Erythrozyt

Die roten Blutkörperchen (Erythrozyten, Singularder Erythrozyt; aus dem Griechischenerythros für "rot" und kytos für "hohl" oder "Zelle") sind die häufigsten Zellenim Blutvon Wirbeltieren. Sie erscheinen unter dem Mikroskopals ungefähr gleich große, blasse, runde Scheiben, die in der Mitte von beiden Seiten leicht eingedellt sind (bikonkav). Sie dienen dem Transport von Sauerstoffvon der Lungeoder den Kiemenzu den diversen Körpergeweben.

Aufbau

Erythrozyten bestehen zu 90 % der Trockenmasseaus dem Sauerstoff-bindenden Protein Hämoglobin. Der Häm-Anteil dieses Proteins verleiht den Erythrozyten und somit auch dem Blut die rote Farbe. Der Durchmesser eines roten Blutkörperchens beträgt beim Menschen etwa 7,5 Mikrometer, bei einer Dicke von 2 Mikrometer.

Die Erythrozyten von Säugetierenverwerfen im Verlauf ihrer Reifung, bevor sie in den Blutkreislaufeintreten, den Zellkern und ihre Organellen. Diese sind in den aktiven Vorstufen, den Retikulozyten, jedoch noch vorhanden. Auch junge Erythrozyten können noch Reste von Kernmaterial, Chromatin, enthalten, das im Verlauf des Alterungsprozesses verschwindet.

Da die Erythrocyten somit auch keine Mitochondrienmehr besitzen, wird Energie über die Glycolysehergestellt. Die Glucose-Aufnahme der Erythrocyten wird dabei nicht über Insulinreguliert, da der entsprechende Rezeptorfehlt. Da mit dem Zellkernauch die DNAfehlt, finden sich in den Erythrozyten ein "Vorrat" an mRNA. Durch den Abbau der Organellenwird zusätzlicher Platz für Hämoglobin geschaffen. Das Fehlen von Zellkernund Organellen bei den reifen roten Blutkörperchen der Säugetiere (Mammalia) ist einzigartig im Tierreich. Bei anderen Wirbeltierensind diese noch vorhanden.

Die bikonkave Form der Erythrocyten ermöglicht es , eine größere Menge an Sauerstoff aufzunehmen. Sehr wichtig für die Funktion der Erythrocyten ist auch ihre starke Verformbarkeit, die es ihnen erlaubt, auch kleinste Kapillaren zu durchqueren. Durch den engen Kontakt zwischen Erythrozyten und dem Endothelder Gefäße ist der Gasaustauschin den Kapillaren besonders effektiv.

Unter speziellen Bedingungen können Erythrocyten in vitro auch andere Formen annehmen: die Becherform und die Stechapfelform. Becherförmige Erythrozyten werden als Stomatozyten und stechapfelförmige als Echinozyten bezeichnet. Eine Schistozyte ist ein im Abbau befindlicher Erythrozyt bzw. ein Fragment eines Erythrozyten.

Bei sehr niedriger Fliessgeschwindigkeit des Blutes können einzelne Erythrocyten aneinander haften und Ketten bilden, man spricht dann von einer Geldrollenbildungoder Pseudoagglutination.

Die Blutgruppender Menschen entstehen durch Variationen der Glykoproteineauf der Oberfläche von Erythrocyten.

Funktion und Lebenszyklus

Die Aufgabe der roten Blutkörperchen ist der Sauerstofftransport im Blutgefäßsystem. Sie nehmen in den Lungenkapillarenoder Kiemenden Sauerstoff auf und transportieren ihn über den arteriellen Kreislauf bis in die arteriellen Kapillarender Gewebe und Organe, von wo der Sauerstoff an die Zellen wieder abgegeben wird. Für die Bindung und den Transport des Sauerstoffs ist das Hämoglobin im Inneren der Erythrozyten verantwortlich. Hämoglobin transportiert teilweise auch das Kohlendioxidzurück aus den Geweben.

Der Prozess, bei welchem die Erythrozyten entstehen, wird Erythropoiesisgenannt. Im Embryoist die Leberdie Hauptproduktionsstätte der Erythrozyten. Später werden diese kontinuierlich im roten Knochenmarkvon größeren Knochenproduziert. Sie entstehen hier aus teilungsfähigen Stammzellen, die zunächst kernhaltige Erythroblastenproduzieren, aus denen dann zunächst die Retikulozytenund dann, unter Ausstoßung des Zellkerns, die eigentlichen Erythrozyten hervorgehen. Die im Knochenmarkstattfindende Reifung der Erythrozyten wird von Makrophagen, einer Gruppe der weißen Blutkörperchen (Leukozyten), unterstützt. Hierbei ordnen sich die unreifen roten Blutkörperchen in sogenannten "Inseln" (engl.: islands) um einen einzelnen Makrophagen an, der die Zellen versorgt und außerdem die ausgeschiedenen Zellorgane aufnimmt und verdaut. Dieser schon in den frühen 1940ernbeobachtete Vorgang benötigt auf noch nicht näher bekannte Weise das Retinoblastom-(Rb)-Protein. Die Entwicklung eines Erythrozyten dauert ca. 7 Tage. Ihre durchschnittliche Lebensdauer beträgt ca. 120 Tage bzw. 4 Monate. Die alternden Zellen schwellen mit der Zeit an und werden dann von Phagozytenin Leber und Milzabgebaut.

In einem gesunden, erwachsenen Menschen befinden sich etwa 25 Billionen rote Blutkörperchen, mit einer Gesamtoberfläche von 4000 m². Der Körper erneuert davon täglich ca. ein Prozent (200 Milliarden), was 2.000.000 in jeder Sekunde entspricht. Die Milz dient auch als Reservoir für rote Blutkörperchen, wobei dieser Effekt beim Menschen limitiert ist. In anderen Säugetieren, wie beim Hundoder Pferd, enthält die Milz eine große Zahl von roten Blutkörperchen, die bei Stress in den Blutkreislaufausgeschieden werden und die Sauerstofftransportkapazität verbessern ("Seitenstechen").

Die Menge an Hämoglobin im Blut beträgt bei gesunden Menschen etwa 14-18 g/100 ml (bzw. 8,7-11,2 mmol/l) bei Männern und 12-16 g/100 ml (bzw. 7,4- 9,9 mmol/l) bei Frauen.

Die Produktion von roten Blutkörperchen wird durch das HormonErythropoetin(EPO) stimuliert bzw. gesteuert, welches ständig von den Nierenneu gebildet wird, weil der Körper dieses Hormonnicht speichern kann. Die Syntheseim Körper erfolgt durch das Messen der Oberflächenspannung der Erythrozyten und dem damit verbundenen Sauerstoffgehalt beim Durchfließen der Nieren. Dadurch erfolgt zum Beispiel eine Anpassung an den geringeren Sauerstoffgehalt in der Luft bei Aufenthalten über 1500m über NN (Höhentraining von Leistungssportlern usw.). EPO kann bzw. wird auch als Dopingmittelin synthetischer Form eingesetzt.

Die Verlagerung des sauerstoffbindenden Proteins, in diesem Fall Hämoglobin, in Zellen hinein, statt dieses direkt in der Körperflüssigkeit zu lösen, war ein wichtiger Schritt in der Evolutionder Wirbeltiere. Es ermöglicht dünnflüssigeres Blutsowie längere Transportstrecken des Sauerstoffes. Nur so ist auch die Versorgung eines größeren Organismus (bis hin zum Blauwal) mit Sauerstoff gewährleistet. Andere sauerstoffbindenden Proteine aus anderen Tieren wie Hämocyanin, Hämerythrinoder Erythrocruorinkönnen diese Eigenschaften nur annähernd über ihre Molekülgröße kompensieren.

Krankheiten

Bei einer Anämieoder Blutarmut ist in der Regel die Anzahl der roten Blutkörperchen vermindert. Es gibt viele Ursachen für eine Anämie, wobei Eisenmangeldie häufigsten Gründe in der westlichen Welt sein dürften. Durch Eisenmangel wird die Häm-Synthese gehemmt. Als Folge sind die roten Blutkörperchen hypochromisch (ohne die rote Farbe) und mikrozytisch (kleiner als normal). Bei einer Hämolyse(verstärkter Abbau von roten Blutkörperchen), tritt eine Gelbsuchtauf, verursacht durch das Hämoglobin-Metabolit Bilirubin.

Mutationen in den Globinketten sind mit verschiedenen Hämoglobinopathieenverbunden, wie die Sichelzellenanämieund Thalassämie. Bei der Sichelzellenanämiehandelt es sich um eine fast ausschließlich in von Malariabetroffenen Gebieten vorkommende Krankheit, bei der die roten Blutkörperchen im Deoxy-, das heißt sauerstofffreien Zustand derart deformiert sind (sichelförmig), dass sie zur Schädigung der Erythrozyten führen. HomozygoteTräger dieser Erbanlagenhaben eine deutlich verkürzte Lebenserwartung, die heterozygoten Träger sind jedoch vor einer Malaria-Erkrankung geschützt, da der Erreger (Plasmodium falciparum) sich in derart deformierten Erythrozyten nicht vermehren kann.

Sphärozytoseist ein genetischer Defekt, bei welchem kugelförmige Erythrozyten, so genannte Sphärozyten, durch ein gestörtes Cytoskelettauftreten.

Bei der Polyglobulie- zum Beispiel der Polycythaemia vera, der Polycythaemia rubra hypertonicaund der Polyglobulie des Neugeborenen- treten rote Blutkörperchen vermehrt auf. Durch die erhöhte Anzahl der Erythrozyten wird das Blut dickflüssiger. Es besteht die Gefahr einer Thromboseund in der Folge einer Embolie.

Siehe auch

• Weißes Blutkörperchen
• Blutgruppe
• Rhesusfaktor
• Blutung
• Bluttransfusion
• HbA1c

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