Experiment des Monats März 2010 Hämoglobin

Arterielles und venöses Blut unterscheiden sich in der Farbe: arterielles ist leuchtend rot, venöses erscheint violett-bläulich. Dieser Farbunterschied läßt sich auch in vitro demonstrieren.

Geräte:
Reagenzgläser, Meßpipette (5 ml), Eppendorf-Pipette (20µl) mit Pipettenspitze
Erythrozyten-Suspension (aus abgelaufenen Blutkonserven), Natriumdithionit.

Durchführung:
In das erste Reagenzglas 5 ml dest. Wasser geben, in das zweite 5 ml 0,02 M Na₂S₂O₄-Lösung. In beide Gläser 20 µl der Erythrozyten-Suspension geben und gut schütteln (am besten mit einem Vortex).
5 Minuten warten, nochmals schütteln und die Lösungen vergleichen.

Erklärung:
Im destillierten Wasser (hypotones Medium) platzen die Erythrozyten, wobei das Hämoglobin freigesetzt wird. Der Sauerstoffgehalt ist ausreichend, so daß praktisch nur Oxy-Hämoglobin (also mit O₂ gesättigtes) vorliegt. Natriumdithionit ist ein starkes Reduktionsmittel. Vorhandener Sauerstoff wird reduziert, es liegt nur Desoxy-Hämoglobin vor.
Hämoglobin (3D-Modell) besteht aus vier Untereinheiten. In jeder ist eine Häm-Gruppe gebunden. Häm besteht aus einem Porphyrin-System mit einem Eisen(II)-Ion als Zentralion. Eine axiale Position wird durch einen Imidazol-Ring eines Histidin der Globin-Kette besetzt, an der zweiten, freien Koordinationsstelle befindet sich im Oxy-Hämoglobin das Sauerstoff-Molekül im Desoxy-Hämoglobin ein Wassermolekül.
Der Sauerstoff-Ligand erzeugt ein starkes Ligandenfeld, woraus ein low-spin-Komplex resultiert, im Desoxy-Hämoglobin liegt ein high-spin-Komplex vor. Die beiden Komplexe weisen unterschiedliche Absorptionsbereiche auf - Oxy-Hb. absorbiert stärker im blauen Lichtspektrum als Desoxy-Hb. und erscheint daher "roter". Auf der unterschiedlichen Absorption beruht auch die Pulsoxymetrie (Messung der Sauerstoffsättigung im Blut).

Gefahren:
Bei der Arbeit mit Blutproben sind aus Sicherheitsgründen Schutzhandschuhe vorgeschrieben. Natriumdithionit wirkt reizend.

Entsorgung:
Die Lösungen kommen zum Schwermetall-Abfall.

Literatur & Links:
Chemie-Praktikum an der Charité - Universitätsmedizin Berlin
W. Kaim, B. Schwederski: Bioanorganische Chemie (4. Aufl.; Stuttgart: Thieme, 2005)
Lehrbücher der Biochemie

Februar 2010: Struvit-Kristalle

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Seite erstellt am: Sonntag, 28. Februar 2010, A. Schunk, Charité - Universitätsmedizin Berlin.  

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