Frieren: Was im Körper passiert

Gänsehaut garantiert!

Frieren ist ein Schutzmechanismus des Körpers. Wie funktioniert dieser genau und ist Kälte ertragen trainierbar?

Frieren empfinden die Meisten als unangenehm bis schmerzhaft. Trotzdem ist diese Körperreaktion lebenswichtig. Prof. Dr. phil. nat. Walter Senn, Co-Direktor des Instituts für Physiologie der Universität Bern, sagt: «Es ist ein Schutzmechanismus. Damit will uns der Körper vor dem Erfrieren warnen.» Über 200'000 Kälterezeptoren durchziehen die Hautoberfläche. Am dichtesten sind sie im Bereich der Nase und des Mundes. Sinkt die Hauttemperatur auf ein bestimmtes Mass, werden die Kälterezeptoren aktiviert, bei tieferen Temperaturen zusätzlich die Schmerzrezeptoren. Dabei ziehen sich die peripheren Blutgefässe, also jene in der Haut und nahe der Körperoberfläche, zusammen. «Das reduziert den Wärmeverlust über die Haut», sagt Senn. Zudem stellt unser Körper die uns im Laufe der Evolution verbliebenen Körperhaare auf, in der Hoffnung, wärmende Luftschichten im «Fell» anzusammeln. Weil der Pelz aber nicht mehr vorhanden ist, resultiert daraus eine wenig hilfreiche Gänsehaut. In der nächsten Stufe des Kampfs gegen die Kälte beginnen die Muskeln zu zittern. Das schnelle Anspannen und Entspannen produziert Wärme.

Der menschliche Thermostat

Mit Wärme- und Kälterezeptoren in der Haut nimmt der Körper die Aussentemperatur wahr. Bei einer Veränderung, senden die Rezeptoren Singale ans Gehirn, an den sogenannten Hypothalamus. Dort befindet sich ein körpereigener Thermostat. Er besteht aus Tausenden von Nervenzellen und steuert die Wärme- und Kälteregulation sowie das Wärme- und Kälteempfinden. Er misst die Körpertemperatur und entscheidet, wann der Körper auf die Abweichungen von seiner optimalen Temperatur reagiert. Der Bereich, in dem der Mensch weder schwitzt noch friert, ist sehr eng. «Diese Wohlfühlzone beträgt weniger als ein Grad», sagt Physiologe Senn.

Der menschliche Organismus braucht 37 Grad. «Praktisch alle zellulären Funktionen sind temperaturabhängig. Viele lebenswichtige Prozesse haben sich beim Menschen auf die 37 Grad eingestellt», sagt Senn. Sobald die Kerntemperatur des Körpers den Sollwert von 37 Grad um ein halbes Grad unterschreitet, friert der Mensch. Wird sie um mehr als ein halbes Grad überschritten, fängt er an zu schwitzen. «Für den Körper ist das ein grosser Aufwand. Ein wesentlicher Teil unserer Energie verwendet er für den Erhalt der Temperatur», sagt der Experte.

Der Sollwert kann sich im Laufe des Lebens verändern. «Bei Menschen über 65 ist er im Durchschnitt ein halbes Grad tiefer.» Verschiedene Körperreaktionen sind im Alter weniger effizient. Das beeinflusst unter anderem die Wärmeregulation.

Erfrieren

Bei den meisten Menschen hat der Körper (wie oben erwähnt) eine Kerntemperatur von rund 37 Grad Celsius. Sinkt sie aber um mehr als zwei Grad, setzt Unterkühlung, die sogenannte Hypothermie, ein. Bei winterlichen Minusgraden oder in sehr kaltem Wasser schafft es der Körper nicht einmal, die Kerntemperatur für 20 Minuten aufrechtzuerhalten, danach dringt die Kälte bis ins Innerste vor. Lebenswichtige Organe wie Herz, Lunge und Gehirn kühlen langsam aus.

Sinkt die Körpertemperatur auf etwa 32 Grad, kann der Körper absurd reagieren: «Er erweitert die peripheren Blutgefässe, wodurch uns heiss wird», sagt Senn. Deshalb werden Erfrorene oft unbekleidet aufgefunden. Sinkt die Kerntemperatur auf 29,5 Grad, verlieren die meisten Unterkühlten das Bewusstsein. Kalt und steif, wie tot, sehen sie dann aus. Die Organe arbeiten aber noch, allerdings im langsamsten Rhythmus. Das Herz schlägt nur noch dreimal pro Minute, Puls und Atem sind kaum mehr messbar. Bekommt das Kälteopfer jetzt keine Hilfe, stirbt es.

Kälte ertragen ist trainierbar

Bis zu einem gewissen Punkt hat der Mensch die Fähigkeit, sich eisigen Temperaturen anzupassen. Kälteresistenz ist also trainierbar. Vorausgesetzt, wir halten uns viel draussen auf. Weil wir aber meistens angepasste Kleidung tragen und uns in temperierten Unterkünften aufhalten, kommt der Körper gar nicht erst in den Kältebereich, in dem er sich akklimatisieren müsste.

Physiologe Senn: «Um Kälte zu trotzen, ist der Körper in der Lage, die Wärmeproduktion durch einen erhöhten Stoffwechsel anzukurbeln. Weiter kann er seinen Hauttemperatur-Sollwert reduzieren, damit er weniger Wärme verliert.» Denn je höher der Unterschied zwischen der Luft- und der Hauttemperatur ist, desto grösser ist der Wärmeverlust. Ist unser Hauttemperatur-Sollwert zum Beispiel 30 Grad und wir halten uns draussen nackt bei 10 Grad auf, frieren wir wahrscheinlich. Ist er aber 5 Grad tiefer, also 25 Grad, frösteln wir bei gleicher Aussentemperatur weniger stark.

Mit zunehmender Dauer des Winters verbessert sich wahrscheinlich die Fähigkeit, die Hautoberfläche mehr abkühlen zu können, indem sich die Blutgefässe verengen. «Je prompter das gelingt, desto weniger müssen wir frieren, weil der Körper weniger Wärme verliert», sagt Senn.

Autorin und Redaktion: Vanessa Naef
Quellen
  • Prof. Dr. phil. nat. Walter Senn, Co-Direktor des Instituts für Physiologie der Universität Bern

  • «Drogistenstern»