Zusammenfassung
Hämatologie bezeichnet die Lehre des Blutes und seiner Erkrankungen. Das menschliche Blut besteht zu ca. 45% aus zellulären Bestandteilen und zu 55% aus Blutplasma. Es übernimmt vielfältige Aufgaben im Organismus wie z.B. den Transport von Sauerstoff, den Wärmetransport und hat Anteil an der Abwehr von Krankheitserregern. Die Zellen des Blutes werden zum größten Teil im Knochenmark produziert. Sie lassen sich aufgrund ihres Aussehens und ihrer Funktion verschiedenen Gruppen zuordnen.
Aus den erythrozytären Vorläuferzellen des Knochenmarks entwickeln sich die kernlosen, verformbaren und hämoglobinhaltigen Erythrozyten, deren Hauptaufgabe der Sauerstofftransport ist. Eine Verminderung ihrer Anzahl im Blut wird als Anämie, eine Vermehrung als Polyglobulie bezeichnet. Zudem können Veränderungen der Zellgröße (mikrozytär, makrozytär) oder des Hämoglobingehalts (hypochrom, hyperchrom) auf Bildungsstörungen hinweisen.
Die weißen Blutkörperchen (Leukozyten) werden in Granulozyten und Lymphozyten unterteilt. Beiden Gruppen kommt eine Bedeutung in der Abwehr von Krankheitserregern zu, sodass eine Erhöhung ihrer Zellzahl (Leukozytose) in der Regel bei Infektionen gefunden werden kann. Weiße Blutkörperchen gehen jedoch aus unterschiedlichen Vorläuferzellen hervor und unterscheiden sich sowohl in ihrer Morphologie als auch in ihrer spezifischen Funktion: Während die Granulozyten dem angeborenen Immunsystem zugerechnet werden und insbesondere bei der Abwehr von Bakterien, Pilzen und Parasiten aktiv werden, besitzen Lymphozyten eine hohe Antigenspezifität, die es ihnen erlaubt, hoch spezifisch zumeist virale Erreger abzutöten. Das Krankheitsbild der Leukämie geht auf eine massive Vermehrung der Leukozyten zurück, die bereits in der Blutprobe als weißlicher Überstand sichtbar wird.
Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Entstehung, die Morphologie und wichtigsten Funktionen der Zellen der roten und weißen Zellreihe.
Einführung
- Definition: Hämatologie bezeichnet die Lehre des Blutes und seiner Erkrankungen
- Durchschnittliche Zusammensetzung des Blutes
- Ca. 60–80 mL Blut pro kgKG = Ca. 5 L Blut bei einem 70 kg schweren Menschen
- Ca. 45% zelluläre Bestandteile (→ Hämatokrit), ca. 55% Blutplasma
- Funktion: Die Aufgaben des Blutes sind vielfältig, u.a. zählen hierzu: Stofftransport (z.B. Sauerstoff), Wärmetransport und -regulation, Signalübermittlung, Pufferung des Säure-Basen-Haushalts und Abwehr von Krankheitserregern
- Blutbildung
- Ort: Geschieht bei Erwachsenen im Knochenmark, beim Fötus in Milz und Leber
- Hämatopoetische pluripotente Stammzellen differenzieren zu:
- Erythrozytären Vorläuferzellen
- Lymphoiden Vorläuferzellen
- Myeloiden Vorläuferzellen
- Sind vermehrt unreife Vorläuferzellen im Blut nachweisbar, so spricht man von Linksverschiebung
- Ursache hierfür ist meist ein vermehrter Bedarf der jeweiligen Zellen (z.B. Anstieg der stabkernigen neutrophilen Granulozyten bei akuten Entzündungen)
- Findet eine reaktive Vermehrung einer Zellreihe statt, spricht man von „-Zytose“ (z.B. Leukozytose); bei neoplastischer Vermehrung von „-Ämie“ (z.B. Leukämie)
Rote Zellreihe - die Erythrozyten
Erythropoese: Entstehung der Erythrozyten
Die Bildung der Erythrozyten erfolgt im Erwachsenenalter physiologischerweise im Knochenmark, insbesondere in den kurzen und platten Knochen. Die Blutbildung ist – sofern notwendig – extrem steigerbar, sodass auch chronische Blutverluste kompensiert werden können, wenn ausreichend Baustoffe zur Verfügung stehen.
- Stufen der Erythropoese: Die Synthese und Ausreifung der roten Blutzellen dauert ca. 1 Woche, kann aber bei Bedarf beschleunigt werden
- Reifungsstufen im Knochenmark
- Erythrozytäre Vorläuferzelle
- Zur Störung der Reifung kommt es vor allem bei Parvovirus B19 und anderen Virusinfektionen sowie bei Autoimmunreaktion
- Proerythroblast
- Zur Störung der Reifung kommt es vor allem bei Erythropoetinmangel (Niereninsuffizienz), Folsäure-Mangel, Vitamin-B12-Mangel, genetische Defekte
- Erythroblast
- Zur Störung der Reifung kommt es vor allem bei Eisenmangel, bei Problemen in der Globin- oder Hämsynthese
- Erythrozytäre Vorläuferzelle
- Die Reifung im Knochenmark ist nun abgeschlossen. Retikulozyten werden aus dem Knochenmark freigesetzt
- Retikulozyt (von lat. reticulum = das „Netzchen“ )
- Klinische Relevanz von Retikulozyten im Blut: Retikulozyten sind ein Marker für die Synthesekraft der Erythropoese
- Retikulozyten↑: Gesteigerte Erythropoese (z.B. bei Hämolyse)
- Retikulozyten↓: Verminderte Erythropoese (z.B. aplastischer Anämie)
- Klinische Relevanz von Retikulozyten im Blut: Retikulozyten sind ein Marker für die Synthesekraft der Erythropoese
- Erythrozyt
- Lebensdauer: Ca. 120 Tage
- Morphologie
- Kern- und mitochondrienlos
- Ca. 7,5 μm groß, Volumen ca. 90 fL, verformbar
- Alte, unverformbare Erythrozyten werden in den Milzsinus aussortiert
- Enthält ca. 30 pg Hämoglobin
- Funktion
- Störungen bei hämolytischer Anämie (siehe auch Erythrozytenmorphologie und Hämoglobinvarianten)
- Retikulozyt (von lat. reticulum = das „Netzchen“ )
- Reifungsstufen im Knochenmark
- Hormonelle Steuerung: Die Blutbildung wird endokrin durch Erythropoetin und parakrin im Knochenmark durch den Colony stimulating Factor (CSF) getriggert
Diagnostische Parameter
- Hämoglobin (Hb-Wert) besteht aus folgenden Bestandteilen:
- Bestandteile
- „Globin“
- Im Erwachsenenalter physiologischerweise bestehend aus jeweils zwei α-Ketten und zwei β-Ketten, die sich zu einem Tetramer zusammenlagern (sog. Hämoglobin A1, das 98% des adulten Hämoglobins ausmacht)
- Klinische Relevanz: Thalassämie
- „Häm“
- Bestehend aus einem Porphyrin-Gerüst, das mittig ein Eisenatom trägt
- Klinische Relevanz: Porphyrien
- Das zweiwertige Eisen bindet den zu transportierenden Sauerstoff
- Klinische Relevanz: Methämoglobinämie
- Bestehend aus einem Porphyrin-Gerüst, das mittig ein Eisenatom trägt
- „Globin“
- Normwert: ♂ 136–172 g/L (8,44–10,68 mmol/L); ♀ 120–150 g/L (7,45–9,31 mmol/L)
- Klinische Relevanz: Anämie↓, Polyglobulie↑ Polycythämia vera↑
- Physiologische Entwicklung des Hämoglobinspiegels
- 1. Lebenswoche: 130–240 g/L
- 4. Lebenswoche: 110–170 g/L
- 3 Monate (Tiefstand; sog. Trimenonreduktion): 100–130 g/L
- 2 Lebensjahre: 120–150 g/L
- 14 Lebensjahre: 130–180 g/L
- Bestandteile
- Hämatokrit (HKT)
- Anteil der zellulären Bestandteile des Blutes
- 99% des Hämatokrits kommen durch die Erythrozyten zustande
- Normwert: ♂ 0,39–0,49; ♀ 0,33–0,43
- Anteil der zellulären Bestandteile des Blutes
Erythrozytenindizes | Bedeutung | Normwert | Bei Erniedrigung | Bei Erhöhung |
---|---|---|---|---|
Mean Corpuscular Volume (MCV) | Volumen eines Erythrozyten | 81–100 fL (normozytär) | Mikrozytäre Erythrozyten (z.B. Eisenmangel) | Makrozytäre Erythrozyten (z.B. bei Vitamin-B12-Mangel) |
Mean Corpuscular Hemoglobin (MCH) | Hämoglobingehalt eines Erythrozyten | 27–34 pg (normochrom) | Hypochrome Erythrozyten (z.B. Eisenmangel) | Hyperchrome Erythrozyten (z.B. bei Vitamin-B12-Mangel) |
Mean Corpuscular Hemoglobin Concentration (MCHC) | Wird aus Hämoglobin/Hämatokrit berechnet: Mittlere Hämoglobinkonzentration aller Erythrozyten | 30–36 g/dL | Evtl. bei Eisenmangel, Thalassämie | Z.B. bei Sphärozytose |
Retikulozytenzahl | Prozentualer Anteil von Retikulozyten an den zirkulierenden roten Blutkörperchen: Maß für die Erythropoese | 1–3% | Erythropoetische Insuffizienz (z.B. aplastische Anämie) | Kompensatorisch gesteigerte Erythropoese (z.B. bei Hämolyse oder Blutverlust) |
Retikulozyten-Index | Wird aus Retikulozytenzahl × (Patienten-Hämatokrit / Hämatokrit-Normwert ) berechnet | 1–3% | ||
Retikulozytenproduktionsindex (RPI) | Retikulozyten-Index / Retikulozyten-Shift in Tagen . Dient zur Beurteilung eines adäquaten Retikulozytenanstiegs bzw. einer zu geringen Retikulozytenzahl bei hyporegenerativen Anämien. Die ausgeschriebene Formel lautet: RPI = (Retikulozytenzahl / Shift) × (Hämatokrit / 45) | 1–3% |
Morphologie der Erythrozyten und Hämoglobinvarianten
- Siehe Kapitel: Erythrozytenmorphologie und Hämoglobinvarianten
- Klinische Relevanz: Thalassämie, Sichelzellanämie, Kugelzellanämie und weitere
Weiße Zellreihe - die Leukozyten
- Leukozyten (von gr. leukos = „weiß“ und kytos = „Hülle“): Oberbegriff zur Bezeichnung der weißen Blutzellen. Hierunter fallen:
- Die aus der lymphatischen Reihe hervorgehenden Lymphozyten
- Die aus der myeloischen Reihe hervorgehenden Granulozyten
- Absolute Zahl aller Leukozyten: Ca. 4.000–10.000/μL Blut
- Veränderung der Leukozytenzahl
- Leukozytose (Erhöhung der Leukozyten auf >10.000/μL): Häufige Ursache für eine Erhöhung der Leukozyten
- Infektionen
- SIRS/Sepsis
- Tumorerkrankungen
- Autoimmune Reaktionen
- Weitere: Bspw. Rauchen
- Leukozytopenie (Erniedrigung der Leukozytenzahl auf <4.000/μL): Häufige Ursache für eine Erniedrigung der Leukozyten
- Direkte Knochenmarksschädigung
- Medikamentennebenwirkungen (z.B. Agranulozytose bei Clozapin, Metamizol, Interaktion von Allopurinol und Azathioprin)
- Physikalische Schädigung (z.B. durch Bestrahlung)
- Infektiöse Geschehen: Bestimmte virale und bakterielle Infektion (z.B. Typhus)
- SIRS/Sepsis
- Direkte Knochenmarksschädigung
- Leukämie („weißes Blut“): Historischer Begriff, der auf die sichtbare Verbreitung der milchig-weißen Leukozytenmanschette („buffy coat“) nach der Zentrifugation des Blutes in einer Blutprobe zurückgeht. Im Rahmen von chronischen lymphatischen Leukämien und anderen proliferativen Erkrankungen des Knochenmarks kann es zu einer massiven Vermehrung der Leukozyten mit Ausschwemmung ins Blut kommen. Die starke Anhäufung der Zellen führt zum charakteristischen Aussehen der Blutprobe. Daraus abgeleitet, werden folgende vier Erkrankungen als Leukämien bezeichnet:
- Leukozytose (Erhöhung der Leukozyten auf >10.000/μL): Häufige Ursache für eine Erhöhung der Leukozyten
Weiße myeloische Zellreihe - die Granulozyten
- Stufen der Granulozytopoese
- Reifungsschritte: Myeloide pluripotente Vorläuferzelle (von griechisch myelon = „Knochen-, Rückenmark“) → Myeloblast → Promyelozyt → Myelozyt → Metamyelozyt → Reifung und Ausschwemmung ins Blut
- Monozyten und Mastzellen trennen sich bereits auf Ebene der Myeloblasten bzw. myeloischen Stammzelle von den Granulozyten → Keine morphologischen Ähnlichkeiten
- Absolute Anzahl von Granulozyten: 2.400–6.900/μL
- Eine Reduktion der Granulozyten auf <500/μL wird als Agranulozytose bezeichnet
- Reifungsschritte: Myeloide pluripotente Vorläuferzelle (von griechisch myelon = „Knochen-, Rückenmark“) → Myeloblast → Promyelozyt → Myelozyt → Metamyelozyt → Reifung und Ausschwemmung ins Blut
Zelle | Charakteristika | Funktion | Erhöhung der Zellzahl | Verringerung der Zellzahl |
---|---|---|---|---|
Neutrophiler Granulozyt |
|
| Neutrophilie (ca. >6.200/μL bzw. >75%):
| Neutropenie
Ursachen
|
Eosinophiler Granulozyt |
|
| Eosinophilie (>250/μL bzw. >6%)
| Eosinopenie |
Basophiler Granulozyt |
| Basophilie
| Basopenie | |
Monozyt |
|
| Monozytose (>500/μL bzw. >7%)
| Monozytopenie
|
|
| Mastozytose: Auch Urticaria pigmentosa, beschreibt nicht nur die Erhöhung der Anzahl der Mastzellen, sondern stellt ein eigenständiges Krankheitsbild dar |
Lymphozyten
- Zu den Lymphozyten (von lat. lympha = „Quell-, Flusswasser“) zählen die B- und T-Lymphozyten sowie die natürlichen Killerzellen. Die B- und T-Lymphozyten gehören zum erworbenen Immunsystem und besitzen eine hohe Antigenspezifität. Wie ihr Name schon sagt, befinden sie sich überwiegend in den lymphatischen Organen. Nur ca. 5% aller Lymphozyten sind im Blut nachzuweisen, dort beträgt ihre absolute Anzahl ca. 1.500–3.000/μL, sodass sie ca. ¼–⅓ aller im Blut zirkulierenden Leukozyten ausmachen.
- Stufen der Lymphopoese
- Lymphopoetische Vorläuferzellen vermehren sich und spezialisieren sich durch eine zufällige somatische Rekombination von Genabschnitten, die die für die Immunantwort essenziellen Proteine kodieren, auf ein Antigen
- Dieser als Prägung bezeichnete Vorgang erfolgt:
- Im Thymus für thymusabhängige Zellen = T-Zellen
- Klinische Relevanz: Di-George-Syndrom
- Im Knochenmark (bone marrow) für B-Zellen → Reife, naive B-Zelle treten aus dem Knochenmark aus
- Im Thymus für thymusabhängige Zellen = T-Zellen
- Dieser als Prägung bezeichnete Vorgang erfolgt:
- Geprägte Lymphozyten zirkulieren im Blut, treten ins Gewebe aus und gelangen über die Lymphgefäße zurück ins Blut.
- Lymphopoetische Vorläuferzellen vermehren sich und spezialisieren sich durch eine zufällige somatische Rekombination von Genabschnitten, die die für die Immunantwort essenziellen Proteine kodieren, auf ein Antigen
- Stufen der Lymphopoese
B- und T-Lymphozyten sind ständig auf der Suche nach „ihrem“ Antigen. Sie machen 20–45% aller Leukozyten im Blut aus!
Definition | Ursachen | |
---|---|---|
Lymphozytose | Erhöhung der im Blut nachweisbaren Lymphozytenzahl auf >4000/μL (absolute Lymphozytose) oder des Anteils der Lymphozyten auf >50% (relative Lymphozytose) |
|
Lymphozytopenie | Verminderung der im Blut nachweisbaren Lymphozytenzahl auf <1.000/μL (absolute Lymphozytopenie) oder des Anteils der Lymphozyten auf ca. <20% (relative Lymphozytopenie) |
|
Natürliche Killerzellen (NK-Zellen)
- Teil der angeborenen Immunität
- Stellen eine eigene Lymphozytenpopulation dar, tragen aber keine Immunglobulin-ähnlichen Rezeptoren
- Funktion
- Erkennung und Vernichtung von Zellen, die keine MHC-I-Rezeptoren tragen
- Virusinfizierte Zellen (insb. Herpesviren)
- Tumorzellen
- Zytokinproduktion: IFN-γ und TNF-α
- Erkennung und Vernichtung von Zellen, die keine MHC-I-Rezeptoren tragen
T-Lymphozyten (T-Zellen)
- Teil der erworbenen Immunität
- Besitzen einen den Immunglobulinen ähnlichen T-Zell-Rezeptor
- Dieser bindet spezifisch „sein“ Antigen
- Zur Aktivierung der T-Zellen ist neben der Antigenbindung jedoch eine Interaktion der Co-Rezeptoren (CD4 oder CD8) mit einem MHC-Rezeptor notwendig
Subpopulationen | Wichtige Oberflächenmarker | Funktion | |
---|---|---|---|
T-Killerzellen (zytotoxische T-Zellen) | CD8-positiv | Erkennen durch MHC-I präsentierte , körperfremde (meist virale) Antigene und lösen je nach Situation die Apoptose oder Zelllyse der präsentierenden Zelle aus | |
T-Helferzellen | TH1-Zellen | CD4-positiv | Leiten die zelluläre Immunantwort ein → Stimulation von Makrophagen |
TH2-Zellen | Sind in Kooperation mit den B-Lymphozyten für eine humorale Immunantwort zuständig → Immunglobulinsynthese | ||
TH17-Zellen | Gewebsentzündung, teils entzündungsprotektiv, teils entzündungsfördernd | ||
Regulatorische T-Zellen (T-Suppressorzellen) | „Drosselung“ einer überschießenden Reaktion | ||
T-Gedächtniszellen | CD4-CD8-positiv | Speicherung einer erworbenen spezifischen Immunreaktion |
- CD4/CD8-Quotient
-
CD4/CD8-Quotient: Bei Erhöhung Verdacht auf
- Sarkoidose
- Morbus Crohn
- Einige Kollagenosen und Vaskulitiden (z.B. Granulomatose mit Polyangiitis)
- CD4/CD8-Quotient: Bei Erniedrigung Verdacht auf
-
CD4/CD8-Quotient: Bei Erhöhung Verdacht auf
Natürliche Killer-T-Lymphozyten (NKT-Zellen)
- Ähnlich den Natürlichen Killerzellen, sind jedoch den T-Lymphozyten zugehörig
- Tragen T-Zell-Rezeptor
- Erkennen Glykolipide, die ihnen über CD1d präsentiert werden
- Sind wahrscheinlich für den Typ der Immunreaktion mitentscheidend (Typ-1-Reaktion/Typ-2-Reaktion)
B-Lymphozyten (B-Zellen)
- Teil der erworbenen Immunität
- Wichtiger Oberflächenmarker: CD20
- Tragen an der Zelloberfläche den B-Zell-Rezeptor, der Antigene hochspezifisch erkennt
- Funktionsweise
- Erkennt der B-Zell-Rezeptor einer naiven B-Zelle „sein“ Antigen, so wird diese aktiviert (= aktivierte B-Zelle) und wandert ins Keimzentrum der Lymphknoten oder der Milz
- Dort entwickelt sie sich zur
- Plasmazelle: Sezerniert Immunglobuline (= primäre Antwort) insbesondere IgM, aber auch IgA, IgE, IgG, die spezifisch gegen das erkannte Antigen gerichtet sind (monoklonal)
- Oder B-Gedächtniszelle: Überdauerungsformen in sekundären Lymphorganen
- Reaktivierung durch erneuten Antigenkontakt → Differenzierung zur Plasmazelle (= Sekundärantwort) → Sezerniert insbesondere IgG
- Dort entwickelt sie sich zur
- Die Aktivierung geschieht
- T-Zell-abhängig (überwiegender Teil) über die Antigenpräsentation über MHC-II-Rezeptoren
- Oder T-Zell-unabhängig (selten, z.B. bei Polysacchariden)
- Erkennt der B-Zell-Rezeptor einer naiven B-Zelle „sein“ Antigen, so wird diese aktiviert (= aktivierte B-Zelle) und wandert ins Keimzentrum der Lymphknoten oder der Milz