Hämoglobin: Aufbau, Funktion, Blutwerte

Hämoglobin ist ein eisenhaltiges Protein, das auch als Blutfarbstoff bezeichnet wird. Die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) bestehen zu 90% aus Hämoglobin. Da Eisen rötlich färbt, so wie z.B. Rost, sieht Blut rot aus. Die Eisen-Einheit des Hämoglobins kann Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid binden. Die Aufgabe der Erythrozyten ist der Transport von (energiereichen) Sauerstoff aus der Lunge in die Zellen und der Rücktransport von Kohlenstoffdioxid in die Lunge.

Die Hämoglobin-Konzentration (kurz: Blutwert Hb) ist Teil des kleinen Blutbildes. Wenn der Hb-Wert zu gering ist, deutet das auf eine Blutarmut (Anämie) hin. Zu hohe Werte werden als Polyglobulie bezeichnet.

Aufbau / Funktion von Hämoglobin

Der Begriff Hämoglobin setzt sich aus dem griechischen haima ("Blut") und dem lateinischen globus ("Kugel") zusammen. Frei übersetzt also soviel wie "Blutkugel". Hämoglobin ist ein Protein, das aus vielen Einzelbausteinen (Aminosäuren) besteht, die wie eine Kette hintereinander aufgereiht sind. Durch unterschiedliche Endungen faltet sich das Protein zu einer bestimmten räumlichen, klumpenartigen Struktur. Im Zentrum dieses Proteins befinden sich vier sog. Häm-Gruppen, die sich dadurch auszeichnen, das sie jeweils ein Eisen-Ion enthalten. Diese Eisen-Ion hat eine "offene Seite", an die sich Sauerstoff oder Kohlenstoffdioxid anlagern können.

Die roten Blutkörperchen bestehen zu rund 90% aus Hämoglobin. Die Aufgabe ist der Transport von Sauerstoff aus der Lunge in die Zellen des Organismus - und der Rücktransport des Abbauprodukts Kohlenstoffdioxid zurück in die Lunge.

Wie viel Hämoglobin enthält ein Erythrozyt?

Bei dieser Frage muss man etwas rechnen.

Ein Hämoglobin wiegt ca. 64 Kilo-Dalton (kDa). Die Maßeinheit Dalton bezeichnet das atomare Gewicht der kleinsten, bekannten Strukturen. Da die jewieligen Proteine (Aminosäurekette, auch als Globine bezeichnet) bekannt sind, kann man ausrechnen, dass ein Hämoglobin 64.000 Dalton, also 64 kDa wiegt.

Diesen Wert kann man in Pikogramm (pg) umrechnen. Dabei kommt heraus, dass das 1,063 × 10^-7 pg sind. Als Zahl sieht das so aus:

• 0,000 000 106 3 Pikogramm wiegt ein Hämoglobin-Molekül.

Ein Erythrozyt wiegt ungefähr 100 Pikogramm. Der Anteil an Hämoglobin beträgt rund 90% der Trockenmasse, aber nur rund 30 -35% der Gesamtmasse, also

• 30 Pikogramm Hämoglobin pro Erythrozyt (MCH-Blutwert)

Nun kann man einfach dividieren: wie oft passen 0,000 000 106 3 (Gewicht eines Hämoglobin) in 35 (Gewicht eines Erythrozyts)? Die Antwort lautet:

• 282 220 131, also rund 280 Millionen.

In einem Erythrozyt befinden sich also rund 280 Millionen Hämoglobin-Moleküle.

Wenn man nun bedenkt, dass in jedem Hämoglobin 4 Häm-Einheiten befinden, die Sauerstoff binden können, kommt man auf rund eine Milliarde Sauerstoff-Moleküle, die in einem (!) Erythrozyten gebunden werden können.

Und um die Dimensionen völlig zu sprengen: Ein erwachsender Mensch hat rund 30 Billionen Erythrozyten im Blut. Die Anzahl der Sauerstoff-Moleküle, die potentiell im Blut transportiert werden können, beträgt also astronomische 1 000 000 000 (pro Erythrozyt) x 300 000 000 000 000 (Erythrozyten im Blut). Un-vor-stell-bar!

Abbau von Hämoglobin

Die Erythrozyten - und damit auch das Hämoglobin - werden zum größten Teil in der Milz abgebaut (nur zu einem geringen Teil auch in der Leber). Sie werden von den Makrophagen (spezielle Form der Leukozyten) quasi "gefressen". Dabei wird zunächst das Eisen aus den Hämgruppen abgespalten und zur Wiederverwendung gespeichert. Der Rest, der dann nicht mehr rot, sondern geblich ist, wird in sog. Bilirubin umgewandelt und weiter in die Leber transportiert. Siehe dazu: Blutwert Bilirubin.

Hämoglobin Normalwerte

Die Hämoglobin-Normalwerte unterscheiden sich bei Männern und Frauen leicht. Der mittlere Durchschnittswert liegt bei etwa 14-15 Gramm pro Deziliter. Das entspricht der Einheit 'Milligramm pro 100 Mikroliter (µl)'.

Bitte beachten Sie, dass die Normalwerte in Ihrem Laborbefund abweichend sein können. Entscheidend ist immer der Referenzwert des Labors.

Hämoglobinwert erhöht, zu hoch

Ein erhöhter Hb-Wert geht in aller Regel mit einer vermehrten Anzahl roter Blutkörperchen einher. Wenn das Blut zu viele Erythrozyten enthält, spricht man von einer Polyglobulie. Die einfachste Ursache ist eine Dehydration möglich, also ein temporärer Flüssigkeitsmangel. In dem Fall sind - im Verhältnis zum Blutplasma - relativ viele Erythrozyten im Blut vorhanden, folglich ist auch die Hämoglobin-Konzentration hoch. Auch bei Sauerstoff-Mangel, zum Beispiel durch eine Lungenerkrankung oder bei einem längeren Aufenthalt im Hochgebirge, kommt es zu einer verstärkten Produktion von Erythrozyten, was ebenfalls den Hb-Wert nach oben treibt. Weiterlesen: Hämoglobin zu hoch

Hämoglobinwert vermindert, zu niedrig

Wenn die Hb-Konzentration zu gering ist - und/oder zu wenig Erythrozyten im Blut vorhanden sind, spricht man von einer Anämie (Blutarmut). Dafür gibt es viele verschiedene mögliche Ursachen. Zum einen kann eine Anämie aufgrund eines kurzzeitigen hohen Blutverlustes auftreten, zum Beispiel durch einen Unfall oder starke Regelblutungen. Oder sie ist Folge eines Nährstoffmangels (Eisen, Vitamin B-12, Folsäure). Möglich sind aber auch Infekte oder Schädigungen am Darm oder der Niere. Weiterlesen: Hämoglobin zu niedrig

Weiterlesen / Ressourcen

• Thieme-Via medici: Hämoglobin: Synthese und Abbau (medizinischer Fachartikel)
• Erythrozyten.net: Was ist Hämoglobin?

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