Blut, Krebs und Infektionen

Hintergrundwissen Blut

Das Blut ist eines der vielseitigsten und zugleich am häufigsten unterschätzten Organe des menschlichen Körpers. Mit einem Volumen von etwa fünf bis sechs Litern bei einem erwachsenen Mann und vier bis fünf Litern bei einer erwachsenen Frau macht es rund sieben bis acht Prozent des Körpergewichts aus. Anders als die meisten anderen Organe ist das Blut ein flüssiges Organ – es zirkuliert, transportiert, kommuniziert und verteidigt zugleich. Wer die grundlegenden Mechanismen des Blutes versteht, versteht zugleich einen großen Teil der inneren Medizin: Anämien, Gerinnungs­störungen, Infektionen, Autoimmun­erkrankungen und auch viele Tumor­erkrankungen werden über Blutwerte erkannt und beobachtet. Auf dieser Seite geben wir Ihnen einen verständlichen, fachlich fundierten Überblick darüber, woraus Blut besteht, wie es gebildet wird, welche Aufgaben es übernimmt und welche Laborparameter Ärztinnen und Ärzte zur Beurteilung Ihrer Gesundheit heranziehen.

Bestandteile des Blutes

Blut besteht aus zwei großen Anteilen: dem flüssigen Plasma und den festen Blutzellen. Würde man eine Blutprobe in einem Reagenzglas zentrifugieren, würde sich die schwerere zelluläre Fraktion am Boden absetzen und die leichtere wässrige Fraktion darüber stehen bleiben. Bei einem gesunden Erwachsenen macht das Plasma etwa 55 Prozent des Gesamtvolumens aus, die zellulären Bestandteile rund 45 Prozent. Diesen prozentualen Anteil der Blutzellen nennt man Hämatokrit – ein zentraler Laborwert, auf den wir später noch zurückkommen.

Das Plasma ist eine strohgelbe, leicht klebrige Flüssigkeit. Es enthält zu rund 90 Prozent Wasser, der Rest verteilt sich auf Eiweiße (vor allem Albumin, Globuline und Fibrinogen), Elektrolyte wie Natrium, Kalium, Calcium, Chlorid und Bicarbonat, Glucose, Lipide, Hormone, Stoffwechsel­abbauprodukte sowie gelöste Gase wie Sauerstoff und Kohlendioxid. Albumin ist mengenmäßig das wichtigste Plasma­eiweiß: es bindet Wasser im Gefäßsystem und sorgt damit für den sogenannten kolloid­osmotischen Druck, der verhindert, dass Flüssigkeit unkontrolliert ins Gewebe austritt. Die Globuline umfassen die Antikörper des Immunsystems sowie zahlreiche Transport­proteine. Fibrinogen ist der Vorläufer des Fibrins und entscheidend für die Blutgerinnung.

Die zellulären Bestandteile teilen sich in drei große Gruppen: rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und Blutplättchen. Die roten Blutkörperchen oder Erythrozyten sind mit etwa vier bis fünf Millionen Zellen pro Mikroliter Blut bei weitem die häufigsten. Sie sind scheibenförmig, beidseits leicht eingedellt und haben im reifen Zustand keinen Zellkern. Diese ungewöhnliche Form vergrößert ihre Oberfläche und macht sie zugleich extrem verformbar, sodass sie auch durch die feinsten Kapillaren passen. Ihre Lebensdauer beträgt etwa 120 Tage, anschließend werden sie in Milz und Leber abgebaut.

Die weißen Blutkörperchen oder Leukozyten sind die Polizei des Körpers. Mit etwa 4.000 bis 10.000 Zellen pro Mikroliter sind sie zahlenmäßig deutlich seltener als die Erythrozyten, aber funktionell mindestens ebenso wichtig. Sie umfassen mehrere Untergruppen, die sich morphologisch und funktionell unterscheiden lassen: neutrophile, eosinophile und basophile Granulozyten, Lymphozyten und Monozyten. Jede dieser Untergruppen hat eigene Aufgaben in der Infektabwehr und in der Vermittlung von Entzündungs­reaktionen. Die Verteilung dieser Untergruppen ist das sogenannte Differential­blutbild.

Die Blutplättchen oder Thrombozyten sind keine eigentlichen Zellen, sondern Bruchstücke einer großen Stammzelle (Megakaryozyt) aus dem Knochenmark. Mit etwa 150.000 bis 400.000 Plättchen pro Mikroliter sind sie die zweithäufigsten Strukturen im Blut. Sie sind nur etwa zwei bis vier Mikrometer groß, scheibenförmig und kernlos. Ihre Hauptaufgabe ist die primäre Blutstillung – bei einer Gefäßverletzung lagern sie sich blitzschnell an die verletzte Stelle an, verkleben miteinander und legen damit den ersten Pfropf zur Wundverschluss. Erst danach setzt die plasmatische Gerinnung mit dem Fibrin­netz ein.

Bildung und Lebensdauer der Blutzellen

Alle drei Zellreihen des Blutes entstehen im roten Knochenmark aus einer gemeinsamen Vorläuferzelle, der pluripotenten hämatopoetischen Stammzelle. Dieser Prozess wird als Hämatopoese oder Blutbildung bezeichnet. Bei einem Erwachsenen findet die Blutbildung vor allem in den platten Knochen statt: in den Wirbelkörpern, im Brustbein, in den Beckenkämmen, in den Rippen und in der Spongiosa der proximalen Anteile von Oberarm- und Oberschenkel­knochen. Bei Kindern ist auch das Knochenmark der langen Röhrenknochen aktiv; mit zunehmendem Alter wird dieses gelbe, fetthaltige Knochenmark hämatopoetisch inaktiv.

Aus der gemeinsamen Stammzelle gehen zwei große Zellreihen hervor: die myeloische Reihe (Erythrozyten, Granulozyten, Monozyten, Thrombozyten) und die lymphatische Reihe (B- und T-Lymphozyten, natürliche Killerzellen). Die Reifung in den jeweiligen Endzustand ist ein mehrstufiger Prozess, der von zahlreichen Wachstumsfaktoren und Zytokinen gesteuert wird. Für die Erythropoese ist insbesondere Erythropoetin entscheidend – ein Hormon, das überwiegend in der Niere produziert wird und das Knochenmark zur vermehrten Bildung von Erythrozyten anregt. Sinkt der Sauerstoff­gehalt im Blut, etwa in großer Höhe oder bei chronischer Lungen­erkrankung, steigt die Erythropoetin­produktion und kompensiert den Sauerstoff­mangel durch eine Vermehrung der roten Blutkörperchen.

Die Lebensdauer der einzelnen Zelltypen unterscheidet sich erheblich. Erythrozyten leben rund 120 Tage. Thrombozyten haben mit acht bis zwölf Tagen eine deutlich kürzere Existenz. Die verschiedenen Leukozyten zeigen die größte Bandbreite: neutrophile Granulozyten zirkulieren nur wenige Stunden im Blut, bevor sie ins Gewebe übertreten und dort ihre Aufgaben erfüllen; manche Gedächtnis­lymphozyten dagegen können Jahrzehnte überdauern und damit lebenslange Immunität gegen einen einmal durchgemachten Krankheits­erreger sichern. Insgesamt produziert ein gesundes Knochenmark täglich rund 200 Milliarden Erythrozyten, etwa 100 Milliarden Leukozyten und 100 Milliarden Thrombozyten – eine enorme Leistung, die rund um die Uhr abläuft.

Damit die Blutbildung reibungslos funktioniert, braucht der Körper bestimmte Bausteine und Mikronährstoffe. Eisen ist zentral für die Hämoglobin­synthese, Vitamin B12 und Folsäure sind unverzichtbar für die DNA-Synthese in den sich teilenden Vorläufer­zellen, Vitamin B6 spielt eine Rolle in der Häm­biosynthese, Kupfer und Zink sind ebenfalls beteiligt. Ein Mangel an einem dieser Stoffe kann zu Anämien führen, die jeweils ein charakteristisches Bild im Blutausstrich hinterlassen. Wer eine ungewöhnliche Müdigkeit, blasse Haut oder Atemnot bei Belastung verspürt, sollte ärztlich abklären lassen, ob ein Mangel die Ursache sein könnte.

Funktionen des Blutes

Das Blut erfüllt zahlreiche, sehr unterschiedliche Aufgaben. Eine der bekanntesten ist der Sauerstoff­transport: in den Lungenbläschen nehmen die Erythrozyten Sauerstoff auf, der an den roten Farbstoff Hämoglobin gebunden wird. Ein einziges Hämoglobin­molekül kann vier Sauerstoff­moleküle binden. Ein Erythrozyt enthält rund 280 Millionen Hämoglobin­moleküle – eine einzige rote Blutzelle transportiert also etwa eine Milliarde Sauerstoff­moleküle. Im Gewebe wird der Sauerstoff abgegeben und gegen Kohlendioxid eingetauscht, das auf demselben Weg zurück zur Lunge transportiert und dort ausgeatmet wird. Ein kleiner Teil des Kohlendioxids wird auch in gelöster Form oder als Bicarbonat im Plasma transportiert.

Eine zweite wesentliche Funktion ist der Stoff- und Wärmetransport. Nährstoffe aus dem Darm, Hormone aus den endokrinen Drüsen, Stoffwechsel­abbauprodukte aus den Organen, Medikamente nach Resorption – sie alle reisen über das Blut. Auch Wärme verteilt das Blut über den gesamten Körper. In der Tiefe der arbeitenden Muskulatur und im Gehirn entsteht Stoffwechsel­wärme, die über die Hautdurchblutung an die Umgebung abgegeben werden kann. So spielt das Blut eine zentrale Rolle in der Wärmeregulation: Bei Hitze weiten sich die Hautgefäße, die Durchblutung steigt, Wärme wird abgegeben und Schweißproduktion kühlt die Hautoberfläche. Bei Kälte verengen sich die Hautgefäße, das warme Blut bleibt im Körperkern und schützt die lebenswichtigen Organe.

Eine dritte zentrale Funktion ist die Immunabwehr. Die verschiedenen Leukozyten erkennen und bekämpfen Krankheits­erreger, körperfremde Zellen und entartete körpereigene Zellen. Die neutrophilen Granulozyten sind die erste Front gegen Bakterien: sie phagozytieren Erreger und zerstören sie mit antimikrobiellen Substanzen aus ihren Granula. Eosinophile Granulozyten sind wichtig in der Abwehr von Parasiten und an allergischen Reaktionen beteiligt. Basophile setzen Histamin frei und spielen ebenfalls eine Rolle bei Allergien. Lymphozyten und Monozyten vermitteln die spezifische, das heißt erreger­gerichtete Immunabwehr. B-Lymphozyten produzieren Antikörper, T-Lymphozyten erkennen und zerstören infizierte oder veränderte Zellen direkt, und Monozyten wandern als Makrophagen ins Gewebe ein und übernehmen dort Aufräum- und Präsentations­funktionen.

Eine vierte zentrale Funktion ist die Blutgerinnung. Bei einer Verletzung eines Blutgefäßes muss der Körper schnell reagieren, um Blutverlust zu begrenzen. Diese Reaktion läuft in zwei Phasen ab. In der primären Hämostase verengen sich zunächst die Gefäße reflektorisch, die Thrombozyten lagern sich an die verletzte Gefäßwand und verkleben miteinander zu einem Plättchen­pfropf. Anschließend setzt die sekundäre Hämostase ein: eine Kaskade von Gerinnungs­faktoren wird aktiviert, an deren Ende Fibrinogen in unlösliches Fibrin umgewandelt wird. Dieses Fibrin bildet ein dichtes Netz, in das sich Erythrozyten verfangen und das den Plättchen­pfropf stabilisiert. Sobald die Wundheilung eingesetzt hat, wird das Fibrin durch das fibrinolytische System wieder aufgelöst – ein präzise reguliertes Gleichgewicht zwischen Gerinnung und Auflösung verhindert sowohl unkontrollierte Blutungen als auch ungewollte Thrombosen.

Schließlich erfüllt das Blut eine wichtige Pufferfunktion für den Säure-Basen-Haushalt. Über das Bicarbonat-Kohlensäure-System sowie über die Eiweiße und das Hämoglobin werden Schwankungen des pH-Werts ausgeglichen. Ein gesunder Blut-pH liegt zwischen 7,35 und 7,45. Schon kleine Abweichungen führen zu erheblichen Stoffwechsel­problemen, weshalb der Körper mit hohem Aufwand dafür sorgt, dass dieses Gleichgewicht gewahrt bleibt.

Blutgruppen – das ABO-System und der Rhesusfaktor

Auf der Oberfläche der Erythrozyten sitzen verschiedene Strukturen, die als Blutgruppen­antigene bezeichnet werden. Diese Antigene sind erblich festgelegt und unterscheiden sich von Mensch zu Mensch. Das medizinisch wichtigste System ist das von Karl Landsteiner um 1900 entdeckte ABO-System. Es kennt vier Hauptblutgruppen: A, B, AB und 0. Menschen mit Blutgruppe A tragen das A-Antigen auf ihren Erythrozyten, Menschen mit Blutgruppe B das B-Antigen, Menschen mit Blutgruppe AB tragen beide Antigene, und Menschen mit Blutgruppe 0 tragen weder A noch B. Im Plasma finden sich entsprechende Antikörper gegen die jeweils fehlenden Antigene: Blutgruppe A hat Anti-B, Blutgruppe B hat Anti-A, Blutgruppe AB hat keine Antikörper, und Blutgruppe 0 hat sowohl Anti-A als auch Anti-B.

Diese Antikörper sind der Grund, warum eine inkompatible Bluttransfusion lebens­gefährlich werden kann. Erhält ein Empfänger mit Blutgruppe 0 Blut der Gruppe A, verklumpen seine Anti-A-Antikörper die fremden Erythrozyten sofort, das zerfallende Hämoglobin schädigt die Nieren, es kommt zum Schock. Daher wird vor jeder Transfusion eine Blutgruppen­bestimmung und ein sogenannter Kreuztest durchgeführt. In Deutschland sind die Häufigkeiten der ABO-Gruppen ungefähr: Blutgruppe A rund 43 Prozent, 0 rund 41 Prozent, B rund 11 Prozent und AB rund 5 Prozent. Menschen mit Blutgruppe 0 gelten als Universalspender, weil ihre Erythrozyten keine A- oder B-Antigene tragen; Menschen mit Blutgruppe AB gelten als Universalempfänger, weil sie keine Antikörper gegen A oder B haben.

Ein zweites, klinisch ebenfalls sehr wichtiges System ist das Rhesus-System, benannt nach dem Rhesusaffen, an dem es 1940 erstmals beschrieben wurde. Innerhalb dieses Systems ist das sogenannte D-Antigen am bedeutsamsten. Menschen, deren Erythrozyten das D-Antigen tragen, werden als rhesus­positiv bezeichnet (Rh+), Menschen ohne D-Antigen als rhesus­negativ (Rh−). In Mitteleuropa sind etwa 85 Prozent der Bevölkerung rhesus­positiv und 15 Prozent rhesus­negativ. Anders als beim ABO-System haben rhesus­negative Menschen nicht von Geburt an Antikörper gegen das D-Antigen – sie bilden diese erst, wenn sie einmal mit rhesus­positivem Blut in Kontakt kommen.

Klinisch besonders wichtig ist das in der Schwangerschaft: trägt eine rhesus­negative Schwangere ein rhesus­positives Kind, kann bei der Geburt eine kleine Menge kindlichen Blutes in den Kreislauf der Mutter gelangen und bei ihr die Bildung von Anti-D-Antikörpern auslösen. In einer zweiten Schwangerschaft mit einem ebenfalls rhesus­positiven Kind können diese Antikörper die Plazenta überqueren, die kindlichen Erythrozyten angreifen und einen schweren Morbus haemolyticus neonatorum auslösen. Um dies zu verhindern, wird in Deutschland rhesus­negativen Schwangeren in der 28. bis 30. Schwangerschafts­woche und nach der Geburt eines rhesus­positiven Kindes eine Anti-D-Prophylaxe gespritzt. Diese Maßnahme hat die Häufigkeit der hämolytischen Erkrankung des Neugeborenen drastisch gesenkt.

Über ABO und Rhesus hinaus kennt die Transfusions­medizin zahlreiche weitere Blutgruppen­systeme – Kell, Duffy, Kidd, MNS und viele andere. Sie spielen vor allem bei Patient:innen eine Rolle, die regelmäßig Transfusionen benötigen, zum Beispiel bei Sichelzell­anämie oder Thalassämie. Auch bei diesen Systemen können sich nach mehrfachem Kontakt mit Spenderblut Antikörper bilden, die spätere Transfusionen komplizierter machen.

Wichtige Laborwerte: das kleine und das große Blutbild

Wenn Ihre Ärztin oder Ihr Arzt „ein Blutbild machen“ sagt, ist meist das kleine Blutbild gemeint. Es umfasst die Bestimmung der Erythrozyten, des Hämoglobin­werts, des Hämatokrits, der Erythrozyten­indizes (MCV, MCH, MCHC), der Leukozyten und der Thrombozyten. Diese Werte geben einen ersten orientierenden Überblick über die zellulären Bestandteile des Blutes und sind eine sehr aussagekräftige, kostengünstige und schnell verfügbare Untersuchung.

Der Hämoglobinwert (Hb) misst die Menge des roten Blutfarbstoffs in Gramm pro Deziliter. Bei erwachsenen Männern liegen die Normwerte etwa bei 13,5 bis 17,5 g/dl, bei erwachsenen Frauen bei 12,0 bis 16,0 g/dl. Niedrige Werte sprechen für eine Anämie und können vielfältige Ursachen haben – Eisenmangel, Vitamin-B12- oder Folsäuremangel, chronische Erkrankungen, Blutungen, Hämolyse oder Knochenmark­erkrankungen. Erhöhte Werte können auf eine chronische Lungen­erkrankung, einen Aufenthalt in großer Höhe oder eine Polycythaemia vera hindeuten.

Der Hämatokrit (Hkt) gibt den prozentualen Anteil der zellulären Bestandteile am Gesamtblut an. Bei Männern liegt der Normbereich etwa bei 40 bis 52 Prozent, bei Frauen bei 36 bis 48 Prozent. Hkt und Hb hängen eng zusammen und ergänzen sich. Ein erhöhter Hkt kann durch Flüssigkeits­mangel (Dehydratation) künstlich nach oben verschoben sein, ein erniedrigter Hkt durch Überwässerung künstlich nach unten.

Die Erythrozyten­indizes geben Aufschluss über Größe und Hämoglobin­gehalt der einzelnen roten Blutkörperchen. Das MCV (mean corpuscular volume, mittleres Zellvolumen) liegt normalerweise bei 80 bis 100 Femtolitern. Werte unter 80 fl sprechen für eine mikrozytäre Anämie, wie sie typisch für Eisenmangel und Thalassämie ist. Werte über 100 fl sprechen für eine makrozytäre Anämie, wie sie bei Vitamin-B12- oder Folsäure­mangel und bei chronischem Alkohol­konsum vorkommt. Das MCH (mean corpuscular hemoglobin) und das MCHC (mean corpuscular hemoglobin concentration) ergänzen das Bild und geben Hinweise auf den Hämoglobin­gehalt der einzelnen Zelle.

Die Leukozyten­zahl liegt normalerweise zwischen 4.000 und 10.000 Zellen pro Mikroliter. Eine Erhöhung (Leukozytose) ist meist Zeichen einer akuten bakteriellen Infektion, kann aber auch bei Stress, nach körperlicher Belastung, in der Schwangerschaft oder durch bestimmte Medikamente (zum Beispiel Cortison) auftreten. Eine deutliche Erhöhung oder ein auffälliges Differential­blutbild kann auf eine Leukämie hindeuten. Eine Verminderung (Leukopenie) findet sich bei Virusinfekten, bei Knochenmark­schädigung (zum Beispiel nach Chemotherapie) oder bei bestimmten Autoimmun­erkrankungen.

Im großen Blutbild – auch Differential­blutbild genannt – werden die Leukozyten in ihre Untergruppen aufgeschlüsselt. Normalerweise machen die neutrophilen Granulozyten 50 bis 70 Prozent aus, die Lymphozyten 25 bis 40 Prozent, die Monozyten 2 bis 8 Prozent, die eosinophilen Granulozyten 1 bis 4 Prozent und die basophilen Granulozyten unter 1 Prozent. Eine Verschiebung dieser Anteile gibt wertvolle diagnostische Hinweise: eine starke Neutrophilie spricht für eine bakterielle Infektion, eine Lymphozytose eher für eine virale Infektion (zum Beispiel Pfeifferdrüsenfieber), eine Eosinophilie für eine Parasitose oder eine allergische Reaktion, und das Auftreten unreifer Vorstufen (Linksverschiebung) für eine ausgeprägte Aktivierung des Knochenmarks.

Die Thrombozyten­zahl liegt normalerweise zwischen 150.000 und 400.000 Plättchen pro Mikroliter. Eine Verminderung (Thrombozyto­penie) erhöht das Blutungsrisiko, eine deutliche Erhöhung (Thrombozytose) das Thrombose­risiko. Bei Werten unter 50.000 pro Mikroliter besteht eine erhöhte Blutungs­neigung bei Verletzungen, bei Werten unter 20.000 pro Mikroliter können auch Spontan­blutungen auftreten. Über die Thrombozyten­funktion und die plasmatische Gerinnung geben weitere Spezial­parameter wie Quick-Wert, INR, aPTT, Fibrinogen und D-Dimere Auskunft – sie sind insbesondere bei der Überwachung von Patient:innen unter gerinnungs­hemmender Therapie wichtig.

Ergänzend können zahlreiche weitere Laborwerte aus dem Blut bestimmt werden: Eisen, Ferritin, Transferrin­sättigung für die Eisendiagnostik; Vitamin B12, Folsäure, Holotrans­cobalamin für die Megaloblasten­anämie; Retikulozyten für die Regenerationskapazität des Knochenmarks; Erythropoetin­spiegel; Haptoglobin und LDH bei Verdacht auf Hämolyse; CRP und Procalcitonin als Entzündungsparameter; sowie unzählige weitere Marker, die einzelne Organfunktionen, Hormone, Tumor­marker oder Autoimmun­antikörper erfassen. Welche Untersuchung im Einzelfall sinnvoll ist, entscheidet die behandelnde Ärztin oder der behandelnde Arzt nach der individuellen Beschwerdesymptomatik.

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