Pathophysiologie der Thermoregulation · Medizinische Universität Graz, Auenbruggerplatz 2, A-8036...

Medizinische Universität Graz, Auenbruggerplatz 2, A-8036 Graz, www.medunigraz.at

Pathophysiologie der

Thermoregulation

Dr. Robert FuchsInstitut für Pathophysiologie und Immunologie

WS 2016/17

5087.144 Allgemeine und spezielle Pathologie,

Diagnostik und Therapie:

Pathophysiologie (1,6SSt VO, WS 2016/17)


Folien verfügbar über die

Homepage der MUG:

Institut für Pathophysiologie und Immunologie

http://pathophysiologie.medunigraz.at/

Teaching/Lehre

LV-Unterlagen

Dr. Fuchs

Passwort: student


Inhalt der Vorlesung

1.) Physiologische Grundlagen der Thermoregulation

2.) Pathophysiologie der Thermoregulation

Hyperthermie (Überhitzung) und Hitzeschäden

Fieber (Ursachen, Funktion, Verlaufsformen,

Auswirkungen, Therapie, Beobachtung)

Hypothermie (Unterkühlung)


Physiologische Grundlagen der

Thermoregulation

Der Mensch ist homoiotherm (gleichwarm)

Die Körpertemperatur wird konstant gehalten, auch bei

äußerer Kälte und Wärmebelastung

Grundlage für Homeothermie:

Gleichgewicht von Wärmeproduktion und Wärmeabgabe

Sinkt die Umgebungstemperatur des Körpers: Wärmeabgabe steigt

linear Steigerung der Wärmeproduktion, bzw. Senkung des

Wärmeverlustes; z.B. durch Kältezittern; Regulation der

Hautdurchblutung; Verhalten (Kleidung!)

Steigt die Umgebungstemperatur: Überschüssige Wärme wird durch

Verdunstung abgegeben Schwitzen


Die Körpertemperatur des Menschen

Normwerte und Schwankungen:

Rektal: Tagesrhytmische Schwankungen von 0,5-1°C um den Wert von

37°C. Max. 37,3°C morgens und 37,8°C abends

Axillär: Max. bis 36,8°C; Sublingual: Max. bis 37,0°C

Schwankungen der Körpertemperatur der Frau

Abhängigkeit vom Progesteron/Östrogenverhältnis bzw.

dem Menstruationszyklus: Kerntemperatur in der 2. Hälfte

des Zyklus (postovulatorisch) durch Progesteron auf etwa 0,4°C

höherem Niveau geregelt

Messgröße für Körpertemperatur: Kerntemperatur

(Kopf und Innerer Rumpf)


Die Körpertemperatur des Menschen

Quecksilberthermometer bzw. Hg-Ersatz

(Hg verboten in EU seit 2009) oder

Digitalthermometer

Messmethoden:

rektal = genaueste und zu

bevorzugende Methodik

sublinguale und axilläre

Temperaturmessung: Mitarbeit des

Patienten nötig: nicht immer zuverlässig

Temperaturmessung im Ohr

Temperaturmessung:

Quelle: Lehrbuch der Physiologie, Klinke und Silbernagl


Regulation der Körpertemperatur

Messgröße für Körpertemperatur: Kerntemperatur

(Kopf und Innerer Rumpf)

Zentraler Regler für die Körpertemperatur: Hypothalamus

Über Kerntemperaturfühler wird der Istwert der

Körpertemperatur gemessen und mit dem Sollwert verglichen

Istwert ≠ Sollwert: = Regelabweichung (z.B. durch körperliche

Arbeit) Stellglieder werden aktiviert um den Sollwert

wieder herzustellen


Regelkreis der Temperaturregulation



Wärmebildung: Ruhebedingungen: Organe im Rumpf

(Stoffwechselenergie) produzieren 70% der gesamten Wärme

Wärmeabgabe: hängt ab von den Komponenten Leitung,

Konvektion (Abgabe von Wärme an bewegte Luft),

Strahlungswärme und Verdunstung/Schwitzen

Kältebelastung: ↑ Wärmeproduktion um Kerntemperatur konstant

zu halten (eiweißreiche Mahlzeit, körperliche Arbeit, Kältezittern;

zitterfreie Wärmebildung bei Säuglingen)

Wärmebildung und Wärmeabgabe


Wie kann die Wärmeabgabe reduziert

werden?

Wärmeabgabe ist proportional zur Fläche Kauerstellung zur

Verringerung der Oberfläche

Hauttemperatur: je höher der Temperaturunterschied zwischen Haut

und Umgebung: desto höher der Wärmeverlust Verminderung

der Hautdurchblutung bei Kälte

Kleidung: = eine artifizielle Isolationsbarriere für Wärme;

von besonderer Bedeutung bei Kleidung: Unterdrückung

der Konvektion


Wärmestrom in den Extremitäten

Die Wärmeleitfähigkeit des

Gewebes ist sehr gering:

Vorteil: Isolation bei

Kältebelastung

Nachteil: Problem bei innerer

Wärmebelastung Ableitung

der Wärme über die Haut

durch das Blut

Kältebelastung Wärmebelastung



Wie kann die Wärmeabgabe gesteigert

werden?

Verdunstung/Schwitzen:

Die Sekretion von Schweiß kann 500 ml / (m2 x h) betragen

Wasserverlust und Elektrolytverlust!

Schwitzen ist unabhängig von der Temperaturdifferenz Körper versus

Umgebung sondern ist nur abhängig von der Differenz der

Wasserdampf-Partialdrücke.

hohe Luftfeuchtigkeit: kein „richtiges Schwitzen“ möglich

Verdunstung auch über die Atemluft (Wasserdampf)

Diffusion von Wasser durch die Haut


Hyperthermie Überhitzung des Körpers

Trotz maximaler Aktivität der Stellglieder kann dieKörperkerntemperatur nicht beim Sollwert (37°C) gehaltenwerden

Belastung für den Kreislauf!

mögliche Folgen der Hyperthermie:

Hitzekollaps oder Hitzschlag

Pathophysiologie der

Thermoregulation


wärmebedingte Vasodilatation im Stehen sackt ein Teil des Blutes in die Beine ab

Durch das Schwitzen verringert sich das Extrazellularvolumen (Dehydration)

Herzzeitvolumen und Blutdruck sinken

Schwächegefühl (Hitzeerschöpfung), Schwindel,

Übelkeit und Ohnmacht (Hitzekollaps) können auftreten;

schon bei Temperaturen unter 39°C möglich

Sofortmaßnahmen:

Flachlagerung, Flüssigkeitsersatz

Fortsetzung Hyperthermie


Hyperthermie tritt meist nur bei hoher körperlicher Leistung in heißer Umgebung auf. Bei nur äußerlicher Wärmebelastung ohne körperliche Arbeit eher selten

Hitzschlag:

Überwärmung des Körpers auf über 40°C Hirn toleriert diese Temperaturen nicht direkte Schädigung durch die Hitze selbst

Patienten häufig bewusstlos und weisen trockene Haut auf (=Hinweis auf Versagen der wärmeabgebenden Mechanismen)

Hirn weist einen Schutz gegen Hitzschlag auf: Das Hirn kann vorrübergehend kühler als der übrige Körperkern gehalten werden durch starkes Schwitzen am Kopf

Fortsetzung Hyperthermie/Hitzschlag


Bei längerfristiger Temperaturerhöhung (40,5-43°C) Versagen der thermoregulatorischen Zentren im Zwischenhirn

Folgen: das Schwitzen hört auf,

Betroffene sind verwirrt, teilnahmslos und

bewusstlos. Weitere Symptome: Übelkeit,

Kopfschmerzen, erhöhte Pulsfrequenz

Hirnödem (Flüssigkeitsansammlung im Hirngewebe

Schwellung) mit Schädigung des ZNS

Tod ohne rasche Hilfe bleibende Schäden möglich

Sofortmaßnahmen: Patienten ins Kühle bringen und/oder ins kühle Wasser tauchen; kalte Umschläge. Wasser soll nicht zu kalt sein Verzögerung der Abkühlung durch Vasokonstriktion

Fortsetzung Hitzschlag


Entsteht durch unmittelbare Einwirkung von Sonnenstrahlung

vor allem auf den unbedeckten Kopf und Nacken

Sonnenstich = ein isolierter Hitzschlag des Kopfes

Irritation der Hirnhaut und des Hirngewebes

Symptome: Heftige Kopfschmerzen, Übelkeit, Fieber, Schwindel, Ohrensausen

Hitzekollaps und Tod als mögliche Folgen

Sofortmaßnahmen: Erhöhte Lagerung des Kopfes, Einhüllen des Kopfes in kalte feuchte Tücher

Sonnenstich/Heliosis/Insolation


Hitzekollaps, Hitzschlag

Hitzekollaps Hitzschlag


Definition: Erhöhung der Körpertemperatur (über 38°C) als Folge einer

Sollwertverstellung im hypothalamischen Wärmeregulationszentrum

Gegensatz zur Hyperthermie = aufgezwungene Überwärmung bei

normalem Sollwert

Fieber (Febris)

Bei den meisten Fieberzuständen: Körpertemperatur ↑ um 1-2C°

1. subfebrile Temperatur: 37,1-38°C

2. Mäßiges Fieber: bis 39°C

3. Hohes Fieber: über 39°C

4. über 41,5°C: Hyperpyrexie lebensbedrohend


1.) Fieberanstieg (Stadium incrementi):

Hautdurchblutung ↓ Kältegefühl,

Schüttelfrost, kühle Haut,

Wärmeproduktion wird erhöht:

Schüttelfrost bis Istwert = Sollwert

2.) Fieberhöhe (Fastigium)

3.) Fieberabfall (Stadium decrementi):

Schwitzen, z.T. mit starkem

Flüssigkeitsverlust, Kreislaufstörungen.

Langsam: im Verlauf von Tagen (Lysis),

Schnell: im Verlauf von Stunden (Crisis)

Fieberphasen


Ursachen von Fieber:

Fieber wird durch Pyrogene (= fiebererzeugende Substanzen) ausgelöst

exogene Pyrogene bei Infektionen durchBakterien, Viren, Pilze, andere Erreger Erregerbestandteile z.B. Endotoxin vongramnegativen Bakterien

durch exogene Pyrogene werden Makrophagenaktiviert die daraufhin endogene Pyrogene(Interleukine, Tumor Nekrose Faktor/TNF,Interferone) ausschütten

Produktion von Prostaglandin E2 (PGE2) im Organum vasculosum laminae terminalis (OVLT)

PGE2: stimuliert Sollwertverstellung im Hypothalamus


Zerfalls- oder Stoffwechselprodukte (z.B. bei Hämatomen, Frakturen oder Nekrosen) können als Pyrogen wirken

Entzündliche, rheumatische Erkrankungen

Immunreaktionen bei Injektion von körperfremden oder verfremdeten Protein

Autoimmunerkrankungen

Tumoren

durch Arzneimittel

postoperativ (auch ohne Infektion)

Fieber unbekannter Ursache (Temperatur > 38°C mehr als 3 Wochen, deren Ursache auch nach einer Woche stationärer Diagnostik unklar bleibt) vorwiegend nicht diagnostizierte Tumoren

(Vorgetäuschtes Fieber)

Weitere Ursachen von Fieber

neben Infekten


Fieber tritt vor allem bei Infektionen im Rahmen der Akute-Phase-Reaktion (APR) auf. APR = eine komplexe Allgemeinreaktion diedurch Gewebsschädigung und entzündlichen Prozesseverschiedenster Art induziert wird = eine unspezifischeImmunantwort und erste Phase der Entzündung

Fieber unterstützt Abwehrvorgänge des Körpers

Beschleunigung biochemischer Reaktionen. Stimulation von Immunzellen (z.B. Aktivierung von T-Zellen, Phagozytose, Motilität von Immunzellen)

Erhöhte Temperatur inhibiert das Wachstum mancher Erreger und tötet sie ab

Eisen, Kupfer, Zink -Konzentrationen sinken im Serum essentiell für bakterielles Wachstum

Wirkung/Funktion von Fieber


Allgemein:

Abgeschlagenheit,

Müdigkeit,

Schwäche,

Krankheitsgefühl,

Kopf-, Glieder- und Gelenksschmerzen,

Licht- und Geräuschempfindlichkeit,

Appetitlosigkeit,

Unruhe,

Symptome und Verlauf von Fieber 1


Symptome und Verlauf von Fieber 2

trockene Lippen und Mundschleimhaut,

Obstipation,

geringe, konzentrierte Harnmenge,

Tachykardie (Herzfrequenz steigt),

schnelle flache Atmung erhöhter Sauerstoffbedarf

vermehrter Slow-wave-Schlaf

( = Tiefschlaf, hat restaurative Funktion für das Gehirn)

Bei hohem Fieber: heiße, trockene, gerötete Haut, glasige Augen, Unruhe,

Wahrnehmungsstörungen, Fieberträume, Fieberdelir (Bewusstseins- und

Sinnestrübung), zerebrale Krämpfe (Fieberkrämpfe)


Fieberkurven 1

Kontinuierliches (gleichbleibendes

Fieber) (Febris continua, Kontinua)

Meist über 39°C und im Tagesverlauf nicht

um mehr als 1°C schwankend. z.B. bei

Virusinfektionen, Typhus

Wechselfieber/Relapsfieber/

Rhythmusfieber

Kurze Fieberperioden, unterbrochen von

einem oder mehreren fieberfreien Tagen,

z.B. Malaria

Schüttelfrost


Remittierendes Fieber (Febris

remittens):

Stärker schwankend, aber stets über

Normaltemperatur; Hinweis auf Lokal-oder

Hohlrauminfektionen

z.B. Sinusitis

(Nasennebenhöhlenentzündung),

Harnwegsinfekte, Pneumonie (z.B.

Tuberkulose)

Doppelgipfeliges Fieber

Fieberfreie Tage zwischen einem ersten

Fiebergipfel und einer zweiten

Fieberphase (z.B. Masern, Influenza)

Fieberkurven 2


Fieberkurven 3

Intermittierendes Fieber (Febris

intermittens):

Fieberspitzen wechselnd mit Unter- oder

Normaltemperatur

Hinweis auf eitrige Infektionen, evtl. schubweise

Toxin- oder Erregereinschwemmung ins Blut

(septisches Fieber, Abszessfieber)

Undulierendes Fieber

Wellenförmige Temperaturkurve

mit langsamen Temperaturanstieg, danach für

einige Tage hohes Fieber, gefolgt von einem

langsamen Temperaturabfall mit einigen

fieberfreien Tagen, danach wieder langsamer

Temperaturanstieg (z.B. bei Tumoren oder

Brucellose


1.) ursachenbezogen (kausal): Infektionstherapie

2.) symptomatisch: physikalisch z.B. durch Wadenwickel,

(Steigerung der Wärmeabgabe) pharmakologisch durch

Gabe von Antipyretika (fiebersenkende Medikamente)

Fieber = Symptom und keine Krankheit Fieber hat protektive Funktion

für den Körper Antipyretika in der Regel nur dann einsetzen, wenn

Fieber zu Fieberkrämpfen führt (häufig bei Säuglingen und Kleinkindern)

oder wenn man solche befürchtet bei Temperaturen >39°C

Fieberkrampf: zerebraler Krampfanfall von meist wenigen Minuten

Dauer mit Bewusstseinsverlust zu Beginn oder während eines

fieberhaften Infekts, v. a. bei Kindern zwischen 6. Monat und 5.

Lebensjahr

Maßnahmen bei Fieber


Einsatz von Antipyretika

Meisten Fieberzustände: begründet durch selbst limitierende

Infektionen, meist viral bedingt. Der Einsatz von fiebersenkenden

Mitteln ist nicht kontrainduziert Erleichterung für den Patienten

Bei einigen Patientengruppen Behandlung des Fiebers

unverzichtbar: Fieber erhöht den Sauerstoffverbrauch: Jeder 1°C

oberhalb von 37°C um 13% mehr Sauerstoffbedarf

Verstärkung von kardialen, zerebrovaskulären oder

pulmonalen Insuffizienzen

Nachteile bei Einsatz von Antipyretika:

Beurteilung der Wirksamkeit einer Antibiotikatherapie

Veränderung der für einzelne Erkrankungen

spezifischen Fieberkurven (Diagnosestellung!)


Analgetika: Arzneimittelgruppe zur Behandlung von Schmerzen,

entzündlichen Vorgängen und Fieberzuständen

Unterscheidung in 1.) Antipyretische Analgetika

2.) Nicht steroidale Antiphlogistika

(Entzündungshemmer)

Antipyretische Analgetika

Paracetamol, Metamizol starke antipyretische Wirkung

Wirkungsweise bisher nicht richtig verstanden

Paracetamol: weltweit zu den meistverkauften

Arzneimitteln zählend

Antipyretika/Analgetika


Nicht steroidale Antiphlogistika

Wirkungsmechanismus: hemmen die sogenannten

Cyclooxygenasen wirken Entzündungs-hemmend, Schmerz-

lindernd und Fieber-senkend

Cyclooxygenasen: Funktion: Bildung von Prostaglandinen (z.B.

PGE2), Prostacyclin und Thromboxan aus Arachidonsäure

Wichtigste Vertreter: Acetylsalicylsäure (Aspirin), Dicoflenac,

Ibuprofen

Auch Glucocorticoide (Cortisol) wirken als Antipyretika


Phytotherapie:

Med.: Salix Acetylsalicylsäure

Zahlreiche Pflanzen weisen eine fiebersenkende Wirkung auf: z.B.:

Alcea rosea (Stockmalve), Berberis vulgaris (Berberitze), Centaurea

cyanus (Kornblume), Cymbopogon citratus (Lemongras), Olea

europaea (Olivenbaum), Pastinaca sativa (Pastinak), Rubus idaeus

(Himbeere), Sambucus nigra (Schwarzer Hollunder), Tilia (Linde),

Tussilago farfara (Huflattich)

Wadenwickel

Homöopathie, Ayurveda, Chinesische Medizin

Naturheilmittel


Pflegemaßnahmen bei Fieber 1

1. Klärung der Ursache durch das therapeutische Team

2. Durchführung spezieller Pflegemaßnahmen (Arzneimittel, Wickel,

Waschungen)

3. regelmäßige Körpertemperaturmessungen bis zum Abklingen des

Fiebers

4. regelmäßiger Wäschewechsel


Pflegemaßnahmen bei Fieber 2

5. Anpassen der Oberdecken an Fieberphasen, um Hitzestau oder

Frieren vorzubeugen

6. ausreichende Flüssigkeitszufuhr (Faustregel: pro 1° C

Temperaturanstieg 0,5–1 l Flüssigkeit pro Tag zusätzlich

7. Schonung, möglichst Bettruhe bis zur Normalisierung der

Körpertemperatur

8. bei Körpertemperatur über 39 °C und schwerem Krankheitsgefühl

sowie Belastung des Herz-Kreislauf-Systems ärztliche Verordnung

von Antipyretika


Formen:

1.) Unternormale Körpertemperatur (z.B. bei Kollaps,

Kachexie)

2.) Akzidentelle Hypothermie durch Kältexposition (Ertrinkungsunfälle,

Bergunfälle)

3.) Künstliche Hypothermie (in der Medizin)

Reaktion des Körpers: Wärmeerzeugende Mechanismen↑

(Maximum bei 35°C, dann fallend mit sinkender Temperatur)

Hypothermie/Unterkühlung


1. Erregungsstadium: milde Hypothermie (HT), 35-32 °C

- maximales Muskelzittern erhöhter Grundumsatz

- alle Glukosequellen aktiviert (Hyperglykämie)

- O2-Verbrauch erhöht sich auf 6-fache

- Tachykardie u. Vasokonstriktion hoher Blutdruck

- Akren schmerzen durch Vasokonstriktion

2. Erschöpfungsstadium: mäßige HT, 32-28°C

- Hypoglykämie

- Bradykardie

- Arrhythmien

- Atemdepression

- bei 30°-32°C: Bewusstseinsverlust

3. Lähmungsstadium: schwere HT, <28 °C

- Koma

- Pupillenreaktion erlischt (hier kein Zeichen des

Hirntodes)

- Kammerflimmern

Stadien der Hypothermie


Wiederaufwärmung 3 Stadien

1. Erregungsstadium: passiv extern: warmer Raum, Decke,

Folien

Erschöpfungsstadium: aktive Wärmebehandlung unter

Monitorüberwachung: Heizdecken, warme Infusionen, u.U.

Hämodialyse

Lähmungsstadium:

aktive Aufwärmung mittels extrakorporaler Zirkulation (Herz-

Lungen-Maschine)


Danke für die

Aufmerksamkeit!


Verwendete Literatur

Lehrbuch der Physiologie, Klinke und Silbernagl (Herausgeber), Thieme Verlag, 3.

Auflage, 2001.

Harrisons Innere Medizin, Band 1, Dietel, Suttorp, Zeitz (Herausgeber), ABW

Wissenschaftsverlag, 17. Auflage, 2008.

Taschenatlas Pathophysiologie, eBook, Silbernagl und Lang (Herausgeber), Thieme

Verlag, 3. Auflage, 2009.

Taschenatlas Pharmakologie, eBook, Lüllmann, Mohr, Hein (Herausgeber), Thieme

Verlag, 6. Auflage, 2008.

Duale Reihe: Anamnese und Klinische Untersuchung, eBook, Füeßl, und Middeke

(Herausgeber), Thieme Verlag, 4. Auflage, 2012.

Checkliste Anamnese und Klinische Untersuchung, ebook, Neurath und Lohse

(Herausgeber), Thieme Verlag, 2. Auflage, 2006.

Pschyrembel Premium Online, Online Nachschlagwerk zum Thema Medizin, De

Gruyter Verlag.

Pschyrembel Zugang über die Bibliotheks-Homepage, wie auch bei den

eBooks: http://www.meduni-graz.at/bmed/

http://www.meduni-graz.at/bmed/1882

Pathophysiologie der Thermoregulation · Medizinische Universität Graz, Auenbruggerplatz 2, A-8036...

Documents

Transcript of Pathophysiologie der Thermoregulation · Medizinische Universität Graz, Auenbruggerplatz 2, A-8036...