Lymphozyten differenzieren zu T-Gedächniszellen, welche in den lymphatischen Organen zirkulieren bis sie auf ihr spezifisches Antigen stossen ⇒ Erkrankung bleibt aus oder ist schwächer

• B-Lymphozyten erhalten Prägung im Knochenmark ⇒ zirkulieren als naive B-Lymphozyten im Blut bis sie auf fremdes Antigen treffen ⇒ Sensibiliserung
• trifft sensibiliserter B-Lymphozyt auf einen, durch einen antigenpräsentierenden Makrophagen aktiverte T-Helferzellen ⇒ Umwandlung zu Plasmazelle ⇒ produziert grosse Menden Antikörper ⇒ spezifische humorale Immunität
• ein Teil der aktivierten B-Lymphozyten entwicket sich zu B-Gedächtniszellen 

Blutstillung und Blutgerinnung

• Blutstillung: Verengung der Blutgefässe: Dieses reflexartige "Zusammenziehen" des verletzten Blutgefässes verlangsamt den Blutstrom rund um die Verletzung (Vasokonstriktion), während sich ein Thrombozytenpfropf  bildet. Um diesen Thrombus zu festigen bedarf es des Blutgerinnungssystems.
• Blutgerinnung: Aktivierung der 13 Gerinnungsfaktoren. Es bildet sich ein dichtes Netz aus Fibrin. Diese Eiweissfäden führen den Thrombozytenpfropf in den endgültigen Thromus über (Verschluss Blutgefäss)

• Unspezifische zelluläre Abwehr
  • Makrophagen
  • Neutrophile und eosinophile Granulozyten
  • Natürliche Killerzellen
• Unspezifische humorale Abwehr
  • Komplementsystem
  • Lysozym
  • Zytokine (Immunbotenstoffe) wie die Interleukine und die Interferone
• Spezifische zelluläre Abwehr
  • T-Lymphozyten
• Spezifische humorale Abwehr
  • Antikörper (produziert von Plasmazellen und B-Lymphozyten)

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