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Das überraschende Geheimnis der roten Blutkörperchen: Wissen Sie, wie sie Sauerstoff transportieren?
Blut ist eine wichtige Flüssigkeit, die im gesamten Kreislaufsystem von Menschen und anderen Wirbeltieren vorkommt. Es hat die wichtige Aufgabe, lebenswichtige Substanzen wie Nährstoffe und Sauerstoff zu den Zellen zu transportieren und gleichzeitig Abfallprodukte abzutransportieren, die durch den Stoffwechsel entstehen. Dieses Blut besteht aus im Plasma suspendierten Blutzellen. Plasma macht 55 % des Blutes aus und besteht größtenteils aus Wasser (92 %). Es enthält außerdem Proteine, Glukose, Mineralionen, Hormone und andere Bestandteile. Zu den Blutzellen hingegen zählen hauptsächlich rote Blutkörperchen (Erythrozyten), Leukozyten (weiße Blutkörperchen) und (bei Säugetieren) Blutplättchen (Blutplättchen). Unter ihnen sind die roten Blutkörperchen die am häufigsten vorkommenden Zellen, da das darin enthaltene Häm den Sauerstofftransport effizienter macht.
„Häm fördert den Sauerstofftransport durch reversible Bindung und verbessert so die Löslichkeit von Sauerstoff erheblich.“
Die Hauptfunktion der roten Blutkörperchen besteht darin, Sauerstoff zu transportieren, da sich ihr Häm mit Sauerstoff verbinden kann, um Blutsauerstoffverbindungen zu bilden. Wenn ein Tier Luft einatmet, transportiert arterielles Blut Sauerstoff von der Lunge zu den Geweben des Körpers, und venöses Blut transportiert Kohlendioxid, ein Stoffwechselabfallprodukt, zurück von den Geweben zur Lunge, wo es ausgeatmet wird. Es ist erwähnenswert, dass Blut im sauerstoffreichen und sauerstoffarmen Zustand unterschiedliche Farben aufweist, was durch die Änderung des chemischen Zustands von Häm verursacht wird.
Wie erhalten und geben rote Blutkörperchen Sauerstoff ab?
Etwa 98,5 % des Sauerstoffs im arteriellen Blut eines gesunden Erwachsenen sind chemisch an Häm gebunden und nur etwa 1,5 % des Sauerstoffs sind physikalisch im Blut gelöst. Die Struktur von Häm ermöglicht es, den „Ausatmungs-Einatmungs“-Mechanismus effektiv zu nutzen. Bei diesem Vorgang gelangt der eingeatmete Sauerstoff durch die Alveolen in das Blut und wird schnell von den roten Blutkörperchen aufgenommen. Während das Blut zu verschiedenen Zellen im Körper fließt, gibt Häm entsprechend dem Sauerstoffbedarf gebundenen Sauerstoff frei.
„Wenn das Blut bei einem gesunden Erwachsenen in Ruhe die Lunge verlässt, beträgt die Sauerstoffsättigung von Häm etwa 98 % bis 99 %.“
Bei intensiver körperlicher Betätigung steigt der Sauerstoffverbrauch deutlich an. Zu diesem Zeitpunkt kann die Sauerstoffsättigung im arteriellen Blut abnehmen und auch die Sauerstoffspeicherung im venösen Blut nimmt ab. Dieser Vorgang variiert je nach Intensität und Dauer des Trainings. Daher wird der Sauerstoffbedarf des Körpers bei fortgesetzter körperlicher Betätigung weiter erhöht.
Transport von Kohlendioxid
Ähnlich wie beim Sauerstofftransport gibt es auch bei Kohlendioxid im Blut bis zu drei verschiedene Transportmodi. Etwa 70 % des Kohlendioxids werden in Bicarbonat-Ionen umgewandelt. Dieser Prozess wird durch Carboanhydrase in roten Blutkörperchen katalysiert. Ein weiterer Teil des Kohlendioxids ist physikalisch im Plasma gelöst, während die restlichen ca. 23 % in Form von Kohlenstoff-Aminoverbindungen an Häm gebunden sind. Die Präzision dieses Vorgangs ermöglicht es uns auch, die Wechselwirkung zwischen Kohlendioxid und Sauerstoff zu verstehen und zeigt, dass die Effizienz der Sauerstofffreisetzung aus Häm beeinträchtigt wird, wenn die Kohlendioxidkonzentration im Körper steigt oder der pH-Wert sinkt.
Die Beziehung zwischen Blut und Körpertemperatur
Blut spielt auch eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Körpertemperatur. Wenn sich das Außenklima erwärmt oder intensiver Sport betrieben wird, fließt Blut an die Körperoberfläche und trägt so zur Wärmeableitung bei. In einer kalten Umgebung wird Blut bevorzugt zu den inneren Organen des Körpers transportiert, um die Stabilität der Körperkerntemperatur aufrechtzuerhalten.
Abnormalitäten der roten Blutkörperchen
Abnormale Funktionen der roten Blutkörperchen führen zu einer Vielzahl von Gesundheitsproblemen. Beispielsweise beeinträchtigen Anämie, Leukämie und andere Krankheiten die Produktion oder Funktion der roten Blutkörperchen. Anämie wird durch eine unzureichende Anzahl oder schlechte Funktion der roten Blutkörperchen verursacht, was zu einer unzureichenden Sauerstoffversorgung führen kann, was zur Entwicklung von Symptomen wie Müdigkeit und Lethargie führen kann. Die Untersuchung dieser Erkrankung umfasst in der Regel eine Blutuntersuchung, um den Zustand der roten Blutkörperchen zu bestätigen.
„Bei gesunden Erwachsenen beträgt die normale Anzahl roter Blutkörperchen etwa 4,7 bis 6,1 Millionen (Männer) und 4,2 bis 5,4 Millionen (Frauen).“
Daher ist es für unsere Gesundheit von entscheidender Bedeutung, die Funktion dieser roten Blutkörperchen und ihre Funktionsweise im Körper zu verstehen. Dies ermöglicht uns nicht nur, unseren eigenen physiologischen Zustand besser zu verstehen, sondern hilft uns auch, bessere Informationen für Prävention und Behandlung zu erhalten.
Um sicherzustellen, dass unsere roten Blutkörperchen Sauerstoff effektiv transportieren können, auf welche Ernährungs- oder Lebensgewohnheiten müssen wir Ihrer Meinung nach in unserem täglichen Leben achten?
