Hallo und herzlich willkommen zu Folge 46. Geplant ist für heute ein genauerer Blick auf die einzelnen Zellen. Mal sehen, wie weit die Zeit reicht.
Und bevor es los geht: Die Wissensreise-Unterstützer haben zugenommen – oder sagen wie lieber, sind gewachsen? Na egal, ich freu mich jedenfalls tierisch: Liebe Katrin, liebe Dani – herzlich willkommen in unserer Community und vielen lieben Dank für eure Unterstützung!
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Aber jetzt erstmal zur Arbeit – die Blutzellen. Überprüfen wir mal kurz, was bei dir schon hängengeblieben ist.
Welche drei Gruppen kennst du mit Fachbegriff?
- Rote Blutkörperchen = Erythrozyten
- Weiße Blutkörperchen = Leukozyten
- Blutplättchen = Thrombozyten
Wie viel machen die Zellen am Gesamtvolumen des Blutes aus?
Und noch eine schwierigere Frage: Wie entsteht ein Erythrozyt?
Erythrozyten
Gut, bei den Erythrozyten bleiben wir erstmal. Die roten Blutkörperchen nehmen mit Abstand den größten Anteil der Blutzellen ein. Je nach Literatur sind es zwischen 95% - 99%. Dabei sind sie recht kleine Zellen, die keinen Zellkern mehr besitzen und keine Zellorganellen. Sie brauchen nämlich viel Platz für den Hauptbestandteil: Hämoglobin. Dieses Protein besteht aus Eisen, Häm, Haptoglobin (du erinnerst dich?) und aus Eiweiß und ist wichtig für den Sauerstofftransport. Es verleiht dem Blut seine typische hellrote Farbe. Allerdings nur, wenn es genug Sauerstoff gebunden hat. Man nennt es dann oxygeniertes Hämoglobin bzw. Oxyhämoglobin. Übrigens ist die Farbe auch hellrot, wenn nicht Sauerstoff, sondern Kohlenmonoxid am Häm gebunden ist, also bei einer Kohlenmonoxidvergiftung. Wenn es desoxygeniert ist, also wenig bis gar keinen Sauerstoff gebunden hat, ist es eher dunkelrot bis violett. Aber dazu dann mehr beim Thema Zyanose.
Zum Aussehen ist noch eins wichtig: Dadurch, dass die roten Blutkörperchen ihren Kern abgeworfen haben, sind sie scheibenförmig, wobei der Rand dick ist und in der Mitte eine Eindellung. Es gibt so ähnliche Wurfspielzeuge für Hunde, das erinnert mich immer daran. Aber ich schweife ab…
Neben dem Sauerstofftransport und Abtransport von Kohlendioxid spielen die Erythrozyten eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Blutgruppen. Und da fällt mir noch Diabetes ein? Falls du fortgeschritten bist, weißt du, was ich meine? Wir lösen es gleich auf.
Zunächst: Wann wird so ein Erythrozyt produziert, wie lange lebt er und wie findet er sein Ende?
Den entscheidenden Impuls zur Produktion bekommt das rote Knochenmark über Hormone, insbesondere durch Erythropoetin, das in der Niere produziert wird. Wird ein Sauerstoffmangel im Gewebe festgestellt, schüttet die Niere dieses Hormon aus. EPO, wie es abgekürzt heißt, wird auch im Dopingbereich genutzt, weil es durch die vermehrte Sauerstoffverfügbarkeit die Leistungsfähigkeit erhöht. Natürlich gibt es hier auch Nebenwirkungen wie z. B. Erhöhung der Thrombosegefahr.
Die Entwicklung dauert dann ca. 8 Tage und die roten Blutkörperchen leben ca. 120 Tage. Sie werden vom Monozyten-Makrophagen-System abgebaut vor allem in der Milz, aber auch in Leber und rotem Knochenmark. Diesen gesamten Vorgang von Auf- und Abbau der Erythrozyten, wo wir übrigens über 160 Mio. Erythrozyten in der Minute sprechen, nennt man auch Blutmauserung.
Nun zurück zum Diabetes. Was war nochmal der Hauptbestandteil eines Erythrozyten? Hämoglobin, genau. Nun ist es so, dass ein Anteil des Hämoglobins im Blut glykiert wird, das heißt, Glucose wird daran gebunden in Korrelation mit dem mittleren Blutglucosegehalt. Und weil diese Glykierung irreversibel ist, kann der hier gemessene Laborparameter HbA1C eine Auskunft über die „Verzuckerung des Blutes“ der letzten 8-12 Wochen geben. So lange, bis die Erys letztlich abgebaut werden. Deshalb ist es nicht mehr nur ein wichtiger Verlaufsparameter bei Diabetes mellitus, sondern wird auch zur Diagnose dessen genutzt. Gut, zurück zu den Basics.
Eine wichtige Kennzahl zu den Erythrozyten solltest du dir nämlich jetzt schonmal einprägen: Die Gesamtzahl beträgt bei der Frau ca. 4,2 bis 5,4 Mio / Kubikmillimeter, beim Mann ca. 4,6 bis 6,2 Mio / Kubikmillimeter. Die restlichen Erytrozytenindizes schauen wir uns in einer späteren Folge genauer an.
Leukozyten
Kommen wir zu den weißen Blutkörperchen, den Leukozyten. Wie wir schon gelernt haben, machen sie gemeinsam mit den Thrombozyten nur einen sehr geringen Anteil des zellulären Volumens aus. Erinnerst du dich an den schmalen, weißen Ring? Genau, der Buffy-Coat.
Eine Zahl, die du verinnerlichen solltest, ist die Anzahl an Leukozyten im Blut: Ca. 4000 – 10000 / Kubikmillimeter Blut. Im Vergleich zu den oben genannten 4 – 6 Mio. Erys also ganz schön wenig.
Die Hauptaufgabe der Leukos ist die Abwehr. Und so teilt man sie auch in verschiedene Gruppen ein. Ich werde an der ein oder anderen Stelle schonmal den Hinweis auf das Immunsystem machen, ohne geht irgendwie nicht. Aber keine Sorge: Das Immunsystem schauen wir uns auch nochmal ganz genau an. Hier also nur mal als Hinweis oder für die Fortgeschrittenen als Wiederholung.
Grundsätzlich gibt es drei Hauptgruppen an Leukozyten. Falls du fortgeschritten bist, drück auf Pause und überprüfe, wie viel du selbst über die Leukos erzählen kannst. Die drei Hauptgruppen sind: Granulozyten, Lymphozyten und Monozyten. Bei der Leukopoese kannst du dir Folgendes merken: Die Leukozyten entstammen alle der myeloischen Reihe, bis auf die Lymphozyten. Sie entstammen der lymphatischen Reihe. Und jetzt schauen wir mal in jede Hauptgruppe rein.
Granulozyten
Die Bildung der Granulozyten – die Granulopoese – findet wo statt? Im Roten Knochenmark, genau. Und zwar entspringen die Vorstufen, die Myeloblasten der myeloischen Reihe. Die Granulozyten teilen sich wieder in drei Gruppen: neutrophile Granulozyten, eosinophile Granulozyten und basophile Granulozyten. Wenn du irgendwann sicher mit der Gruppeneinteilung bist, kannst du auch kurz Neutrophile, Eosinophile und Basophile sagen. Am Anfang ist es besser, es ganz auszusprechen, dann weißt du immer, wo du gerade bist. Also, das –phil am Ende bedeutet „Freund sein“ bzw. „lieben“. Es bezieht sich darauf, ob der Granulozyt gut mit Eosin anfärbbar ist (eigentlich noch ein bisschen mehr, aber wir halten es einfach), dann liebt er Eosin, heißt also eosinophil. Wenn er sich neutral gegenüber dem Farbstoff verhält, heißt er neutrophil und wenn er sich mit dem basischen Farbstoff Mehtylenblau anfärben lasst, basophil. So viel zur Unterscheidung.
Allen Granulozyten gemein ist, dass sie unter dem Mikroskop körnchenförmige Einlagerungen (Granula) zeigen und inhaltlich Peptide und Enzyme (z. B. Lysozym) enthalten, die Eiweiße auflösen oder Bakterien und Parasiten abtöten können. Sie dienen als Teil des angeborenen Immunsystems insbesondere zur Akutabwehr, denn sie können über Chemokine (stell dir das wie Duftstoffe vor) an den Ort des Geschehens gelockt werden und dort dann ihre Arbeit verrichten. Zum Beispiel fressen sie andere Zellen, deshalb nennt man sie auch Phagozyten. Und weil sie klein sind, sind es Mikrophagen. Eine Ausnahme hiervon bilden die Basophilen, dazu dann gleich.
Den Hauptteil der Granulozyten machen mit ca. 50 – 70 % die neutrophilen Granulozyten aus. Den größten Teil davon machen die reifen Neutrophilen aus, man nennt sie „Segmentkernige Neutrophile“, weil ihr Kern voll ausgereift ist. Ein geringer Anteil besteht aus jungen Neutrophilen, deren Kern noch stabförmig ist, deshalb „stabförmige Neutrophile“.
Falls du fortgeschritten bist: Wofür ist diese Unterscheidung wichtig?
Wenn sich mehr stabförmige Neutrophile im Blut befinden als üblich, ist dies eine sogenannte Linksverschiebung. Sie tritt bei akuten Infektionen auf, weil dann viele Neutrophile im Kampf mit den Bakterien zu Grunde gehen und junge nachproduziert werden müssen.
Damit haben wir die Hauptaufgabe der Neutrophilen: Sie phagozytieren Bakterien (merk dir erstmal, sie fressen sie, wie genau das funktioniert, lernen wir noch) und sie spielen bei der Wundheilung als Aufräumkommando eine Rolle.
Sie halten sich erst einige Stunden im Blut auf und dann 2-3 Tage im Gewebe, insbesondere in den Schleimhäuten, weshalb sich beim Fehlen von neutrophilen zum Beispiel gerne Infektionen bilden, zum Beispiel an der Mundschleimhaut.
Die zweite Gruppe bilden die Eosinophilen. Sie machen ca. 1 - 5 % der Leukozyten aus. Wenn ihre Anzahl im Blut erhöht ist, spricht man von Eosinophilie. Diese ist ein Hinweis, dass mehr Eosinophile gebraucht werden aufgrund von drei möglichen Gründen:
1. Es befinden sich Parasiten im Körper, dafür sind nämlich die Eosinophilen zuständig
2. Der Patient befindet sich in der „Morgenröte der Gesundheit“. Damit meint man, dass eine Infektion abgelaufen ist. Die Immunkomplexe, die dabei gebildet werden, werden von den Eosinophilen phagozytiert.
3. Es besteht eine allergische Erkrankung.
In allen drei Fällen wäre wahrscheinlich auch IgE erhöht, weil die beiden zusammenarbeiten, aber das nur am Rande.
Die Eosinophilen halten sich zum kleinen Teil im Blut auf, zum großen Teil an den Schleimhäuten, wo sich auch Parasiten niederlassen würden. Also zum großen Teil im GI-Trakt, aber auch an den Schleimhäuten des Atemtraktes und im Urogenitaltrakt.
Die dritte Gruppe der Granulozyten, die Basophilen, machen bis zu 1 % der Leukozyten aus. So ganz genau sind sie immer noch nicht durchschaut. Was man weiß ist, dass sie Heparin und Histamin enthalten und so bei allergischen Reaktionen und evtl. auch bei der Bekämpfung von Parasiten eine Rolle spielen. Hat ein Antikörper vom Typ IgE ein Antigen gebunden, setzt er sich mit seinem Fuß auf einen Basophilen und dieser schüttet Histamin aus. So kommt es zum Beispiel zur Rötung und zum Jucken. Dazu dann nochmal später mehr. Je nach Literatur spricht man von Mastzellen, sobald sich die Basophilen im Gewebe niedergelassen haben.
Gut das war eine Hauptgruppe der Leukozyten. Die Granulozyten mit ihren Untergruppen Neutrophile, Eosinophile und Basophile.
Lymphozyten
Die nächste Hauptgruppe sind die Lymphozyten. Sie machen 20 – 40 % der weißen Blutkörperchen aus und gehören zum erworbenen Immunsystem. Ein kleiner Teil – ca. 4% der Lymphozyten - zirkuliert im Blut, ein weiterer Teil – ca. 26 % - befindet sich im Gewebe und der Großteil – ca. 70 % - befindet sich in den lymphatischen Organen. Magst du kurz wiederholen, was alles dazu gehört? Lymphknoten, Thymus, Milz, Waldeyer-Rachenring mit den Tonsillen und MALT. Falls das weit weg ist, hör dir gerne nochmal Folge 41 zum Thema Lymphsystem an. Jetzt denkst du, die sind ja ganz schön unterwegs? Ja, genau, man sagt, sie rezirkulieren. Das heißt, sie schwimmen im Blut, gehen ins Gewebe, in die Lymphbahnen, in lymphatische Organe und irgendwann wieder über die Lymphbahnen ins Blut. Auch bei den Lymphozyten gibt es wieder drei Untergruppen: Die B-Lymphozyten, die T-Lymphozyten und die Natürlichen Killerzellen.
Natürliche Killerzellen Die Natürlichen Killerzellen stellen eine eigene Lymphozytenpopulation dar. Sie gehören zum angeborenen Immunsystem und dienen der Erkennung und Vernichtung von Zellen, die nicht zum Körper gehören, insbesondere von virusbefallen Zellen (vor allem durch Herpesviren) und Tumorzellen. Versuchen wir es, möglichst einfach zu halten: Natürliche Killerzellen heißen nicht umsonst Killer. Sie vernichten alle Zellen, außer die Zelle kann sich ausweisen. Und dieser Ausweis heißt MHC-1. Nochmal etwas detaillierter, falls du fortgeschritten bist: MHC-1 (Major Histocompatibility-Complex 1) ist ein Oberflächenantigen, das auf fast allen kernhaltigen Körperzellen und auf Thrombozyten zu finden ist. Die Killerfunktion der Natürlichen Killerzellen wird ausgeschaltet, wenn dieses Oberflächenantigen der überprüften Zelle mit dem MHC-1 Rezeptor der Killerzelle übereinstimmt. Der Roboter wird für diesen Vorgang sozusagen inaktiviert, bis er die nächste Zelle überprüft. Außerdem können Natürliche Killerzellen Makrophagen aktivieren, indem sie Zytokine produzieren. Das dann vertieft beim Thema Immunsystem.
Die B- und T-Lymphozyten gehören zum erworbenen Immunsystem. Die Lymphopoese dieser Zellen ist nicht ganz so einfach. Aus dem Hämozytoblasten entstehen Vorläuferzellen der lymphatischen Reihe, die Pro-B-Zellen und die Pro-T-Zellen. Hieraus entwickeln sich dann im jeweiligen Organ die B- oder T-Lymphozyten.
B-Lymphozyten
Die Pro-B-Zellen reifen im Knochenmark heran. Man unterscheidet bei den B-Lymphozyten zwei Gruppen: Die Plasmazelle und die Gedächtniszelle (Memory-Zelle).
Nehmen wir mal einen bestimmten B-Lymphozyten und nennen ihn Bert. Wenn Bert auf ein passendes Antigen trifft, z. B. auf ein Bakterium, dessen Oberflächenmerkmal genau zu ihm passt, dann differenziert Bert sich zur Plasmazelle aus. Plasmazellen sind die Zellen, die die Gamma-Globuline, also unsere Antikörper herstellen. Das waren nochmal? IgA, IgD, IgE, IgA und IgM, genau. Bert stellt also jetzt viele der benötigten Antikörper her und gibt sie an das Blut ab. Das nennt man humorale Abwehr, weil die Antikörper im Blut schwimmen. Dort können die Antikörper sich an die Antigene hängen, man sagt, sie markieren sie, damit die Makrophagen sie besser erkennen und phagozytieren können. Bert kennt nun den Erreger genau. Er kann die Informationen speichern und so wird er zur Gedächtniszelle. So kann er einige Jahre im Körper verharren und sobald der Erreger, den er kennt, wieder kommt, kann er sehr schnell dafür sorgen, dass die benötigten Antikörper schnell produziert werden. Im besten Fall komme es dann nicht erneut zu einer Erkrankung. Voraussetzung dafür ist, dass der Erreger seine Oberfläche behalten hat oder nur geringfügig verändert hat (Antigendrift). Wenn ein Antigenshift stattgefunden hat, kann Bert ihn nicht mehr erkennen (wie zum Beispiel bei Influenzaviren).
Also kurz zusammengefasst: B-Lymphozyten werden im Knochenmark geprägt und in den sekundären lymphatischen Organen vermehrt. Es gibt 2 Gruppen: Plasmazellen und Memory-Zellen.
T-Lymphozyten
Die Pro-T-Zellen wandern aus dem Knochenmark zum Thymus, wo sie geprägt werden. Sie lernen ihre Aufgabe, nämlich zunächst, köperfremdes und körpereigenes Gewebe zu unterscheiden. Können sie das nicht, werden sie eliminiert. Die, die übrig bleiben, werden weiter differenziert in eine der vier Untergruppen: Zytotoxische Zelle, Gedächtniszelle, T-Helferzelle, T-Unterdrückerzelle.
Ähnlich wie die Natürlichen Killerzellen arbeiten die T-Zellen mit dem Ausweis, sie überprüfen also wieder MHC. Allerdings brauchen sie hierfür eigene Co-Rezeptoren, entweder CD4 oder CD8, die dann an das MHC binden. CD8 bindet an MHC-1, CD4 an MHC-2. Das bedeutet, die Zellen, die mit CD4 arbeiten, sind auf andere Zellen angewiesen. Nämlich die antigenpräsentierenden Zellen, die MHC-2 an ihrer Oberfläche haben. Hier will ich aber nicht weiter in die Tiefe gehen, das kommt später nochmal beim Immunsystem und ist zum Beispiel wichtig, wenn es um bestimmte Erkrankungen wie AIDS geht.
Die Zytotoxische T-Zelle: Sie erkennt vor allem virusbefallene Zellen oder entartete Zellen und vernichtet diese. Zytotoxische T-Zellen haben den CD8-Marker an der Oberfläche.
T-Helferzellen: Sie erkennen präsentierte Antigene und leiten daraufhin die Immunantwort ein, indem sie zum Beispiel Makrophagen herbeirufen oder B-Lymphozyten Bescheid geben, dass sie Antikörper herstellen sollen. T-Helferzellen haben den CD4-Marker an der Oberfläche.
Die regulatorische T-Zelle: Sie wird auch T-Unterdrückerzelle bzw. T-Suppressorzelle genannt. Der Name sagt eigentlich alles: Sie unterdrückt überschießende Immunreaktionen, soll also eigentlich gegen Autoimmunerkrankungen oder Allergien helfen. Auch sie hat den CD4-Marker an der Oberfläche, ist also wieder auf antigenpräsentierende Zellen angewiesen.
Und zu guter Letzt die T-Memoryzelle: Genau wie bei der B-Memoryzelle speichert sie die Informationen und hilft so, beim erneuten Eindringen desselben Erregers schneller reagieren zu können. Sie besitzt sowohl CD4 als auch CD8 Oberflächenmarker.
Damit habe wir die Lymphozyten und damit die zweite Gruppe der Leukozyten durch. Es fehlen noch die Monozyten.
Monozyten
Und keine Sorge – das können wir recht kurz halten: Monozyten werden auch Makrophagen – also große Fresszellen genannt. Sie sind die größten Zellen des Blutes und machen ca. 2 – 6 % der Leukozyten aus.
Monozyten schwimmen ca. 2 – 6 Tage im Blut und wandern dann durch Diapedese ins Interstitium. Diapedese meint, sie hängen sich kurz nach einer Kapillare an der Gefäßwand der kleinen Venole fest, bilden Scheinfüßchen aus und wandern dann durch die Endothelzellen hindurch. Im Gewebe nehmen sie irgendwo ihren Platz ein und wandeln sich zu den sogenannten Gewebsmakrophagen (zum Beispiel zu Kupfferzellen in der Leber oder zu Alveolarmakrophagen in der Lunge).
Sie können nicht nur phagozytieren, sondern sie können auch Teile des „gefressenen“ Erregers an die Oberfläche befördern und so den anderen Zellen zeigen, welcher Feind hier im System ist. Sie gehören also zu den vorhin erwähnten Antigenpräsentierenden Zellen.
Mehr brauchen wir dazu im Moment nicht, das Monozyten-Makrophagen-System – kurz MMS – kommt auch beim Immunsystem nochmal.
Du kannst nun nochmal in dich gehen und überlegen, ob du die verschiedenen Gruppen der Leukozyten nun aufsagen kannst. Beginne mit den drei Hauptgruppen und dann den jeweiligen Untergruppen. Wenn du es bildlich sehen möchtest, kannst du dazu folgende Grafik anschauen.
Zuletzt noch eine Eselsbrücke, wie du dir die Anteile der Leukozyten merken kannst: Die Reihenfolge nach Ihrer Häufigkeit ist: Never let (sweet) monkeys eat bananas.
Neutrophile 50 – 70 %
Lymphozyten 20 – 40 %
(stabkernige Neutrophile) unter 3 %
Monozyten 2 – 6 %
Eosinophile 1 – 5 %
Basophile unter 1 %
Damit soll es für heute reichen, das war echt viel harter Tobak. Die Thrombozyten vergessen wir nicht und schauen sie uns nächste Woche an.
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Bis dahin viel Spaß beim Wiederholen,
Tschüss
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