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MIT Technology Review Analyse

Extreme Temperaturen: So viel Hitze hält unser Körper aus

Indien, USA, Europa: Gleich in mehreren Teilen der Welt haben die Menschen aktuell mit Hitzewellen zu kämpfen. Hohe Temperaturen haben Auswirkungen auf den menschlichen Körper. Wir liefern Infos aus der Wissenschaft und was es mit der Kühlgrenztemperatur auf sich hat.

Von MIT Technology Review Online
5 Min.
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(Foto: Vladis Chern/Shutterstock)

Südeuropa erreicht derzeit Rekordtemperaturen: „Die Temperatur kann bei 37 Grad im Schatten in der Sonne gerne auf bis zu 60 Grad steigen“, sagt der Athener Kardiologe Thomas Giannoulis gegenüber dem ZDF. In Griechenland, Italien, Zypern und der Türkei herrscht seit etwa Anfang Juni eine verheerende Hitzewelle. Auf griechischen Inseln sind bereits Touristen gestorben, die sich unvorbereitet auf Wanderungen machten. Während das die erste Hitzwelle des Jahres in Europa ist, kämpfen die Menschen in Südostasien schon seit Wochen gegen die Hitze. Mit 52,3 Grad Celsuis wurde in Mungeshpur, einem Vorort der Stadt Delhi, die höchste je gemessene Temperatur festgestellt. Wie geht der menschliche Körper mit solchen Temperaturen um? Wir liefern Antworten auf drei zentrale Fragen.

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Der menschliche Körper muss eine relativ stabile Kerntemperatur von etwa 37 Grad Celsius aufrechterhalten. Nur wenn wir ständig Wärme produzieren, können unsere Zellen ihre Aufgaben in unserem Körper erfüllen und etwa Nahrung zur Energiegewinnung verbrennen. „Das ist eine grundlegende Funktion des Säugetierdaseins“, sagt Zachary Schlader, Physiologieforscher an der Indiana University Bloomington.

Um unsere Temperatur im Gleichgewicht zu halten, verlieren wir also ständig Wärme. Den größten Teil davon werden wir über unsere Haut los, die damit die Luft um uns herum wärmt. Schwitzen beschleunigt diesen Prozess. Gleichzeitig kann dem Körper die Regulation entgleisen, wenn wir extremer Hitze ausgesetzt sind. Wenn der Körper nicht mehr schnell genug abkühlt, kann eine Kettenreaktion entstehen, die von einer Überlastung des Herzens bis hin zum Stillstand in Nieren und Leber reicht.

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Wie bei den meisten Dingen, die mit dem Menschen, seinem Körper und seiner Gesundheit zu tun haben, ist es nicht so einfach, eine eindeutige Obertemperatur zu nennen. „Es ist kompliziert“, sagt Schlader, denn Thermoregulation des Körpers hängt von einer Reihe von Faktoren ab: Alter, Gesundheitszustand, Medikamente und Gewöhnung bestimmen, wie viel Wärme der Körper abgeben kann. Menschen, die sehr alt oder sehr jung sind, haben größere Schwierigkeiten, ihre Körpertemperatur zu regulieren. Und das Aktivitätsniveau bestimmt, wie viel Wärme der Körper produziert, die er loswerden muss.

Im Allgemeinen setzt die Wissenschaft die sogenannte Kühlgrenztemperatur, gemessen durch die Feuchtkugeltemperatur, des menschlichen Körpers auf 35 Grad Celsius an. Die Feuchtkugeltemperatur ist ein ungewöhnliches Maß, das den Versuch darstellt, sowohl Wärme als auch Feuchtigkeit in einer einzigen Zahl zusammenzufassen. Vereinfacht gesagt handelt es sich um die Temperatur, die ein Thermometer anzeigen würde, wenn es mit einem nassen Tuch umwickelt wäre. In einer trockenen Umgebung kühlt das Wasser, das aus dem Tuch verdunstet, die Umgebung ab und senkt die Temperatur. Wenn die Luft jedoch bereits mit Feuchtigkeit gesättigt ist, ist die Verdunstung geringer und die Abkühlung somit geringer.

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Zwei Beispiele für Bedingungen, unter denen eine Kühlgrenztemperatur von 35 Grad Celsius erreicht wird: Bei überwiegend trockener Luft müssen die Temperaturen über 54 Grad Celsius liegen, um diese Grenze zu erreichen. Bei einer relative Luftfeuchtigkeit von 50 Prozent würde dagegen schon eine Temperatur von 43 Grad Celsius zur gleichen Kühlgrenztemperatur führen.

Die Kühlgrenztemperatur gibt Aufschluss darüber, wie stark Schweiß den menschlichen Körper abkühlen kann. Ab einer Kühlgrenztemperatur von 35 Grad Celsius kann der Körper nicht mehr genug Wärme durch die Verdunstung von Schweiß verlieren. Es gibt Schätzungen, wonach ein gesunder, im Schatten ruhender Mensch Kühlgrenztemperaturen von etwa 35 Grad Celsius für ungefähr sechs Stunden überleben kann. Das ist aber nur eine Theorie, die aus offensichtlichen Gründen nie in der Praxis getestet wurde.

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Forschungsarbeiten deuten an, dass die Grenze möglicherweise flexibler, aber auch niedriger ist, als bisher vermutet wird. In einer Studie aus dem Jahr 2021 wurde festgestellt, dass selbst bei gesunden jungen Erwachsenen der Wärmeverlust selbst bei niedrigeren Temperaturen als 35 Grad Celius nicht aufrechterhalten werden kann, insbesondere in feuchter Umgebung.

Die Forschung versucht also immer noch zu verstehen, wo die menschlichen Obergrenzen in Bezug auf Hitze liegen und wie stark sie von bestimmten Umwelt- und Gesundheitsfaktoren abhängt. Einige Forschungsergebnisse zeigen zudem, dass sich die Hitzetoleranz im Laufe der Zeit ändern kann, sowohl mit dem Alter, als auch der Menge der ausgesetzten Hitze. Das Stichwort lautet Akklimatisierung.

„Wenn wir ständig Hitze ausgesetzt sind, durchläuft unser Körper einige Veränderungen“, sagt Zachary Schlader. Er beginnt, mehr Plasma zu bilden, wodurch sich das Gesamtvolumen des Blutes grundsätzlich erhöht. Das bedeutet, dass das Herz nicht mehr so hart arbeiten muss, um das Blut zu transportieren. Auch das Schwitzen ändert sich: Wir schwitzen ab einem früheren Zeitpunkt, die Schweißmenge vergrößert sich und wird stärker verdünnt, so dass dadurch weniger Elektrolyte verloren gehen. Ähnlich, wie man sich an den geringeren Sauerstoffgehalt in großer Höhe anpassen kann, kann sich der Körper auch auf mehr Hitze einstellen.

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Ein Artikel in der Washington Post setzt sich genau damit auseinander. Die Community stritt nicht nur darüber, ob es diese Form der Hitze-Akklimatisierung wirklich gibt, sondern auch darüber, ob das von Notwendigkeit ablenkt, den Klimawandel zu bekämpfen. Frei nach dem Motto: Wir werden uns der immer heißer werdenden Erde schon irgendwie anpassen.

Nun ist es einerseits so, wie Schlader betont, dass unser Körper insgesamt über eine unglaubliche Fähigkeit verfügt, sich an alle möglichen Dinge anzupassen. Anderseits wird diese körperliche Anpassung nicht die Lösung sein, um die Menschen vor dem Klimawandel zu schützen.

Im Laufe einiger Wochen könne sich der Körper vielleicht darauf einstellen, mit ein paar Grad zusätzlicher Hitze umzugehen, sagt Schlader. Das reiche jedoch nicht aus, um Menschen unter extremen Bedingungen zu schützen, insbesondere wenn sie in der Hitze arbeiten müssen. Denn es ist eine Sache, Hitze bloß auszuhalten und eine andere, mit ihr aktiv zu leben. Es gibt nur eine bestimmte Menge an Hitze, die Menschen ertragen können. Diese mag je nach Person oder Ort variieren, aber die Grenzen sind dennoch vorhanden.

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Da die Temperaturen weltweit weiterhin Rekorde brechen, muss sich der Mensch deshalb auf Möglichkeiten verlassen, um sicher zu bleiben, sei es durch die Verwendung von kühlenden Geräten wie Klimaanlagen und Ventilatoren (die natürlich andere Probleme mit sich mitbringen), das Aufsuchen von Schatten oder die Unterbrechung körperlicher Aktivitäten, sofern möglich. Aus diesem Grund ist Hitze übrigens zunehmend ein Problem der Gleichberechtigung: Nicht jeder hat Zugang zu moderner Kühltechnik oder die Möglichkeit, sich bei steigenden Temperaturen im Haus zu schützen.

 

Der Text stammt von Casey Crownhart. Sie ist Redakteurin bei der US-amerikanischen Ausgabe von MIT Technology Review und deckt die Themenbereiche Klima, (erneuerbare) Energie und Transport ab.
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