Der Körper ist eine fein abgestimmte Maschine. Wie jede Maschine kann der Körper nicht mehr richtig funktionieren, wenn die Umgebung zu extrem wird. Unsere inneren Systeme arbeiten am besten bei 36,9 Grad Celsius. Unter gesunden Bedingungen reguliert der Körper seine Temperatur selbst. Das Gehirn und andere Organe arbeiten zusammen, um die Temperatur aufrechtzuerhalten. Wenn der Körper jedoch über einen längeren Zeitraum extremen Temperaturen ausgesetzt ist, kann er nicht mehr mithalten.
Hohe Temperaturen können zu Erschöpfung, Dehydrierung und sogar Ohnmacht führen. Wenn die Körpertemperatur 40 Grad Celsius erreicht, kann es zu einem Hitzschlag kommen. Ein Hitzschlag kann eine Reihe von körperlichen Funktionsstörungen auslösen und zu Schwindel, Übelkeit, Verwirrtheit und Zelltod führen. Wird die Körpertemperatur nicht rasch gesenkt, können bleibende Schäden am Gehirn und am Nervensystem entstehen.
Werfen wir also einen genaueren Blick auf den Hitzschlag und seine Warnzeichen. Wie wirkt er sich auf das Gehirn aus? Und wie kann man ihn an heißen Tagen vermeiden?
Wie regelt der Körper seine Temperatur?
Der Hypothalamus im unteren Teil des Gehirns steuert diese Funktion. Er erhält Informationen von Temperatursensoren auf der Haut und anderen Körperteilen, um die Temperatur zu überwachen und sicherzustellen, dass alles richtig funktioniert. Der Hypothalamus regelt die Reaktion des Körpers auf steigende oder fallende Temperaturen.
- Wenn die Körpertemperatur sinkt, sorgt der Hypothalamus dafür, dass sich die Muskeln schnell zusammenziehen und wieder entspannen. Das nehmen wir als Zittern wahr.
- Wenn die Körpertemperatur steigt, muss die Wärme nach außen abgegeben werden. Der Hypothalamus signalisiert den Schweißdrüsen, Schweiß zu produzieren, der beim Verdunsten kühlt. Er kann auch die Blutgefäße in der Nähe der Haut beeinflussen, so dass überschüssige Wärme im Blutkreislauf durch die Haut an die kühlere Luft außerhalb des Körpers abgegeben wird.
Was ist ein Hitzschlag?
Ein Hitzschlag manifestiert sich, wenn der menschliche Körper eine Innentemperatur von 40 Grad Celsius erreicht und klinische Anzeichen für einen Verlust der Nervenfunktion und Organschäden vorliegen. Zwar können einige Auswirkungen bereits vor Erreichen dieser Temperatur auftreten, doch wird die genannte Temperatur als magische Grenze betrachtet.
Bewegung trägt wesentlich zur Überhitzung bei, insbesondere bei Sportlern, die bei hohen Temperaturen trainieren. Aktive Muskeln produzieren viel Wärme. Diese Wärme kann die Fähigkeit des Körpers, sie abzugeben, übersteigen. Ein passiver Hitzschlag, der bei ruhendem Körper auftritt, betrifft vor allem ältere Menschen, insbesondere bei anhaltenden Hitzewellen.
Bei hohen Innentemperaturen wird die Durchblutung zu einem großen Problem. Wärme und Bewegung erweitern die Blutgefäße, so dass das Herz härter arbeiten muss, um den Blutfluss aufrechtzuerhalten. Eine erhöhte Herzfrequenz, besonders wenn man sich nicht bewegt, kann ein Warnzeichen dafür sein, dass die Körpertemperatur zu hoch ist. Wie jeder Muskel kann auch das Herz nur eine bestimmte Zeit arbeiten, bevor es erschöpft ist. Im fortgeschrittenen Stadium beginnt das Herz-Kreislauf-System zu versagen. Die Herzfrequenz sinkt und der Blutfluss verlangsamt sich. Wenn das Gehirn nicht mehr ausreichend durchblutet wird, kann es zu Verwirrung, Konzentrationsschwierigkeiten und Schwindel kommen. Das Gehirn signalisiert, langsamer zu gehen und sich hinzulegen, damit das Herz nicht so hart arbeiten muss.
Der Hypothalamus verlangsamt auch die Aktivität bestimmter Organe, um dem Energiebedarf von Herz und Lunge Vorrang einzuräumen. Darm, Nieren und andere Organe, die nicht direkt mit der Atmung oder kognitiven Funktionen in Verbindung stehen, werden bei steigender Körpertemperatur weniger aktiv, und die Durchblutung kann stark abnehmen, was zu einer Ischämie (Durchblutungsstörung) führt. Im schlimmsten Fall können diese Organe dauerhaft geschädigt werden. Sepsis kann die Folge eines schweren Hitzschlags sein, der durch den Verlust der Integrität des Magen-Darm-Trakts während der Hitzebelastung verursacht wird, und kann in vielen Fällen zum Tod führen.
Wie wirkt sich ein Hitzschlag auf das Gehirn aus?
Wird das Herz zu stark belastet, kann es aufhören zu schlagen und die Blutzufuhr zum Gehirn und zu anderen Organen unterbrechen. Der Sauerstoffmangel im Gehirn führt zur Ohnmacht, einer häufigen Nebenwirkung des Hitzschlags. Bei 40 Grad Celsius beginnt die Blut-Hirn-Schranke zu versagen. Diese Schranke trennt das Gehirngewebe vom Blutkreislauf und hält unerwünschte Partikel und Bakterien fern, lässt aber Sauerstoff und Nährstoffe durch, die das Gehirn benötigt. Bei hohen Temperaturen können sich unerwünschte Proteine und Ionen im Gehirn ansammeln, was häufig zu einer Entzündungsreaktion führt und die normale Funktion beeinträchtigt.
Auch hohe Temperaturen können zum Zelltod führen. Bei steigenden Temperaturen können sich Proteine entfalten, was zum Zelltod führen kann. Einige Zellen sind anfälliger als andere, was sich darauf auswirkt, welche Hirnregionen geschädigt werden. Das Kleinhirn ist eine der ersten Regionen, die absterben. Diese Region steuert unter anderem die motorischen Funktionen. Marathonläufer, die an einer Hitzekrankheit leiden, können schwanken oder zusammenbrechen, wenn ihre Muskelkontrolle versagt. Im Kleinhirn gibt es eine hohe Konzentration von Purkinje-Zellen, die empfindlich auf hohe Temperaturen zu reagieren scheinen. Wenn die Temperatur hoch genug ist, sterben viele dieser Zellen ab.