Atlas der Pflanzen- und Tierhistologie

Blut wird von vielen Autoren als eine spezielle Art von Bindegewebe betrachtet, das aus Zellen, Zellfragmenten und einer flüssigen extrazellulären Matrix besteht, die als Blutplasma bekannt ist. Blut ist die Flüssigkeit, die sich in den Blutgefäßen und im Herzen befindet. Durch den Herzschlag und die Bewegung des Körpers wird das Blut durch das kardiovaskuläre System gepumpt und gelangt so in jeden Teil des Körpers. Das Blutvolumen im menschlichen Körper hängt von der Körpergröße ab. Ein 70 kg schwerer Körper enthält etwa 5 bis 6 Liter Blut. Die Bluttemperatur liegt bei etwa 38 ºC, ein Grad höher als die allgemeine Körpertemperatur. Dieser höhere Wert ist eine Folge der Reibung des Blutes in den Blutgefäßen, vor allem in den Blutgefäßen mit kleinem Durchmesser.

Blut hat viele Funktionen. Im Folgenden werden drei Funktionen hervorgehoben. 1) Kommunikationsweg. Das Blut transportiert Nährstoffe und Sauerstoff aus dem Darm bzw. der Lunge in den Rest des Körpers. Abbauprodukte werden zur Niere und zur Lunge transportiert. Es ist auch der Hauptkommunikationsweg für chemische Signale, wie Hormone, zwischen entfernten Zellen im Körper. 2) Homöostase. Das Blut trägt zur allgemeinen Homöostase des Körpers bei. So hält es beispielsweise die Körpertemperatur und den pH-Wert des Gewebes relativ konstant. 3) Abwehr. Blut trägt zur Reparatur von Wunden bei, indem es die Schäden mit Erythrozyten, Blutplättchen und Plasma verschließt, d. h. zur Blutgerinnung. Es enthält auch die Zellen des Immunsystems, die den Blutkreislauf nutzen, um transportiert zu werden und Krankheitserreger in jedem Gewebe des Körpers anzugreifen.

Blutzellen

Die Blutzellen werden in zwei Gruppen eingeteilt: Erythrozyten oder rote Zellen und Leukozyten oder weiße Zellen (Abbildungen 1 und 2). Es gibt auch Zellfragmente im Blut, die als Blutplättchen bezeichnet werden. Bei den Leukozyten kann es sich um granuläre Leukozyten handeln: Neutrophile, Basophile und Eosinophile, und um agranuläre: Lymphozyten und Monozyten. Die meisten Blutzellen sind Erythrozyten (99 % der Zellen). Alle Blutzellen entwickeln sich aus einer gemeinsamen Stammzelle, die sich bei erwachsenen Tieren im Knochenmark befindet.

Die verschiedenen Bestandteile des Blutes können durch Dichtegradientenzentrifugation getrennt werden. Die schwersten Bestandteile sind Erythrozyten, die auf den Boden des Zentrifugationsröhrchens fallen. Leukozyten und Blutplättchen befinden sich etwas höher und bilden eine weißliche Schicht. Das Plasma ist der leichteste Bestandteil und verbleibt im obersten Teil des Zentrifugenröhrchens. Bei männlichen Menschen enthält das Blut 47 % Eythrozyten, während es bei weiblichen Menschen etwa 41 % sind. Das anteilige Volumen der Eythrozyten am Gesamtblutvolumen wird als Hämatokrit bezeichnet. Der Anteil der Leukozyten ist geringer als 1 %. Den Rest des Blutes macht das Plasma aus. Die rote Farbe des Blutes ist auf den hohen Hämoglobingehalt der Erythrozyten zurückzuführen, der bei niedrigem Sauerstoffgehalt dunkler ist. Das Blutserum ist das Blutplasma ohne die Blutgerinnungsstoffe.

Erythrozyten geben dem Blut die rote Farbe aufgrund ihres hohen Hämoglobingehalts, einem Protein, das Eisen in seiner Struktur enthält. Die Hauptaufgabe der Erythrozyten ist der Transport von O2 und CO2. Bei Säugetieren kann der Erythrozyt als eine für diese Funktion stark modifizierte Zelle betrachtet werden, da er keinen Zellkern hat und ihm Mitochondrien und andere Zellorganellen fehlen. Er hat die Form einer bikonkaven Scheibe mit einem Durchmesser von etwa 7,5 µm, die eine größere Austauschfläche im Kontakt mit dem Blutplasma bietet.

Blutplättchen oder Thrombozyten sind kleine Teile des Zytoplasmas ohne Zellkern. Lichtmikroskopisch sind sie als kleine, farblose oder leicht basophile Strukturen mit einem Durchmesser von etwa 2 bis 5 µm zu erkennen. Sie enthalten einige interne membranöse Kompartimente wie dichte spezifische azurofilische Granula, Mitochondrien (ein oder zwei pro Plättchen) und klare Bläschen und Röhrchen. Sie enthalten auch Glykogengranula. Die Hauptfunktion der Blutplättchen besteht in der Zusammenarbeit bei der Verklumpung und Blutgerinnung. Sie kommen bei Säugetieren vor, nicht jedoch bei niederen Wirbeltieren. Thrombozyten entstehen durch Fragmentierung des Zytoplasmas von Megakaryozyten, einem Zelltyp, der im Knochenmark vorkommt.

Leukozyten (weiße Blutkörperchen) sind kernhaltige Zellen und im frischen Blut farblos. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, den Körper gegen äußere Angriffe wie Krankheitserreger und gegen Fehlfunktionen und Veränderungen des Körpergewebes zu verteidigen. Diese Funktionen werden außerhalb des Blutkreislaufs erfüllt, da sie die Fähigkeit haben, die Wand der Blutgefäße zu durchqueren und in den beschädigten Geweben zu wirken. Sie nutzen das Kreislaufsystem, um durch den Körper zu wandern. Das Zytoplasma der Leukozyten enthält zwei Arten von Granula: azurophile oder primäre Granula, bei denen es sich um Lysosomen handelt, und spezifische oder sekundäre Granula, die verschiedene Arten von Substanzen enthalten. Leukozyten werden in granuläre und agranuläre eingeteilt. Sie haben alle azurophile Granula, aber die spezifischen Granula sind nur in den granulären Leukozyten zu finden.

Granuläre Leukozyten sind Neutrophile, Eosinophile und Basophile. Zu den agranulären Leukozyten gehören Lymphozyten und Monozyten. Neutrophile sind die am häufigsten vorkommenden granulären Leukozyten und machen 60-70 % aller Leukozyten aus. Sie sind leicht an ihrem mehrlappigen Zellkern zu erkennen und weisen reichlich spezifische Granula und einige zytoplasmatische azurophile Granula auf. Spezifische Granula enthalten Lysozyme, Komplementaktivatoren, Kollagenasen und andere Enzyme. Sie sind bei der Abwehr von bakteriellen Infektionen sehr wichtig. Eosinophile machen bis zu 2 bis 5 % der Leukozytenpopulation aus. Ihr Zellkern ist zweilappig und ihre zytoplasmatischen spezifischen Granula zeigen eine starke Affinität für saure Farbstoffe wie Eosin. Diese Granula enthalten basische Proteine wie das Major Basic Protein und das eosinophile kationische Protein, die an der Bekämpfung parasitärer Infektionen beteiligt sind, sowie Histaminasen, die die Wirkung von Histamin bei allergischen Reaktionen neutralisieren. Basophile sind die weniger häufig vorkommenden und kleineren körnigen Leukozyten, die 0,5 % der gesamten Leukozyten ausmachen. Ihr Zellkern ist leicht gelappt. Sie enthalten spezifische Granula, die mit basischen Farbstoffen wie Hämatoxylin angefärbt werden. Die Zellmembran der Basophilen weist Rezeptoren für Immunglobulin E auf, und die spezifischen zytoplasmatischen Granula enthalten Histamin und Heparin. Es wird daher vermutet, dass diese Zellen im Bindegewebe in Zusammenarbeit mit Mastzellen wirken.

Agranuläre Leukozyten haben keine spezifischen Granula im Zytoplasma, aber eine kleine Population von unspezifischen Granula. Nach den neutrophilen Granulozyten sind die Lymphozyten die zweithäufigste Leukozytenart und machen 20 bis 35 % der gesamten Leukozyten aus. Sie sind klein und weisen eine gewisse Größenvariabilität auf, die offenbar nicht mit den verschiedenen Arten von Lymphozyten zusammenhängt. Die beiden Hauptgruppen der Lymphozyten sind B- und T-Lymphozyten. Beide spielen eine wichtige Rolle bei der Immunabwehr des Organismus. Monozyten sind der andere agranuläre Leukozytentyp. Monozyten sind im Blutausstrich sehr groß und haben einen nierenförmigen Zellkern. Sie helfen bei der Abwehr des Körpers, indem sie das Blut verlassen und zum Ort der Infektion oder Verletzung wandern, wo sie zu Makrophagen werden.

Im Allgemeinen ist die Lebensdauer der zellulären Bestandteile des Blutes sehr kurz und reicht von einigen Stunden bis zu einigen Wochen (mit Ausnahme einiger Gedächtnislymphozyten, die jahrelang leben können). Daher werden Blutzellen kontinuierlich durch einen Prozess produziert, der als Hämatopoese bekannt ist (Abbildung 3). Beim Menschen findet die Hämatopoese während der Entwicklung in verschiedenen Organen statt: im Eitersack des Embryos, in der Leber, der Milz und dem lymphatischen Gewebe des Fötus und schließlich im roten Knochenmark. Nach der Geburt verlagert sich der hämatopoetische Prozess in das Knochenmark der Röhrenknochen. Bei Erwachsenen sind die wichtigsten hämatopoetischen Zentren die Knochen: Schädelknochen, Becken, Wirbel, Brustbein und Regionen in der Nähe der Epiphyse des Oberschenkels und des Oberarmknochens. Unter bestimmten Umständen kann die Hämatopoese auch in der Leber und der Milz des Erwachsenen eingeleitet werden.

Plasma

Plasma ist der flüssige Teil des Blutes und macht mehr als die Hälfte des Blutvolumens aus. Es besteht zu 90 % aus Wasser, der Rest setzt sich aus Proteinen, Ionen, Aminosäuren, Lipiden und Gasen zusammen. Das Plasma ist der Haupttransporteur von Nährstoffen und Abfallprodukten.

Albumin ist das am häufigsten vorkommende Protein im Plasma (54 % des gesamten Proteingehalts) und erfüllt mehrere Funktionen. Viele Moleküle verbinden sich mit Albumin, um durch den Blutstrom transportiert zu werden, z. B. Fettsäuren und Steroidhormone. Albumin ist auch der wichtigste Faktor für die Aufrechterhaltung des Blutdrucks, der wiederum das Blutvolumen reguliert. Globine sind die am zweithäufigsten vorkommenden Proteine im Blutplasma. Sie sind eine Gruppe von Proteinen, die etwa 38 % der Plasmaproteine ausmachen und in drei Typen unterteilt werden können: Alpha-, Beta- und Gamma-Globine. Alpha- und Betaglobine werden in der Leber synthetisiert und transportieren Eisen, Lipide und fettlösliche Vitamine. Sie tragen auch zur Osmolarität des Plasmas bei. Gammaglobine oder Gammaglobuline sind die löslichen Antikörper des Immunsystems, die auch als Immunglobuline bezeichnet werden. Fibrinogen ist ein weiteres Protein des Plasmas. Es kommt nicht sehr häufig vor, ist aber sehr wichtig für die Blutgerinnung. Fibrinogen wird in der Leber synthetisiert. Proteine, die das Plasma bilden, können spezifisch für das Plasma sein oder auch in anderen Geweben vorhanden sein, wie Enzyme, Immunglobuline und Hormone.