Physiologie des Blutes
Zusammensetzung des Blutes, Hämatopoese mit ihren Wachstumsfaktoren sowie Eisen-, B12- und Folsäurestoffwechsel. Im Mittelpunkt stehen die Regelkreise (HIF/EPO, TPO, Hepcidin), an denen Antianämika und hämatopoetische Wachstumsfaktoren ansetzen.
Dein roter Faden
- Zusammensetzung: Blut besteht aus Plasma und Zellen; der Hämatokrit gibt den Zellanteil an, Albumin trägt den onkotischen Druck und bindet saure Arzneistoffe.
- Hämatopoese: Aus der pluripotenten Stammzelle entstehen myeloische und lymphatische Reihe, angetrieben von EPO, TPO und G-CSF.
- EPO-Regulation: Bei Hypoxie entgeht HIF-α der Prolylhydroxylierung und steigert in der Nierenrinde die EPO-Transkription.
- Eisen: Resorption von Fe²⁺ über DMT1 im Duodenum, Export über Ferroportin, Transport mit Transferrin, Speicher als Ferritin; Hepcidin baut Ferroportin ab und sperrt so die Eisenzufuhr.
- B12 und Folsäure: B12 braucht Intrinsic Factor und das terminale Ileum; beide Vitamine sind für die Thymidinsynthese nötig, ein Mangel führt zu Megaloblasten.
- Diagnostische Brücke: MCV und MCH ordnen Anämien ein, Retikulozyten zeigen das Ansprechen auf Substitution, die Neutrophilenzahl warnt vor Agranulozytose.
- Angriffspunkte: Eisen, B12 und Folsäure ersetzen Bausteine; ESA, HIF-PH-Inhibitoren, TPO-Rezeptor-Agonisten und G-CSF stimulieren die Zellbildung; Kolloide nutzen den onkotischen Druck.
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Zusammensetzung und Aufgaben des Blutes
Blut ist Transportmedium und Ziel der Pharmakotherapie zugleich: Anämie-, Gerinnungs- und Volumentherapie setzen an seinen Proteinen, Zellen und deren Bildung an. Es besteht aus Plasma und Zellen (Erythrozyten, Leukozyten, Thrombozyten).
- Hämatokrit: Zellanteil am Blutvolumen, praktisch der Erythrozytenanteil; steigt bei Dehydratation.
- Plasma vs. Serum: Serum ist Plasma nach der Gerinnung, also ohne Fibrinogen und Gerinnungsfaktoren.
- Albumin: häufigstes Plasmaprotein (Leber), trägt Bilirubin, Fettsäuren und saure Arzneistoffe (Plasmaproteinbindung).
- Funktionen: Transport (O₂, CO₂, Hormone), Pufferung (Bicarbonat, Hämoglobin), Abwehr, Blutstillung.
Kolloidosmotischer Druck der Plasmaproteine, überwiegend des Albumins; er hält Wasser im Gefäß. Hypalbuminämie (Leberzirrhose, nephrotisches Syndrom) führt zu Ödemen.
Hämatopoese und ihre Regulation
Alle Blutzellen stammen von der pluripotenten Stammzelle im Knochenmark ab, die sich in eine myeloische und eine lymphatische Reihe aufteilt. Diese Hämatopoese treiben linienspezifische Wachstumsfaktoren bedarfsgerecht an. Für Erythropoetin (EPO) ist der Sauerstoffsensor gut verstanden:
- Normoxie: HIF-Prolylhydroxylasen hydroxylieren HIF-α O₂-abhängig → Abbau über das von-Hippel-Lindau-Protein.
- Hypoxie: HIF-α bleibt stabil → Transkription des EPO-Gens in peritubulären Fibroblasten der Nierenrinde.
- Wirkung: EPO-Rezeptor (JAK2/STAT5) auf erythroiden Vorläufern → weniger Apoptose, mehr Erythrozyten.
- Thrombopoetin (TPO): konstitutiv in der Leber gebildet und von Thrombozyten über c-Mpl abgefangen; fehlen Thrombozyten, steigt freies TPO.
- G-CSF: treibt Bildung und Ausschwemmung neutrophiler Granulozyten.
- Lebensdauer: Erythrozyten etwa 120 Tage, Thrombozyten 7 bis 10 Tage, Neutrophile Stunden; Knochenmarkschäden zeigen sich daher zuerst bei Neutrophilen und Thrombozyten.
Erythrozyten und Hämoglobin
Erythrozyten sind kernlos und ohne Mitochondrien; sie gewinnen ATP glykolytisch und transportieren O₂ an Hämoglobin, einem Tetramer (α₂β₂) mit je einem Häm um zentrales Fe²⁺.
- O₂-Bindung: nur Fe²⁺ bindet (Fe³⁺ = Methämoglobin); kooperativ, daher sigmoide Kurve; 2,3-BPG, H⁺ und CO₂ fördern die Abgabe im Gewebe.
- Abbau: in Makrophagen der Milz; Hämoxygenase → Biliverdin und Eisen (recycelt) → Bilirubin, albumingebunden zur Leber, Glucuronidierung durch UGT1A1, biliäre Ausscheidung.
- Retikulozyten: junge Erythrozyten mit RNA-Resten; ihr Anstieg zeigt Neubildung an, etwa wenige Tage nach Beginn einer Eisen- oder B12-Gabe.
Die Indizes beschreiben Größe und Beladung der Zellen und tragen die Einteilung der Anämien.
| Index | Berechnung | Aussage |
|---|---|---|
| MCV | Hämatokrit / Erythrozytenzahl | mittleres Volumen: mikro-, normo-, makrozytär |
| MCH | Hämoglobin / Erythrozytenzahl | Hb je Zelle: hypo-, normo-, hyperchrom |
| MCHC | Hämoglobin / Hämatokrit | Hb-Konzentration in der Zelle |
Eisen, Vitamin B12 und Folsäure
Die Erythropoese braucht Eisen für das Häm, Vitamin B12 und Folsäure für die DNA-Synthese. Da Eisen nicht aktiv ausgeschieden wird, reguliert der Körper allein die Resorption im Duodenum.
- Reduktion: Nahrungseisen ist meist Fe³⁺; duodenales Cytochrom b und Ascorbinsäure reduzieren es zu Fe²⁺.
- Aufnahme: DMT1 transportiert Fe²⁺ H⁺-gekoppelt in den Enterozyten, saures Milieu fördert das.
- Export: Ferroportin schleust Eisen basolateral aus (einziger Eisenexporter, auch in Makrophagen).
- Transport und Speicher: Transferrin bindet Fe³⁺ im Plasma; Ferritin speichert Eisen intrazellulär. Serumferritin spiegelt die Speicher, steigt aber als Akute-Phase-Protein.
Hepcidin aus der Leber bindet Ferroportin und löst dessen Abbau aus, sperrt also Resorption und Freisetzung aus Makrophagen. Eisenmangel und gesteigerte Erythropoese senken Hepcidin, Eisenüberladung und Entzündung (IL-6) steigern es.
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IL-6 steigert die Hepcidinbildung, Hepcidin lässt Ferroportin abbauen. Das Eisen bleibt im Enterozyten und geht mit dessen Abschilferung verloren, auch Makrophageneisen wird nicht freigegeben. Ferritin ist normal oder hoch, die Transferrinsättigung niedrig: ein funktioneller Eisenmangel.
Vitamin B12 und Folsäure treffen sich in derselben Reaktion:
- Freisetzung: Magensäure löst B12 aus Nahrungsprotein, daher kann eine lange PPI-Therapie die Aufnahme mindern.
- Intrinsic Factor: Glykoprotein der Belegzellen; bindet B12 und vermittelt die Resorption im terminalen Ileum. Mangel bei atrophischer Gastritis, Gastrektomie, Ileumresektion, auch unter Metformin.
- DNA-Synthese: B12 regeneriert in der Methionin-Synthase Tetrahydrofolat aus 5-Methyl-THF; ohne B12 bleibt Folat gefangen, die Thymidinsynthese stockt, es entstehen Megaloblasten (makrozytäre Anämien).
Thrombozyten und Leukozyten
Megakaryozyten vergrößern sich durch Endomitose und schnüren kernlose Thrombozyten in die Knochenmarkssinusoide ab. Ohne Kern bilden diese kaum Protein nach, eine irreversible COX-Hemmung durch ASS hält deshalb ihr Leben lang. Ihre Rolle in der Blutstillung: Hämostase.
Leukozyten umfassen Granulozyten (neutrophil, eosinophil, basophil), Lymphozyten und Monozyten (Immunabwehr). Im Differenzialblutbild zählt für die Arzneitherapie vor allem die Neutrophilenzahl: Ihr Abfall signalisiert eine Agranulozytose (Metamizol, Clozapin, Thyreostatika) oder Myelosuppression durch Zytostatika.
Pharmakologische Angriffspunkte
Die Arzneistoffe ersetzen fehlende Bausteine der Blutbildung oder ahmen ihre Wachstumsfaktoren nach; der Volumenersatz zielt auf den onkotischen Druck.
| Angriffspunkt | Arzneistoffe | Prinzip |
|---|---|---|
| Eisenbedarf | Eisenpräparate oral (Fe²⁺) oder i. v. | Substrat für Häm; i. v. umgeht die Hepcidin-Sperre |
| DNA-Synthese | Vitamin B12, Folsäure | Kernreifung normalisieren; B12 ohne Intrinsic Factor parenteral oder hochdosiert oral |
| EPO-Rezeptor | ESA: Epoetine, Darbepoetin alfa | Ersatz bei EPO-Mangel (renale Anämie) |
| HIF-Prolylhydroxylase | HIF-PH-Inhibitoren: Roxadustat | HIF stabil → endogenes EPO ↑ |
| TPO-Rezeptor (c-Mpl) | Romiplostim, Eltrombopag, Avatrombopag | Megakaryopoese ↑ (Thrombozytopenien) |
| G-CSF-Rezeptor | Filgrastim, Pegfilgrastim | Neutrophile ↑ nach Chemotherapie (Supportivtherapie) |
| Intravasales Volumen | Kristalloide, kolloidale Volumenersatzmittel | Kolloide halten Wasser über den onkotischen Druck im Gefäß |
Teste dich
Aussage 1
Intrinsic Factor stammt aus den Belegzellen des Magens, resorbiert wird Vitamin B12 im terminalen Ileum.
Deshalb führen atrophische Gastritis, Gastrektomie und Ileumresektion zum B12-Mangel.
Aussage 2
Der MCH gibt das mittlere Volumen eines Erythrozyten an.
Das mittlere Volumen ist das MCV (Hämatokrit durch Erythrozytenzahl). Der MCH ist der mittlere Hämoglobingehalt je Erythrozyt.
Zuordnen
Warum?
Aussage 5
Unter Hypoxie wird HIF-α vermehrt hydroxyliert, wodurch die EPO-Bildung steigt.
Die Hydroxylierung ist sauerstoffabhängig und bleibt bei Hypoxie aus. Dadurch wird HIF-α nicht abgebaut und steigert die EPO-Transkription.
Aussage 6
Hepcidin steigert die Eisenresorption, indem es Ferroportin stabilisiert.
Hepcidin bindet Ferroportin und löst dessen Abbau aus. Es hemmt damit Eisenresorption und Freisetzung aus Makrophagen.
Reihenfolge
Aussage 8
Serum enthält im Gegensatz zu Plasma kein Fibrinogen.
Serum wird aus geronnenem Blut gewonnen, Fibrinogen und Gerinnungsfaktoren sind dabei verbraucht.
Aussage 9
Bei Thrombozytopenie steigt das freie Thrombopoetin, weil weniger Thrombozyten es über c-Mpl abfangen.
TPO wird konstitutiv in der Leber gebildet; seine Konzentration regeln die Thrombozyten, die es binden und eliminieren.
Prüferin fragt
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