Erythropoese: Blutbildung der roten Blutkörperchen

Die Bildung von Erythrozyten (roten Blutkörperchen) wird als Erythropoese bezeichnet und findet hauptsächlich im Knochenmark statt, insbesondere im roten Knochenmark. Dieser Prozess ist entscheidend, um den Körper mit Sauerstoff (also Energie) zu versorgen, da Erythrozyten im Blut den Transport von Sauerstoff aus den Lungen zu den verschiedenen Geweben und Organen im Körper übernehmen. Die Abbildung zeigt eine grafische Darstellung der 5 Entwicklungsphasen.

Hier ist eine Zusammenfassung, wie die Bildung der Erythrozyten im Knochenmark abläuft:

• Stammzellen: Die Erythropoese beginnt mit einer Vorläuferzelle, die als hämatopoetische Stammzelle bekannt ist. Diese Stammzelle hat das Potenzial, sich in verschiedene Blutzelltypen zu entwickeln, einschließlich Erythrozyten.
• Bildung von Vorläuferzellen: Unter dem Einfluss von Wachstumsfaktoren und Hormonen entwickeln sich die hämatopoetischen Stammzellen zu Vorläuferzellen, die als Erythroblasten bezeichnet werden.
• Erythroblasten-Reifung: Die Erythroblasten durchlaufen mehrere Reifungsstadien. Während dieser Stadien verringert sich der Zellkern, und die Zellen beginnen, Hämoglobin zu synthetisieren, das für den Sauerstofftransport unerlässlich ist.
• Hämoglobinsynthese: Hämoglobin ist ein Protein, das Eisen enthält und Sauerstoff bindet. Die Erythrozyten benötigen Hämoglobin, um Sauerstoff zu den Geweben zu transportieren. Während der Erythropoese wird Hämoglobin in den Erythroblasten synthetisiert.
• Kernverlust: Während der Reifung der Erythroblasten verlieren die Zellen ihren Zellkern und andere Zellorganellen. Dadurch entsteht der klassische bikonkave Scheibenform der Erythrozyten.
• Freisetzung in den Blutkreislauf: Die ausgereiften Erythrozyten werden aus dem Knochenmark freigesetzt und gelangen in den Blutkreislauf. Sie haben keine Zellkerne mehr und eine Lebensdauer von ungefähr 120 Tagen.
• Erythropoetin: Die Produktion von Erythrozyten wird durch das Hormon Erythropoetin reguliert, das von den Nieren freigesetzt wird. Wenn der Sauerstoffgehalt im Blut abnimmt (Hypoxie), steigt die Freisetzung von Erythropoetin, um die Produktion von Erythrozyten im Knochenmark zu erhöhen.

Die Erythropoese ist ein komplexer Prozess, der sicherstellt, dass der Körper genügend Erythrozyten produziert, um den Sauerstoffbedarf der Gewebe zu decken. Ein Ungleichgewicht in diesem Prozess kann zu Anämie oder anderen hämatologischen Störungen führen.

Wie lange dauert die Bildung der Erythrozyten?

Die Entwicklung der roten Blutkörperchen dauert etwa 5 - 9 Tage. Pro Tag werden im Knochenmark rund 200 Milliarden neuer Erythrozyten gebildet - pro Sekunde sind das ca. 2 Millionen.

Ablauf: Was passiert bei der Erythropoese?

Grob vereinfacht: aus einer hämato-poetischen Stammzelle (quasi die Blut-Urzelle, auch Progenitor) entwickelt sich die erste Stufe, der sog. Proerythroblast.

Dieser enthält im Wesentlich nur den Zellkern mit der Erbinformation. Diese Vorstufe teilt sich in 16 neue Zellen: die Erythroblasten.

Die Erythroblasten enthalten im wesentlichen den Zellkern, in dem RNA produziert wird. Diese RNA enthält den Bauplan für das Hämoglobin. Gleichzeitig entwickeln sich Ribosomen, in denen später das Hämoglobin in großen Mengen hergestellt wird.

Aus Erythroblast wird Normoblast

Wenn ausreichend RNA vorhanden ist, verliert der Zellkern seine Funktion. Er bildet sich langsam zurück und wird kleiner - aus dem teilungsfähigen Erythroblasten wird nun ein Normoblast.

Gleichzeitig wachsen immer neue Ribosomen heran, die das Sauerstoff-bindende Protein Hämoglobin produzieren (mithilfe der RNA). Im folgenden Verlauf steigt die Anzahl der Ribosomen, so dass immer mehr Hämoglobin erzeugt werden kann (Normoblast).

Aus Normoblast wird Retikulozyt

Der Zellkern und die RNA werden nun unwichtig und aus der Zelle abgestoßen - so entstehen Retikulozyten. Das sind die noch nicht ganz fertigen, jugendlichen Zellen, die zwar keinen Zellkern mehr besitzen, aber noch ein verzweigtes Gitter aus Ribosomen. Sie sind zum Teil auch schon im Blut vorhanden.

Aus Retikulozyt wird Erythrozyt

Wenn die Zelle die Ribosomen auflöst und gemeinam mit den Resten von RNA abstößt, ist sie ein fertiger Erythrozyt, der rund 120 Tage lang - zusammen mit etwa 25 Billionen weiteren, den Organismus mit Sauerstoff versorgt. Dafür besteht der Erythrozyt ausschließlich aus Hämoglobin - alle übrigen Zellorganellen wurden abgestoßen. Das im Hämoglobin enthaltene Eisen - das dem Blut auch seine rote Farbe gibt - kann dabei Sauerstoff binden und abgeben.

Stammzellen im Knochenmark - Hämozytoblast

Die Erforschung der Entstehung neuer roter Blutkörperchen ist medizinisch sehr bedeutsam - denn sie entwickeln sich aus den Stammzellen im Knochenmark.

Das Besondere an diesen Stammzellen ist, dass sich aus ihnen praktisch alle Körperzellen entwickeln können. Die Stammzellen sind quasi die Urzellen, die ursprünglichen Zellen des menschlichen Körpers.

Aus der hämatopoetischen Stammzelle können sich alle Blutzelltypen (Erythrozyten, Leukozyten, Thrombozyten, Lymphozyten etc) bilden. Man nennt sie auch Hämozytoblast. Wenn sich der Hämozytoblast teilt, kann daraus ein sog. Proerythroblast, auch Progenitor, entwickeln, die Grundform der Erythrozyten. In mehreren Reifungsschritten, die sich etwas über 5 - 9 Tage hinziehen, entstehen dann die roten Blutkörperchen.

Das übergeordnete Schaubild, auf dem man auch die Entstehungsphasen der anderen Blutzellen sehen kann, zeigt die Besonderheit der hämatopoetischen Stammzellen:

Aus der Progenitor-Zelle können sich auch Promegakaryozyten entwickeln. Über den Zwischenschritte Megakaryozyt entwickeln sich daraus die Thrombozyten, die für die Blutgerinnung zuständig sind (extrem wichtig und häufig unterschätzt). Die folgende Grafik zeigt den gesamten Vorgang der Blutbildung (Hämatopoese):

Die Erythropoese erfolgt vor der Geburt in Dottersack, Leber, Milz und Knochenmark, nach der Geburt nur noch im roten Knochenmark der platten und kurzen Knochen. Die Erythropoese wird durch das Hormon  Erythropoetin (EPO) stimuliert, das bei Sauerstoffmangel im Gewebe (Hypoxie) in der Niere gebildet wird. Störungen der Erythropoese führen zur  Anämie (Blutarmut).

Quellen / Weiterlesen

• Wikipedie: Erythropoese
• Uniklinik Köln, von K. Wielckens: Klinische Chemie, Pathobiochemie und Hämatologie. Die Erythropoese und ihre Störungen. (PDF; 2,44 MB)
• Ärzteblatt: NESP: Neues Protein verlängert Erythropoese

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