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Quarks & Co
Sendung vom 22. Januar 2008
Wie wir frieren
Normalerweise hat der Körper eine konstante Temperatur. Die inneren Organe und das Gehirn müssen bei etwa 37 Grad gehalten werden. Das ist für die Stoffwechselvorgänge und die optimale Funktion der Organe notwendig. Doch die Körpertemperatur kann nur unveränderlich bleiben, wenn Wärmeproduktion und Wärmeabgabe im Gleichgewicht sind. Und der Körper gibt ständig Wärme an die Umgebung ab – am meisten über den Kopf. Der muss gut durchblutet sein, denn Gehirn, Augen, Ohren und Sprechorgane benötigen viel Energie. Jogger sollten deshalb im Winter eine Mütze tragen, um den Wärmeverlust zu vermindern. Sobald man über die Hautoberfläche zuviel Wärme verliert, ist die konstante Körpertemperatur in Gefahr. Man beginnt zu frieren – ein Warnsignal des Körpers, dass Unterkühlung droht.
In der Haut gibt es etwa 12 Kälterezeptoren pro
Quadratzentimeter – das entspricht rund 250.000
Reizempfängern auf den 1,5 bis 2 Quadratmetern Haut. Diese
temperaturempfindlichen Nerven senden Impulse an den
Hypothalamus im Gehirn. Hier wird die
Körpertemperatur reguliert: Bei Kälte greift eine Reihe
von Maßnahmen, um einen Temperaturverlust zu verhindern. So
können sich beispielsweise die Blutgefäße in der
Hautoberfläche zusammenziehen. Dadurch fließt weniger
warmes Blut durch die äußeren Hautschichten des
Körpers, besonders an Händen und Füßen. So
spart der Körper Wärme ein. Auch die
Schweißdrüsen, die die Haut kühl halten, senken
ihre Produktion bis auf nahezu Null. Instinktiv legt man die Arme
eng an den Körper, um die Oberfläche zu verringern - auch
dann geht weniger Energie verloren. Doch nicht nur solche
Sparmaßnahmen helfen. Zusätzlich kann der Körper
auch mehr Wärme produzieren. Das geht am besten mit den
Muskeln: Im Ruhezustand sind sie etwa mit 18 Prozent an der
Wärmebildung beteiligt. Doch wenn es kalt ist, kann dieser
Anteil auf 90 Prozent ansteigen! Zuerst spannen sich die Muskeln
an, um Wärme zu bilden. Wenn das nicht reicht, beginnt man am
ganzen Körper zu zittern – unwillkürlich ziehen
sich die Muskeln zusammen. Und je stärker das Zittern, desto
mehr Wärme entsteht wieder im Körper.
Oft heißt es, Frauen frieren schneller als Männer. Tatsache ist, dass beide oft unterschiedliche Voraussetzungen haben. Beim Mann enthält der Körper durchschnittlich 40 Prozent Muskeln und 15 Prozent Fett. Bei der Frau dagegen sind es 25 Prozent Fett und 25 Prozent Muskeln. Wärme wird aber durch Muskeln erzeugt. Fett dagegen kann Wärme nur isolieren. Auch die Dicke der Haut spielt eine Rolle. Die männliche Oberhaut ist meist um 15 Prozent kräftiger und bietet somit eine bessere Barriere gegen den Kälteverlust als die dünne Frauenhaut. Wichtig ist auch das Verhältnis von Körperoberfläche und Körpervolumen. Männer haben häufig ein großes Volumen im Verhältnis zur Oberfläche. So wird mehr lebenswichtige Körperwärme produziert und gespeichert. Frauen sind dagegen oft nicht so kräftig gebaut wie Männer. Sie haben dann ein kleineres Volumen bei einer verhältnismäßig großen Oberfläche. Insgesamt haben Männer also körperlich bessere Voraussetzungen beim Kampf gegen die Winterkälte. Frauen müssten deshalb ein gesteigertes Kälteempfinden haben.
Wir wollten es genau wissen - und haben den Kältetest gemacht: Ein Mann und eine Frau mussten für Quarks & Co bei minus 10 Grad für eine Viertelstunde frieren. Unsere Reporter Katjuschka und Klas gingen am Institut für Physiologie der Berliner Charité in die Kältekammer. Zuvor stellten Ärzte fest, dass beide eine jeweils durchschnittliche Körperbeschaffenheit haben: Klas mit einem größeren Muskelanteil und 18,8 Prozent Körperfett, Katjuschka hingegen mit etwas weniger Muskelmasse, dafür aber einem Fettanteil von 24,2 Prozent. Auch das Verhältnis von Körperoberfläche zu Körpervolumen ist typisch: bei Klas ist es etwa 14 Prozent kleiner als bei Katjuschka.
Beim Kältetest in der Kühlkammer zeigte sich auch tatsächlich, dass Katjuschka stärker mit der Kälte zu kämpfen hatte. Sie kühlte schneller aus, wie die Thermobilder belegten. Immer wieder konnten die Messsonden bei ihr ein heftiges Zittern der Muskulatur aufzeichnen, viel stärker als bei Klas. Die Instrumente zeigten auch, dass ihre Blutgefäße weiter gestellt waren. Das lag an der stärkeren Muskelaktivität beim Zittern, wie die Experten vermuteten. Denn ihre Muskulatur musste aufgrund der ständigen Anspannung mehr mit frischem Blut versorgt werden. Durch die weiter gestellten Gefäße verlor Katjuschka aber wieder mehr Wärme als Klas. Auch ihre Herzfrequenz stieg an – von 80 auf 130 Schläge pro Minute. Ebenfalls ein Zeichen, dass Katjuschka besonders gegen die Kälte ankämpfen musste, so die Experten. Der Quarks-Kältetest hat also bestätigt, was man aufgrund der Körpereigenschaften feststellen kann: Frauen frieren schneller als Männer. Doch eigentlich ist Frieren und die Reaktion auf Kälte immer individuell, betonen die Experten. Entscheidend ist, wie der jeweilige Körper aufgebaut ist – schließlich gibt es ja auch starke, große Frauen und kleine, schwache Männer.
Carsten Binsack
Stand: 06.02.2007
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