Hitzschlag bei Menschen

mini |Behandlung eines britischen Soldaten mit Wasser im Britisch-Irakischen Krieg mini|Risiko von hitzebedingten Erkrankungen in Abhängigkeit von Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit (engl. relativ humidity): Je feuchter die Luft, desto weniger Wärme kann durch Schwitzen abgeführt werden, desto niedriger ist die Temperatur bei der gesundheitlichen Beeinträchtigungen einsetzen. Ein Hitz(e)schlag ist ein lebensbedrohlicher Hitzeschaden des Menschen mit einer Erhöhung der Körperkerntemperatur auf über 40 °C mit Bewusstseinsstörung (Verwirrtheit, Delir und Koma, aber auch Krampfanfälle) durch hohe Umgebungstemperaturen (klassischer Hitzschlag) oder übermäßige körperliche Aktivität (anstrengungsbedingter Hitzschlag). Klassische Hitzschläge treten zum einen in heißen Klimazonen bei nicht akklimatisierten Personen auf und zum anderen während sommerlicher Hitzewellen in gemäßigten Klimazonen, wo sie in diesen Phasen einen großen Anteil der zusätzlichen hitzebedingten Todesfälle ausmachen. Der klassische Hitzschlag betrifft vor allem Kinder und ältere, vorerkrankte Menschen, während anstrengungsbedingte Hitzschläge typischerweise junge, ansonsten gesunde Erwachsene ereilen: Sportler, Militärangehörige und Berufstätige mit schwerer körperlicher Arbeit. Beim Hitzschlag werden die Möglichkeiten des Körpers, Wärme an seine Umgebung abzugeben, überfordert, wodurch die Körpertemperatur unkontrolliert steigt. Die durch die Hitze entstehenden Schäden an den Körperzellen lösen eine systemische Entzündungsreaktion aus, die zu weiteren Schäden an den Organen führt. Daraus kann sich ein zum Tode führendes Multiorganversagen entwickeln. Bei Älteren mit klassischem Hitzschlag soll die Sterblichkeit über 50 % liegen, bei Jüngeren mit anstrengungsbedingten Hitzschlägen unter 5 %

Die einzige ursächliche Therapie ist die rasche Kühlung auf Temperaturen unter 39 °C. Hitzschläge sind durch Verhaltensmaßnahmen vermeidbar. Während Hitzewellen sollte man sich immer wieder im Kühlen aufhalten und zusätzliche kalte Duschen nehmen, sich angemessen kleiden und körperliche Anstrengung meiden. Freunde, Familienmitglieder und Nachbarn sollten auf gefährdete Personen achten. Beim Sport gilt es, das Training an die eigene Belastbarkeit anzupassen und außerhalb der höchsten Tageshitze zu trainieren.

Durch die globale Erwärmung werden weltweit häufigere und längere Hitzewellen erwartet. Bei steigenden Treibhausgasemissionen könnten im Jahr 2100 bis zu drei von vier Menschen weltweit an mehr als 20 Tagen im Jahr extremer Hitze ausgesetzt sein.

Verbreitung und Risikofaktoren Genaue Zahlen zur Häufigkeit von Hitzschlägen und Todesfällen durch Hitzschläge gibt es nicht, da die Krankheit zu selten richtig diagnostiziert wird und nur am Lebenden zu diagnostizieren ist. Nach dem Eintritt des Todes ist die Diagnose nicht mehr sicher zu stellen. Zwar wird der klassische Hitzschlag vom anstrengungsbedingten Hitzschlag unterschieden, in der Praxis spielen aber häufig beides – äußere Hitze und übermäßige körperliche Aktivität – bei der Entstehung des Hitzschlages eine Rolle, die beiden Formen überlappen sich also. Hitzschläge sind sehr viel seltener als mildere Formen von Hitzeschäden wie die Hitzeerschöpfung.

Klassischer Hitzschlag Klassische Hitzschläge sind in heißen Klimazonen ein bekanntes Phänomen bei nicht Akklimatisierten. Anhand des Haddsch, der großen islamischen Pilgerfahrt nach Mekka in Saudi-Arabien, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Sonnenjahres stattfindet, konnte das saisonale Auftreten von Hitzschlägen unter Pilgern gezeigt werden: In den Jahren 1980 bis 1985 verschob sich der Zeitpunkt des Haddsch vom Oktober in den August. Entsprechend nahm die Zahl der Hitzschläge von 22 auf 251 pro 100.000 Pilger zu. Für das Jahr 1985 konnten von knapp 1800 Todesfällen an den Pilgerstätten etwa 1000 auf Hitzschläge zurückgeführt werden. Die Hitzschläge trafen fast ausschließlich Pilger von außerhalb Saudi-Arabiens, die an die durchschnittlichen Tageshöchsttemperaturen von 54 °C nicht angepasst waren.

In gemäßigten Klimazonen treten Hitzschläge während sommerlicher Hitzewellen epidemisch auf. Ihr jährliches Auftreten kann stark schwanken, unter anderem abhängig von Anzahl, Dauer und Temperaturen der Hitzewellen. Hitzewellen führen allgemein zu einer Zunahme von Todesfällen, nicht nur durch Hitzschläge, sondern auch durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Flüssigkeitsmangel und andere Erkrankungen, die sich durch Hitze verschlechtern. Die Gesamtzahl der Hitzetoten kann durch eine Berechnung der Übersterblichkeit geschätzt werden, der genaue Anteil der Hitzschläge an allen Todesfällen, oder auch nur die Gesamtzahl aller Hitzschläge kann dabei nicht genau ermittelt werden. Die dazu vorhandenen Zahlen unterschätzen wahrscheinlich sowohl die Zahl aller Hitzschläge, als auch die Todesfälle, und sind daher mit Vorsicht zu interpretieren. Der bislang folgenschwerste Sommer in Europa war die Hitzewelle von 2003 mit über 70.000 Hitzetoten, davon geschätzt 7.600 in Deutschland. Von 14.539 zusätzlichen Todesfällen in Frankreich mit bekannten Todesursachen wurden 1.313 (9 %) auf klassische Hitzschläge zurückgeführt.

Die Zahl und Intensität der Hitzewellen hat in der Vergangenheit zugenommen. Aktuell sind etwa 30 % der Weltbevölkerung an mehr als zwanzig Tagen im Jahr potenziell tödlicher Hitze ausgesetzt. Bis 2100 könnte dieser Anteil im günstigsten Fall bei ca. 50 % liegen. Bei weiter steigendem Treibhausgasausstoß könnte er auch auf etwa 75 % steigen. Hitzschläge und andere hitzebedingte Tode werden damit zu einer globalen Herausforderung für die Gesundheitssysteme.

Ein erhöhtes Risiko für klassische Hitzschläge haben präpubertäre Kinder, sowie Ältere, die vorerkrankt und wenig wohlhabend sind und alleine leben. Die höchsten Risiken für einen hitzebedingten Tod (inklusive Tod durch Hitzschlag) bringen Bettlägerigkeit, die Unfähigkeit, täglich das Zuhause zu verlassen sowie Pflegebedürftigkeit. Darauf folgen psychiatrische Erkrankungen (weil viele hier eingesetzte Medikamente in die Wärmeregulation des Körpers eingreifen) sowie Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems und der Lungen. Auch Medikamente wie Betablocker, Diuretika und weitere werden aufgrund meist theoretischer Überlegungen zu ihrer Wirkung als Risikofaktoren angesehen.

Anstrengungsbedingter Hitzschlag Anstrengungsbedingte Hitzschläge sind durch körperliche Anstrengung verursacht, sie treffen Amateur- und Profisportler, Rekruten in der Grundausbildung und Arbeiter, die körperlich schwer arbeiten. Belastbare Zahlen für die Häufigkeit anstrengungsbedingter Hitzschläge gibt es nicht, da sie insgesamt selten sind. Die meisten Studien dazu erfassen sie gemeinsam mit anderen Hitzeschäden und schlüsseln die Unterarten nicht weiter auf. Zwei Studien an Straßenläufern fanden Raten von 1,0 respektive 2,13 Hitzschlägen auf 1000 Läufer im Ziel. Hitzschläge werden für etwa 2 % aller Todesfälle unter jungen Sportlern in den USA verantwortlich gemacht, was sie zur vierthäufigsten Todesursache nach dem plötzlichen Herztod (56 %), Unfällen (22 %) und Commotio Cordis (3 %) macht.

Zu den individuellen Risikofaktoren für einen anstrengungsbedingten Hitzschlag gehören eine mangelhafte Akklimatisierung an hohe Temperaturen, ein aktiver fieberhafter Infekt, Hautkrankheiten (insbesondere Sonnenbrand und Anhidrose, die Unfähigkeit zu Schwitzen), Dehydratation, Schlafmangel, Alkoholkonsum, mangelnde Fitness, Übergewicht und kardiovaskuläre Erkrankungen, sowie übermäßiger Ehrgeiz und Druck durch Umstehende und Übungsleiter, über die Grenzen der eigenen Leistungsfähigkeit zu gehen. Insbesondere für schlechte Fitness und Übergewicht wurde nachgewiesen, dass sie die Hitzetoleranz deutlich verschlechtern. Untrainierte Übergewichtige haben bei sportlicher Anstrengung ein acht Mal so hohes Risiko für alle Arten von Hitzeschäden. Auch eine Prädisposition für Maligne Hyperthermie soll das Risiko für einen anstrengungsbedingten Hitzschlag erhöhen. Die äußeren Risikofaktoren betreffen unter anderem die Trainingsintensität, schwere Ausrüstung und Bekleidung, ungenügende Ruhepausen und andere Aspekte der Trainingsgestaltung. Auch hohe Umgebungstemperaturen und hohe Luftfeuchtigkeit tragen zu einem Hitzschlag bei Anstrengung bei, ein anstrengungsbedingter Hitzschlag kann aber grundsätzlich unter allen Witterungsbedingungen auftreten.

Abweichende Körperfunktionen und deren Ursachen (Pathophysiologie)

Wärmeabgabe

Der Körper produziert permanent Wärme, in Ruhe zu 80 % in den inneren Organen, bei körperlicher Betätigung kann der Anteil der Skelettmuskulatur an der Gesamtwärmeproduktion auf bis zu 90 % steigen. Die Körpertemperatur wird von Zentren im Gehirn (genauer im Hypothalamus) überwacht. Steigt sie zu hoch, werden von dort aus Gegenmaßnahmen veranlasst. Diese betreffen das Verhalten (z. B. das Entfernen von Kleidung und das Aufsuchen eines kühleren Ortes) und das vegetative Nervensystem. Durch letzteres wird zunächst über eine Weitstellung von Arterien (Vasodilatation) in der Haut deren Durchblutung gesteigert, insbesondere an den Extremitäten. Es verbleibt auch mehr Blut im venösen Gefäßsystem der Haut (sog. venöses Pooling). Dadurch wird mit dem Blut Wärme vom Körperkern an die Oberfläche transportiert, wo sie über Konduktion, Konvektion und Infrarotstrahlung an die Umgebung abgegeben wird. Diese Mechanismen funktionieren umso besser, je kühler und windiger die Umgebung ist. Hohe Umgebungstemperaturen (ab ca. 36 °C) führen dagegen über die gleichen Mechanismen zur Wärmeaufnahme des Körpers. Als Gegenmaßnahme vermittelt das vegetative Nervensystem das Schwitzen, das bei einer Hauttemperatur von etwa 35,5 °C (die sogenannte Schwitzschwelle) einsetzt. Das Verdunsten des Schweißes kühlt die Haut und das sie durchströmende Blut. Bei hohen Temperaturen kommt dem Schwitzen die zentrale Rolle in der Temperaturregulation zu. Eine hohe Luftfeuchtigkeit erschwert die Wärmeabgabe über das Schwitzen.

Die zusätzliche Durchblutung der Haut stellt eine Belastung für das Herz dar, das mehr pumpen muss: das Herzzeitvolumen kann sich verdoppeln. Zudem fließt durch das angesprochene venöse Pooling weniger Blut zum Herzen zurück, wodurch die Vorlast sinkt. Außerdem verringert sich durch das Schwitzen das Blutvolumen. Das Herz kann die nötige Erhöhung des Herzzeitvolumens nur über eine höhere Herzfrequenz (Tachykardie) und eine kräftigere Muskelkontraktion erreichen. Diese zusätzliche Belastung kann von kranken Herzen (zum Beispiel mit koronarer Herzkrankheit) nur eingeschränkt getragen werden. Das erklärt, warum Herzerkrankungen das Risiko für Hitzschläge erhöhen, und es zur Verschlechterung der Krankheit oder zum Tod kommen kann. Kinder hingegen sind deswegen stärker gefährdet, weil sie eine im Vergleich zur Körpermasse große Oberfläche haben, über die sie Wärme leichter aufnehmen. Gleichzeitig haben sie aber ein geringeres Blutvolumen und eine geringere Schweißproduktion, was ihre Wärmeabgabe limitiert.

Bei der langfristigen Akklimatisierung an Hitze sinkt die Schwitzschwelle, die maximal abgegebene Schweißmenge steigt, und der Elektrolytgehalt des Schweißes sinkt. Letzteres bedeutet zum einen, dass der Körper weniger Elektrolyte durch das Schwitzen verliert, zum anderen verdunstet der elektrolytarme Schweiß leichter. Außerdem werden mehr Plasmaproteine gebildet, was das Blutvolumen vergrößert und damit das Herz-Kreislauf-System an die oben beschriebene Belastung angepasst.

Beim Hitzschlag reichen die Möglichkeiten des Körpers zur Wärmeabgabe nicht mehr aus, um die Körpertemperatur zu senken. Der entscheidende Unterschied zwischen dem klassischen und dem anstrengungsbedingten Hitzschlag ist, dass die anfallende Wärme beim anstrengungsbedingten Hitzschlag wesentlich von der Skelettmuskulatur produziert wird, während es beim klassischen Hitzschlag die hohen Umgebungstemperaturen sind, die die normale Thermoregulation behindern und zum Überhitzen des Körpers führen.

Hitzeschockantwort