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Die Farbe des Blutes
von Justine
Ich bin 18 Jahre alt und Schülerin an einem Gymnasium in Stade. Außerdem interessiere ich mich seit Jahren für Chemie und Biologie und möchte nach meinem Abitur auch gerne in die Richtung eine Ausbildung beginnen.
Seit ich klein bin war ich schon oft bei Ärzten und von Zeit zu Zeit wurde mir auch mal Blut abgenommen. Blut ist rot das weiß jeder. Je älter ich wurde, desto weniger musste ich zum Arzt. In meinem Seminarfach in der elften Klasse behandelten wir Farben und Farbstoffe. Dabei kam mir das Blut wieder in den Sinn und die Frage warum Blut rot ist. So habe ich das Thema in der Facharbeit behandelt. Dabei bin ich auf viele Aspekte eingegangen, die das Blut aufweist. Vieles davon ist kaum bekannt und einiges faszinierte mich sehr, denn je länger ich schrieb, desto mehr wurde mir bewusst, wie wichtig diese rote Flüssigkeit in unserem Körper ist. Ziemlich zum Schluss der Schreibzeit hat mir mein Lehrer ein Versuch gezeigt, bei dem Blut den Farbton ändert. Durch die fehlende Zeit habe ich nur einen kurzen Absatz verfassen können. Durch den Wettbewerb möchte ich gerne diesen Absatz ausführlich darstellen und anhand von Bildern und den Aufbau des Blutes erklären.
Dieses Bild ist das Endergebnis des vorhin erwähnten Versuchs. In den drei Reagenzgläsern wurde Blut (Rinderblut) pipettiert. Dann wurde je eine Blutprobe mit Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff versetzt. Dabei zeigte sich, dass sich das Blut, welches Sauerstoff hinzugeführt wurde, hellrot färbte (siehe im Bild links). Das Blut, welches Kohlenstoffdioxid hinzugeführt wurde, färbte sich dunkelrot (siehe im Bild mitte). Die Vergleichsprobe (siehe im Bild rechts) besaß einen Farbton, der zwischen den Versuchsproben anzuordnen ist.
Um erstmal zu erklären, warum die Vergleichsprobe einen Farbton zwischen den Versuchsproben besitzt, muss man auf den Aufbau des Blutes eingehen.
Aber was gibt dem Blut die rote Farbe?
Im Biologieunterricht lernt man, dass im Blut Erythrozyten, Leukozyten und Thrombozyten enthalten sind. Diese werden auch als rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und Blutplättchen bezeichnet. Bei den Bezeichnungen fällt auf, dass bei den roten Blutkörperchen, den Erythrozyten, die Farbe rot eine Rolle spielt.
Tatsächlich sind die Erythrozyten nicht nur für den Transport von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid verantwortlich. Die Erythrozyten erhalten bei ihrer Synthese im Blut das Protein Hämoglobin, welches für die Rotfärbung verantwortlich ist. Hämoglobin selbst enthält eine Häm-Gruppe und eine Globin-Gruppe (Protein). Die Häm-Gruppe ist die Farbgebende Komponente im Hämoglobin.
Wie kann man überhaupt Farben sehen?
Ein weiterer wichtiger Faktor, den es zu klären gilt, ist, wie man überhaupt Farben sehen kann. Das hängt mit dem Licht und der sogenannten Absorption und Reflektion von Licht zusammen. Doch zuerst muss das Wort Licht definiert werden.
Licht besteht aus elektromagnetischen Wellen. Es kann aus Wellen mit unterschiedlichen Wellenlängen bestehen. Jede Wellenlänge, die in dem sichtbaren Spektrum (für das menschliche Auge) liegt, besitzt eine Farbe. Wenn von einem Körper, auf dem weißes Licht fällt, bestimmte Wellenlängen absorbiert (Lichtaufnahme) werden, wird der restliche Anteil reflektiert. Dadurch, dass ein Teil der Wellenlängen absorbiert wurde, entsteht mit dem restlichen Teil eine Farbe. Somit erscheint uns der Körper farbig.
Bei Blut absorbiert das Eisenatom in der Häm-Gruppe den grünen, blauen und violetten Teil des weißen Lichts. Der restliche Teil (also der rote, orangene und gelbe Anteil) wird reflektiert und es entsteht die rote Farbe des Blutes. Die rote Farbe kann man nur erkennen, da es eine Vielzahl an Häm-Gruppen im menschlichen Blut gibt, die genug rotes Licht reflektieren.
Bei dieser Spektroskopie, die ich selber durchgeführt habe, kann man nochmal deutlich sehen, dass ein Großteil des blauen, violetten, grünen und zum Teil auch gelben Lichts absorbiert wird.
Und warum entstehen die verschiedenen Rottöne?
Auch wenn jetzt soweit klar ist, wie die Farbe entsteht, ist noch die Frage der verschiedenen Rottöne offen. Diese hängen mit den hinzugefügten Gasen zusammen. Erythrozyten können, wie oben schon erwähnt, sowohl Sauerstoff als auch Kohlenstoffdioxid aufnehmen und auch abgeben.
Durch die jeweiligen Bindungen mit dem Sauerstoff und dem Kohlenstoffdioxid verändern sich die Absorptionsspektren der Hämoglobine. Die Bindung mit Sauerstoff oder Kohlenstoffdioxid verändert das Hämolgobinmolekül so, dass sich dem entsprechend die Absorptionsspektren auch verändern. Dieses ist bei der oberen Abbildung zu erkennen. Hämoglobin mit Sauerstoff besitzt ein Absorptionsmaximum bei ca. 540 und 580 Nanometer. Das entspricht dem grünen Licht. Daraus kann man schließen, dass viel grünes Licht absorbiert wird. Nach dem zweiten Absorptionsmaximum fällt die Absorptionsrate, bis diese bei ca. 640 Nanometer auf null ist. Somit wird weiterhin nur ein wenig des gelben und orangenen Licht absorbiert. Durch das reflektierte orangene und gelbe und rote Licht, entsteht die hellrote Frage.
Bei der Bindung des Hämoglobins mit Kohlenstoffdioxid fällt auf, dass mehr organgenes und gelbes Licht absorbiert wird. Dadurch sind die Wellenlängen, die reflektiert werden geringfügig anders, wodurch das Blut dunkelrot erscheint.
Somit ist erklärt, weshalb das Blut hell- und dunkelrot sein kann. Damit erschließt sich auch, warum die Vergleichsprobe einen Farbton zwischen den Versuchsproben besitzt. In dem Blut von der Versuchsprobe sind sowohl Oxy- als auch Desoxyhämoglobine enthalten, sodass sich das hellrot und dunkelrot zu einem neuen Farbton vermischt.
Wenn du also das nächste Mal zum Arzt gehst und Blut abgenommen bekommst, kannst du ja mal auf die Farbe deines Blutes achten. Darauf schließt du auch gleich, wie viel Sauerstoff in deinem Blut enthalten ist. Blut ist eine faszinierende Flüssigkeit und bietet eine vielfalt an Forschungsmöglichkeiten. Mit dem Versuch habe ich eine vorgestellt und hoffe bei euch Interesse für weitere Forschungen mit Blut geweckt zu haben.
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