Sportmedizin: Blutbestandteile und Pulsmessung erklärt

Sportmedizin: Wissenschaft und Prävention

Die Sportmedizin ist die Anwendung von Wissenschaft und ärztlicher Kunst auf Sport und körperliche Aktivität im Allgemeinen. Ihr Ziel ist es, die Möglichkeiten präventiver und therapeutischer Übungen zu nutzen, um die Gesundheit zu erhalten und Schäden durch zu viel oder zu wenig Bewegung zu verhindern.

Zusammensetzung des menschlichen Blutes

Wie jedes Gewebe besteht Blut aus Zellen und extrazellulären Komponenten (extrazelluläre Matrix). Diese beiden Gewebefraktionen werden repräsentiert durch:

• Die zellulären Komponenten: Auch als Bildelemente bekannt, sind dies halbfeste Bestandteile (teils flüssig, teils fest) und Partikel (Blutkörperchen), die durch Zellen und von Zellen abgeleitete Komponenten vertreten werden.
• Das Blutplasma: Eine durchscheinende, gelbliche Flüssigkeit, welche die extrazelluläre Matrix darstellt, in der die zellulären Bestandteile suspendiert sind.

Die geformten Elemente machen etwa 45 % des Blutes aus. Dieser Anteil wird als Hämatokrit bezeichnet und ist fast ausschließlich auf die rote Zellmasse zurückzuführen. Die restlichen 55 % werden durch das Blutplasma (die azelluläre Fraktion) repräsentiert.

Klassifizierung der Blutelemente

Die im Blut gebildeten Elemente variieren in Größe, Struktur und Funktion und werden wie folgt gruppiert:

• Blutkörperchen: Dies sind die weißen Blutkörperchen (Leukozyten). Es handelt sich um Zellen, die das Blut als Transportweg nutzen, um ihre Aufgaben in anderen Geweben zu erfüllen.
• Zell-Derivate: Hierbei handelt es sich nicht um vollständige Zellen, sondern um Zellfragmente wie rote Blutkörperchen und Blutplättchen. Sie sind die einzigen Blutbestandteile, die ihre Aufgaben ausschließlich im Gefäßraum erfüllen.

Rote Blutkörperchen (Erythrozyten)

Rote Blutkörperchen (Erythrozyten) befinden sich im Blut und transportieren Sauerstoff zu den restlichen Körperzellen. Sie machen etwa 96 % der geformten Elemente aus. Der Normalwert bei einer durchschnittlichen Frau liegt bei rund 4,8 Millionen und bei Männern bei rund 5,4 Millionen Erythrozyten pro mm³ (oder µl).

Diese Blutkörperchen besitzen bei Säugetieren keinen Zellkern und keine Organellen und können daher streng genommen nicht als vollständige Zellen betrachtet werden. Sie enthalten Enzyme, und ihr Zytoplasma ist fast vollständig mit Hämoglobin gefüllt, einem Protein, das für den Sauerstofftransport verantwortlich ist.

Kohlendioxid wird entgegen der landläufigen Meinung auf verschiedene Weise im Blut transportiert: 8 % gelöst im Plasma, 27 % als Carbaminoverbindungen und der Großteil als Bicarbonat zur Regulierung des pH-Werts. In der Plasmamembran der Erythrozyten befinden sich Glykoproteine (CDs), welche die Blutgruppen definieren.

Erythrozyten sind bikonkave, scheibenförmige Zellen, was die wirksame Oberfläche der Membran vergrößert. Reife rote Blutkörperchen verlieren ihren Kern im Knochenmark, bevor sie in die Blutbahn eintreten (dies gilt nicht für Vögel oder Amphibien). Beim erwachsenen Menschen werden sie im roten Knochenmark gebildet.

Hämoglobin (Hb)

Das ausschließlich in den roten Blutkörperchen enthaltene Hämoglobin ist ein Pigment und ein Proteinkonjugat mit der Häm-Gruppe. Es trägt auch zum Abtransport von Kohlendioxid bei. Ein normaler Hämoglobinspiegel liegt zwischen 12 und 18 g/dl Blut. Dieser Wert ist proportional zur Menge der Erythrozytenmasse.

Nach einer Halbwertszeit von etwa 120 Tagen werden die roten Blutkörperchen in der Milz, der Leber und im Knochenmark abgebaut. Das Hämoglobin wird dabei in Bilirubin zerlegt, während das Eisen recycelt wird, um neues Hämoglobin zu bilden.

Weiße Blutkörperchen (Leukozyten)

Abbildung: Zirkulierende weiße Blutkörperchen im Blut (Vergrößerung 1024x, Lichtmikroskop).

Weiße Blutkörperchen sind die Effektorzellen des Immunsystems. Sie nutzen das Blut als Vehikel, um Zugang zu verschiedenen anatomischen Strukturen zu erhalten. Leukozyten sind für die Zerstörung von Infektionserregern und infizierten Zellen verantwortlich und sezernieren schützende Substanzen wie Antikörper.

Die Anzahl der normalen weißen Blutzellen liegt zwischen 4.500 und 11.500 Zellen/mm³. Dieser Wert schwankt je nach physiologischen Bedingungen (Schwangerschaft, Stress, Sport, Alter) oder pathologischen Zuständen (Infektionen, Krebs). Die Verteilung der verschiedenen Leukozytenarten wird im Differentialblutbild erfasst.

Einteilung der Leukozyten

• Granulozyten (polymorphkernige Zellen): Dazu gehören Neutrophile, Basophile und Eosinophile. Sie besitzen einen unregelmäßig geformten Kern und Granula im Zytoplasma.
• Agranulozyten (mononukleäre Zellen): Dazu gehören Lymphozyten und Monozyten. Sie haben keine Granula und einen runden Kern.

Details zu den Granulozyten

• Neutrophile: Mit 2.500 bis 7.500 Zellen pro mm³ (55–70 %) sind sie am zahlreichsten. Sie verschlingen Fremdstoffe wie Bakterien.
• Basophile: Sie machen 0,2 bis 1,2 % aus und sezernieren Substanzen wie Heparin (gerinnungshemmend) und Histamin (entzündungsfördernd).
• Eosinophile: (1–4 %) Ihre Zahl steigt bei Parasitenbefall, Allergien und Asthma an.

Details zu den mononukleären Zellen

• Monozyten: (2–8 %) Sie steigen bei Virusinfektionen oder Parasiten an und differenzieren sich im Gewebe zu Makrophagen.
• Lymphozyten: (24–32 %) Sie sind die spezifischen Effektoren des Immunsystems. Man unterscheidet B-Lymphozyten (Antikörperproduktion) und T-Lymphozyten (Zerstörung infizierter Zellen und Regulation der Immunantwort).

Thrombozyten und Blutplasma

Thrombozyten (Blutplättchen) sind kleine, kernlose Zellfragmente (2–3 µm), die im Knochenmark aus Megakaryozyten entstehen. Der Normalwert liegt zwischen 150.000 und 450.000 pro mm³. Sie sind entscheidend für die Blutgerinnung (Hämostase) und den Wundverschluss.

Zusammensetzung des Plasmas

Das Blutplasma ist der flüssige Anteil des Blutes (ca. 40–50 ml/kg Körpergewicht). Es besteht zu 91 % aus Wasser, zu 8 % aus Proteinen (Albumin, Globuline, Fibrinogen) und aus Spuren von Hormonen und Elektrolyten. Es transportiert Nährstoffe, Abfallstoffe und Gase.

Der Puls: Messung und physiologische Bedeutung

Abbildung: Kontrolle des Radialispulses am Handgelenk.

In der Medizin beschreibt der Puls die tastbare Erweiterung der Arterien, die durch den Herzschlag verursacht wird. Er wird meist an Stellen gemessen, an denen Arterien dicht unter der Haut verlaufen, wie am Handgelenk oder am Hals.

Die Druckwelle (Pulswelle) bewegt sich deutlich schneller (7–35 m/s) als der eigentliche Blutstrom. Ein normaler Ruhepuls bei Erwachsenen liegt zwischen 60 und 100 Schlägen pro Minute. Bei Sport kann dieser auf bis zu 200 Schläge steigen, während er im Schlaf auf 40 Schläge sinken kann.

Der Puls gibt Aufschluss über das Herz-Kreislauf-System, einschließlich Rhythmus und Amplitude. Zur Messung sollten Zeige- und Mittelfinger verwendet werden, da der Daumen einen starken Eigenpuls besitzt. Alternativ kann der Herzschlag mit einem Stethoskop auskultiert werden.

Einführung in die Lebensnotwendigkeit des Blutes

Blut ist lebensnotwendig. Es wird vom Herzen durch ein komplexes Netzwerk aus Venen und Arterien gepumpt. Es ermöglicht die Atmung, schützt vor Infektionen und sorgt durch Gerinnung dafür, dass Wunden heilen. Auch Tiere benötigen Blut, während Pflanzen eine ähnliche Flüssigkeit namens Pflanzensaft (Sap) besitzen.