Hämolyse

Klassifikation nach ICD-10 ⓘ
D55-D59	Hämolytische Anämien
P55-59	Hämolytische Krankheiten und Hämolyse beim Neugeborenen
ICD-10 online (WHO-Version 2019)

Hämolyse in Blutproben in Salzlösung (rechts) im Vergleich zu nichthämolysiertem Blut in derselben Lösung ⓘ

α-, β- und γ-Hämolyse auf Blutagar ⓘ

Als Hämolyse ([hɛmoˈlyːzə]; von altgriechisch αἷμα haíma „Blut“ und λύσις lýsis „Lösung, Auflösung, Beendigung“), früher auch Erythrozytenzerfall und Blutuntergang genannt, bezeichnet man die Auflösung von roten Blutkörperchen, den Erythrozyten. Man unterscheidet zwischen der physiologischen Hämolyse nach 120 Tagen und der gesteigerten Hämolyse. Die gesteigerte Hämolyse geht mit einer verkürzten Lebensdauer der Erythrozyten einher. Es kommt zu einer Anämie, falls der Abbau der Erythrozyten die kompensatorische Neubildung übersteigt. ⓘ

Ein natürlicher verstärkter Abbau findet direkt nach der Geburt statt, da dann die fetalen Erythrozyten abgebaut werden müssen und durch Erythrozyten für die Atmung mit Luftsauerstoff ersetzt werden. ⓘ

Als Hämolyse wird auch eine Eigenschaft von Mikroorganismen bezeichnet, Erythrozyten durch Hämolysine zu zersetzen. Nachgewiesen werden kann dies mit Hilfe von Blutagarplatten. Auf diesen können dann unterschieden werden:

• α-Hämolyse: Sogenannte „Vergrünung“: Die Bakterien produzieren keine Hämolysine, sie rufen auf Blutagar eine grünliche Zone hervor, die nicht auf eine echte Hämolyse, sondern auf eine Entfärbung und einen Kaliumverlust der roten Blutkörperchen zurückzuführen ist. Die Reduktion des Hämoglobins zu Biliverdin verursacht die grüne Färbung. Es finden sich noch intakte Erythrozyten. "α-Hämolyse" sollte nicht mit "α-Hämolysinen" verwechselt werden. Letztere sind Exotoxine (zum Beispiel von Staphylococcus aureus), die durch Bildung einer Membranpore die osmotische Lyse einer Zelle bewirken können. Sind sie damit bei Erythrozyten erfolgreich, erreichen sie also eigentlich eine "β-Hämolyse".
• β-Hämolyse: Weitgehende Auflösung der Erythrozyten und des Hämoglobins, also eine echte Hämolyse. Die Bakterien produzieren Streptolysin O oder S und sind von einer klaren Hämolysezone umgeben, das Hämoglobin wird vollständig abgebaut. In diesem Bereich sind alle Erythrozyten vollständig hämolysiert.
• γ-Hämolyse: Keine Veränderung der Erythrozyten, γ-Hämolyse ist also keine Hämolyse, γ-hämolytische Bakterien hämolysieren nicht. ⓘ

Hämolyse ⓘ
Andere Bezeichnungen	Hämolyse (alternative Schreibweise), Hämatolyse, Erythrolyse oder Erythrozytolyse
Fachgebiet	Pathologie
Komplikationen	Nierenversagen, Nierenerkrankung
Ursachen	Osmose

Eine rote Blutzelle in einer hypotonen Lösung, wodurch Wasser in die Zelle eindringt ⓘ

Ein rotes Blutkörperchen in einer hypertonen Lösung, wodurch Wasser aus der Zelle fließt ⓘ

Etymologie

Von hemo- + -lysis, aus dem Altgriechischen: [n] αἷμα (haîma, "Blut") + λύσις (lúsis, "Auflockerung"). ⓘ

Im Inneren des Körpers

Eine Hämolyse im Körper kann durch eine Vielzahl von Krankheiten verursacht werden, darunter einige Parasiten (z. B. Plasmodium), einige Autoimmunerkrankungen (z. B., Autoimmunhämolytische Anämie, arzneimittelinduzierte hämolytische Anämie, atypisches hämolytisch-urämisches Syndrom (aHUS)), einige genetische Erkrankungen (z. B. Sichelzellkrankheit oder G6PD-Mangel) oder Blut mit einer zu niedrigen Konzentration gelöster Stoffe (hypoton für die Zellen). ⓘ

Die Hämolyse kann zu einer Hämoglobinämie führen, da Hämoglobin in das Blutplasma freigesetzt wird, das eine wichtige Rolle bei der Pathogenese der Sepsis spielt und aufgrund seiner hemmenden Wirkung auf das angeborene Immunsystem zu einem erhöhten Infektionsrisiko führen kann. ⓘ

Parasitäre Hämolyse

Da der Fütterungsprozess der Plasmodium-Parasiten die roten Blutkörperchen schädigt, wird die Malaria in der medizinischen Fachliteratur manchmal als "parasitäre Hämolyse" bezeichnet. ⓘ

HELLP, Präeklampsie oder Eklampsie

Siehe HELLP-Syndrom, Präeklampsie und Eklampsie ⓘ

Hämolytische Erkrankung des Neugeborenen

Bei der hämolytischen Erkrankung des Neugeborenen handelt es sich um eine Autoimmunerkrankung, die dadurch entsteht, dass die Antikörper der Mutter über die Plazenta auf den Fötus übergehen. Sie tritt meist dann auf, wenn die Mutter zuvor mit Blutantigenen in Kontakt gekommen ist, die auf dem Fötus vorhanden, ihr aber fremd sind, entweder durch eine Bluttransfusion oder in einer früheren Schwangerschaft. ⓘ

Hämolytische Anämie

Da die In-vivo-Hämolyse die roten Blutkörperchen zerstört, kann sie in unkontrollierten, chronischen oder schweren Fällen zu einer hämolytischen Anämie führen. ⓘ

Hämolytische Krise

Eine hämolytische Krise oder hyperhämolytische Krise ist durch eine beschleunigte Zerstörung der roten Blutkörperchen gekennzeichnet, die zu Anämie, Gelbsucht und Retikulozytose führt. Hämolytische Krisen sind bei Sichelzellkrankheit und G6PD-Mangel ein großes Problem. ⓘ

Verschlucken von Giftstoffen oder Vergiftung

Die Einnahme von Paxillus involutus kann eine Hämolyse verursachen. ⓘ

Hämolyse im Weltraum

Der Weltraumflug kann eine Hämolyse verursachen. ⓘ

Intrinsische Ursachen

Eine Hämolyse kann durch intrinsische Defekte in den roten Blutkörperchen selbst verursacht werden:

• Defekte in der Produktion der Erythrozytenmembran (wie bei der hereditären Sphärozytose und der hereditären Elliptozytose)
• Defekte in der Hämoglobinproduktion (wie bei Thalassämie, Sichelzellkrankheit und kongenitaler dyserythropoetischer Anämie)
• Defekte des Erythrozytenstoffwechsels (z. B. 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 komplementbedingte intravaskuläre hämolytische Anämie gekennzeichnet ist. ⓘ

Extrinsische Ursachen

Die extrinsische Hämolyse wird durch die Umgebung der roten Blutkörperchen verursacht:

• Zu den immunvermittelten Ursachen können vorübergehende Faktoren wie bei einer Mycoplasma-pneumoniae-Infektion (Kälteagglutinin-Krankheit) oder dauerhafte Faktoren wie bei Autoimmunerkrankungen wie der autoimmunhämolytischen Anämie (die ihrerseits häufiger bei Krankheiten wie systemischem Lupus erythematodes, rheumatoider Arthritis, Hodgkin-Lymphom und chronischer lymphatischer Leukämie auftritt) gehören.
• Hämolytische Anämie der Spornzellen
• Jede der Ursachen für Hypersplenismus (erhöhte Aktivität der Milz), wie z. B. portale Hypertension.
• Eine erworbene hämolytische Anämie tritt auch bei Verbrennungen und als Folge bestimmter Infektionen (z. B. Malaria) auf.
• Bleivergiftungen oder Vergiftungen durch Arsin oder Stibin verursachen eine nicht-immune hämolytische Anämie.
• Bei Läufern kann sich eine hämolytische Anämie aufgrund einer "Fußhämolyse" entwickeln, d. h. der Zerstörung der roten Blutkörperchen in den Füßen beim Aufprall.
• Eine geringgradige hämolytische Anämie tritt bei 70 % der Empfänger von Herzklappenprothesen auf, eine schwere hämolytische Anämie bei 3 %. ⓘ

Intravaskuläre Hämolyse

Intravaskuläre Hämolyse beschreibt eine Hämolyse, die hauptsächlich innerhalb der Gefäße stattfindet. Infolgedessen wird der Inhalt der roten Blutkörperchen in den allgemeinen Kreislauf freigesetzt, was zu einer Hämoglobinämie führt und das Risiko einer anschließenden Hyperbilirubinämie erhöht. ⓘ

Intravaskuläre Hämolyse kann auftreten, wenn rote Blutkörperchen von Autoantikörpern angegriffen werden, was zu einer Komplementfixierung führt, oder wenn sie durch Parasiten wie Babesien geschädigt werden. Außerdem kann eine thrombotische Mikroangiopathie (TMA) zu einer Hämolyse der roten Blutkörperchen führen. TMA wird häufig bei aHUS-Patienten beobachtet, wenn sich in den kleinen Gefäßen der Niere Gerinnsel bilden, die zu einer Schädigung der roten Blutkörperchen führen, wenn diese versuchen, durch die verengten Gefäße zu gelangen. ⓘ

Extravaskuläre Hämolyse

Extravaskuläre Hämolyse bedeutet, dass die Hämolyse in der Leber, der Milz, dem Knochenmark und den Lymphknoten stattfindet. In diesem Fall entweicht wenig Hämoglobin in das Blutplasma. Die Makrophagen des retikuloendothelialen Systems in diesen Organen verschlingen und zerstören strukturell defekte oder mit Antikörpern behaftete rote Blutkörperchen und geben unkonjugiertes Bilirubin in den Blutplasmakreislauf ab. Typischerweise zerstört die Milz leicht abnorme rote Blutkörperchen oder solche, die mit Antikörpern vom Typ IgG beschichtet sind, während schwer abnorme rote Blutkörperchen oder solche, die mit Antikörpern vom Typ IgM beschichtet sind, im Blutkreislauf oder in der Leber zerstört werden. ⓘ

Ist die extravaskuläre Hämolyse ausgedehnt, kann sich Hämosiderin in der Milz, dem Knochenmark, der Niere, der Leber und anderen Organen ablagern und zu einer Hämosiderose führen. ⓘ

Außerhalb des Körpers

Hämolyse von Blutproben. Rote Blutkörperchen ohne (links und Mitte) und mit (rechts) Hämolyse. Wenn nur 0,5 % der roten Blutkörperchen hämolysiert sind, führt das freigesetzte Hämoglobin zu einer blassroten oder kirschroten Färbung des Serums oder Plasmas. Beachten Sie, dass die hämolysierte Probe klarer erscheint, da deutlich weniger Zellen vorhanden sind, die das Licht streuen. ⓘ

Die In-vitro-Hämolyse kann durch unsachgemäße Technik bei der Entnahme von Blutproben, durch die Auswirkungen der mechanischen Verarbeitung von Blut oder durch bakterielle Einwirkungen in kultivierten Blutproben verursacht werden. ⓘ

Von der Probenentnahme

Die meisten Ursachen der In-vitro-Hämolyse hängen mit der Probenentnahme zusammen. Schwierige Entnahmen, unsichere Leitungsverbindungen, Kontaminationen und falsche Nadelgrößen sowie unsachgemäßes Mischen von Röhrchen und falsch gefüllte Röhrchen sind häufige Ursachen für Hämolyse. Eine übermäßige Absaugung kann dazu führen, dass die roten Blutkörperchen auf ihrem Weg durch die Injektionsnadel aufgrund von Turbulenzen und physikalischen Kräften zerquetscht werden. Eine solche Hämolyse ist wahrscheinlicher, wenn die Venen eines Patienten schwer zu finden sind oder wenn sie bei der Blutentnahme mit einer Spritze oder einem modernen Vakuumschlauch kollabieren. Erfahrung und die richtige Technik sind für jeden Phlebotomisten, jede Krankenschwester und jeden Arzt entscheidend, um eine Hämolyse zu verhindern. ⓘ

Die In-vitro-Hämolyse bei der Probenentnahme kann zu ungenauen Labortestergebnissen führen, da das umgebende Plasma mit dem Inhalt der hämolysierten roten Blutkörperchen kontaminiert wird. So ist beispielsweise die Kaliumkonzentration in den roten Blutkörperchen viel höher als im Plasma, so dass bei biochemischen Untersuchungen von hämolysiertem Blut in der Regel ein erhöhter Kaliumspiegel festgestellt wird. ⓘ

Auch nach der Blutentnahme kann es in einer Probe zu einer In-vitro-Hämolyse kommen, die auf äußere Faktoren zurückzuführen ist, z. B. auf eine längere Lagerung, falsche Lagerungsbedingungen und übermäßige physikalische Kräfte durch Fallenlassen oder kräftiges Mischen des Röhrchens. ⓘ

Bei der mechanischen Blutverarbeitung während eines chirurgischen Eingriffs

Bei einigen chirurgischen Eingriffen (insbesondere bei Herzoperationen), bei denen ein erheblicher Blutverlust zu erwarten ist, werden Maschinen zur intraoperativen Blutgewinnung eingesetzt. Mit einer Zentrifuge wird dem Patienten Blut entnommen, die roten Blutkörperchen werden mit normaler Kochsalzlösung gewaschen und in den Blutkreislauf des Patienten zurückgeführt. Eine Hämolyse kann auftreten, wenn die Zentrifuge zu schnell rotiert (in der Regel mit mehr als 500 Umdrehungen pro Minute) - im Grunde handelt es sich um eine Hämolyse, die außerhalb des Körpers stattfindet. Eine verstärkte Hämolyse tritt bei massiven plötzlichen Blutverlusten auf, da der Prozess der Rückführung der Zellen eines Patienten mit einer entsprechend höheren Geschwindigkeit erfolgen muss, um Hypotonie, ein pH-Ungleichgewicht und eine Reihe anderer hämodynamischer und Blutspiegel-Faktoren zu vermeiden. Die Modellierung von Flüssigkeitsströmen zur Vorhersage der Wahrscheinlichkeit einer Ruptur der Erythrozytenmembran als Reaktion auf Stress ist ein aktives Forschungsgebiet. ⓘ

Aus Bakterienkulturen

Hämolyse durch Streptokokken. Beispiele für die von (von links) alpha-, beta- und gamma-hämolysierenden Streptokokken erzeugten Blutkulturmuster. ⓘ

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

Nomenklatur

Die Hämolyse wird manchmal auch als Hämatolyse, Erythrolyse oder Erythrozytolyse bezeichnet. Die Wörter Hämolyse (/hiːˈmɒlɪsɪs/) und Hämatolyse (/ˌhiːməˈtɒlɪsɪs/) verwenden beide zusammengesetzte Formen, die die Idee der "Lyse von Blut" (Hämo- oder Hämato- + -lyse) vermitteln. Die Wörter Erythrolyse (/ˌɛrəˈθrɒlɪsɪs/) und Erythrozytolyse (/əˌrɪθroʊsaɪˈtɒlɪsɪs/) verwenden beide Kombinationsformen, die die Idee der "Lyse von Erythrozyten" (erythro- ± cyto- + -lysis) vermitteln. ⓘ

Rote Blutkörperchen (Erythrozyten) haben eine kurze Lebensdauer (etwa 120 Tage), und alte (alternde) Zellen werden ständig entfernt und durch neue ersetzt (Erythropoese). Dieser Abbau-/Ersetzungsprozess wird als Erythrozytenumsatz bezeichnet. In diesem Sinne ist die Erythrolyse oder Hämolyse ein normaler Prozess, der ständig stattfindet. Diese Begriffe werden jedoch in der Regel verwendet, um anzuzeigen, dass die Lyse pathologisch ist. ⓘ

Komplikationen

Die pulmonale Hypertonie wird zunehmend als Komplikation der chronischen hereditären und erworbenen Hämolyse erkannt. Freies Hämoglobin, das während der Hämolyse freigesetzt wird, inaktiviert den Vasodilatator Stickstoffmonoxid (NO). Die Hämolyse setzt auch Arginase frei, die L-Arginin, das für die NO-Synthese benötigte Substrat, abbaut. Dadurch wird die NO-abhängige Vasodilatation reduziert und eine Thrombozytenaktivierung, Thrombinbildung, prokoagulierende Faktoren und die Aktivierung des Gewebefaktors induziert, was zur Bildung einer Thrombose beiträgt. Dies kann zu Speiseröhrenspasmus und Dysphagie, Bauchschmerzen, Erektionsstörungen, systemischem Bluthochdruck, verminderter Organdurchblutung, Förderung von Entzündungen und Gerinnung sowie Thrombose führen. ⓘ

Eine chronische Hämolyse kann auch zu endothelialer Dysfunktion, verstärkten Endothelin-1-vermittelten Reaktionen und Vaskulopathie führen. Die Freisetzung von Häm führt zur Bildung von Bilirubin und zur Verarmung von Plasmaproteinen wie Albumin, Haptoglobin und Hämopexin, was zu Gelbsucht führen kann. Es kann auch zu erhöhten Konzentrationen des Häm-Abbauprodukts Stercobilin im Stuhl führen. ⓘ

Die Splenektomie von Personen mit hämolytischen Störungen scheint das Risiko der Entwicklung einer Lungenthrombose zu erhöhen. ⓘ

Komplikationen können auch durch die erhöhte Arbeitsbelastung der Niere entstehen, die Erythropoietin ausschüttet, um das Knochenmark zur Produktion von mehr Retikulozyten (Vorstufen roter Blutkörperchen) anzuregen, um den Verlust roter Blutkörperchen durch die Hämolyse auszugleichen. ⓘ

Ursachen

Einen vermehrten (pathologischen) Abbau von Erythrozyten (Lebensdauer der Zellen unter 100 Tagen) findet man

• bei Erwachsenen:
  • mechanische Störungen (Gefäßveränderungen, Herzklappenprothesen oder auch bei extremen Märschen)
  • Membrandefekte der Erythrozyten (wie z. B. bei der Sichelzellanämie, nach Lichteinwirkung bei erythropoetischer Protoporphyrie)
  • durch Infektionen wie z. B. bei Malaria
  • immunologische Störungen
  • Gifte, entweder biogene (z. B. von Streptokokken oder bestimmten Spinnenarten) oder abiotische (z. B. Arsenwasserstoff)
  • Morbus Waldenström
• bei Neugeborenen: (siehe Lebensphase) deutlich vermehrter Abbau innerhalb weniger Stunden oder Tage
  • physiologisch durch den vermehrten Umbau des fetalen zu „normalem“ Hämoglobin
  • bei Blutgruppen- oder Rhesusfaktor-Unverträglichkeiten zwischen Mutter und Kind ⓘ

Werden mehr Erythrozyten abgebaut als gebildet werden, dann entsteht eine Blutarmut (Anämie). ⓘ

Beim Abbau von Erythrozyten entsteht Bilirubin, sodass bei vermehrtem Abbau auch vermehrt Bilirubin und dadurch eine Gelbsucht entstehen kann. ⓘ

Diagnostik

Zum Ausschluss einer Hämolyse werden folgende Laborparameter bestimmt:

• Die LDH (das Enzym Lactatdehydrogenase), ein Marker für den Zelluntergang. Bei Hämolyse ist dieser meistens erhöht.
• Die Retikulozytenzahl (Retikulozyten sind junge, unreife Erythrozyten, die beim Untergang von Erythrozyten vermehrt im Blut zu finden sind.)
• Indirektes Bilirubin, welches in der Leber noch nicht konjugiert wurde, ist schon relativ früh bei Hämolyse erhöht.
• Haptoglobin, ein im Blut vorkommendes Protein, welches zum Einfangen von freiem Hämoglobin dient, kann erniedrigt sein. Es gilt als empfindlichster Parameter bei intravasalen hämolytischen Anämien.
• Freies, d. h. nicht in Erythrozyten oder Haptoglobin gebundenes Hämoglobin im Blut und im Urin ist nur bei schwerer Hämolyse zu finden. ⓘ

Behandlung

In akuten Fällen können Transfusionen von Erythrozytenkonzentraten notwendig sein. Ansonsten sollten soweit möglich die Ursachen behandelt werden. ⓘ

Normalwerte der Erythrozytenanzahl und des Bilirubins in den Artikeln Blutuntersuchung und Urinuntersuchung. ⓘ