Hitze: Wie viel hält der menschliche Körper aus?

Von Dennis Thompson HealthDay Reporter

(Gesundheitstag)

DONNERSTAG, 6. Juli 2023 (HealthDay News) – Rekordverdächtige Hitzewellen treffen die Vereinigten Staaten und die Welt und lassen viele fragen, wie viel davon ein Körper aushalten und noch überleben kann.

Laut einer kleinen, im Vereinigten Königreich durchgeführten Studie liegt die Grenze irgendwo zwischen 104 und 122 Grad Fahrenheit, wenn Sie völlig still sitzen.

Forscher sagen, dass sie beginnen, sich auf die hohen Temperaturen zu konzentrieren, die die Abwehrkräfte des menschlichen Körpers gegen Hitze zu überfordern beginnen, oder was sie die obere kritische Temperatur nennen.

„Wir stellen fest, dass bei einigen Personen, bei anderen jedoch nicht, die Stoffwechselrate im Ruhezustand zunimmt, wenn die Umgebungstemperatur hoch wird“, sagte der leitende Forscher Lewis Halsey, Professor an der University of Roehampton School of Life and Health Sciences in London.

„Eine Erhöhung der Stoffwechselrate erhöht die vom Körper erzeugte Wärme“, sagte Halsey. „Menschen, deren Stoffwechsel deutlich ansteigt, sind weniger gut an die Hitze angepasst, denn wenn es draußen heiß wird, produziert ihr Körper noch mehr Wärme.“

Die Studie ergab auch, dass Luftfeuchtigkeit die Situation verschlimmert, weil sie dazu führt, dass der Schweiß den Körper weniger effektiv kühlt, fügte Halsey hinzu.

„Wenn es heiß und feucht ist und es zu einem Anstieg der Stoffwechselrate kommt, ist dieser Anstieg tendenziell größer“, sagte er.

Halsey plante, seine neuesten Erkenntnisse diese Woche auf der Jahrestagung der Society for Experimental Biology in Edinburgh, Schottland, vorzustellen.

Das Verständnis dieser oberen kritischen Temperatur für den Menschen wird von entscheidender Bedeutung sein, da der Klimawandel dazu führt, dass sich über verschiedenen Teilen der Welt sengende Hitzekuppeln bilden, sagte Dr. Christopher Lemon, Assistenzprofessor für Notfallmedizin an der Johns Hopkins University School of Medicine.

„Wir werden bei extremer Hitze operieren, und ein bisschen mehr über die Auswirkungen auf den Körper und darüber zu verstehen, wann wir zu weit gehen, scheint für unsere Zukunft äußerst wichtig zu sein“, sagte Lemon.

Die neue Studie wurde veröffentlicht, als die Welt den heißesten Tag seit Beginn der Aufzeichnungen erlebte. Am Montag herrschte auf dem Globus eine durchschnittliche globale Temperatur von 62 Grad F, CNN gemeldet.

Eine Hitzekuppel tötete letzte Woche 13 Menschen in Texas und einen in Louisiana, und es wird erwartet, dass viele US-Städte Anfang Juli Rekordtemperaturen erreichen Associated Press genannt.

Über die untere kritische Temperatur für den Menschen, die bei etwa 30 °C liegt, sei bereits viel bekannt, erklärten Forscher in Hintergrundnotizen.

Unterhalb dieser Temperatur muss der menschliche Körper mehr Energie aufwenden, um die notwendige Kerntemperatur von 98,6 °C aufrechtzuerhalten, sagten Forscher. Wenn es kälter ist, greift der Körper auf Reaktionen wie Frösteln zurück, um mehr Körperwärme zu erzeugen.

Vor diesem Hintergrund wäre es sinnvoll, dass es auch eine obere kritische Temperatur gibt, bei der der Körper nicht in der Lage ist, sich abzukühlen, ohne mehr Energie zu verbrauchen, sagten die Forscher.

Der menschliche Körper reagiert auf Hitze mit der Produktion von Schweiß, der die Haut kühlt, wenn er verdunstet, sagte Halsey. Der Körper leitet außerdem mehr Blut zur Haut ab, damit das Blut durch das Schwitzen besser abkühlen kann.

Um diese und andere Reaktionen auf Hitze zu verfolgen, rekrutierten Halsey und sein Team 13 gesunde Menschen, die dreimal jeweils eine Stunde in einer Klimakammer verbrachten.

In der Kammer waren die Teilnehmer Temperaturen zwischen 104 und 122 Grad und einer Luftfeuchtigkeit zwischen 25 % und 50 % ausgesetzt. Sie wurden gebeten, ruhig zu bleiben und trugen eine leichte Weste und Shorts.

Die Forscher beobachteten einen besonders starken Anstieg der Stoffwechselrate zwischen der Grundtemperatur von 82 Grad und der höheren Hitze von 104 Grad.

Laut der Studie gab es auch einen weiteren starken Anstieg der Stoffwechselrate bei 122 Grad, als die Luftfeuchtigkeit von 25 % auf 50 % stieg.

„Bei hoher Luftfeuchtigkeit funktioniert das Schwitzen nicht besonders gut, da beim Schwitzen Wasser aus dem Körper verdunstet und die Verdunstung durch die Luftfeuchtigkeit verhindert wird, da in der Luft bereits ein hoher Wasserdampfdruck herrscht, der die Verdunstung verhindert“, sagt Halsey genannt.

Wie zu erwarten war, hatten die Teilnehmer bei 122 Grad und 50 % Luftfeuchtigkeit am meisten zu kämpfen, wie die Ergebnisse zeigten.

Die Forscher beobachteten auch einen Anstieg der Herzfrequenz mit zunehmender Hitze und Luftfeuchtigkeit, was zeigt, dass der Körper hart daran arbeitet, Blut zur Kühlung an die Haut zu transportieren.

Im Vergleich zum Ausgangswert von 82 Grad erlebten die Teilnehmer einen Anstieg der Herzfrequenz um 16 % bei 104 Grad und einen Anstieg um 64 % bei 122 Grad und 50 % Luftfeuchtigkeit.

„Dieser Anstieg der Herzfrequenz ist bei Frauen größer als bei Männern“, fügte Halsey hinzu.

Wie Hitze dem Körper schaden kann

Laut Experten kann extreme Hitze den Körper auf verschiedene Weise schädigen.

Erstens stellt ein Anstieg der Herzfrequenz und des Blutdrucks eine enorme Belastung für das Herz dar, sagte Dr. Howard Weintraub, klinischer Direktor des Zentrums für die Prävention kardiovaskulärer Erkrankungen an der NYU Langone Health in New York City.

Die Versuche des Körpers, sich abzukühlen, können auch die Leistung von Organen beeinträchtigen, sagte Dr. Barrak Alahmad, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Department of Environmental Health der Harvard TH Chan School of Public Health.

„Wenn der Körper erhitzt wird, verlagert sich das Blut von den Organen weg und unter die Haut, um ihn abzukühlen. Dadurch wird das ganze Blut von den Organen weggeleitet und wirkt sich beispielsweise auf die Nieren aus“, sagte Alahmad .

Durch Schwitzen verursachte Dehydrierung destabilisiert den Körper zusätzlich, ebenso wie Veränderungen der Enzymfunktion, die bei hohen Körpertemperaturen auftreten können, fügte Weintraub hinzu.

„Wenn Sie dehydriert sind, muss Ihr Herz viel härter arbeiten und Ihre Herzfrequenz steigt. Ihr Blutdruck könnte darunter leiden. Es gibt also zahlreiche biologische Prozesse, die durch widrige thermische Umgebungen negativ beeinflusst werden“, sagte Weintraub.

Irgendwann werde der Körper versagen, sagte Lemon.

„Es kommt zu einer Kaskade physiologischer Veränderungen, die leider nur so weit gehen können, dass das System abschaltet und sie nicht mehr kompensieren können“, sagte Lemon.

Was ist mit Körpern in Bewegung?

Obwohl diese Studie ein guter Anfang ist, sagen Experten, dass noch mehr getan werden muss, um die Reaktion des Körpers auf hohe Temperaturen zu verstehen.

Dieses Experiment sei beispielsweise mit Menschen durchgeführt worden, die still lagen, sagte Weintraub. Es müssen Studien an Menschen durchgeführt werden, die bei hohen Temperaturen arbeiten oder Sport treiben.

„Worum Sie sich wirklich Sorgen machen, ist nicht, was mit Ihnen passiert, wenn Sie stillsitzen, sondern wenn Sie Dinge tun“, sagte Weintraub. „Was passiert mit dem Mann, der draußen sein muss, wenn es über 100 Grad Fahrenheit hat? Das hätte mehr Wirkung.“

Zukünftige Studien sollten auch andere Bewältigungsmechanismen berücksichtigen, etwa das Arbeiten im Schatten oder die Verwendung eines Ventilators, um den Schweiß zu verdunsten und den Körper zu kühlen, sagte Alahmad.

In ihrer Studie empfahlen Halsey und sein Team den Forschern, sich zunächst auf Lufttemperaturen zwischen 90 und 104 Grad Fahrenheit zu konzentrieren, um die Durchschnittstemperatur zu bestimmen, bei der der Körper beginnt, mehr Energie für seine Abkühlungsbemühungen zu verbrauchen.

Sie fordern außerdem die Erforschung, welche Arten von Menschen anfälliger für höhere Temperaturen sind.

„Einige reagieren auf einen Anstieg der Umgebungstemperatur mit einer Erhöhung der Stoffwechselrate, andere nicht“, sagte Halsey. „Wir wissen nicht, welche Personen das tun, oder wir können es nicht charakterisieren.“

Nach Angaben der US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten sind Menschen ab 65 Jahren einem höheren Risiko durch extreme Hitze ausgesetzt, ebenso wie Kinder unter 2 Jahren und Menschen mit chronischen Krankheiten und psychischen Erkrankungen.

QUELLEN: Lewis Halsey, PhD, Professor, University of Roehampton School of Life and Health Sciences, London, England; Christopher Lemon, MD, Assistenzprofessor, Notfallmedizin, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore; Howard Weintraub, MD, klinischer Direktor, Zentrum für die Prävention von Herz-Kreislauf-Erkrankungen an der NYU Langone Health, New York City; Barrak Alahmad, MD, MPH, PhD, wissenschaftlicher Mitarbeiter, Abteilung für Umweltgesundheit der Harvard TH Chan School of Public Health; Physiologische Berichte19. August 2021

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