Warum ist Blut rot? Erklärung

Warum ist Blut rot, Erklärung


Die rote Farbe des Blutes kommt durch die Anwesenheit der roten Blutkörperchen zustande. Diese enthalten Hämoglobin, das mithilfe von Eisen-Ionen Sauerstoff binden kann. Da der im gesamten Körper benötigte Sauerstoff nur schlecht wasserlöslich ist, ist der Umweg über die Bindung an ein Protein notwendig – genauer an das Eisen im Hämring.

Warum ist Blut rot? Erklärung

Sauerstoffarmes, dunkelrotes Blut wird aus dem Körper durch die Kraft des Herzens und der Gefäße in die Lunge gepumpt und dort mit Sauerstoff beladen. Anschließend gelangt das sauerstoffreiche, daher charakteristisch hellrote Blut in die Arterien und transportiert den lebenswichtigen Sauerstoff zu allen Organen.

Im Muskel wird der Sauerstoff vom Hämoglobin auf das Myoglobin übertragen und bis zur weiteren Verwendung gespeichert. Wichtig hierbei ist die Eigenschaft von Myoglobin, Sauerstoff stärker an sich zu ziehen als das Hämoglobin, man spricht von einer stärkeren Affinität, wobei der Sauerstoffpartialdruck usschlaggebend ist. Nach der Übertragung von Sauerstoff auf Myoglobin kann dieser weiter zu den unterschiedlichen Geweben transportiert und dort verwendet werden.

Außerdem bringt Hämoglobin Kohlendioxid zurück zur Lunge, wo es als Abfallprodukt wieder ausgeatmet wird. Der Transport von Kohlendioxid findet allerdings in Form von Bicarbonat statt. Daraus entsteht die wichtige Pufferwirkung für den Blut-ph-Wert, der nur geringfügige Schwankungen zulässt.

Die Struktur von Myoglobin

Das globuläre Myoglobin besteht aus dem Protein Globin und einer Hämgruppe, die ein zentrales, zweiwertiges Eisenion trägt und damit Sauerstoff binden kann. Häm besteht aus einem aromatisches Ringsystem mit vielen konjugierten Doppelbindungen, sodass Proteine mit Häm aufgrund der Lichtabsorption rot gefärbt sind.

Die Struktur von Hämoglobin

Hämoglobin besteht aus insgesamt vier Polypeptidketten, die sich aus Aminosäuren zusammensetzen: Zwei Alpha- und zwei Beta-Ketten. Diese tragen jeweils eine eisenhaltige Hämgruppe, daher kann Hämoglobin im Gegensatz zu Myoglobin maximal sogar vier Sauerstoff-Moleküle binden. Die Proteinhülle dient als Schutz vor Oxidation zu dreiwertigem Eisen (dieses wird dann als Methämoglobin bezeichnet), das stattdessen Wasser an sich bindet. Freies Häm ohne Proteinhülle würde außerdem Kohlenmonoxid irreversibel an sich binden und zu einer Vergiftung führen.

Man bezeichnet die spezifische Faltung von Hämoglobin und Myoglobin auch als „globin fold“, beim Hämoglobin ergibt sich so die Form eines Tetraeders. In dessen Mitte befindet sich eine wassergefüllte Pore, die eine Rolle in Bezug auf die Sauerstoff-Affinität spielt. Für die Abgabe und Aufnahme des Sauerstoffs durch Hämoglobin sind neben Kohlendiioxid und 2,3-Bisphosphoglyerat auch Protonen, die beim aeroben Stoffwechsel entstehen, verantwortlich. Sie bewirken jeweils einen Wechsel zwischen der T- und der R-Form von Hämoglobin, wobei T für „tense“ (angespannt) und R für „relaxed“ (entspannt) steht.

Ähnliche bunte Moleküle

Große Systeme von konjugierten Doppelbindungen sind durch die Absorption von Licht farbig. Ein Beispiel hierfür ist neben dem bereits erwähnten Häm mit seinen Ringsystemen auch Chlorophyll, das eine ähnliche Struktur aufweist. Allerdings befindet sich im Chlorophyll statt zweiwertigem Eisen zweiwertiges Magnesium und zeigt eine grüne Farbe.

Konjugierte Doppelbindungen als Ringsystem sind außerdem in Form der Anthocyane in der Natur vertreten, man findet sie in Heidelbeeren, Rotkohl oder Kirschen. Diese Färbung ist allerdings abhängig vom pH-Wert: Im sauren Bereich überwiegt die Rotfärbung, im basischen Bereich zeigen sie eine blaue Farbe. Anthocyane können auch Komplexe mit Eisen oder Aluminium bilden, sodass eine Blauverschiebung stattfindet, ein Beispiel hierfür ist die blaue Farbe von Hortensien.

Die chemische Gemeinsamkeit von konjugierten Doppelbindungen als lange Kette, die Licht absorbiert und daher eine spezifische Färbung zeigt, findet man beispielsweise auch als oranges ß-Carotin in Karotten oder rotes Lycopin in Tomaten.

Autor: Pierre von BedeutungOnline

Hallo, ich bin Autor und Macher von BedeutungOnline. Bei BedeutungOnline dreht sich alles um Worte und Sprache. Denn wie wir sprechen und worüber wir sprechen, formt wie wir die Welt sehen und was uns wichtig ist. Das darzustellen, begeistert mich und deswegen schreibe ich für dich Beiträge über ausgewählte Worte, die in der deutschen Sprache gesprochen werden. Seit 2004 arbeite ich als Journalist. Ich habe Psychologie und Philosophie mit Schwerpunkt Sprache und Bedeutung studiert. Ich arbeite fast täglich an BedeutungOnline und erstelle laufend für dich neue Beiträge. Mehr über BedeutungOnline.de und mich erfährst du hier.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert