Hämoglobin und Sauerstofftransport

• Rote Blutkörperchen (Erythrozyten) sind für den Sauerstofftransport im Körper zuständig.
• Sie enthalten Hämoglobin, ein Protein, das Sauerstoff binden und transportieren kann.
• Hämoglobin besteht aus vier Untereinheiten (zwei α- und zwei β-Ketten) und enthält Häm-Gruppen mit einem zentralen Eisen-Ion (Fe²⁺).
• Das Eisen-Ion ermöglicht die reversible Bindung von Sauerstoff.

Sauerstoffbindung

• Der Unterschied zwischen Hämoglobin und Myoglobin ist folgender: Hämoglobin kommt in roten Blutkörperchen vor und transportiert Sauerstoff im ganzen Körper.
• Myoglobin befindet sich in den Muskeln und speichert dort Sauerstoff für den direkten Gebrauch.
• Hämoglobin bindet Sauerstoff schrittweise und hat vier Sauerstoffbindestellen, die kooperativ arbeiten.
• Es gibt Sauerstoff leichter ab, wenn der Sauerstoffdruck sinkt, perfekt für den Transport von Sauerstoff im Blut.
• Myoglobin hat nur eine Sauerstoffbindestelle und bindet Sauerstoff sehr stark, auch bei niedrigem Sauerstoffdruck.
• Es gibt Sauerstoff erst ab, wenn der Muskel ihn dringend braucht, ideal zur Sauerstoffspeicherung in den Muskeln.
• Hämoglobin gibt Sauerstoff leichter ab, was für den Sauerstofftransport im Blut gut ist.
• Myoglobin hält Sauerstoff fest, was gut für Muskeln ist, die plötzlich Sauerstoff benötigen.

Transport von Kohlenstoffdioxid

• Etwa 70 % des CO₂ werden in roten Blutkörperchen (Erythrozyten) in Bikarbonat-Ionen umgewandelt.
• Die Reaktion lautet: CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃ ⇄ HCO₃⁻ + H⁺ (Kohlendioxid + Wasser ⇄ Kohlensäure ⇄ Bikarbonat + Proton)
• Das Enzym Carboanhydrase beschleunigt diese Reaktion in den roten Blutkörperchen.
• Das entstandene Bikarbonat (HCO₃⁻) diffundiert ins Plasma und wird dort transportiert.
• Um die elektrische Ladung in der Zelle auszugleichen, tritt ein Chlorid-Ion (Cl⁻) in die Erythrozyten ein (Chlorid-Shift).
• In der Lunge kehrt sich der Prozess um: Bikarbonat wird zu CO₂ umgewandelt und ausgeatmet.
• Ungefähr 20-25 % des CO₂ binden direkt an Hämoglobin, jedoch nicht an das Eisen (Fe²⁺) der Häm-Gruppe, sondern an die Aminogruppen der Globinketten.
• Carbaminohämoglobin (HbCO₂) transportiert CO₂ zur Lunge.
• Der Haldane-Effekt beschreibt, dass Hämoglobin CO₂ abgibt, sobald es Sauerstoff bindet.
• Ein kleiner Teil des CO₂ (ca. 5-10 %) bleibt physikalisch gelöst im Plasma.
• Dieser Anteil ist relevant, da er direkt über die Lungenbläschen (Alveolen) abgegeben werden kann.
• Je höher der CO₂-Partialdruck, desto mehr CO₂ kann im Plasma gelöst werden (Henry-Gesetz).

Herzstruktur und Funktion

• Obere Körper-/Hohlvene: Bringt sauerstoffarmes Blut aus dem oberen Körperteil zur rechten Vorkammer.
• Lungenarterien: Leiten sauerstoffarmes Blut zum Gasaustausch zur Lunge (teilen sich wegen der zwei Lungen).
• Taschenklappen: Verhindern das Zurückfließen des Bluts.
• Rechte Vorkammer/-hof: Bekommt Blut aus Körpervenen/Leitet Blut zur Hauptkammer
• Rechte Hauptkammer: Pumpt das Blut in die Lungenarterie.
• Untere Körper-/Hohlvene: Leitet sauerstoffarmes Blut aus dem unteren Körperteil zum Gasaustausch zur Lunge.
• Körperarterie: Bringt sauerstoffreiches Blut in den Körper.
• Lungenvenen: Leiten sauerstoffreiches Blut zur linken Vorkammer.
• Linke Vorkammer/-hof: Bekommt Blut aus Lungenvenen
• Segelklappen: Verhindern Zurückfließen in Vorkammern
• Linke Hauptkammer: Pumpt das Blut in die Körperarterie.
• Herzscheidewand: Trennt linke und rechte Herzhälfte und damit sauerstoffarmes und -reiches Blut.
• Rote Blutkörperchen transportieren den Sauerstoff, weiße Blutkörperchen dienen der Krankheitsabwehr, und Blutplättchen sorgen für den Wundverschluss.
• Die Nährstoffe werden in der Blutflüssigkeit transportiert.
• Das Herz pumpt das Blut in Blutgefäße, wobei Arterien Blut vom Herzen wegführen und eine dicke Wand haben, während Venen Blut zum Herzen zurückführen und dünnwandiger sind.
• Der Druck in den Arterien wird als Puls gefühlt.
• Das Herz ist eine Doppelpumpe: Es pumpt Blut in den Körper und zur Lunge.
• Im Lungenkreislauf gelangt das Blut von der rechten Hauptkammer über die Lungenarterie zu den Lungenkapillaren, wo CO₂ abgegeben und Sauerstoff aufgenommen wird.
• Das Blut kehrt über die Lungenvene zur linken Vorkammer zurück.
• Im Körperkreislauf pumpt die linke Hauptkammer das sauerstoffreiche Blut in die Körperarterie/Aorta zu den Körperkapillaren, wo Sauerstoff abgegeben und CO₂ aufgenommen wird.
• Das sauerstoffarme Blut gelangt dann über die Körpervene zur rechten Vorkammer zurück Es heißt doppelter Blutkreislauf, weil es einen durch den Körper und einen durch die Lunge gibt.
• Die Farbe des Blutes stammt vom Hämoglobin und ist sehr farbintensiv.

Aufgaben des Blutes

• Immunabwehr (weiße Blutkörperchen)
• Wundverschluss (Blutplättchen)
• Transport von Sauerstoff (rote Blutkörperchen), Kohlenstoffdioxid (kann zu Kohlensäure reagieren), Nährstoffe, Hormone (Blutplasma)
• Wärmeregulation