So wehrt sich unser Körper gegen extreme Hitze

Nur noch ein Tag bis Ende Juni 2025, so Aemet, dürfte es in Spanien der wärmste seit Beginn der Wetteraufzeichnungen werden. Die Auswertung von Daten der letzten 50 Jahre ergab, dass Hitzewellen früher auftraten, sich über einen längeren Zeitraum ausbreiteten und in diesem Monat häufiger auftraten.

Bevor wir den Ventilatorknopf drücken, die Klimaanlage einschalten oder uns zum Abkühlen einen Fächer zufächeln, hat unser Körper bereits alle Hebel in Bewegung gesetzt, um die Gefahren extremer Hitze zu vermeiden .

Die Fähigkeit unseres Körpers, verschiedene Parameter konstant zu halten, wird als Homöostase bezeichnet. Dabei ist die Thermoregulation (unsere normale Körpertemperatur liegt zwischen 36,5 und 37 °C) bei extremer Hitze über 40 °C am stärksten beeinträchtigt. Daher muss unser Körper härter arbeiten, um einen Temperaturanstieg zu verhindern, der lebenswichtige Funktionen beeinträchtigen könnte.

Bei Stress durch übermäßige Hitze muss der menschliche Körper sich abkühlen. Dies geschieht durch zwei Mechanismen:

Zunächst wird der Blutfluss umverteilt und durch Gefäßerweiterung in der Haut erhöht, was den Wärmetransport von den Muskeln zur Haut und von der Haut nach außen verbessert. Anschließend schwitzen Sie, da Schweiß verdunstet und innere Wärme abtransportiert.

Diese physiologischen Reaktionen sind notwendig, um den Anstieg der Körpertemperatur zu begrenzen. Sie können sich jedoch je nach Alter unterschiedlich auswirken. Darüber hinaus werden sie durch andere Krankheiten oder die Einnahme bestimmter Medikamente verschlimmert, was negative Auswirkungen auf den Körper hat.

Durch die Umverteilung und den verstärkten Blutfluss zur Haut aufgrund der Gefäßerweiterung wird die Herzleistung gesteigert und der Herzfüllungsdruck gesenkt.

Das bedeutet, dass unser Herz stärker und schneller pumpen muss und dadurch mehr Sauerstoff in das Herzkranzgewebe gelangt. Bei Menschen mit Herzerkrankungen kann diese zusätzliche Belastung zu einer Herzischämie (verminderter Durchblutung), einem Herzinfarkt und schließlich zu einem Herz-Kreislauf-Zusammenbruch führen.

Verschiedene Studien haben gezeigt, dass Herz-Kreislauf-Erkrankungen die häufigste Todesursache bei Hitzewellen sind. Da weltweit schätzungsweise fast 500 Millionen Menschen an diesen Erkrankungen leiden, besteht in dicht besiedelten Gebieten, die von extremer Hitze betroffen sind, aufgrund der Kombination beider Faktoren das Risiko einer erhöhten Sterblichkeit.

Die Verdunstung von Schweiß kühlt unseren Körper. Allerdings führt sie auch dazu, dass durch den Wasserverlust das Blutvolumen abnimmt und die Herz-Kreislauf-Funktion beeinträchtigt wird. Darüber hinaus besteht das Risiko von Nierenschäden bis hin zum akuten Nierenversagen.

Deshalb ist es so wichtig, den Wassermangel unseres Körpers auszugleichen und die Auswirkungen einer Dehydrierung zu vermeiden.

Wenn unsere Wärmeregulierungsfähigkeit versagt, kann Überhitzung zu Hitzeerschöpfung führen, die aufgrund von Schäden am zentralen Nervensystem langfristige Folgen haben kann. Wenn sie nicht sofort behandelt wird, kann sie sogar tödlich sein.

Frühe Symptome wie Schwindel, Orientierungslosigkeit und Krampfanfälle weisen auf eine Funktionsstörung hin, die auf eine mögliche Kombination aus Hirnödem, zerebraler Ischämie und Stoffwechselstörungen zurückgeführt wird.

Bleibt der Blutflussmangel (Ischämie) nach der Blutumverteilung bestehen, können Zell-, Gewebe- und Organschäden auftreten. Besonders gefährdet sind Gehirn, Herz, Nieren, Darm, Leber und Lunge.

Hitzebedingte Lungenschäden werden durch erhöhte Lungenbelastung durch Hyperventilation verstärkt, die in direktem Zusammenhang mit dem Temperaturanstieg steht. Hinzu kommt die erhöhte Luftverschmutzung während Hitzewellen, die die zweithäufigste Todes- und Krankheitsursache während dieser Episoden darstellt.

Es stellt sich heraus, dass Hitze auch die Funktion des Immunsystems beeinflusst. Es ist wichtig zu bedenken, dass das angeborene Immunsystem durch Anzeichen von Gewebeschäden aktiviert wird, also durch die möglichen Folgen einer Infektion mit einem Erreger, an den wir uns nicht erinnern.

Darüber hinaus priorisiert unser Immunsystem und reagiert auf eine Bedrohung (die es als so gefährlich einstuft, dass sie unser Leben schnell beenden könnte) zwangsläufig, alle anderen Bedrohungen, die es als weniger wichtig erachtet, wie Erkältung, Grippe oder sogar Krebs, zu ignorieren. All diese Reaktionen werden gestoppt, während die unmittelbare Gefahr bekämpft wird.

Viele der Studien, die die Reaktion des Immunsystems auf extreme Hitze untersuchen, basieren auf Tierversuchen – wen interessiert es schon, wenn freiwillige Menschen über längere Zeit extremer Hitze ausgesetzt werden? –, sie lassen sich jedoch auf den Menschen übertragen.

Das erste Konzept, das einem in den Sinn kommt, wenn man über Hitze und Immunität spricht, ist Fieber.

Fieber ist ein Anstieg der Körpertemperatur, der nicht als Folge der Bekämpfung eines Krankheitserregers durch unser Immunsystem auftritt, sondern vielmehr ein Mittel in diesem Kampf ist.

Das heißt, der Anstieg der Körpertemperatur wird durch eine Veränderung des als optimal geltenden Temperaturbereichs verursacht. Auslöser sind Immunzellen, die Substanzen wie Interleukine, Interferon und Tumornekrosefaktor ausschütten. Unter diesen Bedingungen erreicht das Immunsystem seine optimale Funktion, um einen Krankheitserreger zu bekämpfen, der uns potenziell zu töten droht.

Wie wir bereits gesehen haben, unterscheidet sich Fieber stark von einem Hitzschlag, bei dem die Körpertemperatur aufgrund äußerer Faktoren ansteigt, die als optimal bezeichnete Körpertemperatur jedoch nicht variiert.

Steigen die Außentemperaturen, werden Proteine, die wir mit Hefen und Fliegen teilen, sogenannte Hitzeschockproteine ​​(HSPs), ins Blut freigesetzt. Ihre Funktion besteht darin, andere, empfindlichere Proteine ​​vor möglichen Konformationsänderungen durch erhöhte Temperaturen zu schützen, die ihre Funktionalität beeinträchtigen könnten. Sie wirken zudem entzündungsfördernd: Sie wirken wie Sirenen, die das Immunsystem vor Gefahren warnen.

Wir haben gesehen, dass als Mechanismus zur Senkung der Körpertemperatur das Blut in die äußeren Kapillaren fließt, um die Temperatur zu senken, und dass nicht genügend Blut den Rest des Körpers erreicht.

In den Bauchorganen kommt es zu Veränderungen der Darmschleimhaut, die zu einer erhöhten Porosität führen. Bakterienreste gelangen in die Blutbahn, wodurch TLRs (Toll-Like-Rezeptoren) auf Immunzellen aktiviert werden.

Unser Körper reagiert dann wie bei einer akuten Infektion: Alles konzentriert sich auf die Bekämpfung des vermeintlichen (nicht vorhandenen) Erregers. Die Regeneration des Darmgewebes wird gehemmt, und was bereits schlimm war, verschlimmert sich: Lymphozyten reagieren und vermehren sich, als hätten wir eine bakterielle Infektion im Blut (Sepsis).

In dieser Situation ist es am besten, extreme Hitze durch entsprechende Maßnahmen zu vermeiden. Dabei geht es nicht nur um die Steuerung der Klimaanlage, den Lüfterknopf und den Ventilator: Es ist wichtig, eine längere Einwirkung hoher Temperaturen zu vermeiden.

Wir müssen während der heißesten Stunden Arbeit und körperliche Betätigung im Freien vermeiden und den globalen Temperaturanstieg stoppen, der uns plagt und diese immer häufigeren Episoden verursacht, die unsere Gesundheit gefährden.

*Artikel ursprünglich veröffentlicht in „The Conversation“