Kapitel 1

Mit einem Blutstropfen auf Reisen

Das Herz ist ein wahres Arbeitstier. Jeder Chef würde es sich wohl als Mitarbeiter wünschen. Unser gesamtes Leben hindurch schlägt es, um das Blut im Körper in Bewegung zu halten. Schlaf, Mittagspause, 35-Stunden-Woche, Sommerferien – das alles kümmert das Herz nicht, es ist in jeder Minute unseres Lebens aktiv. Und trotz oder vielleicht gerade wegen dieser Dauerleistung bekommt das Herz, das ja ein Muskel ist, niemals Muskelkater!

Die Aufgabe des Blutes – und damit des Herzens – ist es, alle Körperzellen mit Sauerstoff zu versorgen. Denn nicht nur unsere Lunge, sondern jede einzelne unserer Zellen benötigt Sauerstoff zum Leben – und »atmet« deshalb. Manche Bereiche unseres Körpers können allerdings länger die Luft anhalten als andere. Die Nieren beispielsweise kommen zur Not etwa 40 Minuten lang ohne Sauerstoff aus, ohne dauerhaft Schaden zu nehmen. Und unsere Knochen sind die reinsten Apnoetaucher: Ein paar Stunden Luftanhalten stecken sie locker weg. Andere Organe sind nicht so robust. Am empfindlichsten ist das Gehirn. Schon nach drei bis fünf Minuten ohne Sauerstoff erleidet es irreparable Schäden. Weil all unsere Zellen atmen müssen, legt das Herz also niemals eine längere Pause ein. Auch nicht, wenn wir bloß sitzen und lesen. Oder schlafen. Selbst in diesen entspannten Situationen schlägt das Herz etwa 60 bis 80 Mal in der Minute, das ist der normale Ruhepuls. Gut trainierten Sportlern reichen auch 40 Schläge: Ihr Herz befördert mehr Blut pro Schlag. Wer seinen achtzigsten Geburtstag feiert, kann gleichzeitig ein zweites Jubiläum begehen: Das Herz hat zu diesem Zeitpunkt rund drei Milliarden Mal geschlagen, also 3 000 000 000 Mal. Dabei hat es schätzungsweise 210 Millionen Liter Blut durch jede seiner Kammern geschleust. Damit könnte man gut 80 Olympiaschwimmbecken füllen – und das alles durch einen nur faustgroßen Muskel. Und um diesen beeindruckenden Muskel verstehen zu können, müssen wir einmal alles grundlegend verstehen – das wird in diesem Kapitel passieren.

Rote Blutkörperchen: Live fast, die young

Um die Arbeit unseres Herzens und Blutes besser verstehen zu lernen, begleiten wir einmal einen Blutstropfen auf seiner Reise durch unseren Körper. In durchschnittlich einer Minute dreht er eine Runde von der Lunge über das Herz zu seinem Ziel im Körper und wieder zurück zur Lunge.

Betrachten wir zunächst den Tropfen selbst – ein faszinierender Mikrokosmos, der mich immer wieder zum Staunen bringt. Nur gut die Hälfte davon ist Flüssigkeit, das Blutplasma. Darin treiben die verschiedenen Arten von Blutzellen: die roten und weißen Blutkörperchen sowie die Blutplättchen, die sogenannten Thrombozyten. Und so sehen sie aus:

Die roten Blutkörperchen transportieren Sauerstoff; ihnen widmen wir uns ebenso wie den weißen Blutkörperchen gleich ausführlicher. Die Blutplättchen sorgen dafür, dass wir nicht verbluten, wenn wir uns verletzen. Sie sind sozusagen die Rettungssanitäter des Körpers: Sie rasen zum Unfallort, also der Wunde, und heften sich dort an. Sie vernetzen sich mit weiteren Blutplättchen, bis sie einen festen Klumpen bilden, der die Verletzung verschließt. Unterstützung erhalten sie dabei von sogenannten Gerinnungsfaktoren im Blut, das sind hilfreiche Eiweiße, die das Blut fest werden lassen. Leider können solche Klumpen auch ohne äußere Verletzung entstehen und Gefäße zum Teil oder ganz verstopfen – das heißt dann Thrombose oder Infarkt und ist lebensgefährlich. Aber auch dazu komme ich später ausführlicher.

1. Quizfrage:

Würde man alle roten Blutkörperchen, die ein Mensch im Körper hat, in einer Linie aneinanderreihen, wie weit würden sie reichen?

a)Von Hamburg bis Rom.

b)Einmal um die Erde.

c)Mehr als die halbe Strecke zum Mond.

(Antwort hier)

Die weißen Blutkörperchen, von denen es einige verschiedene Arten gibt, gehören zum Immunsystem. Wie unsere Bundespolizei oder der Grenzschutz patrouillieren sie ständig durchs Blut und halten nach Eindringlingen Ausschau. Sobald sie welche entdecken, schlagen sie Alarm und greifen an. Einige von ihnen verteilen anschließend sogar eine Art Steckbrief, damit man sich von diesem Eindringling nicht noch einmal überrumpeln lässt.

Allein in unserem einen Tropfen, der bloß einen Milliliter umfasst, finden sich unfassbar viele Zellen: rund fünf Milliarden rote Blutzellen, 200 Millionen Blutplättchen und fünf bis zehn Millionen weiße Blutkörperchen.

Wenn wir das auf das gesamte Blut hochrechnen, kommen wir auf 25 Billionen rote Blutkörperchen. Mit ihrer typischen Form – oval, abgeflacht, mit höherem Rand – erinnern sie ein bisschen an Schlauchboote. Und das ist gar nicht so unpassend. Denn diese Zellen sind die Fähren in unserem Blutsystem. 25 000 000 000 000 kleine Sauerstoff-Fähren.

Damit sind 80 Prozent all unserer Körperzellen rote Blutkörperchen. Wie kann das überhaupt sein? Eine 65 Kilogramm wiegende Frau zum Beispiel hat nur um die fünf Liter Blut im Körper, das sind knapp acht Prozent ihres Körpergewichts. Das kann doch unmöglich vier Fünftel ihrer Zellen enthalten! Doch, es kann. Die Erklärung: Selbst im Vergleich zu anderen Körperzellen – alles keine Riesen – sind die roten Blutkörperchen Zwerge. Nur etwa sechs bis acht Mikrometer Durchmesser haben sie, in der Mitte sind die roten Blutzellen etwa einen Mikrometer dick, am aufgestülpten Schlauchbootrand sind es zwei Mikrometer. (Ein Mikrometer, das sind 0,001 Millimeter, also ein Tausendstel eines Millimeters.) Um sich das besser vorzustellen: Ungefähr zehn bis fünfzehn rote Blutkörperchen nebeneinander wären nicht dicker als eines Ihrer Haare. Dagegen ähnelt eine Leberzelle einer Art Karton mit einer Seitenlänge von 20 bis 30 Mikrometern, in dem locker 250 rote Blutzellen Platz hätten. Und Fettzellen bringen es zum Teil auf einen Durchmesser von über 100 Mikrometern – der Name ist Verpflichtung. In eine einzige Fettzelle passen also ungefähr 10 000 rote Blutkörperchen.

Die Sauerstoff-Fähren sind dagegen so weit abgespeckt, dass sie nicht einmal einen Zellkern mit Erbgut enthalten. Außerdem leben sie nur etwa 120 Tage. Das bedeutet wiederum, dass in jeder einzelnen Minute etwa 140 Millionen rote Blutzellen frisch aus dem Knochenmark kommen, um jene zu ersetzen, die in dieser Minute absterben. Doch nun auf zu unserer Rundreise!

Startlinie: Lungenflügel

Die Fahrgäste unserer roten Fähren sind Sauerstoffmoleküle. Sie steigen in der Lunge ein, wenn der Tropfen durch ein feines Blutgefäß schießt, das auch Kapillare genannt wird. Immer wenn wir einatmen, strömt – neben anderen Gasen – Sauerstoff durch die sich immer feiner verästelnden Atemwege hinein in winzige Bläschen, die Alveolen. Im Inneren sehen die Lungen wegen dieser Bläschen aus wie ein Schwamm.

Man schätzt, dass sich in der menschlichen Lunge mindestens 300 Millionen Alveolen befinden. (Genau nachgezählt hat aber noch keiner.) Bläht sich eine Alveole nach dem Einatmen auf, kann sie einen Durchmesser von einem Viertelmillimeter erreichen. Beim Ausatmen schrumpft sie auf ein Fünftel davon zusammen. Die Schwammstruktur mit den unzähligen kleinen Bläschen dient dem Zweck, dass wir mit jedem Atemzug möglichst viel Sauerstoff aufnehmen. Dafür muss die Fläche, an der sich Atemluft und Blut begegnen, möglichst groß sein. Grob geschätzt umfasst die Oberfläche aller Alveolen in einer Lunge um die hundert Quadratmeter – auf diese Grundfläche kommt manche Dreizimmerwohnung nicht!

Nur eine extrem dünne Wand trennt das vorbeifließende Blut in den Kapillaren von der Luft in den Alveolen. Für die Fahrgäste stellt diese Wand kein Hindernis dar: Die Sauerstoffmoleküle wandern einfach hindurch – wie Harry Potter und seine Freunde, wenn sie den Zug nach Hogwarts auf Gleis 9 ¾ erreichen wollen. Aber warum will der Sauerstoff mit dem Kopf durch die Wand? Er folgt einem Naturgesetz, das die Ausgeglichenheit als höchstes Ziel hat. Während in der eingeatmeten Luft viel Sauerstoff zu finden ist, ist er im gerade heranströmenden Blut Mangelware. Also geht es ab durch die Wand für unsere auf Ausgleich bedachten Passagiere.

Damit die Reisenden schnell einsteigen können, haben die Fähren speziell angefertigte Sitze. So wie man selbst auf Reisen gern gemütlich und sicher sitzt, so mag es auch der Sauerstoff. Die kleinen Fähren verwenden als Sitz das Modell Hämoglobin. Dieses Molekül enthält Eisen – und übt damit eine geradezu unwiderstehliche Anziehungskraft auf den frisch eingeatmeten Sauerstoff aus. Das Hämoglobin gilt während der Fahrt in die Bereiche, wo der Sauerstoff gebraucht wird, sozusagen als Sitz samt Anschnallgurt – und es verleiht dem Blut auch die rote Farbe.

Abgesehen von ihrer Größe unterscheidet die Fähren unseres Blutsystems noch etwas anderes von den Passagierfähren auf dem Wasser: die Anzahl der möglichen Fahrgäste. Jede rote Blutzelle enthält – bei ausreichender Versorgung des Körpers mit Eisen – um die 280 Millionen Hämoglobinmoleküle, und jedes von diesen kann bis zu vier Sauerstoffmolekülen einen Platz anbieten. Bei voller Auslastung sind also mehr als eine Million Fahrgäste in einem einzigen roten Blutkörperchen unterwegs. Wenn man bedenkt, dass wir davon 25 Billionen Stück haben, wird einem schon etwas schwindelig …

Übrigens ist eine »Verkehrszählung« ein probates Mittel für uns Ärzte, um einen Eisenmangel festzustellen...