Überhitzung

Hitzeeinwirkung stört viele physiologische Funktionen und kann zu Dehydration führen. Die meisten Betroffenen verspüren leichte, aber unangenehme Symptome, die in manchen Fällen von Schwellungen und Krämpfen bis hin zu Ohnmacht und Hitzschlag reichen können. Bei manchen Hitzeerkrankungen steigt die Körpertemperatur. Bei Dehydration können Tachykardie, Tachypnoe und orthostatische Hypotonie auftreten. Eine Funktionsstörung des Zentralnervensystems weist auf die schwerwiegendste Erkrankung hin: den Hitzschlag. Orientierungslosigkeit und Schläfrigkeit beeinträchtigen zusätzlich die Fähigkeit, den Überhitzungsbereich zu verlassen und mit der Rehydratation zu beginnen.

Ursache der Überhitzung

Thermische Störungen entstehen durch erhöhte Wärmeaufnahme und verringerten Wärmeverlust. Klinische Manifestationen werden durch die Unfähigkeit, eine erhöhte Belastung des Herz-Kreislauf-Systems zu tolerieren, Dehydration, Elektrolytstörungen und die Einnahme bestimmter Medikamente verschlimmert. Zur Hochrisikogruppe gehören Kinder und ältere Menschen sowie Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Elektrolytstörungen (z. B. bei der Einnahme von Diuretika).

Eine übermäßige Wärmeaufnahme des Körpers tritt bei hoher Belastung und/oder steigender Umgebungstemperatur auf. Eine erhöhte Körpertemperatur kann auch durch bestimmte Krankheitszustände (z. B. Schilddrüsenüberfunktion, malignes neuroleptisches Syndrom) oder die Einnahme von stimulierenden Drogen wie Amphetaminen, Kokain oder Ecstasy (einem Amphetaminderivat) verursacht werden.

Die Kühlung wird durch dicke Kleidung (insbesondere Schutzkleidung für Arbeiter und Sportler), hohe Luftfeuchtigkeit, Fettleibigkeit und alles, was die Schweißproduktion und -verdunstung beeinträchtigt, erschwert. Die Schweißproduktion kann durch Hautläsionen (z. B. Hitzepickel, ausgedehnte Schuppenflechte oder Ekzeme, Sklerodermie) oder durch die Einnahme von Anticholinergika (Phenothiazine, H2-Rezeptorblocker _und Antiparkinsonmittel) beeinträchtigt werden.

Pathophysiologie der Überhitzung

Der menschliche Körper erhält Wärme aus der Umgebung und durch den Stoffwechsel. Die Wärmeabgabe über die Haut erfolgt durch Strahlung, Verdunstung (z. B. Schwitzen) und Konvektion; der Beitrag jedes dieser Mechanismen hängt von der Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Umgebung ab. Bei Raumtemperatur überwiegt die Strahlung, doch sobald sich die Umgebungstemperatur der Körpertemperatur annähert, nimmt die Bedeutung der Konvektion zu und sorgt bei >35 °C für eine nahezu 100%ige Kühlung. Hohe Luftfeuchtigkeit schränkt die Möglichkeit der konvektiven Kühlung jedoch deutlich ein.

Die Wärmeübertragung hängt von Veränderungen der Hautdurchblutung und des Schwitzens ab. Die Hautdurchblutungsrate steigt bei einer normalen Umgebungstemperatur von 200–250 ml/min unter belastender Hitzeeinwirkung auf 7–8 l/min an, was eine deutliche Erhöhung des Herzzeitvolumens erfordert. Außerdem erhöht sich bei steigender Umgebungstemperatur die Schwitzmenge von unbedeutend auf 2 l/h oder mehr, was schnell zu Dehydration führen kann. Da Schweiß Elektrolyte enthält, sind bei Hyperthermie erhebliche Verluste möglich. Bei längerer Einwirkung hoher Temperaturen treten jedoch adaptive physiologische Veränderungen (Akklimatisierung) im Körper auf. Beispielsweise enthält Schweiß bei nicht angepassten Menschen Na ⁺ in einer Konzentration von 40 bis 100 mEq/l, nach der Akklimatisierung sinkt sein Gehalt auf 10–70 mEq/l.

Der Körper kann unter erheblicher Hitzebelastung Normothermie aufrechterhalten, jedoch führt eine starke oder anhaltende Belastung mit hohen Temperaturen zu einem Anstieg der Körperkerntemperatur. Eine moderate Hyperthermie von kurzer Dauer wird toleriert, doch ein deutlicher Anstieg der Körperkerntemperatur (üblicherweise > 41 °C), insbesondere bei schwerer Arbeit in der Hitze, führt zu Proteindenaturierung und der Freisetzung von inflammatorischen Zytokinen (wie Tumornekrosefaktor-α, IL-1β). Dies führt zu zellulärer Dysfunktion und aktiviert eine Kette von Entzündungsreaktionen, die zu Funktionsstörungen der meisten Organe führen und die Gerinnungskaskade auslösen. Diese pathophysiologischen Prozesse ähneln denen beim Multiorganversagen nach anhaltendem Schock.

Zu den Kompensationsmechanismen gehört eine Akute-Phase-Reaktion unter Beteiligung anderer Zytokine, die die Entzündungsreaktion hemmen (z. B. durch Stimulierung der Produktion von Proteinen, die die Produktion freier Radikale reduzieren und die Freisetzung proteolytischer Enzyme unterdrücken). Darüber hinaus löst eine erhöhte Körpertemperatur die Expression von Hitzeschockproteinen aus. Diese Substanzen regulieren kardiovaskuläre Reaktionen und erhöhen vorübergehend die Temperaturtoleranz des Körpers. Der Mechanismus dieses Prozesses ist jedoch bisher kaum erforscht (möglicherweise spielt die Hemmung der Proteindenaturierung eine Rolle). Bei länger anhaltendem oder plötzlichem Anstieg der Körpertemperatur werden Kompensationsmechanismen gestört oder funktionieren überhaupt nicht, was zu Entzündungen und der Entwicklung eines Multiorganversagens führt.

Überhitzung verhindern

Die beste Vorbeugung ist gesunder Menschenverstand. Bei heißem Wetter sollten sich Kinder und ältere Menschen nicht in unbelüfteten und nicht klimatisierten Räumen aufhalten. Kinder sollten nicht im Auto in der Sonne zurückgelassen werden. Vermeiden Sie nach Möglichkeit erhöhte körperliche Anstrengung bei hohen Temperaturen und unbelüfteten Räumen. Das Tragen schwerer, wärmeisolierender Kleidung wird nicht empfohlen.

Um die Dehydration nach körperlicher Anstrengung oder schwerer Arbeit zu überwachen, verwenden Sie den Gewichtsverlustindikator. Bei einer Gewichtsabnahme von 2–3 % ist eine erhöhte Flüssigkeitszufuhr erforderlich, damit die Gewichtsdifferenz vor Beginn des nächsten Trainingstages maximal 1 kg vom Ausgangswert entfernt ist. Beträgt der Gewichtsverlust mehr als 4 % des Körpergewichts, sollte die körperliche Aktivität für einen Tag eingeschränkt werden.

Ist körperliche Anstrengung bei Hitze unvermeidbar, sollte Flüssigkeit (deren Verlust bei sehr heißer und trockener Luft meist unmerklich ist) durch häufiges Trinken ersetzt werden. Die Verdunstung sollte durch offene Kleidung und Ventilatoren gefördert werden. Durst ist ein schlechter Indikator für Dehydration bei intensiver körperlicher Anstrengung. Daher ist es unabhängig von ihrem Auftreten notwendig, alle paar Stunden zu trinken. Eine Hyperhydratation sollte jedoch vermieden werden: Sportler, die während des Trainings zu viel trinken, leiden unter einer signifikanten Hyponatriämie. Normales Wasser reicht aus, um den Flüssigkeitsverlust bei maximaler körperlicher Belastung auszugleichen; kühles Wasser wird besser aufgenommen. Spezielle Rehydratationslösungen (z. B. Sportgetränke) sind nicht notwendig, tragen aber durch ihren Geschmack zur Erhöhung der Flüssigkeitsaufnahme bei. Ein moderater Salzgehalt ist bei erhöhtem Flüssigkeitsbedarf sinnvoll. Es wird empfohlen, Wasser in Kombination mit einer salzreichen Mahlzeit zu trinken. Arbeiter und andere stark schwitzende Personen können täglich über 20 g Salz durch Schweiß verlieren, was die Wahrscheinlichkeit von Hitzekrämpfen erhöht. In diesem Fall muss der Natriumverlust durch Flüssigkeit und Nahrung ausgeglichen werden. Ein wohlschmeckendes Getränk mit etwa 20 mmol Salz pro Liter lässt sich zubereiten, indem man einen gehäuften Löffel Speisesalz zu 20 Litern Wasser oder einem beliebigen Erfrischungsgetränk hinzufügt. Menschen, die sich salzarm ernähren, sollten ihre Salzaufnahme erhöhen.

Mit zunehmender Dauer und Intensität der Hitzebelastung kommt es schließlich zur Akklimatisierung, die es Menschen ermöglicht, unter Bedingungen zu arbeiten, die zuvor unerträglich oder lebensbedrohlich waren. Eine Steigerung der Arbeit in der heißen Jahreszeit von 15 Minuten täglicher moderater körperlicher Aktivität (ausreichend, um das Schwitzen anzuregen) auf 1,5 Stunden intensive Belastung über 10–14 Tage wird in der Regel gut vertragen. Mit der Anpassung nimmt die Schweißmenge (und damit die Abkühlung) während einer bestimmten Arbeitszeit deutlich zu, und der Elektrolytgehalt im Schweiß nimmt merklich ab. Die Akklimatisierung reduziert das Risiko einer Hitzeerkrankung deutlich.