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Hitze und Kälte

Belastende Wetterextreme

Anhaltende Hitze und Trockenheit, Schneemassen und klirrende Kälte: Auch in Europa werden die Temperaturen extremer. Vor allem Senioren und Menschen mit Herz-Kreislauf- oder Atemwegserkrankungen leiden unter großer Hitze oder Kälte. Welche Auswirkungen haben diese auf den Organismus?
Marion Hofmann-Aßmus
19.05.2019
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Extreme Witterungsphasen und Wetterwechsel stellen für den Körper eine Herausforderung dar, da er sich schnell auf andere Temperaturen einstellen muss. Das wird auch in Europa künftig häufiger vorkommen; die Hitzewelle 2018 war wohl nur ein Vorbote des Klimawandels.

Eine natürliche Reaktion auf große Hitze ist vermehrtes Schwitzen, das zu Flüssigkeitsverlust und – bei länger andauernder Unterversorgung – zur Dehydratation führt. Zugleich bewirken hohe Temperaturen, dass sich die Gefäße erweitern und der Blutdruck sinkt. Sowohl durch Dehydratation als auch infolge eines niedrigen Blutdrucks können Kreislaufschwäche, Herzrasen, Bewusstseinsstörungen und Ohnmacht auftreten (1).

Da sich infolge des Flüssigkeitsmangels die Blutviskosität erhöht, steigt das Risiko für thromboembolische Ereignisse wie Schlaganfall oder Herzinfarkt (2). Akutes Nierenversagen gilt ebenfalls als Folge der Dehy­dratation. Wenn die Urinausscheidung stark nachlässt oder versiegt, kommt es zu schweren Intoxikationen und Wassereinlagerungen an verschiedenen Körperstellen. Lagert sich Flüssigkeit in der Lunge ein, kann dies die Atmung beeinträchtigen und sogar lebensbedrohlich werden (1).

Zusätzlich begünstigt eine Dehy­dratation die Nierensteinbildung und erhöht somit das Risiko für Nierenkoliken, die durch Steine im Harnleiter ausgelöst werden. Ältere Menschen, die Blutdrucksenker oder Diuretika einnehmen, sind besonders gefährdet, eine Dehydratation und ihre Folgen zu erleiden.

Hohe Temperaturen können auch für Menschen mit Atemwegserkrankungen, zum Beispiel Asthma oder COPD, unangenehme Folgen haben. Denn der Körper verschafft sich nicht nur durch Schwitzen Kühlung, sondern gibt überschüssige Wärme auch über die Lunge ab – wofür er die Atemfrequenz erhöht. Personen, die ohnehin unter Atemnot leiden, sind von dieser physiologischen Reaktion häufig überfordert: Sie bekommen kaum noch Luft.

Blutdruckanstieg bei großer Kälte

Der Aufenthalt in kalten Regionen (oder in kaltem Wasser) lässt den Blutdruck ansteigen. Denn bei einer Kälteexposition ziehen sich die äußeren hautnahen Blutgefäße zusammen, und das Blut sammelt sich vermehrt im Körperinneren an (3). Dadurch steigt der Blutdruck um etwa 0,1 bis 0,2 mmHg pro Grad Absenkung der mittleren Außentemperatur (4). Aufgrund der Vasokonstriktion scheidet der Körper mehr Flüssigkeit aus – in der Folge erhöht sich die Blutviskosität um bis zu 20 Prozent (5).

Wie große Hitze erhöht Kälte daher ebenfalls das Risiko für Thromboembolie, Schlaganfälle oder Herzinfarkte. Zugleich kann die vermehrte Urin­ausscheidung zu einer Dehydratation führen.

Hitze begünstigt Herzinfarkt

Jungen und gesunden Menschen gelingt es in der Regel relativ problemlos, sich an extreme Temperaturen anzupassen. Deutlich schwerer fällt dies Personen mit Vorerkrankungen wie Herz-Kreislauf- oder Atemwegs­erkrankungen.

Da in den letzten Jahren auch in Deutschland vermehrt Hitze- oder Kälteperioden auftraten, untersuchten einige epidemiologische Studien die Auswirkungen dieser besonderen Wetterkonstellationen. So analysierten die Autoren einer Untersuchung in den Jahren 1990 bis 2006 nahezu 188 000 Todesfälle in drei großen bayerischen Städten – München, Nürnberg und Augsburg (6). Dabei stellte sich heraus, dass ein Temperaturanstieg von 20 auf 25 °C die Zahl der Todesfälle aufgrund von Herz-Kreislauf-Erkrankungen signifikant um 9,5 Prozent erhöhte.

Der Vergleich von zwei Zeiträumen (1987 bis 2000 sowie 2001 bis 2014) belegt, dass in jüngerer Zeit das Herzinfarktrisiko mit zunehmender täglicher Durchschnittstemperatur stärker anstieg als im früheren Untersuchungszeitraum (7). Besonders betroffen sind vorbelastete Menschen mit Diabetes oder erhöhten Blutfettwerten. Der vorzeitige hitzebedingte Tod von vorerkrankten Menschen ist als »Harvesting-Effekt« bekannt. »Über den Zeitraum von 28 Jahren konnten wir ein in den letzten Jahren erhöhtes Hitze-induziertes Herzinfarktrisiko feststellen«, erklärte der Erstautor der Studie, Kai Chen, im »European Heart Journal« (8).

Doch auch Kälte hat einen nachteiligen Einfluss: Ein Temperaturabfall von -1 auf -8 °C war mit einem signifikanten Anstieg der Todesfälle um knapp 8 Prozent assoziiert. Erhöht war die Sterblichkeit bei beiden Temperaturextremen insbesondere aufgrund von Herzinsuffizienz, Arrhythmien und Schlaganfällen, die wiederum vor allem ältere Personen betrafen.

Interessant ist, dass sich hohe Temperaturen unmittelbar auswirken (am gleichen Tag oder am Folgetag) und der Hitzeeffekt nach wenigen Tagen stark abnimmt. Kälte dagegen entfaltet ihre Wirkung erst nach einigen Tagen; der gesundheitliche Effekt hält jedoch bis zu zwei Wochen an (3).

Starke Temperaturschwankungen innerhalb eines Tages oder von einem zum nächsten Tag erwiesen sich in Untersuchungen ebenfalls als belastend für Herz-Kreislauf-Erkrankte. Dies gilt sowohl für rasche Temperaturzunahmen als auch für -rückgänge. Beide erhöhen das Risiko für kardiovaskuläre Todesfälle signifikant; in einer Studie um 1,86 Prozent pro Grad Temperaturdifferenz (9).

Vor allem Senioren betroffen

Auch der Luftdruck scheint einen Einfluss auf Menschen mit kardiovaskulären Erkrankungen zu haben. Allerdings stehen hier weniger die klassischen Erkrankungen wie Herzinfarkt oder Schlaganfall im Fokus, sondern eher venöse Thromboembolien (Venenthrombosen und Lungenembolien) oder Aortenrupturen (3). So belegt eine Untersuchung ein um 2,1 Prozent hö­heres Risiko für Venenthrombosen pro 10 hPa tieferen Drucks (10).

Generell machen sowohl extreme Temperaturen als auch große Temperaturschwankungen insbesondere älteren Menschen stärker zu schaffen. Dies wird darauf zurückgeführt, dass ihre Thermoregulation beeinträchtigt ist. Sie haben größere Schwierigkeiten damit, die Körperkerntemperatur kon­stant zu halten. Zudem wird die Haut weniger gut durchblutet und die Schweißdrüsen arbeiten nicht mehr so effektiv. Dadurch kann die Körperwärme nicht mehr gut abgeleitet werden (11). Hinzu kommt, dass das Herz-Kreislauf-System häufig bereits vorgeschädigt ist.

Die Lunge leidet besonders

Lungenärzte weisen darauf hin, dass Patienten mit Lungenerkrankungen bei Hitze (ab 25 °C) häufiger in die Notaufnahme kommen als Herz-Kreislauf-­Patienten (14). Vor allem den COPD-­Patienten machen hohe Temperaturen zu schaffen, da sie ihre Atemfrequenz kaum steigern und somit überschüssige Wärme nicht abatmen können. Daher laufen sie Gefahr zu überhitzen, und ihre Atemnot nimmt zu. Kommt es außerdem zu einer Dehydratation, wird die Lunge weniger durchblutet und die der Krankheit zugrundeliegenden Entzündungsprozesse verstärken sich. Eine Symptomzunahme verspüren auch Asthma-Patienten, deren Atemwege vor allem von zusätzlich erhöhten Ozonwerten gereizt werden.

Deutlich stärker beeinträchtigt sind Lungenpatienten allerdings von kalter Luft und rasch abnehmenden Temperaturen. Hierfür werden zwei physiologische Mechanismen verantwortlich gemacht (3): Kühlt die Gesichtshaut ab, kommt es über einen Reflex des Vagusnervs zur Verengung der Atemwege. Atmet der Mensch viel kalte Luft ein, etwa bei einer Wanderung im Gebirge, kühlen die Atemwege ab, was ebenfalls eine Bronchokonstriktion auslöst. Bei Asthma- und COPD-Patienten verstärkt sich dadurch die Atemnot. Selbst bei Gesunden können größere Anstrengungen in kalter Luft zu einem Belastungsasthma führen (15).

Eine signifikante Häufung von Asthma-Attacken wird während und kurz nach Gewittern beobachtet. Für diesen Effekt macht man den raschen Temperaturrückgang sowie vermehrt freigesetzte Pollen verantwortlich (3).

Menschen mit rheumatischen Erkrankungen zeigen eine erhöhte »Wetterempfindlichkeit«. Sie reagieren auf feuchte und kühle Bedingungen mit vermehrten Schmerzen. Umgekehrt triggert Hitze das Auftreten von Migräneattacken.

Hypothermie kann lebensgefährlich sein

Sinkt die Körperkerntemperatur unter 36 bis 37 °C ab, spricht man von Hypothermie. Je nach Ausmaß unterscheidet man eine leichte (32 bis 35 °C), mittlere (28 bis 32 °C) und schwere Hypothermie (unter 28 °C). Eine leichte Hypothermie versucht der Körper auszugleichen, indem er Herzschlag und Stoffwechsel beschleunigt und mittels unwillkürlicher Muskelkontraktion Wärme erzeugt. Das ist bei badenden Kindern besonders augenfällig: Sie kommen häufig frierend und zitternd aus dem Wasser, erwärmen sich aber rasch wieder.

Sinkt die Kerntemperatur jedoch weiter ab, beispielsweise beim (unfreiwilligen) Sturz in kaltes Wasser, verlangsamen sich sowohl die Stoffwechselvorgänge als auch der Herzschlag (Bradykardie), da sich die Depolarisa­tion kardialer Schrittmacherzellen verlangsamt. Bei einer Rettung in diesem Stadium ist eine Aufwärmung von außen erforderlich, sofern der Mensch keine Eigenwärme mehr erzeugen kann, also kein Kältezittern mehr erkennbar ist. Hier kommen etwa spezielle elektrische Wärmesysteme (Wärmedecken) oder warme Infusionen zur Anwendung. Eine intensivere Wiedererwärmungsmaßnahme ist zum Beispiel die Peritoneallavage (Bauchspülung) mit erwärmter Flüssigkeit.

Bei einer Kerntemperatur unter 28 °C kommt es zu Vorhofflimmern oder Kammerflimmern bis hin zum Herzstillstand (Asystolie) und Tod. Die Behandlung einer derart schweren Hypothermie sollte in einem spezialisierten Zentrum erfolgen (16). Dort können die Ärzte beispielsweise eine Hämodialyse initiieren, um den Körper von innen her aufzuwärmen und zugleich Elektrolytstörungen aufgrund der Hypothermie zu beheben.

Wiedererwärmung ist das oberste Gebot nach der Rettung. Allerdings sind einige Besonderheiten zu beachten. Dazu zählt das Afterdrop-Phänomen – eine weitere, unerwünschte Absenkung der Körperkerntemperatur, die dadurch entsteht, dass während der Erwärmung der Peripherie kaltes Blut von dort in das Körperinnere gelangt. Dadurch kann es zu einem im schlimmsten Fall tödlichen Wieder­erwärmungsschock kommen. Da die Erwärmung der Peripherie vor dem Körperkern zudem mit einer Azidose (Übersäuerung des Bluts) einhergehen kann, sollte bei mittlerer bis schwerer Hyperthermie primär der Körperkern erwärmt werden.

Erfrierungen und

Beide Verletzungsarten zeigen teilweise ähnliche Symptome und werden in vier Schweregrade unterteilt (Tabelle).

Einteilung Symptome bei Verbrennungen Symptome bei Erfrierungen
Grad 1 Rötung, starker Schmerz zunächst blasse, dann blaurote Haut, Schwellung, betroffene Areale erst taub, dann schmerzhaft und verstärkt durchblutet
Grad 2 Blasenbildung, Wundgrund rosig und ­rekapillarisierend (Wiedereinfärbung), starker Schmerz, Haare fest verankert bei tiefergehender Verbrennung: Blasenbildung, Wundgrund blasser, nicht oder wenig rekapillarisierend, kaum Schmerz, Haare leicht entfernbar Rötung, Blasenbildung, Frostbeulen, starke Schmerzen bei tiefergehender Erfrierung: Schmerzfreiheit
Grad 3 trockener, weißer, lederartig harter Wundgrund, keine Schmerzen, keine Haare mehr Haut bläulich bis schwarzblau verfärbt, blutende Blasen, schmerzunempfindliche Hautnekrosen
Grad 4 Verkohlung marmoriert dunkelrot oder -blau und schwarz, nekrotisch, wenig schmerzhaft bei Wiedererwärmung

Die Erstversorgung von lokalen Erfrierungen umfasst die Wiedererwärmung in warmem Wasser (37 bis 39 °C) mit zugesetztem Antiseptikum, zum Beispiel Iod, die sterile Wundversorgung offener Hautstellen, Tetanusprophylaxe sowie bei Bedarf eine Schmerzmedikation. Die Behandlung schwerer Erfrierungen erfolgt häufig in Verbrennungszentren (18).

Nur kleine oberflächliche Brandwunden kann der Patient selbst versorgen, zunächst mit Kühlung, am besten unter fließendem Leitungswasser, und steriler Abdeckung. Brandgele dürfen nicht bei offenen Wunden aufgebracht werden. Bei allen Verbrennungen gilt: im Zweifelsfall zum Arzt!

Zu den ersten Maßnahmen bei Verbrennungsopfern gehört, eine Unterkühlung zu vermeiden. Ausdrücklich ist in der aktuellen S2k-Leitlinie zur Behandlung thermischer Verletzungen bei Erwachsenen vermerkt (17): »Die lokale Kühlung im Rahmen der Laienhilfe dient der Analgesie, birgt jedoch das Risiko der Hypothermie.« Denn bei Pa­tienten mit schweren Verbrennungen funktioniert die Thermoregulation nicht mehr, da Teile der integren Haut fehlen. Das Risiko für eine Hypothermie steigt mit zunehmendem Alter der Betroffenen und der Schwere der Verletzungen. Schlanke Personen sind gefährdeter als voluminöse.

Brandwunden sollten möglichst rasch mit sterilen Verbänden bedeckt werden, und der Patient eine intravenöse Analgesie erhalten. Zur Bestimmung der verbrannten Körperoberfläche (VKOF) dient die Neunerregel nach Wallace oder die Handflächenregel. Faustregel: Die Handfläche des Brandopfers entspricht etwa 1 Prozent seiner KOF. Betrifft die Verbrennung weniger als 15 Prozent der Körperoberfläche, ist eine Schmerz-Monotherapie mit Opiaten oder Opioiden indiziert, begleitet von einem Antiemetikum. Bei mehr als 15 Prozent KVOF und hämodynamisch instabilen Personen empfiehlt die Leitlinie eine kombinierte Analgosedierung mit Ketamin/Midazolam. Sind die Nozizeptoren der Haut zerstört (drittgradige Verbrennung), leidet der Betroffene nicht so stark unter Schmerzen und benötigt eine niedriger dosierte Schmerzmedikation. Schwerverletzte sollten zudem eine balancierte, kristalloide I­nfusionslösung als Volumentherapie erhalten.

Verbrennungsopfer sind nach Möglichkeit in spezialisierte Zentren zu bringen, wo sie stationär behandelt werden können. Dies gilt bereits bei Verbrennungen von Grad 2, sofern sie 10 Prozent (und mehr) der Körperoberfläche betreffen, aber auch wenn Hände, Gesicht oder Genitalien verbrannt sind.

Hitze und Kälte als Therapie

Die Hypothermie-Behandlung kommt in der Notfall- und Intensivmedizin zur Anwendung. Dabei wird die Körpertemperatur gezielt auf 32 bis 34 °C abgesenkt und für etwa 24 Stunden auf diesem Niveau gehalten.

Konkret setzt man die Hypothermie beispielsweise bei einer Reanimation, herzchirurgischen Eingriffen, ischämischen Schlaganfällen oder bei einem Atemstillstand von Neugeborenen ein. Der Hintergrund dieser Maßnahme: Eine milde Abkühlung des Körpers verringert den Sauerstoffverbrauch der Zellen – um etwa 6 Prozent pro Grad Abnahme der Kerntemperatur (19). Dadurch kann das Gehirn einen Sauerstoffmangel deutlich länger unbeschadet überstehen als bei normaler Körpertemperatur. Selbst nach längerem Kreislaufstillstand ist so eine vollständige neurologische Erholung möglich.

Die Hyperthermie nutzt man beispielsweise in der Onkologie, um große inoperable Tumoren zu behandeln, etwa bei Enddarm-, Gebärmutterhals- oder Blasenkrebs (20). Hintergrund ist, dass Tumorzellen empfindlicher auf Überhitzung reagieren als gesunde Zellen. Erwärmt man das Tumorgewebe mithilfe elektromagnetischer Strahlen (Mikrowellen, Radiowellen oder Ultraschall) auf bis zu 43 °C, bilden die Tumorzellen nach wiederholter/längerer Anwendung Hitzeschockproteine. Diese stellen für das körpereigene Immunsystem ein Abbausignal dar, das Killerzellen dazu anregt, die geschädigten Tumorzellen zu beseitigen.

Ein weiterer, mindestens ebenso wichtiger Effekt besteht darin, dass die Hyperthermie die Tumorzellen gegenüber Zytostatika und Strahlen empfindlicher macht. Daher wird die Methode in der Regel mit einer Chemo- und/oder Strahlentherapie kombiniert. /

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