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Hitzekrankheit im Überblick

Von

David Tanen

, MD, David Geffen School of Medicine at UCLA

Inhalt zuletzt geändert Nov 2017
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Quellen zum Thema

Zur Hitzekrankheit gehören eine Reihe von Erkrankungen, die in ihrem Schweregrad von Muskelkrämpfe über Hitzeerschöpfung bis hin zu Hitzschlag (was ein lebensbedrohlicher Notfall ist) reichen. Die Hitzekrankheit, obwohl vermeidbar, betrifft jedes Jahr Tausende von Menschen in den USA und kann tödlich sein; es ist die zweithäufigste Todesursache bei jungen Sportlern. Wenn ein Hitzschlag nicht schnell und effektiv behandelt wird, erreicht die Mortalität 80%.

Patienten mit Hitzeerschöpfung behalten die Fähigkeit zur Wärmeableitung und besitzen eine normale ZNS-Funktion. Bei einem Hitzschlag, versagen die Kompensationsmechanismen für die Wärmeableitung (obwohl Schwitzen noch vorhanden sein kann) und die ZNS-Funktion ist beeinträchtigt. Hitzschlag sollte bei Patienten mit Hyperthermie und einer Bewusstseinstrübung oder anderer ZNS-Dysfunktion in Betracht gezogen werden, unabhängig von Schwitzen.

Pathophysiologie

Wärmeeinwirkung kommt aus

  • der Umwelt

  • dem Metabolismus

Wärmeabgabe erfolgt durch die Haut über die folgenden Mechanismen:

  • Strahlung: Unmittelbarer Transfer von Körperwärme in eine kühlere Umgebung mittels Infrarotstrahlung, einem Prozess, der keine Luftbewegung oder direkten Kontakt benötigt

  • Verdampfung: Kühlung durch Wasserverdampfung (z. B. Schweiß)

  • Konvektion: Übertragung von Wärme an kühlere Luft (oder Flüssigkeit), die über freiliegende Haut geht

  • Konduktion: Übertragen von Wärme von einer wärmeren Oberfläche zu einer kühleren Oberfläche, die in direktem Kontakt ist

Die Beteiligung eines jeden dieser Mechanismen variiert mit der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchtigkeit. Wenn die Umgebungstemperatur niedriger ist als die Körpertemperatur, bietet Strahlung 65% der Kühlung. Eindampfen liefert in der Regel 30% der Kühlung und Ausatmung von Wasserdampf und Produktion von Urin und Fäkalien stellen etwa 5% bereit.

Wenn die Umgebungstemperatur > 35 ° C, macht Eindampfen praktisch die gesamte Wärmeableitung aus, da die anderen Mechanismen nur funktionieren, wenn die Umgebungstemperatur niedriger als die Körpertemperatur ist. Jedoch ist die Wirkung von Schwitzen beschränkt. Schweiß, der von der Haut tropft, verdampft nicht und trägt nicht zur Kühlung bei. Die Wirksamkeit von Schwitzen wird auch von der Körperoberfläche und Feuchtigkeit begrenzt. Wenn die Luftfeuchtigkeit > 75%, nimmt die Verdunstungskälte deutlich ab. Wenn also sowohl Umgebungstemperatur als auch Luftfeuchtigkeit hoch sind, gehen alle Mechanismen zur Wärmeabfuhr verloren und es kommt zu einem deutlich wachsenden Risiko für die Hitzekrankheit.

Der Körper kann große Unterschiede in der Hitzebelastung kompensieren, aber eine bedeutende oder verlängerte Hitzeexposition, die die Kapazität für Wärmeableitung ausdehnt, erhöht die Körperkerntemperatur. Mäßige, vorübergehende Erhöhungen der Körperkerntemperatur sind tolerierbar, jedoch führen starke Erhöhungen (typischerweise Erhöhungen auf > 41 °C) zu Proteindenaturierung und, v. a. bei harter Arbeit in der Hitze, zur Freisetzung von entzündlichen Zytokinen (z. B. Tumornekrosefaktor α, IL-1β). Als Konsequenz daraus kommt es zu zellulärer Dysfunktion und Aktivierung einer Entzündungskaskade; sie führt zu Funktionsstörungen der meisten Organe sowie zur Aktivierung der Gerinnungskaskade. Diese pathophysiologischen Prozesse ähneln dem multiplen Organversagen, das auf einen verlängerten Schock folgt.

Kompensationsmechanismen beinhalten eine Akute-Phase-Reaktion durch andere Zytokine, die die Entzündungsreaktion mäßigen (z. B. durch Stimulation der Synthese von Proteinen, die die Produktion freier Radikale vermindert und die Freisetzung proteolytischer Enzyme hemmt). Ebenso löst eine erhöhte Körperkerntemperatur die Expression von Hitzeschockproteinen aus. Diese Proteine erhöhen vorübergehend die Hitzetoleranz durch noch wenig erforschte Mechanismen (z. B. möglicherweise durch Verhindern von Proteindenaturierung) und durch die Regulation kardiovaskulärer Reaktionen. Bei verlängerter oder extremer Erhöhung der Temperatur sind die Kompensationsmechanismen überlastet oder funktionsgestört; dies begünstigt das Entstehen von Entzündungen und des multiplen Organversagens.

Die Wärmeabgabe wird durch Veränderungen im kutanen Blutfluss und in der Schweißproduktion moduliert. Der kutane Blutfluss liegt bei 200–250 ml/min bei normalen Temperaturen, steigt aber bei Hitzebelastung bis zu 7 oder 8 l/min (und erleichtert den Hitzeverlust durch konvektive, leitfähige, strahlenförmige und evaporative Mechanismen) was eine deutliche Zunahme des Herzminutenvolumens erfordert. Die Hitzebelastung erhöht auch die Schweißproduktion von unerheblich bis zu > 2 l/h, obwohl der Schweiß, der von der Haut tropft, nicht zur Kühlung beiträgt, trägt er jedoch zur Dehydration bei. Signifikantes Schwitzen kann weniger deutlich bei sehr heißer, sehr trockener Luft, in der Schweiß sehr schnell verdunstet, auftreten. Bei einer Schweißproduktion von > 2l/h, kann sich eine Austrocknung sehr schnell entwickeln. Da der Schweiß Elektrolyte enthält, kann der Elektrolytverlust erheblich sein. Jedoch löst eine verlängerte Exposition physiologische Veränderungen aus, die den Körper an die Hitzebelastung gewöhnen (Akklimatisierung); z. B. beträgt die Natriumkonzentration im Schweiß 40– 100 mEq/l bei nichtakklimatisierten Personen, sinkt aber bei akklimatisierten Personen auf 10–70 mEq/l.

Ätiologie

Hitzekrankheiten werden durch eine Kombination von erhöhter Wärmezufuhr und vermindeter Wärmeabgabe verursacht siehe Tabelle: Häufige Faktoren, die zu Hitzekrankheiten beitragen.

Eine übermäßige Wärmezufuhr resultiert normalerweise aus übermäßiger Anstrengung, hohen Umgebungstemperaturen oder aus beidem. Medizinische Erkrankungen und die Verwendung von Stimulanzien erhöhen die Erzeugung von Wärme.

Ein eingeschränkter Kühlungseffekt kann von Fettleibigkeit, hoher Luftfeuchtigkeit, hohen Temperaturen in der Umgebung oder warmer Kleidung herrühren und von allem, was das Schwitzen oder die Verdunstung von Schweiß beeinträchtigt.

Klinische Auswirkungen von Hitzekrankheiten werden durch folgende Bedingungen verstärkt:

  • Unfähigkeit, erhöhte kardiovaskuläre Anforderungen zu tolerieren (z. B. durch Alterung, Herzinsuffizienz, chronische Nierenerkrankungen, Erkrankungen der Atemwege, Leberversagen).

  • Dehydratation

  • Elektrolytstörung

  • Einnahme von bestimmten Medikamenten (siehe Tabelle: Häufige Faktoren, die zu Hitzekrankheiten beitragen)

Ältere und ganz junge Menschen haben ebenfalls ein erhöhtes Risiko. Ätere Menschen besitzen ein hohes Risiko, weil sie häufiger Medikamente verwenden, die das Risiko erhöhen können, höhere Raten von Austrocknung und Herzversagen aufweisen und einen altersbedingten Verlust von Hitzeschockproteinen haben. Kinder besitzen ein hohes Risiko aufgrund ihrer größeren Oberfläche-zum-Körpermasse-Verhältnis (was zu einem größeren Wärmegewinn aus der Umgebung an einem heißen Tag führt) und langsamerer Schweißproduktion. Kinder sind langsamer zu akklimatisieren und reagieren weniger auf Durst. Sowohl ältere Menschen als auch Kleinkinder können relativ unbeweglich sein und somit Schwierigkeiten haben, eine heiße Umgebung zu verlassen.

Tabelle
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Häufige Faktoren, die zu Hitzekrankheiten beitragen

Zustand

Beispiele

Zu große Hitzeeinwirkung

Bestimmte Erkrankungen

Infektionen

Schwere Salicylatvergiftungen

Krampfanfälle

Hohe Umgebungstemperatur

Stimulanzien

Methylendioxymethamphetamine (MDMA oder Ectasy)

Physische Anstrengung

Körperliche Betätigung

Körperliche Arbeit

Absetzen von bestimmten Medikamenten

Eingeschränkte Abkühlung

Warme Kleidung

Schutzkleidung für Arbeiter und Sportler (z. B. Polster beim Football)

Hohe Umgebungstemperatur

Hohe Luftfeuchtigkeit

Adipositas und/oder gering kardiovaskuläre Fitness

Beeinträchtigtes Schwitzen*

Anticholinergika

Antihistaminika

Antiparkinson-Arzneimittel

Atropin

Phenothiazine

Scopolamine

Erkrankungen der Haut

Brandnarben, umfangreiche

Umfangreiche Ekzeme

Hitzeausschlag

Schwere Psoriasis

Systemische Sklerose

* Beeinträchtigtes Schwitzen ist eine Ursache der eingeschränkten Abkühlung.

Prävention

Gesunder Menschenverstand ist die beste Prävention. Ärzte sollten folgende Maßnahmen empfehlen (1):

  • Bei übermäßig heißem Wetter sollten sich ältere und junge Menschen nicht in unbelüfteten Häusern ohne Klimaanlage aufhalten.

  • Kinder sollten nicht in Fahrzeugen, die in der Sonne stehen, zurückgelassen werden.

  • Wenn möglich, sollten anstrengende Übungen in sehr heißer Umgebung oder in unzureichend ventilierten Räumen vermieden werden, und es sollte keine dicke, isolierende Kleidung getragen werden.

  • Der Gewichtsverlust nach dem Training oder der Arbeit kann zur Überwachung der Dehydrierung verwendet werden; Menschen, die 2–3% ihres Körpergewichts verlieren, sollten daran erinnert werden, zusätzliche Flüssigkeit zu sich zu nehmen, und ihr Gewicht sollte vor der Belastung am nächsten Tag nicht mehr als 1 kg vom Ausgangsgewicht abweichen. Wenn ein Mensch > 4% (des Gewichtes) verliert, sollte die Aktivität auf einen Tag begrenzt werden.

  • Wenn eine Anstrengung bei Hitze nicht zu vermeiden ist, sollte die Flüssigkeit (die oftmals in sehr heißer und trockener Luft unmerklich verloren geht) durch häufiges Trinken ersetzt und die Verdunstung sollte durch das Tragen weitmaschiger Kleidung oder durch die Benutzung von Fächern erleichtert werden.

Hydratation

Ausreichend Flüssigkeit und Natrium kann Hitzekrankheiten verhindern. Durst ist ein schlechter Indikator für die Dehydration und die Notwendigkeit eines Flüssigkeitsersatzes während der Belastung, weil Durst nicht stimuliert wird, bis das die Plasmaosmolalität auf 1 bis 2% über dem Normalwert steigt. Daher sollte jeweils nach wenigen Stunden – ungeachtet des Durstes – Flüssigkeit getrunken werden. Da die maximale Nettowasserabsorption im Darm etwa 20 ml/min (1200 ml/h—niedriger als die maximale Schwitzrate von 2000 ml/h) beträgt, erfordert eine längere Anstrengung, die sehr hohen Schweißverlust verursacht, Ruhezeiten, die die Schwitzrate verringern und Zeit für die Rehydrierung ermöglichen.

Welche Hydratisierungslösung am besten zu verwenden ist, hängt von dem erwarteten Wasser-und Elektrolytverlust ab, der wiederum von der Dauer und dem Grad der Anstrengung zusammen mit Umweltfaktoren, und ob die Person akklimatisiert ist, abhängt. Für eine maximale Flüssigkeitsaufnahme kann ein kohlenhydrathaltiges Getränk durch den Körper bis zu 30% schneller als reines Wasser absorbiert werden. Ein Getränk mit einer Kohlenhydratkonzentration von 6 oder 7% wird am schnellsten absorbiert. Höhere Kohlenhydratkonzentrationen sollten vermieden werden, weil sie Magenkrämpfe verursachen und die Absorption zu verzögern. Für die meisten Situationen und Aktivitäten ist jedoch Wasser allein als Flüssigkeitszufuhr ausreichend, solange Überwässerung vermieden wird. Signifikante Hyponatriämie ist bei Ausdauersportlern, die freies Wasser trinken, sehr häufig vor, während und nach dem Training ohne Ersatz von Natrium-Verlusten aufgetreten. Besondere Hydratisierungslösungen (z. B. Sportlergetränke) sind nicht erforderlich, aber ihr Geschmack erhöht den Konsum, und ihr gemäßigter Salzgehalt ist hilfreich, wenn der Flüssigkeitsbedarf hoch ist.

Arbeiter, Soldaten, Ausdauersportler oder andere Personen, die kräftig schwitzen, können 20 g Natrium/Tag verlieren, was die Wahrscheinlichkeit für Hitzekrämpfe erhöht; solche Menschen müssen den Natriumverlust mit Getränken und Nahrung ersetzen. In den meisten Situationen ist es ausreichend großzügig gesalzte Speisen zu konsumieren; Menschen, die eine Diät mit niedrigem Kochsalzgehalt befolgen, sollten die Kochsalzaufnahme erhöhen. Bei extremere Umständen (z. B. längerer Belastung bei nicht akklimatisierten Personen) kann eine orale Salzlösung verwendet werden. Die ideale Konzentration ist 0,1% NaCl, das durch Auflösen einer 1-g Salztablette oder eines Viertel Teelöffels Kochsalz in einem Liter (oder Quart) Wasser hergestellt werden kann. Diese Lösung sollte unter mäßigen bis extremen Umständen getrunken werden. Ungelöste Salztabletten sollten nicht aufgenommen werden. Sie reizen den Magen, könne Erbrechen verursachen und behandeln nicht die zugrunde liegende Entwässerung.

Tipps und Risiken

  • Salztabletten sollten nicht verschluckt werden, weil sie Magenreizungen verursachen. Stattdessen werden sie in Wasser gelöst, um getrunken zu werden.

Akklimatisierung

Wenn die Schwere und Dauer der in der Hitze verrichteten Arbeit allmählich anwächst, tritt schließlich eine Akklimatisierung ein, was die Menschen in die Lage versetzt, sicher bei Temperaturen zu arbeiten, die zuvor intolerabel oder lebensbedrohlich gewesen wären. Um den maximalen Nutzen zu erreichen, erfordert eine Akklimatisierung in der Regel einen Aufenthalt von 8 bis 11 Tagen in heißer Umgebung mit etwas Training jeden Tag (beispielsweise 1 bis 2 h/Tag mit von Tag zu Tag erhöhter Intensität). Die Akklimatisierung erhöht die Schweißmenge (und daher die Abkühlung) bei einer gegebenen Anstrengung deutlich und vermindert den Elektrolytgehalt des Schweißes. Eine Akklimatisierung vermindert das Risiko für eine Hitzekrankheit nachhaltig.

Mäßigung des Aktivitätsniveaus

Wenn möglich, sollten die Menschen ihr Bewegungsniveau anpassen, basierend auf die Umwelt und Zubehör, das den Wärmeverlust beeinträchtigt (z. B. Brandbekämpfung oder Chemikalienschutzbekleidung) und getragen werden muss. Arbeitszeiten sollten verkürzt und Ruhezeiten erhöht werden, wenn

  • die Temperatur ansteigt

  • die Luftfeuchtigkeit steigt

  • die Arbeitsbelastung schwerer ist

  • die Sonne stärker wird

  • Es gibt keine Luftbewegung

  • Schutzkleidung oder Ausrüstung verschlissen sind

Der beste Indikator für Umweltwärmebelastung ist die "wet bulb globe temperatur" (WBGT), die allgemein von Militär, Industrie und Sport verwendet wird. Neben der Temperatur spiegelt der WBGT-Index die Auswirkungen von Feuchtigkeit, Wind und Sonnenstrahlung wieder. Die WBGT kann als Leitfaden für empfohlene Aktivität verwendet werden (siehe Tabelle: "Wet Bulb Globe Temperature" und empfohlener Aktivitätslevel).

Obwohl die WBGT komplex ist und möglicherweise nicht zur Verfügung steht, kann sie basierend allein auf Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit unter sonnigen Bedingungen und wenn der Wind leicht ist, eingeschätzt werden (siehe Tabelle: "Wet bulb globe temperature" basierend auf Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit.).

"Wet bulb globe temperature" basierend auf Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit.

Die Werte werden von einer ungefähren Formel, die von Temperatur und Luftfeuchtigkeit abhängt, abgeleitet und die bei vollem Sonnenschein und einem leichten Wind gültig ist. Hitzestress kann unter anderen Bedingungen überschätzt werden.

Tabelle
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"Wet Bulb Globe Temperature" und empfohlener Aktivitätslevel

Temperatur °C (°F)

Empfehlungen

≤15,6 (≤60)

Keine Vorsichtsmaßnahmen

>15,6 bis 21,1 (>60–70)

Keine Vorkehrungen, wenn eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr aufrechterhalten wird

>21,1 bis 23,9 (> 70–75)

Nicht akklimatisiert: Vermeiden Sie Wandern, Sport und Sonneneinstrahlung

Akklimatisiert: Schwere bis mäßige Aktivität mit Vorsicht zulässig

>23,9 bis 26,7 (>75-80)

Nicht akklimatisiert: Stopp oder eingeschränkte Aktivität

Akklimatisiert: Aktivität mit Vorsicht; Ruhezeiten und Wasserpausen alle 20 bis 30 Minuten

>26,7 bis 31,1 (> 80–88)

Nicht akklimatisiert: Vermeiden sie Aktivität

Akklimatisiert: Begrenzte kurze Aktivität zulässig, nur wenn fit

≥31.1 (>88)

Vermeiden Sie Aktivitäten und Sonnenexposition

Allgemeiner Hinweis

  • Lipman GS, Eifling KP, Ellis MA, et al: Wilderness Medical Society practice guidelines for the prevention and treatment of heat-related illness: 2014 Update. Wilderness Environ Med 25(4 Suppl):S55-S65, 2014. doi: 10.1016/j.wem.2014.07.017.

Wichtige Punkte

  • Wenn die Umgebungstemperatur >35 C ist, beruht die Kühlung weitgehend auf Verdampfung, aber wenn die Feuchtigkeit > 75%, nimmt die Verdampfung deutlich ab, sodass ein hohes Risiko für Hitzekrankheit besteht, wenn sowohl die Temperatur als auch die Feuchtigkeit hoch sind.

  • Unter den vielen Risikofaktoren für Hitzekrankheit sind bestimmte Medikamente und Gesundheitsstörungen (einschließlich derer, die den Elektrolythaushalt stören oder die kardiovaskulären Reserven verringern) und extremes Alter.

  • Prävention beinhaltet Maßnahmen, die der gesunde Menschenverstand gebietet sowie Aufrechterhaltung und Ersatz von Flüssigkeiten und Natrium.

  • Eine Akklimatisierung, die ein tägliches Training für 8 bis 11 Tage erfordert, vermindert das Risiko für eine Hitzekrankheit nachhaltig.

  • Aktivitätsniveaus sollten mit ansteigender Temperatur, Feuchtigkeit, Sonneneinstrahlung sowie der Menge der Kleidung oder Ausrüstung eingeschränkt werden, und wenn sich die Luftbewegung verringert.

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