Hämoglobin: Aufbau, Funktion, Blutwerte

Hämoglobin ist ein wichtiger Bestandteil der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) und spielt eine entscheidende Rolle beim Sauerstofftransport im Blut. Es ist ein eisenhaltiges Protein, das den roten Blutkörperchen ihre charakteristische rote Farbe verleiht. Die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) bestehen zu 90% aus Hämoglobin. Da Eisen rötlich färbt, so wie z.B. Rost, sieht Blut rot aus - daher wird Hämoglobin umgangssprachlich auch als Blutfarbstoff bezeichnet.

Die Hämoglobin-Konzentration im Blut (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.

Hämoglobin Normalwerte als Tabelle

Die Hämoglobin-Normalwerte können je nach Alter, Geschlecht und Gesundheitszustand variieren. Der mittlere Durchschnittswert liegt bei etwa 14-15 Gramm pro Deziliter. Der Hämoglobingehalt im Blut wird normalerweise als Gramm pro Deziliter (g/dL) Blut gemessen. 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.

Aufbau 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 einzigartigen räumlichen, klumpenartigen Struktur.

Im Zentrum dieses Proteins befinden sich vier sog. Häm-Gruppen, die jeweils ein Eisen-Ion enthalten. Diese Eisen-Ion hat eine "offene Seite", an die sich Sauerstoff oder Kohlenstoffdioxid anlagern können. So können diese Gase im Körper transportiert werden.

Aufgabe und Funktion von Hämoglobin

Die Aufgabe der Erythrozyten ist der Transport von (energiereichen) Sauerstoff aus der Lunge in die Zellen und der Rücktransport von Kohlenstoffdioxid in die Lunge. Sobald das Hämoglobin in der Lunge mit Sauerstoff beladen ist, bildet es eine Verbindung mit dem Sauerstoff, die als Oxyhämoglobin bezeichnet wird. Dann wird das oxygene Hämoglobin durch den Blutkreislauf zu den Geweben und Organen transportiert, wo es den Sauerstoff freisetzt, damit die Zellen ihn nutzen können, um Energie zu erzeugen. Hier sind die wichtigsten Aufgaben von Hämoglobin:

1. Sauerstofftransport: Hämoglobin bindet Sauerstoff in den Lungenkapillaren, wo der Sauerstoff aus der eingeatmeten Luft aufgenommen wird. Die Sauerstoffmoleküle bilden eine Verbindung mit dem Hämoglobin und werden in Form von Oxyhämoglobin im Blut transportiert.
2. Sauerstoffabgabe: Wenn das oxygene Hämoglobin durch den Blutkreislauf zu den Geweben und Organen transportiert wird, gibt es den Sauerstoff an die Zellen ab. Dies ermöglicht den Zellen, den Sauerstoff für den Stoffwechsel und die Energieproduktion zu nutzen.
3. Kohlendioxidtransport: Hämoglobin kann auch Kohlendioxid (CO2) binden, das ein Abfallprodukt des Stoffwechsels ist. Das CO2 wird von den Zellen an das Hämoglobin abgegeben und zurück zu den Lungen transportiert, wo es dann abgeatmet wird.
4. Pufferfunktion: Hämoglobin wirkt auch als Puffer im Blut, was bedeutet, dass es dazu beiträgt, den pH-Wert des Blutes stabil zu halten. Es kann Protonen binden, um den Säure-Basen-Haushalt im Blut zu regulieren.

Durch diese lebenswichtigen Funktionen spielt Hämoglobin eine entscheidende Rolle für den Sauerstoff- und Gasaustausch im Körper. Ein ausreichender Hämoglobingehalt ist wichtig, um sicherzustellen, dass alle Organe und Gewebe ausreichend mit Sauerstoff versorgt werden, um ihre Funktionen ordnungsgemäß ausführen zu können. Eine verminderte Hämoglobinkonzentration kann zu einer Sauerstoffunterversorgung führen und eine Anämie verursachen, die mit Müdigkeit, Schwäche und anderen Symptomen verbunden sein kann

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

Hämoglobin wird im Körper auf verschiedene Weise abgebaut, nachdem es seine Aufgabe erfüllt hat oder wenn rote Blutkörperchen am Ende ihrer Lebensdauer angelangt sind. Der Abbau von Hämoglobin erfolgt hauptsächlich in der Milz, aber auch in anderen Organen, wie der Leber und dem Knochenmark. Hier sind die Schritte, wie Hämoglobin abgebaut wird:

1. Phagozytose: Rote Blutkörperchen haben eine begrenzte Lebensdauer von etwa 120 Tagen. Wenn rote Blutkörperchen am Ende ihrer Lebensdauer angelangt sind, werden sie von Makrophagen (spezielle Form der Leukozyten) in der Milz, der Leber und dem Knochenmark erkannt und phagozytiert (verschlungen).
2. Abbau von Hämoglobin: Nachdem die alten roten Blutkörperchen von den Makrophagen phagozytiert wurden, werden sie in ihre Bestandteile zerlegt. Das Hämoglobin wird aus den roten Blutkörperchen freigesetzt und in Biliverdin umgewandelt.
3. Umwandlung von Biliverdin zu Bilirubin: Biliverdin wird weiter zu Bilirubin metabolisiert, einem gelben Pigment.
4. Transport von Bilirubin zur Leber: Bilirubin wird über das Blut zur Leber transportiert, wo es in eine wasserlösliche Form umgewandelt wird, um es leichter aus dem Körper auszuscheiden.
5. Ausscheidung von Bilirubin: Die wasserlösliche Form von Bilirubin wird über die Galle in den Darm ausgeschieden. Ein Teil des Bilirubins wird im Darm von Bakterien weiter verstoffwechselt und in den Stuhl ausgeschieden, was dem Stuhl seine typische braune Farbe verleiht.
6. Entfernung von Bilirubin: Der Rest des Bilirubins wird über den Darm ins Blut zurückresorbiert und von den Nieren ausgeschieden.

Der Abbau von Hämoglobin und die Ausscheidung von Bilirubin sind wichtige Prozesse, um den Körper von alten und abgestorbenen roten Blutkörperchen zu reinigen und sicherzustellen, dass keine schädlichen Abbauprodukte im Körper verbleiben. Störungen im Hämoglobinabbau oder der Bilirubin-Ausscheidung können zu Gelbsucht (Ikterus) führen, einer Erkrankung, bei der eine gelbe Verfärbung der Haut und des Augenweißes auftritt, aufgrund eines erhöhten Bilirubinspiegels im Blut.

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

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

Weiterlesen / Ressourcen

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

Normalwerte wichtige Blutwerte als Tabelle

Der Hämoglobingehalt ist ein wichtige Baustein bei der Blutuntersuchung. Daneben gibt es weitere Werte, die Aufschluss über die Funktionsweise der Blutzellen bieten. Die folgende Tabelle zeigt die Normalwerte des kleinen Blutbildes. Die optimalen Werte unterscheiden sich teilweise zwischen Männern und Frauen.

Abkürzungen: µl = Mikroliter; dl = Deziliter; fl = Femtoliter - Mehr zu den Einheiten

Bitte beachten Sie, dass einige Normalwerte in Ihrem Laborbefund abweichend sein können. Entscheidend ist stets der Referenzwert des Labors. Das kleine Blutbild und das Differentialblutbild (differenzierte Untersuchung der Leukozyten) zusammen nennt man "großes Blutbild".

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