Erythrozyten

Die Deformierbarkeit von roten Blutkörperchen (RBK) ist der wichtigste Faktor für die Blutviskosität.
Verminderte Erythrozytendeformierbarkeit beeinträchtigt die Mikrozirkulation und führt damit zu
Erkrankungen mit schweren Ernährungsstörungen der Gewebe. Die Gestalt des Erythrozyten bildet
daher die Grundlage für rheologische Untersuchungen und Deformierungsexperimente. Für diese
Analysen ist es notwendig, die Zellgeometrie des ruhenden, unfixierten Erythrozyten genau zu kennen, da
diese undeformierte Form als Bezugspunkt gewählt wird. Zur erweiterten Charakterisierung der
Eigenschaften der Erythrozytengestalt untersuchen wir Interferenzmuster, die nach Sedimentation durch
Adhäsion an Fremdoberflächen entstehen. Dazu verwenden wir ein Reflexionskontrastmikroskop.

Die Gültigkeit von Rückschlüssen aus den Interferenzmustern auf die Morphologie konnte bereits gezeigt
werden. An fixierten RBKs wurde u.a. interferometrisch der Einfluß physikalischer Kräfte als zweiter
Parameter neben biochemischen Interaktionen im molekularen Bereich auf das Adhäsionsverhalten
nachgewiesen. Dieses Adhäsionsverhalten stellt eine wichtige Einflußgröße hinsichtlich der
Erythrozytenaggregation in vivo dar und bestimmt in vitro die Interferenzmuster der RBKs. Wir haben an
unfixierten Erythrozyten die auftretenden Interferenzfiguren im Reflexionskontrast qualitativ ausgewertet,
systematisiert und korrelieren sie nun mit anderen morphologischen Parametern. Darüber hinaus werden
die Adhäsionsflächen (Interferenzen 0. Ordnung) quantitativ ausgewertet.

Die Deformierbarkeit von Erythrozyten ist der wichtigste Faktor für die Blutviskosität. Für
Fragestellungen in der Mikrozirkulation fehlen aber zur Analyse der Deformierbarkeit exakte
Informationen über die Zellgeometrie roter Blutkörperchen. Über die morphologischen Charakteristika
ihrer Adhäsion und die Gestalt sedimentierter unfixierter Erythrozyten herrschen noch Unklarheiten.
Unsere interferenz-mikroskopische Untersuchung liefert für sedimentierte unfixierte Erythrozyten
Informationen über die Verteilung eines neuen Rigiditätsmerkmals. Dabei erfolgt eine Klassifizierung der
Erythrozyten über die Anzahl ihrer zentralen Interferenzen, entsprechend der Tiefe der zentralen
Konkavität, die von der Flexibilität der roten Blutkörperchen abhängt. Darüber hinaus kann das
Adhäsionsverhalten direkt beobachtet werden. Die Methode erlaubt schießlich pathologische
Erythrozytenformen an ungefärbten Präparaten einwandfrei zu identifizieren. Insgesamt eröffnen sich aber
zahlreiche neue Fragen hinsichtlich der Beeinflußunggrößen dieser Merkmale.

Die Erythrozyten (roten Blutkörperchen)haben bei Menschen und Säugetieren keinen Zellkern. Sie bestehen aus einem
Gerüst (Stroma) und dem eingelagerten roten Blutfarbstoff (Hämoglobin). Sie können sich gut verformen, so daß sie selbst durch die
engsten Passagen und kleinsten Gefäße hindurch passen. Die durchschnittliche Lebensdauer der Erythrozyten beträgt beim
Menschen 4 Monate und die Anzahl liegt bei ca. 5 bis 5,5 Mio./Kubikmeter (mm3) Blut.

Bedeutendster Funktionsbestandteil der roten Blutkörperchen ist das Hämoglobin. Das Hämoglobin dient dem Transport von
Sauerstoff (O2) und Kohlendioxid (CO2). Es ist aus vier Untereinheiten aufgebaut und jede Untereinheit enthält eine Komponente, die
die rote Farbe erzeugt, Häm genannt. Wichtiger Bestandteil dieses Häms ist ein Eisenion (Fe2+). An dieses Eisenion kann
molekularer Sauerstoff (O2) locker gebunden werden. Auch Kohlenmonoxid (CO) kann reversibel, aber ca. 300 mal leichter als
Sauerstoff, an Hämoglobin angelagert werden. Es ist daher ein gefährliches Gas, da es schnell alle Bindestellen für
Sauerstoffmoleküle blockiert.

Wird durch Oxidation des Eisenions (Fe2+ - Elektron = Fe3+) aus Hämoglobin Methämoglobin, kann kein Sauerstoff mehr
transportieren werden (normal: ca. 0,5% des gesamten Hämoglobins, bei bestimmten Vergiftungen steigt seine Konzentration an).
Die Erythrozyten sind mit Enzymen ausgestattet, die die normalerweise entstehende Menge entstehenden Methämoglobins sofort
wieder zu Hämoglobin reduzieren können.