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Rote Blutkörperchen: Funktion und Struktur

Rote Blutkörperchen: Funktion und Struktur

Rote Blutkörperchen, auch Erythrozyten genannt, sind der am häufigsten vorkommende Zelltyp im Blut. Andere Hauptblutbestandteile umfassen Plasma, weiße Blutkörperchen und Blutplättchen. Die Hauptfunktion der roten Blutkörperchen besteht darin, Sauerstoff zu den Körperzellen zu transportieren und Kohlendioxid an die Lunge abzugeben.

Ein rotes Blutkörperchen hat eine sogenannte bikonkave Form. Beide Seiten der Zelloberfläche krümmen sich wie das Innere einer Kugel nach innen. Diese Form unterstützt die Fähigkeit roter Blutkörperchen, durch winzige Blutgefäße zu manövrieren, um Organen und Geweben Sauerstoff zuzuführen.

Rote Blutkörperchen sind auch wichtig für die Bestimmung der menschlichen Blutgruppe. Die Blutgruppe wird durch das Vorhandensein oder Fehlen bestimmter Identifikatoren auf der Oberfläche roter Blutkörperchen bestimmt. Diese Identifikatoren, auch Antigene genannt, helfen dem körpereigenen  Immunsystem  , seinen eigenen Typ roter Blutkörperchen zu erkennen.

 

Struktur der roten Blutkörperchen

Erythrozyten haben eine große Oberfläche für den Gasaustausch und eine hohe Elastizität für die Navigation durch Kapillargefäße.DAVID MCCARTHY / Getty Images

 

Rote Blutkörperchen haben eine einzigartige Struktur. Ihre flexible Scheibenform trägt dazu bei, das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen dieser extrem kleinen Zellen zu erhöhen. Dadurch können Sauerstoff und Kohlendioxid leichter über die Plasmamembran der roten Blutkörperchen diffundieren. Rote Blutkörperchen enthalten enorme Mengen eines Proteins namens Hämoglobin. Dieses eisenhaltige Molekül bindet Sauerstoff, wenn Sauerstoffmoleküle in die Blutgefäße der Lunge gelangen. Hämoglobin ist auch für die charakteristische rote Farbe des Blutes verantwortlich.

Im Gegensatz zu anderen Körperzellen enthalten reife rote Blutkörperchen keinen Kern, keine Mitochondrien oder Ribosomen. Das Fehlen dieser Zellstrukturen lässt Raum für die Hunderte Millionen Hämoglobinmoleküle, die in roten Blutkörperchen gefunden werden. Eine Mutation im Hämoglobin-Gen kann zur Entwicklung sichelförmiger Zellen führen und zu Sichelzellenstörungen führen.

 

Produktion roter Blutkörperchen

Knochenmark, rasterelektronenmikroskopische Aufnahme (REM). Im Knochenmark findet die Blutzellenproduktion statt.STEVE GSCHMEISSNER / Getty Images

 

Rote Blutkörperchen stammen aus Stammzellen im roten  Knochenmark. Die Produktion neuer roter Blutkörperchen, auch Erythropoese genannt, wird durch einen niedrigen Sauerstoffgehalt im Blut ausgelöst. Niedrige Sauerstoffwerte können aus verschiedenen Gründen auftreten, einschließlich Blutverlust, Vorhandensein in großer Höhe, Bewegung, Knochenmarkschäden und niedrigen Hämoglobinwerten.

Wenn die Nieren einen niedrigen Sauerstoffgehalt feststellen, produzieren sie ein Hormon namens Erythropoetin und setzen es frei. Erythropoetin stimuliert die Produktion roter Blutkörperchen durch rotes Knochenmark. Wenn mehr rote Blutkörperchen in den Blutkreislauf gelangen, steigt der Sauerstoffgehalt im Blut und im Gewebe. Wenn die Nieren den Anstieg des Sauerstoffgehalts im Blut spüren, verlangsamen sie die Freisetzung von Erythropoetin. Infolgedessen nimmt die Produktion roter Blutkörperchen ab.

Rote Blutkörperchen zirkulieren durchschnittlich etwa vier Monate lang. Erwachsene haben zu jedem Zeitpunkt etwa 25 Billionen rote Blutkörperchen im Kreislauf. Aufgrund des Fehlens eines Kerns und anderer Organellen können adulte rote Blutkörperchen keine Mitose erleiden, um sich zu teilen oder neue Zellstrukturen zu erzeugen. Wenn sie alt oder beschädigt werden, wird die überwiegende Mehrheit der roten Blutkörperchen von Milz, Leber und Lymphknoten aus dem Kreislauf entfernt  . Diese Organe und Gewebe enthalten weiße Blutkörperchen, sogenannte Makrophagen, die beschädigte oder sterbende Blutkörperchen verschlingen und verdauen. Der Abbau roter Blutkörperchen und die Erythropoese treten typischerweise mit der gleichen Geschwindigkeit auf, um die Homöostase im Kreislauf roter Blutkörperchen sicherzustellen.

 

Rote Blutkörperchen und Gasaustausch

Alveolen in der menschlichen Lunge. Rote Blutkörperchen, die über die Alveolen fließen, nehmen Sauerstoff auf, der dann zu anderen Körperteilen transportiert wird.John Bavosi / Getty Images

 

Der Gasaustausch ist die Hauptfunktion der roten Blutkörperchen. Der Prozess, durch den Organismen Gase zwischen ihren Körperzellen und der Umwelt austauschen, wird als Atmung bezeichnet. Sauerstoff und Kohlendioxid werden über das Herz-Kreislauf-System durch den Körper transportiert . Während das Herz Blut zirkuliert, wird sauerstoffarmes Blut, das zum Herzen zurückkehrt, in die Lunge gepumpt. Sauerstoff wird als Ergebnis der Aktivität des Atmungssystems erhalten.

In der Lunge bilden Lungenarterien kleinere Blutgefäße, die als Arteriolen bezeichnet werden. Arteriolen leiten den Blutfluss zu den Kapillaren, di
e die Lungenalveolen umgeben. Alveolen sind die Atmungsflächen der Lunge. Sauerstoff diffundiert über das dünne Endothel der Alveolensäcke in das Blut innerhalb der umgebenden Kapillaren. Hämoglobinmoleküle in roten Blutkörperchen setzen das aus dem Körpergewebe aufgenommene Kohlendioxid frei und werden mit Sauerstoff gesättigt. Kohlendioxid diffundiert vom Blut in die Alveolen, wo es durch Ausatmen ausgestoßen wird.

Das jetzt sauerstoffreiche Blut wird zum Herzen zurückgeführt und in den Rest des Körpers gepumpt. Wenn das Blut systemische Gewebe erreicht, diffundiert Sauerstoff vom Blut zu den umgebenden Zellen. Durch die Zellatmung erzeugtes Kohlendioxid diffundiert aus der die Körperzellen umgebenden interstitiellen Flüssigkeit ins Blut. Im Blut wird Kohlendioxid durch Hämoglobin gebunden und über den Herzzyklus zum Herzen zurückgeführt.

 

Störungen der roten Blutkörperchen

Dieses Bild zeigt eine gesunde rote Blutkörperchen (links) und eine Sichelzelle (rechts).SCIEPRO / Getty Images

 

Krankes Knochenmark kann abnormale rote Blutkörperchen produzieren. Diese Zellen können unregelmäßig groß (zu groß oder zu klein) oder unregelmäßig geformt (sichelförmig) sein. Anämie ist eine Erkrankung, die durch die mangelnde Produktion neuer oder gesunder roter Blutkörperchen gekennzeichnet ist. Dies bedeutet, dass nicht genügend funktionierende rote Blutkörperchen vorhanden sind, um Sauerstoff zu den Körperzellen zu transportieren. Infolgedessen können bei Personen mit Anämie Müdigkeit, Schwindel, Atemnot oder Herzklopfen auftreten. Ursachen für Anämie sind plötzlicher oder chronischer Blutverlust, unzureichende Produktion roter Blutkörperchen und die Zerstörung roter Blutkörperchen. Arten von Anämie umfassen:

  • Aplastische Anämie: Eine seltene Erkrankung, bei der das Knochenmark aufgrund von Stammzellschäden nicht genügend neue Blutzellen produziert. Die Entwicklung dieses Zustands ist mit einer Reihe verschiedener Faktoren verbunden, darunter Schwangerschaft, Exposition gegenüber toxischen Chemikalien, Nebenwirkungen bestimmter Medikamente und bestimmte Virusinfektionen wie HIV, Hepatitis oder Epstein-Barr-Virus.
  • Eisenmangelanämie: Ein Eisenmangel im Körper führt zu einer unzureichenden Produktion roter Blutkörperchen. Ursachen sind plötzlicher Blutverlust, Menstruation und unzureichende Eisenaufnahme oder -aufnahme aus der Nahrung.
  • Sichelzellenanämie: Diese Erbkrankheit wird durch eine Mutation im Hämoglobin-Gen verursacht, die dazu führt, dass rote Blutkörperchen eine Sichelform annehmen. Diese abnormal geformten Zellen bleiben in Blutgefäßen stecken und blockieren den normalen Blutfluss.
  • Normozytäre Anämie: Dieser Zustand resultiert aus einem Mangel an Produktion roter Blutkörperchen. Die produzierten Zellen haben jedoch eine normale Größe und Form. Dieser Zustand kann auf Nierenerkrankungen, Knochenmarksstörungen oder andere chronische Erkrankungen zurückzuführen sein.
  • Hämolytische Anämie: Rote Blutkörperchen werden vorzeitig zerstört, typischerweise infolge einer Infektion, einer Autoimmunerkrankung oder eines Blutkrebses .

Behandlungen für Anämie variieren je nach Schweregrad und umfassen Eisen- oder Vitaminpräparate, Medikamente, Bluttransfusionen oder Knochenmarktransplantationen.

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