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Thermoregulation des Körpers

Die Wärmeregulation 

Ob Ruhepuls oder körperliche Anstrengung, ob 30 °C Hitze oder Minusgrade: Der menschliche Körper ist unentwegt bestrebt eine relativ konstante Körperkerntemperatur von etwa 37 °C (Schwankungsbereich bis zu 1 °C) zu halten. In unserer Haut befinden sich Rezeptoren, die ständig messen, wie warm oder kalt es ist, währenddessen analog die Abgleichung mit Ist- und Soll- Parametern erfolgt. Auf Abweichungen reagiert der Körper über einen komplexen Regelkreislauf bedarfsgerecht mit einer entsprechenden Thermoregulation. Ist dem Körper zu heiß, wird überschüssige Wärme in Form von Schweiß über die Haut abgesondert, um Verdunstungskälte zu erzeugen. Droht der Körper auszukühlen wird mit muskulärer Arbeit gegensteuert. Werden die Finger klamm, die Füße pelzig und die Gliedmaßen schmerzen, fängt der Körper an zu zittern. Gänsehaut, Muskelzittern und Zähneklappern sind Schutzmechanismen des Organismus, da die Muskelanspannung und Bewegung die Durchblutung verbessert und Wärme erzeugt. Gänsehaut ist noch ein Relikt aus der Evolutionsgeschichte des Homo sapiens, als die Menschen noch ein dichtes Fell hatten dessen Haare sich bei Kälte aufstellten um ein wärmendes Luftpolster zu bilden. Heute hingegen schützen wir unsere nackte Haut notwendigerweise mit Kleidung und simulieren im Prinzip als Ersatz unser verlustig gegangenes Fell.

Der Wärmeaustausch erfolgt durch die Blutzirkulation. Dabei fungiert quasi als höchste "Kontrollinstanz" der Hypothalamus, der das wichtigste Steuerzentrum des vegetativen Nervensystems ist. Das Gehirnareal steuert bzw. reguliert - durch biologisch festgelegte, automatisiert ablaufende innerkörperliche Vorgänge - die vegetativen Funktionen der Ernährung, Temperaturregulation, Kreislauf sowie Schlaf und Fortpflanzung. Die vegetative (autonome) Selbststeuerung kann der Mensch willentlich so gut wie gar nicht beeinflussen. Dieser Körperschutzmechanismus ist für Menschen lebensnotwendig.

Der Energieaufwand für die Wärmeregulation hängt grundsätzlich vom Anpassungsgrad ab, d.h. je stärker man friert/schwitzt, desto mehr Energie wird verpulvert. Dazu die Kölner Dermatologin Dr. Uta Schlossberger: „Je kälter es wird, desto stärker ziehen sich die Blutgefäße zusammen, um die Wärme zu halten“. Deshalb fließt weniger warmes Blut durch die äußeren Hautschichten, was Hände und Füße schneller auskühlen lässt. Überdies muss das Herz wegen verengter Blutgefäße eine erhöhte Pumpleistung erbringen. Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Strahlung, Windgeschwindigkeit sowie die Kleidung haben einen Einfluss auf die Körpertemperatur. Daraus folgt: eine optimale Kleidung unterstützt die Thermoregulation was nicht nur zum Wohlfühlklima beiträgt, sondern auch den Energieverbrauch senkt, d.h. wertvolle "Körner" spart.

Frauen frieren im übrigen schneller als Männer, da das "schwache" Geschlecht einen geringeren Muskelanteil verfügt (Muskeln erzeugen Wärme).  Zudem haben Frauen eine dünnere Haut als Männer. Die Dicke der Haut bestimmt, wie viel Wärme wir in unserem Körper speichern können.  

 Selbst wenn man gegen klirrende Kälte und Nässe gut gerüstet ist gilt es einige Grundregeln zu beachten, um sich keine Erkältung einzufangen. Wer z.B. Pausen einlegt bzw. einkehrt ist gut beraten, ein nass geschwitztes Funktionsunterhemd/Trikot gegen trockenes Gewandt zu tauschen. Fängt man während einer Pause im Freien wie Espenlaub zu zittern der sollte sich wärmer anziehen und möglichst rasch seinen Muskelapparat beanspruchen, damit der Körper wieder Eigenwärme produziert. Denn eines ist klar: Hat sich die Kälte erst mal in alle Glieder eingenistet und umklammert den Körper im Würgegriff, dann wird man diesen leidigen Zustand während einer Tour kaum mehr wieder los. Auch Funktionswäsche wird feucht, daher bei längeren Touren bzw. Pausen unbedingt Wechselwäsche einpacken. Eine Unterkühlung hat nichts mit einem harmlosen Kältezittern zu tun, denn im Ernstfall kann sie sogar lebensbedrohlich sein.

Auch längere Abfahrten bergen ihre Tücken, denn reduzierte Muskeltätigkeit i.V. mit kaltem Fahrtwind (Windchill-Effekt) begünstigen eine raschere Auskühlung. Begibt man sich schweißgebadet (kalter Schweiß auf der Haut verursacht Verdunstungskälte) in eine rasante Abfahrt, dann beschleunigt sich nochmals der Auskühlungsprozess. Rechtzeitig eine Windstopper-Weste und/oder Softshell-Jacke übergezogen, schon sind solche negativen Begleiterscheinungen ausgeschaltet. Schlussendlich will man körperlich fit bleiben und seine mentalen Akkus in der Natur wieder aufladen, anstatt sein Immunsystem zu schwächen (Open-Window-Effekt) oder sich gar einen Infekt einzufangen.

Neuralgische Kältezonen des Körpers

Fällt die Außentemperatur unter etwa 15 Grad, greift ein Schutzmechanismus, erklärt Herbert Löllgen, Ehrenpräsident der Deutschen Gesellschaft für Sportmedizin und Prävention (DGSP). Die Blutgefäße der Haut verengen sich, damit nicht zu viel Wärme verloren geht. Der Blutstrom wird zu den überlebenswichtigen Organen und damit zur Körpermitte umverteilt. Zu spüren an kalten Händen, Füßen, Ohren oder Lippen. Mitunter eine schmerzhafte Erfahrung, worüber gerade Radfahrer ein Lied davon singen können. Der thermoregulatorische Mechanismus funktioniert prioritätsbezogen, bei dem die Extremitäten zugunsten lebenswichtiger Organe als erstes "vernachlässigt" werden. Deshalb schwankt die innere Körpertemperatur weit weniger als an den Gliedmaßen (Extremitäten). Die Temperaturdifferenz zwischen Körperkern (Organe sind prio) und Körperschale kann bis zu 9 °C betragen. Bsp.: bei 20°C Lufttemperatur liegt die Durchschnittstemperatur des Körperinneren bei etwa 36-37°C, währenddessen die Oberflächentemperatur der Hände und Füße auf 28°C bis 33°C  absinkt (von Durchblutung und Außentemperatur beeinflusst). 

Bläst bei frostigen Temperaturen noch der Wind, fährt einem die Kälte noch stärker in die Glieder. Zudem wird die gefühlte Temperatur kälter empfunden als sie tatsächlich ist. Schreitet die Auskühlung fort, schaltet der Körper aus reinem Selbstschutz auf "Not-Programm" um und schaltet alle "überflüssigen" Funktionen ab. Die Extremitäten zählen aus gutem Grund dazu, weil sie wegen ihrer großen Oberfläche richtige Energieverschwender sind. Die Blutgefäße ziehen sich zusammen und dadurch wird die Blutzufuhr gedrosselt. Im Extremfall drohen zwar lokale Erfrierungen an Fingern, Zehen, Nase und den Ohren, doch dies nimmt der Körper zur Aufrechterhaltung lebenswichtiger Funktionen notgedrungen in Kauf.

Während die Durchschnittstemperatur des Körperinneren bei etwa 37°C  (Ausnahme extreme Unterkühlung) relativ stabil bleibt, kann die Oberflächentemperatur der Hände und Füße je nach Kältegrad bis auf 28 °C absinken. Da die Gliedmaßen auf Temperaturreize besonders sensibel reagieren sind insbesondere Finger, Zehen - aber auch die Nasenspitze, das Kinn und die Ohrläppchen von der Gefäßverengung mit geringerem Blutfluß am stärkste betroffen. Dies wird vor allem dann spürbar, wenn der Körper sich in der warmen Stube aufwärmt und die Gefäße sich zu weiten beginnen. Die höhere Blutzirkulation kann in den Fingern und Zehen ein recht schmerzhaftes "Kältekribbeln" bewirken (besonders wenn man zu schnell in heißes Badewasser steigt). Da eine schützende Fettschicht an den Händen fehlt und die Haut zudem sehr dünn ist, leiten feinfühlige Sensoren und Nervenfasern Kälte- wie Wärmereize sofort nach innen weiter. Auch auf Nässe reagieren Hände bzw. Füße sehr empfindlich, weil Feuchtigkeit auf der Haut Verdunstungskälte verursacht und den Auskühlungprozess beschleunigt. 

Durch die Blutzirkulation kühlen aber auch Bereiche im Körperinnern ab, was erklärt warum wir nicht nur an den Händen und Füßen frieren, sondern rasch der gesamte Körper zu frösteln beginnt. Im Umkehrschluss bedeutet dies aber auch, dass warme Hände und Füße insgesamt ein körperliches Wohlgefühl auslöst, da Wärme ins Körperinnere strömt. Klassisches Beispiel: einige Schlucke heißer Tee, schon strahlt die Wärme auf den gesamten Körper aus. Daraus ergibt sich die klare Priorisierung alles zu tun, um Gliedmaßen möglichst warm zu halten, bzw. einen Auskühlungsprozess zu vermeiden. 

Taube Füße und klamme Finger sind doppelt unangenehm, da sie den Tastsinn erheblich beeinträchtigen. So geht eine feinfühlige Lenk- Brems- und Schaltperformance flöten, worunter signifikant die Radbeherrschung und Sicherheit leidet. Mit gefühlstauben Händen und Füßen herum zu eiern ist zugegebenermaßen eine echte Spaßbremse. Damit Wintertouren deswegen nicht zur Qual ausarten, ist ein ausreichender Wärmeschutz der neuralgischen Kältezonen des Körpers unerlässlich. 

 Winddichte und wärmeisolierende Handschuhe wie auch wasserresistenes Schuhwerk - ggf. mit Neopren-Überziehschuhen - schützt vor Kälte, Regen- und Spritzwasser. Liner Gloves – dünne (Unterzieh-) Handschuhe (z.B. Merino Wool) können zusätzlich unter Handschuhen getragen werden. Die Luftschicht dazwischen bildet eine effektive Wärmeisolierung, was auch für Überziehschuhe gilt.  

Fazit: Wer darauf achtet, dass die Extremitäten besonders gut geschützt sind, genießt ein angenehmes Mikroklima auf der Haut. Grundvoraussetzung dafür, wetterunabhängig Spaß zu haben und die gesundheitsfördernden Effekte an der frischen Luft aufzunehmen  (z.B. Stärkung des Immunsystems).  

Gegenläufig zur Kälte können bei großer Hitze Gliedmaßen (Arme, Beine) durch ihre große Oberfläche den gesamten Körper abkühlen, um ihn vor Überhitzung zu schützen. Hierbei werden die Blutgefäße erweitert und stärker durchblutet. Dann wird die Körperschale so gut durchblutet, dass sich die Temperatur der des Körperkerns annähert. Eine stabile, zuverlässige und ununterbrochene Regulation des menschlichen Energie- und Wärmehaushaltes ist für Menschen lebensnotwendig.

Körpereigene Wärmebildung wird durch Muskelaktivität erheblich gesteigert. Unter Extremleistung kann ihr Anteil bis zu 90 % betragen. Unabhängig der willkürlichen Muskelaktivität ist der Körper zudem in der Lage, durch Kältezittern Zusatzwärme zu produzieren. Es handelt sich dabei um eine unwillkürliche Reaktion, bei der reflektorisch Antagonisten aktiviert werden. Erfolgt hingegen keine Muskelarbeit fällt diese thermische Energie entsprechend weg. Für Radfahrer ein Problem, da der Körper bei Temperaturen um den Gefrierpunkt innerhalb kürzester Zeit auskühlt. Dies gilt umso mehr, bei nass geschwitzter Kleidung, weil kalter Schweiß auf der Haut den Auskühlungsprozess beschleunigt (Muskelzittern wärmt, Schwitzen kühlt). Durch das Zittern werden die Muskeln aktiviert und produzieren Wärme. 

Der größte Teil der Energie, die im Körper umgesetzt wird, wird als Wärme freigesetzt, da Stoffwechsel und Muskelarbeit im Körper nur einen sehr geringen Wirkungsgrad haben. Bei körperlicher Aktivität vermag die Wärmebildung der Muskulatur im Vergleich zur Ruhezustand um ein Mehrfaches zunehmen. Je nachdem wie kalt/windig/nass es ist, schreitet der Auskühlungsprozess aufgrund fehlender Muskelarbeit (Eigenwärme) mehr oder weniger zügig voran. Beim Worse-Case-Szenario <Eiseskälte, Regen, Wind> gepaart mit durchnässter Kleidung manövriert man sich binnen weniger Minuten Standzeit in akute Erkältungsgefahr. Ist man erstmal bis auf die Knochen ausgekühlt, ist das Kind eigentlich in den Brunnen gefallen. Auch deshalb, weil es nahezu unmöglich ist, tiefsitzende Kälte aus den Gliedern zu bringen. Es sei denn, man startet einen gewaltigen Kraftakt (längerer Anstieg / hohe Belastungsintensität). Ansonsten bleibt nichts anderes übrig sich auf die heiße Dusche zuhause zu freuen. Bis dahin schwebt das Damoklesschwert über dem Haupt, denn je länger die Heimfahrt im unterkühlten Zustand dauert, umso mehr wird das Immunsystem torpediert. Auch wenn solche "Eiszapfen-Erlebnisse" gesundheitlich beschwerdefrei bleiben, sollte das geschwächte Abwehrsystem einige Tage geschont werden. 

Heißgetränke wahre Wunderwaffen

Aufwärm-Alternative: wer die kalte Jahreszeit draußen richtig genießen möchte, kann seinen Körper von innen her mit heißem Tee aufwärmen. Ein warmer Schluck kann genau das richtige sein, um frische Lebensgeister zu wecken. Empfehlenswert ist übrigens Ingwertee, der als Balsam für den Hals und Rachen wirkt. Außerdem fördert die Schärfe des Ingwers die Durchblutung der inneren Organe, was somit Wärme im Inneren des Körpers erzeugt. Winter-Klassiker: heißer Zitronentee mit Honig. Das in der Zitrone enthaltene Vitamin C ist gut für die Abwehr von Erkältungen. So bleibt man nicht nur von innen warm sondern tut noch etwas für's Immunsystem. Gut isolierte Radflaschen halten Getränke locker 3 bis 4 Stunden warm.

Die Mär, dass Glühwein, Grog & Co von innen her wärmen ist immer noch weit verbreitet. Dabei bewirkt Alkohol genau das Gegenteil. Zwar erweitert der Konsum promillehaltiger Getränke die Blutgefäße in der Haut und fördert so die Durchblutung, doch das erzeugte Wärmegefühl ist nur von kurzer Dauer. Tatsächlich wird Wärme über die Haut nutzlos an die Luft abgegeben, d.h. dem Körper wird Wärme entzogen. Die Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung (BZgA) rechnet damit, dass der Alkohol in ungefähr einer halben Flasche Wein die Körpertemperatur um ein halbes Grad senkt.  

**Ride On - Take care and stays healthy**