Erythropoiese

Rote Blutkörperchen

Erythropoese (auch Erythropoiese) ist der Vorgang der Bildung und Entwicklung der Erythrozyten (rote Blutkörperchen). Sie erfolgt vor der Geburt in Dottersack, Leber, Milz und Knochenmark, nach der Geburt nur noch im Knochenmark. Die Erythropoese wird durch das Hormon Erythropoetin stimuliert, das bei Sauerstoffmangel im Gewebe (Hypoxie) in der Niere gebildet wird. Störungen der Erythropoese führen zur Anämie (Blutarmut).

In der 10. Woche der Embryonalentwicklung beträgt der Anteil der Leber am Körpergewicht noch 10 %, bei der Geburt nur noch die Hälfte davon – ein Umstand, der auch auf die Funktion der Leber als blutbildendes Organ zurückgeführt wird.

Zelldifferenzierung

Alle Vorstufen der Blutzellen entstehen aus Mesenchymzellen, die sich zunächst noch in alle Blutzellen differenzieren können und deshalb als pluripotente Stammzellen bezeichnet werden. Ist ein Entwicklungsweg einmal eingeschlagen, so verliert die Zelle ihre Fähigkeit, in andere Entwicklungswege einzutreten, man bezeichnet sie nun als unipotente Stammzelle.

Die unipotente Stammzelle der Erythrozyten ist die sogenannte „erythropoetin responsive cell“ (ERC). Sie entwickelt sich über Proerythroblast, Erythroblast, Normoblast und Retikulozyt zum Erythrozyten (Normozyt). Der Entwicklungszyklus im Knochenmark (bis zum Retikulozyt) dauert etwa fünf bis neun Tage. Täglich werden zum Ersatz überalterter Erythrozyten beim Menschen etwa 200 Milliarden (0,8 % der Gesamtzahl) rote Blutkörperchen neu gebildet.

Proerythroblast

Proerythroblasten (von griech. blastos „Keim“) sind rundliche, 16–18 µm große Zellen mit großem, hellen Kern, der zwei Nucleoli und zunehmend basophiles (durch basische Farbstoffe anfärbbares) Zytoplasma enthält. Ein Proerythroblast führt durch die Zellteilungen in der weiteren Differenzierung zur Bildung von 16 Erythrozyten. Nach der Teilung der Proerythroblasten entstehen zunächst basophile Erythroblasten.

Erythroblast

Die erste Entwicklungsstufe sind die basophilen Erythroblasten. Ihre Zellkerne sind relativ klein und enthalten verklumptes Chromatin. Unter weiterer Verringerung der Kerngröße und Abnahme der Basophilie entstehen nun die polychromatischen Erythroblasten (auch Makroblasten). Diese synthetisieren an den Polyribosomen den roten Blutfarbstoff Hämoglobin und häufen ihn in der Zelle an, wodurch das Zytoplasma zunehmend für saure Farbstoffe anfärbbar (azidophil) wird und schließlich der Normoblast entsteht.

Normoblast

Normoblasten haben nur noch wenige Ribosomen, enthalten aber größeren Mengen des Eisen speichernden Proteins Ferritin. Sie sind im Vergleich zum Erythroblast kleiner und besitzen noch einen Zellkern. An diesem kommt es zu einer weiteren Schrumpfung und er verlagert sich in die Peripherie der Zelle. Schließlich wird der Zellkern mit einer dünnen Ummantelung aus Zellplasma aus der Zelle abgestoßen. Die nunmehr kernlose Zelle wird als Erythrozyt bezeichnet, die jugendliche Form als Retikulozyt.

Retikulozyt

Retikulozyten sind jugendliche rote Blutkörperchen und entstehen 1 bis 2 Tage nach der Entkernung aus den Normoblasten im Knochenmark. Im Gegensatz zu Erythrozyten enthalten sie noch RNA und Zellorganellenreste und sind noch etwas größer als diese. Diese RNA-Reste nennt man auch Substantia granulofilamentosa. Ihren Namen verdanken die Retikulozyten der Anfärbung des Ribonucleoproteins der Ribosomen, das sich in der Supravitalfärbung oder der Färbung mit Brillantkresylblau als feine netzförmige (reticulum ist die Verkleinerungsform von rete „Netz“) Zeichnung im Zytoplasma darstellt.

Retikulozyten wandern aus dem Knochenmark in das Blut und reifen hier zu den Erythrozyten. Normal in Größe, Form und Färbeverhalten ausgebildete Erythrozyten werden auch als Normozyten bezeichnet.

Eine Veränderung der Retikulozytenzahl im peripheren Blut (normal 3–18 ‰) kann Hinweise auf eine verstärkte bzw. fehlende Erythropoese geben, was zur Unterscheidung der Anämieformen von praktischer Bedeutung ist.

Regulation

Die Neubildung wird über ein Enzym (renaler Erythropoesefaktor, REF) reguliert, welches bei verminderter Sauerstoffsättigung im Blut von der Niere abgegeben wird. Dieses Enzym spaltet aus einem Protein des Blutplasmas das hormonwirksame Erythropoetin ab, welches die Teilung der ERC stimuliert.

Bei erhöhtem Bedarf an Erythrozyten kann die Bildung im Knochenmark um das acht- bis zehnfache der Normalproduktion gesteigert werden. Ein erhöhter Bedarf kann durch vermehrtes Absterben von roten Blutkörperchen (Hämolytische Anämie, Hämolyse), durch Blutungen oder zum Beispiel bei Aufenthalt in größeren Höhen mit dem dadurch verbundenen niedrigeren Sauerstoff-Partialdruck eintreten. Auch eine Verabreichung von Erythropoetin („Epo“) führt zu einer Erhöhung des Hämatokrits und gilt im Sport als Doping.

Weblinks

• Blut E-Book (pdf)