Hämolyse

Hämolyse ( auch Hämolyse genannt ) [ ^{1 ] ist} die Zerstörung ( Lyse ) roter Blutkörperchen (Erythrozyten) und die Freisetzung ihres Inhalts ( Zytoplasma ) in die umgebende Flüssigkeit (z . B. Blutplasma ) . Hämolyse kann in vivo oder in vitro auftreten .

Eine Ursache der Hämolyse ist die Wirkung von Hämolysinen , Toxinen, die von bestimmten pathogenen Bakterien oder Pilzen produziert werden . Eine weitere Ursache ist intensive körperliche Anstrengung. ^{[ 2 ]} Hämolysine schädigen die Zytoplasmamembran der roten Blutkörperchen , was zur Lyse und schließlich zum Zelltod führt. ^{[ 3 ]}

Von Hämo- + -lyse, aus dem Altgriechischen αἷμα ( haîma , 'Blut') + λύσις lúsis , 'Lösen').

Eine Hämolyse im Körper kann durch eine Vielzahl von Erkrankungen verursacht werden, darunter bestimmte Parasiten ( z. B. Plasmodium ) , einige Autoimmunerkrankungen ( z. B. autoimmunhämolytische Anämie), medikamenteninduzierte hämolytische Anämie , atypisches hämolytisch-urämisches Syndrom (aHUS) ^{[ 4 ]} , ^{[ 5 ],} einige genetische Erkrankungen ( z. B. Sichelzellanämie oder G6PD -Mangel ) oder Blut mit einer zu niedrigen Konzentration an gelösten Stoffen ( hypotonisch für die Zellen). ^{[ 6 ]}

Durch Hämolyse kann es aufgrund der Freisetzung von Hämoglobin in das Blutplasma zu einer Hämoglobinämie kommen , die eine bedeutende Rolle in der Pathogenese der Sepsis spielt ^{[ 7 ]} und aufgrund ihrer hemmenden Wirkung auf das angeborene Immunsystem zu einem erhöhten Infektionsrisiko führen kann . ^{[ 7 ]}

Da der Nahrungsaufnahmeprozess der Plasmodium- Parasiten die roten Blutkörperchen schädigt, wird Malaria in der medizinischen Literatur manchmal auch als „parasitäre Hämolyse“ bezeichnet.

Siehe HELLP-Syndrom , Präeklampsie und Eklampsie.

Die hämolytische Erkrankung des Neugeborenen ist eine Autoimmunerkrankung, die dadurch entsteht, dass mütterliche Antikörper die Plazenta passieren und auf den Fötus gelangen. Dies tritt am häufigsten auf, wenn die Mutter zuvor durch eine Bluttransfusion oder eine frühere Schwangerschaft mit Blutantigenen in Kontakt gekommen ist, die auf dem Fötus vorhanden, ihr aber fremd sind. ^{[ 8 ]}

Da die Hämolyse in vivo rote Blutkörperchen zerstört, kann sie in unkontrollierten, chronischen oder schweren Fällen zu hämolytischer Anämie führen .

Eine hämolytische Krise, auch hyperhämolytische Krise genannt, ist durch eine beschleunigte Zerstörung roter Blutkörperchen gekennzeichnet, die zu Anämie , Gelbsucht und Retikulozytose führt . ^{[ 9 ]} Hämolytische Krisen stellen ein großes Problem bei Sichelzellanämie und G6PD-Mangel dar .

Die Einnahme von Paxillus involutus kann eine Hämolyse verursachen.

Raumflüge können Hämolyse verursachen. ^{[ 10 ]}

Eine Hämolyse kann auf intrinsische Defekte der roten Blutkörperchen selbst zurückzuführen sein: ^{[ 11 ] [ 12 ]}

• Defekte der Erythrozytenmembranproduktion (wie bei hereditärer Sphärozytose und hereditärer Elliptozytose )
• Defekte in der Hämoglobinproduktion (wie bei Thalassämie , Sichelzellanämie und kongenitaler dyserythropoetischer Anämie )
• Gestörter Stoffwechsel der roten Blutkörperchen (wie bei Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase-Mangel und Pyruvatkinase-Mangel )
• Die paroxysmale nächtliche Hämoglobinurie (PNH), manchmal auch als Marchiafava-Micheli-Syndrom bezeichnet, ist eine seltene, erworbene, potenziell lebensbedrohliche Blutkrankheit, die durch eine komplementinduzierte intravaskuläre hämolytische Anämie gekennzeichnet ist.

Die extrinsische Hämolyse wird durch die Umgebung der roten Blutkörperchen verursacht: ^{[ 5 ] [ 6 ]}

• Zu den immunvermittelten Ursachen können vorübergehende Faktoren wie bei einer Infektion mit Mycoplasma pneumoniae ( Kälteagglutininkrankheit ) oder dauerhafte Faktoren wie bei Autoimmunerkrankungen wie der autoimmunhämolytischen Anämie ^{[ 5 ]} (die selbst häufiger bei Erkrankungen wie systemischem Lupus erythematodes , rheumatoider Arthritis , Hodgkin-Lymphom und chronischer lymphatischer Leukämie auftritt ) gehören.
• Spurzellhämolytische Anämie
• Jegliche Ursachen des Hypersplenismus (erhöhte Aktivität der Milz), wie beispielsweise portale Hypertension .
• Eine erworbene hämolytische Anämie tritt auch bei Verbrennungen und als Folge bestimmter Infektionen (z. B. Malaria ) auf.
• Eine Bleivergiftung oder eine Vergiftung mit Arsin oder Stibin verursacht eine nicht-immunologische hämolytische Anämie. ^{[ 6 ]}
• Läufer können aufgrund der sogenannten Fußaufprallhämolyse , der Zerstörung roter Blutkörperchen in den Füßen beim Aufprall des Fußes, eine hämolytische Anämie entwickeln. ^{[ 13 ] [ 14 ]}
• Eine leichte hämolytische Anämie tritt bei 70 % der Patienten mit künstlichen Herzklappen auf, eine schwere hämolytische Anämie bei 3 %. ^{[ 15 ]}

Intravaskuläre Hämolyse beschreibt eine Hämolyse, die hauptsächlich innerhalb der Blutgefäße stattfindet . ^{[ 16 ]} Infolgedessen werden Bestandteile der roten Blutkörperchen in den Blutkreislauf freigesetzt, was zu einer Hämoglobinämie ^{[ 17 ]} und einem erhöhten Risiko für eine nachfolgende Hyperbilirubinämie führt . ^{[ 18 ]}

Intravaskuläre Hämolyse kann auftreten, wenn rote Blutkörperchen von Autoantikörpern angegriffen werden , was zu einer Komplementfixierung führt , oder durch Schädigung durch Parasiten wie Babesia . ^{[ 19 ]} Auch eine thrombotische Mikroangiopathie (TMA) kann eine Hämolyse roter Blutkörperchen verursachen. ^{[ 20 ]} TMA wird häufig bei aHUS- Patienten beobachtet, bei denen sich in den kleinen Nierengefäßen Blutgerinnsel bilden, die zu Schädigungen der roten Blutkörperchen führen, wenn diese versuchen, die verengten Gefäße zu passieren. ^{[ 21 ]}

Extravaskuläre Hämolyse bezeichnet die Hämolyse in Leber , Milz , Knochenmark und Lymphknoten . ^{[ 16 ]} Dabei gelangt nur wenig Hämoglobin ins Blutplasma . ^{[ 18 ]} Die Makrophagen des retikuloendothelialen Systems dieser Organe phagozytieren und zerstören strukturell defekte oder mit Antikörpern besetzte Erythrozyten und setzen unkonjugiertes Bilirubin in den Blutkreislauf frei. ^{[ 22 ] [ 23 ]} Typischerweise werden in der Milz leicht veränderte oder mit IgG-Antikörpern beschichtete Erythrozyten abgebaut , ^{[ 24 ] [ 25 ]} während stark veränderte oder mit IgM-Antikörpern beschichtete Erythrozyten im Blutkreislauf oder in der Leber zerstört werden. ^{[ 24 ]}

Bei ausgedehnter extravaskulärer Hämolyse kann sich Hämosiderin in Milz, Knochenmark, Niere, Leber und anderen Organen ablagern, was zu einer Hämosiderose führt . ^{[ 18 ]}

Eine Hämolyse in vitro kann durch unsachgemäße Technik bei der Blutentnahme, durch die Auswirkungen der mechanischen Blutverarbeitung oder durch bakterielle Aktivität in kultivierten Blutproben verursacht werden.

Die meisten Ursachen einer Hämolyse in vitro hängen mit der Probenentnahme zusammen. Schwierige Probenentnahmen, unsichere Schlauchverbindungen, Kontamination und falsche Nadelgröße sowie unsachgemäßes Mischen der Proben in den Röhrchen und falsch befüllte Röhrchen sind häufige Ursachen für Hämolyse. ^{[ 27 ]}

Eine Hämolyse in vitro während der Probenentnahme kann zu ungenauen Laborergebnissen führen, indem das umgebende Plasma mit dem Inhalt hämolysierter roter Blutkörperchen verunreinigt wird. Beispielsweise ist die Kaliumkonzentration in roten Blutkörperchen deutlich höher als im Plasma, weshalb bei biochemischen Untersuchungen von hämolysiertem Blut häufig ein erhöhter Kaliumspiegel festgestellt wird.

Nach der Blutentnahme kann es in einer Probe aufgrund äußerer Faktoren, wie z. B. längerer Lagerung, falscher Lagerbedingungen und übermäßiger physikalischer Kräfte durch Fallenlassen oder kräftiges Mischen des Röhrchens, dennoch zu einer Hämolyse in vitro kommen.

Bei einigen chirurgischen Eingriffen (insbesondere bestimmten Herzoperationen), bei denen mit erheblichem Blutverlust zu rechnen ist, wird die intraoperative Blutrückgewinnung maschinell durchgeführt . Dabei wird dem Patienten Blut zentrifugiert, die roten Blutkörperchen werden mit physiologischer Kochsalzlösung gewaschen und dem Blutkreislauf wieder zugeführt. Bei zu hoher Zentrifugendrehzahl (in der Regel über 500 U/min) kann es zu Hämolyse kommen – im Wesentlichen handelt es sich dabei um eine Hämolyse außerhalb des Körpers. Bei massivem, plötzlichem Blutverlust tritt vermehrt Hämolyse auf, da die Rückführung der Blutzellen mit entsprechend höherer Geschwindigkeit erfolgen muss, um Hypotonie , pH-Wert- Ungleichgewicht und weitere hämodynamische und blutspiegelbedingte Störungen zu vermeiden. Die Modellierung von Flüssigkeitsströmungen zur Vorhersage der Wahrscheinlichkeit einer Erythrozytenmembranruptur unter Belastung ist ein aktives Forschungsgebiet. ^{[ 28 ]}

Die Visualisierung des physikalischen Erscheinungsbildes der Hämolyse in kultivierten Blutproben kann als Hilfsmittel zur Bestimmung der Spezies verschiedener grampositiver Bakterieninfektionen ( z . B. Streptokokken ) verwendet werden.

Hämolyse wird manchmal auch als Hämatolyse , Erythrolyse oder Erythrocytolyse bezeichnet . Die Wörter Hämolyse ( / h iː ˈ m ɒ l ɪ s ɪ s / ) ^{[ 1 ]} und Hämatolyse ( / ˌ h iː m ə ˈ t ɒ l ɪ s ɪ s / ) ^{[ 29 ]} verwenden beide Wortbestandteile, die die Idee der „ Lyse des Blutes“ vermitteln ( hämo- oder hämato- + -lyse ). Die Wörter Erythrolyse ( / ˌ ɛr ə ˈ θ r ɒ l ɪ s ɪ s / ) ^{[ 30 ]} und Erythrozytolyse ( / ə ˌ r ɪ θ roʊ s aɪ ˈ t ɒ l ɪ s ɪ s / ) ^{[ 31} ] verwenden beide Kombinationsformen, die die Idee der " ^Lyse von Erythrozyten" ( erythro- ± cyto- + -lysis ) vermitteln.

Rote Blutkörperchen (Erythrozyten) haben eine kurze Lebensdauer (etwa 120 Tage). Alte ( seneszente ) Zellen werden ständig abgebaut und durch Erythropoese durch neue ersetzt . Dieser Abbau- und Erneuerungsprozess wird als Erythrozytenumsatz bezeichnet. In diesem Sinne ist Erythrolyse oder Hämolyse ein normaler, kontinuierlicher Prozess. Diese Begriffe werden jedoch üblicherweise verwendet, um eine pathologische Lyse zu beschreiben .

Pulmonale Hypertonie wird zunehmend als Komplikation chronischer hereditärer und erworbener Hämolyse anerkannt. ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]} Freies Hämoglobin, das bei der Hämolyse freigesetzt wird, inaktiviert das gefäßerweiternde Stickstoffmonoxid (NO). ^{[ 32 ]} Hämolyse setzt außerdem Arginase frei, die L-Arginin , das für die NO-Synthese benötigte Substrat, verbraucht . ^{[ 32 ] [ 34 ]} Dies reduziert die NO-abhängige Gefäßerweiterung ^{[ 32 ]} und induziert die Aktivierung von Thrombozyten , Thrombinbildung , prokoagulatorischen Faktoren und Gewebefaktor ^{[ 32 ]} , was zur Thrombosebildung beiträgt . [ ^{32 ] Dies} kann zu Ösophagusspasmen und Dysphagie , Bauchschmerzen , erektiler Dysfunktion , systemischer Hypertonie , verminderter Organdurchblutung , Förderung von Entzündungen und Gerinnung sowie Thrombosen führen . ^{[ 35 ]}

Chronische Hämolyse kann auch zu Endotheldysfunktion , verstärkten Endothelin -1-vermittelten Reaktionen und Vaskulopathie führen . ^{[ 32 ] [ 36 ]} Die Freisetzung von Häm führt zur Bilirubinbildung und zum Verbrauch von Plasmaproteinen wie Albumin , Haptoglobin und Hämopexin , was Gelbsucht verursachen kann . ^{[ 37 ] [ 38 ]} Außerdem kann sie zu erhöhten Konzentrationen des Häm-Abbauprodukts Stercobilin im Stuhl führen. ^{[ 24 ]}

Bei Patienten mit hämolytischen Erkrankungen scheint eine Splenektomie das Risiko einer Lungenembolie zu erhöhen . ^{[ 32 ]}

Komplikationen können auch durch die erhöhte Belastung der Niere entstehen, da diese Erythropoietin ausschüttet, um das Knochenmark zur Produktion von mehr Retikulozyten (Vorläuferzellen der roten Blutkörperchen) anzuregen und so den durch die Hämolyse bedingten Verlust roter Blutkörperchen auszugleichen. ^{[ 24 ]}

• Auswirkungen der Hämolyse auf klinische Proben