Warum ist Blut warm – Wie entsteht die Körpertemperatur?
Fühlt man an dem aus einer Wunde austretenden Blut oder an einem frisch bestückten Blutentnahmeröhrchen, merkt man, dass das Blut warm ist. Wie kommt das eigentlich?
Warum ist Blut warm?
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Blut hat als Körperflüssigkeit mit 37 °C die gleiche Temperatur wie der Körper selbst, der diese durch chemische Reaktionen und Muskelarbeit gewinnt und für das reibungslose Funktionieren des Stoffwechsels unbedingt benötigt.
Wie warm ist Blut?
Unsere Körpertemperatur liegt recht genau bei 37 °C. Damit unterscheiden sich die gleichwarmen (homöothermen) Säugetiere und Vögel vom großen Rest der Tierwelt, bei denen die Außentemperatur die Temperatur im Körperinneren bestimmt. Wechselwarme (poikilotherme) Fische, Amphibien, Reptilien und Gliedertiere werden erst ab einer bestimmten Umgebungstemperatur aktiv und verfallen bei sinkenden Temperaturen in Kältestarre.
Die Unabhängigkeit von äußeren Bedingungen war für Säuger und Vögel ein immenser Selektionsvorteil, da sie in kälteren Regionen, in der kühlen Nacht und in der kalten Jahreszeit körperliche Aktivität erlaubt.
Warum ist Blut warm?
- Blut ist ebenso warm wie der Körper. Die Kerntemperatur liegt bei 37 °C, wovon die Bluttemperatur nur an der Oberfläche und vor allem an den Extremitäten abweicht.
- Die Körpertemperatur ist die Folge einer Unzahl chemischer Reaktionen im Organismus, die exotherm verlaufen – das bedeutet, dass die Umwandlung von Stoffen Energie freisetzt. Hinzu kommt die Wärme produzierenden Muskelarbeit.
- Eine in engen Grenzen eingehaltene Körpertemperatur ist wichtig für die Funktion zahlreicher Enzyme, Gasaustausch und osmotische Vorgänge.
- Das Blut ist nicht nur einfach warm, sondern auch wichtig für die Thermoregulation des Körpers. Es verteilt die im Körperinneren und in der Muskulatur gewonnene Wärme gleichmäßig.
- Akute Unterschreitungen wie auch Überschreitungen der Blut- und Körpertemperatur sind unmittelbar tödlich. Dazu zählen Auskühlung oder hohes Fieber.
Woher Körpertemperatur und warmes Blut kommen
Müssen Reptilien und Insekten auf die Sonne warten, um auf Betriebstemperatur zu kommen, beziehen Säuger und Vögel ihre Temperatur vor allem aus zwei Prozessen: Aus chemischen Reaktionen im Körperinneren und bei Muskelarbeit freigesetzter Energie.
Chemische Reaktionen des Körpers verlaufen nur in den seltensten Fällen endotherm, das heißt nur unter Zufuhr von Wärme. Viele Prozesse, die nur bei hohen Temperaturen ablaufen würden, werden durch Enzyme ermöglicht. Diese Proteine setzen die Aktivierungsenergie chemischer Reaktionen herab, sodass diese bereits bei Körpertemperatur stattfinden.
Viele dieser Stoffwechselvorgänge setzen Energie in Form von Wärme frei, verlaufen also exotherm. Gleiches gilt für die Muskeltätigkeit, die jede Menge Wärme produziert – man kennt das vom Schwitzen bei Sport und körperlicher Aktivität.
Warmes Blut wichtig für die Regulation der Körpertemperatur
Das Blut verteilt die bei enzymatischen Reaktionen und der Muskeltätigkeit gewonnene Wärme ähnlich wie ein Heizungssystem im ganzen Körper. Genau wie bei der Hausheizung gibt es auch hier einen Thermostaten, der dafür sorgt, dass die Temperatur in einem angenehmen Bereich bleibt.
Ständig kontrollieren Meßfühler in Peripherie und Eingeweiden die Temperatur. Sie leiten ihre Signale über den Thalamus an den Hypothalamus im Gehirn weiter, der die Körpertemperatur zentral regelt.
Warum ist die Einhaltung der Körpertemperatur so wichtig?
Unser gesamter Stoffwechsel ist auf eine Körpertemperatur von 37 °C ausgerichtet. Das gilt insbesondere für Enzyme, die ihre Reaktionen größtenteils nur innerhalb eines engen Temperaturbereiches optimal durchführen können. Ebenso funktioniert der Bewegungsapparat bei dieser Temperatur am besten.
Ein weiterer wichtiger Faktor ist der Gasaustausch. Aufnahme und Abgabe von Sauerstoff und Kohlendioxid im Körpergewebe und in der Lunge sind auf Körpertemperatur optimiert. In ähnlicher Weise beeinflusst die Temperatur das osmotische Verhalten von Teilchen beispielsweise in der Niere.
Besonders kritisch ist ein Ansteigen der Kerntemperatur über 40 °C: Hier beginnen viele Eiweiße zu denaturieren. Das ist der Hauptgrund, warum hohes Fieber tödlich verläuft.
Woher kommt die Körpertemperatur?
Sinkt die Außentemperatur, aktiviert der Hypothalamus über die Hypophyse Schilddrüse und Sympathikus.
Schilddrüsenhormone erhöhen Grundumsatz und Herzfrequenz, die Leber stellt der Muskulatur vermehrt Glykogen zur Energiegewinnung zur Verfügung, und im braunen Fettgewebe wird durch Entkopplung der Atmungskette Energie freigesetzt.
Das sympathische Nervensystem verengt die Blutgefäße in den Extremitäten, sodass sie weniger durchblutet werden und weniger Wärme abführen. Im Extremfall kommt es zu Erfrierungen, die Zehen und Finger als erstes betreffen.
Ein Aufstellen der Haare, als Gänsehaut bekannt, sorgte bei unseren behaarteren Vorfahren für ein größeres Luftpolster im Fell, das einen Wärmeverlust verhinderte.
In der Muskulatur kommt es zum Muskelzittern, das zusätzliche Wärme produziert.
Wenn Blut zu warm wird
Bei zu hoher Außentemperatur, körperlicher Aktivität oder Fieber muss die Wäme verstärkt abgeführt werden. Das reguliert der Hypothalamus durch eine Weitstellung der Kapillargefäße in den Extremitäten und erhöhte Schweißproduktion über den Sympathikus.
Das Blut gibt so verstärkt einen Teil seiner Wärme an den Gliedmaßen ab. Auf der Körperoberfläche verdunstet der von den Schweißdrüsen abgegebene Schweiß und sorgt für Abkühlung.
Was ist der Sinn von Fieber?
Fieber macht der Körper absichtlich – es soll dazu dienen, wärmeempfindliche Bakterien und Viren unschädlich zu machen. Übertreibt er es allerdings mit der Wärmeproduktion, ist das schädlich oder sogar tödlich. Spätestens ab 41 °C wird es kritisch.
Quellen, Links und weiterführende Literatur
- Willibald Pschyrembel: Klinisches Wörterbuch. 266. Auflage. Berlin 2019: Walter de Gruyter-Verlag. ISBN-10: 3110339978.
- Wolfgang Piper: Innere Medizin. 2. Auflage. Stuttgart 2012: Springer-Verlag. ISBN-10: 3642331076.
