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B978-3-437-58102-1.00002-3

10.1016/B978-3-437-58102-1.00002-3

978-3-437-58102-1

Abb. 2.1

[L123]

Dermatome und ihre Überlappungen.

a Thorakaler Hautbereich mit den zugehörigen, auf der Höhe von Th3, Th4 und Th5 in das Hinterhorn des Rückenmarks mündenden somatosensorischen Afferenzen. Die Farbcodierung verdeutlicht die Überlappung der Dermatome.

b Dermatome des menschlichen Körpers. Zur Verdeutlichung der Überlappung sind die Dermatome seitenalternierend dargestellt.

Abb. 2.2

[L106]

Mechanorezeptoren der behaarten und unbehaarten Haut und ihre Entladungsmuster. a Berührungs- und Druckrezeptoren der Haut; b Aktionspotenziale (APs) bei konstanter Reizung (jeder senkrechte Strich entspricht einem Aktionspotenzial, AP)

Abb. 2.3

[L106]

Zwei-Punkt-Diskrimination

Abb. 2.4

[L106]

Schmerzwahrnehmung

Abb. 2.5

[L106]

Wärmebildung in Körperkern und Körperschale. Die Ruhe-Energieumsätze der verschiedenen Organgebiete sind mit unterschiedlichen Farben dargestellt. Die prozentuale Beteiligung der verschiedenen Organe an der Gesamtwärmebildung in Ruhe und bei Arbeit ist tabellarisch aufgeführt.

Abb. 2.6

[L106]

Temperaturregulation

Abb. 2.7

[L123]

Leitung und Konvektion (grün), Strahlung (rot) und Verdunstung (blau) bei einer Raumtemperatur von 24 °C (thermische Neutralbedingungen bei einer leicht bekleideten Person). Ein Wandschirm vermindert den Wärmeverlust durch Strahlung.

Abb. 2.8

[L106]

Wärmeströme im Körper und Wärmeabgabe von der Haut an die Umgebung bei durchschnittlicher Zimmertemperatur und leichter Bekleidung (oben) bzw. warmer Umgebung und Sonneneinstrahlung (unten)

Abb. 2.9

[L106]

Beim Fieber kommt es zunächst zu einer Sollwertverstellung (blaue Linie) der Körperkerntemperatur im vorderen Hypothalamus (Thermoregulationszentrum). Der Istwert (rote Linie) folgt mit zeitlicher Verzögerung (Fieberanstieg). In der Plateauphase sind Ist- und Sollwert gleich. Der Fieberabfall wird durch eine Verstellung des Sollwerts auf eine niedrigere Körpertemperatur eingeleitet, dem wiederum der Istwert zeitlich verzögert folgt. Die typischen physiologischen Begleiterscheinungen beim Fieberanstieg und Fieberabfall sind in der Abbildung aufgeführt.

Abb. 2.10

[L123]

Einfluss der Luftfeuchtigkeit auf die Temperaturregulations- und Arbeitsfähigkeit des Menschen bei mehrstündiger leichter Arbeit (3,5 km/h Gehen in der Ebene) in warmer Umgebung bei 2 verschiedenen Klimazuständen: a Verlauf der Herzfrequenz, b Rektal- und Hauttemperatur, c Gewichtsverlust durch Schwitzen

Abb. 2.11

[L123]

Anpassung an die Umgebungstemperatur beim ruhenden, unbekleideten Menschen bei 20 und 35 °C Lufttemperatur. Bei niedriger Lufttemperatur ist der Körperkern verkleinert (dunkelrot), und es bilden sich radiale und axiale Temperaturgradienten in der verbreiterten Körperschale aus (hellrot).

Abb. 2.12

[M375]

Langerhans-Zellen (Pfeile)

Abb. 2.13

[L106]

Wellenlängen des Lichts. Das elektromagnetische Wellenspektrum umfasst die sehr kurzwelligen kosmischen Strahlen, γ-Strahlen, Röntgenstrahlen, sichtbares Licht (400–780 nm), Infrarot-/Wärmestrahlen und Radiowellen. Die Wellenlängen des UV-Lichts reichen von 100–400 nm, die des sichtbaren Lichts von 400–780 nm.

Abb. 2.14

[L238]

Sonnenstrahlung. Die atmosphärische Ozonschicht filtert die Wellenlängen < 290 nm heraus.

Abb. 2.15

[L190]

Wundheilung: a Primäre Wundheilung, hier nach einer sofort chirurgisch versorgten Verletzung.

b Die sekundäre Wundheilung verläuft langsamer und hinterlässt größere Narben.

Physiologie

  • 2.1

    Sensibilität15

    • 2.1.1

      Tastsinn16

    • 2.1.2

      Diskrimination17

    • 2.1.3

      Schmerzempfindung17

    • 2.1.4

      Temperaturempfindung18

  • 2.2

    Wärmeaustausch18

    • 2.2.1

      Wärmebildung18

    • 2.2.2

      Wärmeabgabe19

    • 2.2.3

      Temperaturregulation22

  • 2.3

    Hautdurchblutung24

  • 2.4

    Immunfunktion der Haut25

  • 2.5

    Lichtfilterung25

    • 2.5.1

      UV-Licht25

  • 2.6

    Durchlässigkeit für chemische Substanzen27

  • 2.7

    Wundheilung27

    • 2.7.1

      Phasen der Wundheilung27

    • 2.7.2

      Wundheilung und Wundversorgung27

Einführung

Die HautHautPhysiologie schützt vor der Umwelt einschließlich physikalischer (z.B. UV-Strahlen), chemischer (z.B. Säuren) und mikrobieller (z.B. Bakterien) Noxen. Sie dient der Wärmeregulation des Körpers mittels Durchblutungsänderungen und Flüssigkeitsabgabe (Schweiß) sowie der Aufnahme und Weiterleitung von Sinnesreizen (Tastsinn, Juckreiz, Schmerz- und Temperaturempfinden). Der Kontaktaufnahme zur Umwelt dienen Duftstoffe, die sie in ihren Drüsen produziert. Durch die Zusammensetzung des Schweißes nimmt sie Einfluss auf den Elektrolythaushalt. Die Epidermis ist eine weitgehend wasserdichte Barriere, die den Organismus vor einem unkontrollierten Austausch von Wasser, wasserlöslichen Molekülen und Ionen mit der Umwelt schützt und damit sein Milieu erhält. Die Synthese des Vitamin D als Vorstufe des D-Hormons macht aus der Haut eine „endokrine Drüse“. Schließlich wird in ihrer untersten Schicht (Subkutis) auch noch der Reservebrennstoff des Organismus in Form der Triglyceride gespeichert.

Merke

Funktionen der HautHautFunktionen:

  • Schutzfunktion (mechanisch, chemisch, physikalisch, immunologisch)

  • Wärmeregulation

  • Elektrolytregulation

  • Sinnesorgan (Kontaktaufnahme zur Umwelt)

  • Synthese von Hormonvorstufen

  • Fettspeicherung

Sensibilität

Unter SensibilitätSensibilität wird nicht nur das Fühlen, also der Tastsinn verstanden, sondern als nach außen gerichtete „Sinne“ auch der Temperatursinn und das Schmerzempfinden. Auch nach innen ist der Körper sensibel, indem er z.B. die aktuelle Haltung der Gelenke oder Bewegungen der Extremitäten registriert (Propriozeption) oder den Zustand der inneren Organe wahrnimmt, also u.a. den Blutdruck, das Blutvolumen oder die Zusammensetzung der Blutgase misst (Enterozeption). Im Zusammenhang mit der Haut sind insbesondere Tast-, Temperatur- und Schmerzsinn von Bedeutung.
Die Haut des Menschen wird von so vielen Nerven sensibel innerviert, wie es der Anzahl seiner Spinalnerven entspricht. Dabei erfolgt die InnervationHautInnervation segmental, d.h., jedes Rückenmarksegment versorgt ein zugehöriges Hautareal, das im Bereich des Stamms in etwa auf derselben Höhe liegt wie die zugehörige Nervenwurzel an ihrem Austritt aus dem Rückenmark. Am Kopf und an den Beinen ist dies naturgemäß nicht möglich. Die Haut des Kopfes wird nicht aus Spinalnerven, sondern über Hirnnerven versorgt, die Hautareale der Beine durch Spinalnerven, die aus den Segmenten der LWS und des Sakrums stammen und nach distal in die Beine laufen.

Merke

Das Hautareal, welches von einem definierten Rückenmarks- oder Hirnnerven sensibel versorgt wird, heißt Dermatom.

DermatomeDermatome überlappen sich (Abb. 2.1), d.h., ein Dermatom wird hauptsächlich durch einen Nerv versorgt, in geringem Umfang aber auch aus den direkt benachbarten Rückenmarksegmenten. Dies hat zur Folge, dass bei Ausfall des Hauptnervs das zugehörige Dermatom zwar deutlich weniger empfindlich wird, aber kaum jemals ganz ohne Sensibilität bleibt.
Jede Information aus einem Dermatom läuft über den zugehörigen Spinalnerv (sowie über die benachbarten Nerven) zum Hinterhorn der Wirbelsäule. Dort wird sie teilweise auf motorische oder vegetative Nerven umgeschaltet, wodurch u.a. eine vegetative Reaktion auf einen Reiz ausgelöst werden kann. Teilweise laufen die Nervenfasern ohne Umschaltung direkt im Rückenmark nach kranial zum Hirnstamm, wo sie weiterverarbeitet werden. Die sensiblen Nerven, welche die Haut der Zehen versorgen, sind die längsten Zellen des menschlichen Körpers.
Die meisten Informationen, die das Gehirn erhält, gelangen nicht ins Bewusstsein, weil der Thalamus des Zwischenhirns herausfiltert, was ihm vergleichsweise unwichtig erscheint. Erst stärkere oder wiederholte oder die Integrität bedrohende Reize werden bewusst wahrgenommen. Das bedeutet allerdings nicht, dass etwas verloren ginge, es wird dann lediglich vom Thalamus auf untergeordneten Ebenen verarbeitet. In körperlicher Ruhe wird beispielsweise das Krabbeln eines winzigen Insekts als Kitzel wahrgenommen, während der Thalamus diesen Reiz eventuell herausfiltert, während wir sehr angestrengt mit Wichtigerem beschäftigt sind.

Tastsinn

Grundsätzlich kann man beim TastsinnTastsinn, also der MechanorezeptionMechanorezeption, die Empfindungsqualitäten der Berührung, des Drucks, der Vibration und des Kitzels unterscheiden. Diese Qualitäten werden überwiegend durch unterschiedliche Rezeptoren (Kap. 1.3), teilweise aber auch durch unterschiedlich starke Reizung derselben Rezeptoren vermittelt. Die Rezeptoren reagieren auf einen bestimmten Reiz mit der Auslösung von Aktionspotenzialen, die in Richtung Rückenmark weitergeleitet werden. Dabei unterscheidet man zwischen Rezeptoren, die rasch adaptieren, d.h. trotz weiter einwirkendem Reiz relativ schnell aufhören, Aktionspotenziale zu erzeugen, und solchen, die langsam adaptieren, d.h. ihre Aktionspotenzialfrequenz nicht oder nur wenig verändern (Abb. 2.2).
Kitzel
KitzelKitzelempfindung entsteht bei besonders leichtem Streichen über die Haut; im Extremfall genügt zu seiner Auslösung bereits das Krabbeln eines winzigen Insekts, das mit dem Auge kaum noch wahrgenommen werden kann. Besonders kitzelempfindlich sind die Hand- und Fußflächen, Ohren und Lippen. Empfangen und weitergeleitet wird der Kitzel von freien Nervenenden in der Epidermis, aber auch durch die Haarfollikelrezeptoren der Dermis.
Berührung
Das Gefühl der BerührungBerührungsempfindung entsteht in der unbehaarten Haut bei einer Reizung der Meissner-KörperchenMeissner-(Tast-)körperchen. Sie liegen im Stratum papillare direkt unterhalb der Epidermis. An der behaarten Haut wird der Berührungsreiz von den Haarfollikelrezeptoren übertragen, die sich ebenfalls im Corium befinden. Beide Rezeptorarten adaptieren rasch, wodurch ein Berührungsreiz von alleine verschwindet, wenn ihm keine Bedeutung beigemessen wird.
Druck
Die DruckempfindungDruckempfindung wird von den Merkel-ZellenMerkel-Zellen im Stratum basale der Epidermis sowie von den Ruffini-KörperchenRuffini-Körperchen des tiefen Corium übertragen. Sie adaptieren nur langsam, sodass ein Druckgefühl, das über eine leichte Berührung hinausgeht, längere Zeit wahrgenommen werden kann.
Vibration
Das Gefühl der VibrationVibrationsempfinden oder auch eines stärkeren Drucks wird von den Vater-Pacini-KörperchenVater-Pacini-(Lamellen-)Körperchen der Subkutis ausgelöst. Diese Rezeptoren adaptieren sehr schnell, sodass nur eine sich ständig in ihrer Frequenz oder Stärke verändernde Vibration wahrgenommen wird.

Diskrimination

Für alle Mechanorezeptoren gilt, Diskriminationräumliche Diskriminationdass sie nicht gleichmäßig in der Haut verteilt sind. Die räumliche Diskrimination, also die Fähigkeit, zwei nebeneinander liegende Berührungsreize unterscheiden zu können, ist an Lippen, Zungenspitze und Fingerbeeren besonders gut. Hier können Reize als getrennt wahrgenommen werden, die lediglich knapp 1 Millimeter auseinanderliegen. Dagegen müssen an Rücken und proximalen Extremitäten zwei zeitgleiche Berührungsreize mindestens 4 Zentimeter voneinander entfernt sein, um getrennt wahrgenommen zu werden (Abb. 2.3).
Ebenso wird an der Zunge oder im Gesicht noch ein Gegenstand mit einem Gewicht von lediglich 1 Milligramm erkannt, während es z.B. an der Großzehe mindestens 200 Milligramm sein müssen, um überhaupt wahrgenommen zu werden.

Schmerzempfindung

SchmerzempfindungSchmerzempfindung wird auch NozizeptionNozizeption genannt. Der Schmerz ist ein Alarmsignal und wird durch freie Nervenenden in allen 3 Schichten der Haut dann ausgelöst, wenn dem Gewebe eine Schädigung droht. Auch stärkere Drücke, hohe Temperaturen oder chemische Substanzen vermögen die Nozizeptoren zu reizen und besitzen damit neben ihrer eigentlichen Sinnesempfindung zusätzlich eine Warnfunktion.
Nach wiederholten Reizen ausreichender Stärke erhöhen die Schmerzrezeptoren ihre Empfindlichkeit, sodass dann auch schwächere Reize Schmerzen auszulösen vermögen. Im Gegensatz zur Adaptation anderer Rezeptoren kommt es hier also zur SensibilisierungSensibilisierung!
An der Haut (wie auch am übrigen Körper) können zwei SchmerzqualitätenSchmerzqualitäten unterschieden werden (Abb. 2.4):
  • Die punktförmige, tiefer reichende Verletzung der Haut führt zu einem sofort einsetzenden, gut lokalisierbaren, spitzen bzw. stechenden Schmerz, der schnell wieder abklingt.

  • Erst 1–2 Sekunden nach der Verletzung folgt ein dumpfer, brennender Schmerz, der schlecht lokalisierbar und wesentlich unangenehmer ist als der erste und auch langsamer abklingt. Dieser unscharfe Schmerz wird v.a. bei Schädigungen tiefer gelegener Strukturen wie z.B. den Organen in Thorax und Abdomen ausgelöst (Fach Neurologie).

Die beiden Schmerzqualitäten werden von den Nervenenden verschiedener, teils markhaltiger und teils markloser Nerven in unterschiedliche Thalamusanteile übertragen.

Temperaturempfindung

Thermorezeptoren
Thermorezeptoren sind überwiegend freie Nervenenden an der Grenze zwischen Epidermis und Stratum papillare.
WarmrezeptorenWarmrezeptoren TemperaturempfindungThermorezeptorenreagieren auf einen Temperaturbereich von etwa 30–45 °C. Einzelne Rezeptoren sprechen aber erst bei Temperaturen von mehr als 45 °C an und leiten diese Temperaturen dann zusätzlich als Schmerz zum Gehirn. Der physiologische Sinn besteht darin, dass bereits Temperaturen ab 48 °C Verbrennungen erzeugen, weshalb oberhalb 45 °C ein Warnhinweis notwendig wird. Unter 30 °C übertragen Warmrezeptoren keine Impulse, was damit zusammenhängt, dass der unbekleidete Körper diese Temperaturen nicht als warm empfinden kann, denn die Wärmeerzeugung des Grundumsatzes reicht gerade eben aus, um noch nicht zu frieren: Unterhalb 28 °C beginnt bereits das Kältezittern!
KaltrezeptorenKaltrezeptoren übertragen die Abkühlung der Haut. Bei anhaltender, unveränderter Kühlung sind sie nicht mehr aktiv. Einige Kaltrezeptoren reagieren auch auf eine Überwärmung mit der Aussendung von Impulsen, sodass dann eine paradoxe Kaltempfindung resultiert. Einzelne Kaltrezeptoren reagieren zusätzlich auf chemische Substanzen wie z.B. Menthol, wodurch eine Kälteempfindung beim Auftragen solcher Substanzen zustande kommt.paradoxe Kaltempfindung

Wärmeaustausch

Wärmebildung

Selbst in körperlicher WärmeaustauschWärmebildungRuhe entsteht als Folge und Nebenprodukt der Energiegewinnung in jeder einzelnen Körperzelle ständig Wärme, die den Körperkern bei seiner SolltemperaturSolltemperatur von knapp 37 °C hält (Abb. 2.5). Bei körperlicher Arbeit entsteht ein Überschuss an Wärme, der laufend nach außen abgegeben werden muss. Die Haut als Grenzfläche zwischen Organismus und Außenwelt ist das einzige Organ, über das Wärme aufgenommen oder abgegeben werden kann.
Über die im Stoffwechsel entstehende Körperwärme hinaus wird eine zusätzliche Wärmebildung benötigt (Abb. 2.6), sobald im Temperaturzentrum des TemperaturzentrumHypothalamus ein Abfall der Körperwärme unter den eingestellten Sollwert registriert wird. Gemessen wird in diesem Zentrum stellvertretend für die Körperkerntemperatur die Temperatur des Blutes. Zusätzlich registriert und dazu in Bezug gesetzt wird die Umgebungstemperatur bzw. die übermittelten Reaktionen der Warm- und Kaltrezeptoren der Haut. Bei Bedarf werden überwiegend drei Mechanismen einzeln oder in Kombination für die Erwärmung des Organismus genutzt:
  • Frieren Frierenführt zum Aufsuchen einer wärmeren Umgebung bzw. zum Anlegen wärmender Kleidung, zum Bedürfnis nach heißen Getränken und zu willkürlichen Muskelaktivitäten.

  • unwillkürliches Kältezittern (Muskelzittern, Schüttelfrost)

  • zitterfreie Wärmebildung durch Aktivierung von Sympathikus und Schilddrüsenhormonen, beim Säugling zusätzlich im braunen Fettgewebe

Kälte- bzw. MuskelzitternMuskelzitternKältezittern zitterfreie Wärmebildungbeginnt beim unbekleideten, ruhenden Menschen etwa ab einer anhaltenden Umgebungstemperatur von weniger als 28 °C. Für die unwillkürlichen Zitterbewegungen genutzt wird eine spezifische Verschaltung zwischen Temperaturzentrum und zentralen Kernen des motorischen Systems. Diese Verbindung wird sehr treffend als zentrale Zitterbahn bezeichnet. Zusätzlich beteiligt ist der Sympathikus über eine vermehrte Tonisierung („Vorspannung“) der Muskulatur und dadurch, dass er die Hautdurchblutung drosselt und so etwaige Wärmeverluste durch Konvektion und Strahlung vermindert. Zähneklappern durch entsprechende Aktivierung der Kiefermuskulatur gesellt sich meist nur bei einer extremen Diskrepanz zwischen aktueller Körpertemperatur und eingestelltem Sollwert dazu. Es wird in der Regel v.a. dann beobachtet, wenn der hypothalamische Sollwert gegenüber dem Ausgangswert abrupt sehr weit nach oben verstellt wird, also v.a. bei einem hochakuten Infekt mit hohem Serumspiegel an Pyrogenen.
Die zitterfreie WärmebildungWärmebildungzitterfreiezitterfreie Wärmebildung wird durch Sympathikus und Schilddrüsenhormone bewirkt, Schilddrüsenhormone, Wärmebildungu.a. als Folge einer Intensivierung des Stoffwechsels in inneren Organen wie Leber und Herz. Daneben erzeugt der Sympathikus, in Kooperation mit motorischen Nerven, Wärme durch Tonisierung der Muskulatur. Die Muskeleigenreflexe können in dieser Situation gesteigert sein. Die Schilddrüsenhormone Schilddrüsenhormone, WärmebildungT3/T4 sind für die Funktion der Atmungskette von essenzieller Bedeutung. Ihre Mehrproduktion im Rahmen der zitterfreien Wärmeerzeugung, induziert durch zusätzliche TRH-Sekretion des Hypothalamus, stimuliert die Atmungskette der Mitochondrien in größerem Umfang als üblich, wodurch es zu einer Verschiebung (Entkopplung) zwischen ATP- und Wärmeproduktion zugunsten der Wärmeerzeugung kommt.
Vor allem der Säugling verfügt noch über braunes Fettgewebe (an Hals, oberem Thorax einschließlich Thymus und im Retroperitonealraum), in Fettgewebe, braunesdem eine zusätzliche zitterfreie Wärmebildung möglich ist (Fach Basiswissen). Braune Fettzellen enthalten mehrere Vakuolen und sind durch Einlagerung von Lipochromen bräunlich verfärbt. Bei der Verbrennung von Fettsäuren in Zitratzyklus und Atmungskette erzeugen sie hauptsächlich Wärme, ohne wesentliche ATP-Produktion.

Pathologie

Hyper- und Hypothyreose

Sobald die SchilddrüsenhormoneSchilddrüsenhormone, Wärmebildung T3 und T4 im Übermaß gebildet werden (Hyperthyreose),HyperthyreoseHypothyreose führen sie letztendlich in den Mitochondrien jeder Körperzelle zum selben Ergebnis wie bei der zitterfreien Wärmebildung: Sie entkoppeln die Wärme- von der ATP-Produktion, erzeugen also zusätzliche Körperwärme. Umgekehrt wird die Atmungskette bei einem Mangel an Schilddrüsenhormonen heruntergefahren, sodass die Hypothyreose u.a. an der Untertemperatur des Körpers (mit Kälteintoleranz) erkennbar wird.

Merke

Bei angestrengter körperlicher Tätigkeit wird der Hauptanteil der erzeugten Körperwärme von der Muskulatur erzeugt, in körperlicher Ruhe dagegen im Körperkern.

Wärmeabgabe

Im Wesentlichen bedient Wärmeabgabesich der Körper für die Abgabe überschüssiger Wärme dreier Mechanismen:
  • Konvektion (Strömung)

  • Strahlung an die Umgebung

  • Verdunstungskälte des gebildeten Schweißes

Konvektion und Abstrahlung der Wärme können durch die Veränderung der Hautdurchblutung geregelt werden, die erforderliche Verdunstungskälte durch die Menge des gebildeten Schweißes (Abb. 2.6).
Konvektion
Das Prinzip der KonvektionKonvektion ist das eines Heizkörpers oder eines Heizlüfters: Zunächst wird die Umgebungsluft erwärmt und erst über diese Luft schließlich auch die Gegenstände bzw. Personen des Raums. Die Abkühlung des Körpers durch Konvektion ist demnach umso wirksamer, je größer die Temperaturdifferenz zur umgebenden Luft ist und je mehr diese Luft bewegt wird, je stärker also z.B. der Wind über unbekleidete Hautteile weht. Sommerhitze wird dann erträglich, wenn es windig ist und wenn dieser Wind möglichst kühl ist.

Exkurs

Mit dem Begriff der Konduktion (Abb. 2.8) Konduktionmeint man eine direkte Wärmeübertragung z.B. im menschlichen Körper, wenn wärmere Anteile wie ein metabolisch aktives Organ ihre Wärme auf direkt anliegende kühlere Bereiche übertragen. So gelangt beispielsweise die Wärme des Blutes aus den weitgestellten Gefäßen des oberen Corium durch Konduktion zum Stratum corneum, aus dem sie dann z.B. über Konvektion an die Luft der Umgebung oder in der Form der Wärmestrahlung an benachbarte Gegenstände abgegeben wird. Lehnt man sich aber mit direktem Körperkontakt an eine kühlere Wand, wird die Wärme der Haut in Form der Konduktion auf die Wand übertragen. Sobald sich irgendein Medium wie Luft zwischen zwei ungleich warmen Gegenständen befindet, ist Konduktion ausgeschlossen.

Letztendlich besitzt der Mechanismus der Konduktion im Vergleich zu Konvektion, Strahlung und Schwitzen keine große Bedeutung im menschlichen Alltag. Interessant ist im Zusammenhang allerdings die Situation, bei der sich zwei oder mehrere Menschen bei großer Umgebungskälte aneinanderschmiegen, um sich gegenseitig warm zu halten. An den Kontaktstellen findet ein gegenseitiges Warmhalten ohne Wärmeverluste per Konduktion statt. Dadurch verringert sich entscheidend die restliche, der Umgebung zugewandte Körperoberfläche, sodass dort in der Summe weniger Wärme durch Konvektion oder Strahlung verloren gehen kann.

Strahlung
Das Prinzip der StrahlungWärmestrahlungWärmestrahlung ist das der Sonne oder eines Kachelofens bzw. Heizstrahlers: Es wird nicht die Luft, sondern direkt der angestrahlte Gegenstand erwärmt, erst später und sekundär auch die Luft des jeweiligen Raums. Für die Wirksamkeit der Abstrahlung von Körperwärme ist die Differenz zu den Wänden und Gegenständen, nicht zur Umgebungsluft von Bedeutung. Während also für eine wirksame Konvektion bewegte Luft benötigt wird, bedarf es für das Wirksamwerden einer Abstrahlung überschüssiger Wärme kälterer Gegenstände oder auch Lebewesen in unmittelbarer Nähe.
Wärmestrahlung ist Infrarotstrahlung. Es handelt sich also um sinusförmige Wellen jenseits der Farbe rot und damit gerade außerhalb des für das Auge erkennbaren Lichtspektrums. Die Aufnahme (Sonne) oder Abgabe (kalte Wände) von Strahlungswärme kann erhebliche Ausmaße erreichen, was man gut im Winter bei Minustemperaturen erkennen kann: Selbst in Badeutensilien kann es dabei in der Mittagssonne gemütlich sein. In körperlicher Ruhe und in einem geschlossenen Raum stellt die Strahlung sogar den prozentual größten Anteil an den Wärmeverlusten des Körpers (Abb. 2.7).
Schweiß
Die Verdunstung vonSchweiß Flüssigkeit auf der Haut ist der effektivste Mechanismus der Wärmeabgabe. Die Verdunstung von 1 Liter Wasser respektive Schweiß entzieht dem Körper 586 kcal Wärme. Dies entspricht immerhin etwa 25 % der Wärme bzw. Gesamtenergie, die bei mittelschwerer Arbeit an einem ganzen Tag gebildet werden. Bei einstrahlender Sommersonne bleibt, abgesehen von der Konvektion an bewegte (kühlere) Luft, ohnehin keine weitere Möglichkeit zur Abkühlung übrig (Abb. 2.8).
Die Abgabe von Flüssigkeit durch die Haut ist unabhängig von den Schweißdrüsen (Verdunstung aus dem Stratum corneum) und in kleinen Mengen unmerklich (= Perspiratio insensibilis) oder gebunden an die Schweißdrüsen und in größeren Mengen (Perspiratio sensibilis) möglich.
Perspiratio insensibilis
Die Perspiratio insensibilisPerspiratio insensibilis/sensibilis umfasst nicht nur die Verdunstung über die Haut, sondern auch die Menge an Wasser, welche über die Schleimhäute, also überwiegend mit der Atmung aus der wasserdampfgesättigten Luft der Lungenalveolen und Atemwege abgegeben wird. Sie beträgt insgesamt etwa 500–600 ml/Tag; knapp die Hälfte entfällt auf die Atmung.

Pathologie

Eine gewisse Bedeutung hat die Perspiratio insensibilis für den Wassergehalt der Haut. Sinkt dieser im Bereich der Hornschicht auf weniger als 10 %, wird die Haut spröde und rissig.

Perspiratio sensibilis
Die Perspiratio sensibilis ist durchschnittlich mit etwa 1–2 Liter Schweiß/Tag definiert. Bei schwerer körperlicher Arbeit kann sie weit darüber hinausgehen und mehr als 1 Liter pro Stunde betragen. Andererseits fällt die erkennbare Schweißabgabe bei sitzender Tätigkeit und in kühler Umgebung auf nahezu null.

Hinweis des Autors

Männer schwitzen mehr als Frauen, weil sie so wahnsinnig fleißig sind und weil ihr großes und ohne Unterlass intellektuell genutztes Gehirn ungeheure Mengen an Wärme produziert – vielleicht aber auch eher, weil Muskulatur mehr Wärme erzeugt als Fettgewebe und weil Androgene die Schweißdrüsen stimulieren. Auch die Wärme produzierenden Organe des Körperkerns (z.B. Herz oder Leber) sind beim Mann etwas größer als bei der Frau.

Die apokrinen SchweißdrüseSchweißdrüsenapokrinen der Axillen und des Genitalbereichs reagieren weniger auf Überhitzung, sondern mehr auf vegetative Reize. Sie würden aber auch im anderen Fall wenig zur Thermoregulation beitragen, weil Schweiß, der nicht auf der Haut verdunstet, sondern von ihr abtropft, „wertlos“ ist, indem er keine Verdunstungskälte erzeugt. Auch die ekkrinen SchweißdrüseSchweißdrüsenekkrinen der Handflächen und Fußsohlen reagieren mehr auf Sympathikusreize (kalte, schwitzige Hände bei Aufregung). Es sind v.a. die ekkrinen Schweißdrüsen an Gesicht und Körperstamm, welche für die Thermoregulation bedeutsam sind, wobei allerdings auch hierbei der Sympathikus an der Regulation beteiligt ist. Die Steuerung der Schweißbildung im Sinne der Abkühlung obliegt dem Temperaturzentrum des Hypothalamus, das für diesen Mechanismus u.a. den Sympathikus benutzt.
Mechanismus der Verdunstungskälte
In einem Gefäß mit Wasser bewegenVerdunstungskälte sich die einzelnen H2O-Moleküle exakt mit der Geschwindigkeit in dem zur Verfügung stehenden Raum, die ihrer Temperatur entspricht (Temperatur = kinetische Energie = Geschwindigkeit). Beim absoluten Nullpunkt von −273 °C hat jede Bewegung der Moleküle eines beliebigen Stoffes aufgehört; diese Temperatur ist absolut und kann nicht unterschritten werden, denn weniger als keine Bewegung ist nicht möglich. Je mehr die Temperatur einer wässrigen Flüssigkeit ansteigt, desto schneller sausen die Moleküle in ihr herum, prallen gegeneinander, auf die umgebenden Wände und gelangen je nach dem Winkel, in dem sie beim Aufprall abgelenkt werden, auch zur Wasseroberfläche. Hier werden sie von den Anziehungskräften der umgebenden H2O-Moleküle daran gehindert, den Verbund zu verlassen und in den umgebenden Raum zu fliegen, sofern sie dazu noch zu kalt, also zu langsam sind. Je schneller sie allerdings werden, desto eher vermögen sie diese Anziehungskraft zu überwinden. Bei 100 °C sind alle Wassermoleküle so schnell geworden, dass aus der Flüssigkeit des kochenden Wassers gasförmiger Wasserdampf entsteht.
Nun sind bei einer gemessenen Temperatur von z.B. 30 °C nicht alle Moleküle dieser Flüssigkeit gleich schnell. Es handelt sich vielmehr um einen Mittelwert, der von etlichen Molekülen unter- und von anderen überschritten wird. Nur die schnellsten vermögen den Verbund zu verlassen, sobald sie an die Wasseroberfläche gelangen, während die langsamen (= kalten) zurückbleiben. Das bedeutet, dass eine wässrige Flüssigkeit, die in einem offenen Gefäß bei Raumtemperatur aufbewahrt wird, von der Menge her zunehmend kleiner wird und sich dabei gleichzeitig abkühlt. Dies ist das Prinzip der Verdunstung und es gilt gleichermaßen für die Hautoberfläche. Benetzen der Haut mit Wasser bzw. die Schweißbildung kühlen in ihrer Verdunstung die Haut und damit den gesamten Körper.
Zusammensetzung des Schweißes
Der SchweißSchweißZusammensetzung der ekkrinen Drüsen ist gegenüber dem Blutplasma hypoton. Er besteht zu ca. 99 % aus Wasser, in dem NaCl (jeweils knapp 50 mmol Na+ und Cl), Harnstoff, Harnsäure, Cholesterin, IgA und kurzkettige Fettsäuren wie Buttersäure und Milchsäure gelöst sind, die ihm einen schwach sauren pH von etwa 5,5 verleihen. 2002 wurde an der Uni Tübingen als weiterer Inhaltsstoff ein Antibiotikum (Dermicidin) entdeckt, sodass der ekkrine Schweiß durch seinen Gehalt an Säure, IgA und Dermicidin sehr ausgeprägte immunologische Funktionen erfüllt.
Daneben enthält er – neben Calcium, Zink und Magnesium – auch Kalium, was v.a. dann an Bedeutung gewinnt, wenn große Mengen Schweiß gebildet werden. Das Aldosteron, ein Hormon der Nebennierenrinde, wirkt v.a. an der Niere, aber auch auf die Schweißdrüsen (und am Darm). Dadurch sinkt die Natriumausscheidung und Kalium wird angereichert. Urin und Schweiß (und Stuhl) werden durch seine Wirkung also kaliumreicher. Gerade bei Flüssigkeitsverlusten durch vermehrtes Schwitzen wird durch die entstehende Hypovolämie auch verstärkt Aldosteron ausgeschüttet. Als Folge kann so viel Kalium über Nieren, Schweiß und Stuhl verloren gehen, dass eine HypokaliämieHypokaliämie entsteht, evtl. mit der Folge einer metabolischen Alkalose (Fach Urologie).metabolische AlkaloseAlkalose, metabolische
Schweiß enthält mit rund 45 mmol Natrium/l nur ein Drittel des Serumwerts (140 mmol/l), woran das evolutionäre Bemühen um möglichst geringe Elektrolytverluste über den Schweiß erkennbar wird. Trotzdem können die Verluste bei sehr starkem Schwitzen erheblich werden, was neben Natrium (und Chlorid) auch für Kalium und Magnesium gilt. Die Ionen sollten demnach so bald wie möglich wieder ersetzt werden. Andererseits ist jedoch die Elektrolytregulation über die Schweißdrüsen viel zu gering, um damit eine Niereninsuffizienz auszugleichen.

Pathologie

Der Schweiß entsteht im Drüsenkörper und ist zunächst mit dem Serum isoton. Durch die Epithelien der Ausführungsgänge wird ihm dann aktiv Natrium (und Chlorid) entzogen. Diese Rückresorption ist bei der zystischen Fibrosezystische Fibrose (Mukoviszidose), Schweißsekretion gestört, sodass der letztlichMukoviszidose (zystische Fibrose) sezernierte Schweiß hier weniger hypoton ist als üblich (Fach Stoffwechsel und Endokrinologie).

Merke

Schweiß

Zusammensetzung

  • Ionen wie Kalium, Calcium, Magnesium und Zink etwa in der Konzentration des Serums; Natrium und Chlorid in hypoosmolarer Konzentration (< 50 mmol)

  • kleine Serummoleküle wie Harnstoff, Cholesterin, Buttersäure, Milchsäure

  • Immunfaktoren: IgA, Säure, Dermicidin

Funktionen

  • immunologischer Schutz – gemeinsam mit dem Fett der Talgdrüsen

  • Temperaturregulation

  • Elektrolytregulation

  • im Hinblick auf die apokrinen Schweißdrüsen Begünstigung sozialer und v.a. sexueller Kontakte

Temperaturregulation

Die KörpertemperaturKörpertemperatur Temperaturregulationist eine konstante Größe, die selbst bei stark wechselnden Umweltbedingungen oder im Rahmen sehr unterschiedlicher körperlicher Aktivitäten in einem ganz engen Rahmen einreguliert wird. Andererseits wurde in vielen Millionen Jahren evolutionärer Entwicklung das Prinzip des Fiebers gefunden, das in erster Linie der immunologischen Abwehr von Mikroorganismen dient (Fach Immunologie). Als Kontrollinstanz für die Überwachung der physiologischen Körpertemperatur, gleichzeitig auch als Taktgeber für die Fiebererzeugung dient das Thermoregulationszentrum (TemperaturzentrumTemperaturzentrum) im HypothalamusHypothalamus, Temperaturregulation (Teil des Zwischenhirns, Fach Neurologie).

Exkurs

Körpertemperatur

Unter der Körpertemperatur im medizinischen Sinn wird die Temperatur im Körperinneren, die Körperkerntemperatur KörperkerntemperaturHauttemperaturverstanden. Dagegen befindet sich die Hauttemperatur selbst in angenehmer (warmer) Umgebung unterhalb von 34 °C und kann in kalter Umgebung auf Werte unter 10 °C absinken, ohne dass sich hierbei die Temperatur im Körperinneren wesentlich ändern würde. Gemessen wird die Körperkerntemperatur z.B. über einen Venenkatheter, doch entspricht die rektale TemperaturmessungTemperaturmessung mittels Fieberthermometer weitgehend genau diesem Wert. Während die vaginale Messung ebenfalls ausreichend genau ist, liegt die orale Messung (unter der Zunge) bis zu 0,5 °C darunter. Dasselbe gilt für die axilläre Messung, doch kommt es dabei zusätzlich immer dann zu größeren Abweichungen, wenn das Thermometer nicht exakt platziert ist. Diese Methode sollte deshalb nur gewählt werden, wenn es nicht so sehr auf Genauigkeit ankommt. Beinahe noch unzuverlässiger ist die Messung im Ohr, weil es dabei leicht zu Fehlbedienungen des Geräts kommt. Auch ein Zeruminalpfropf verfälscht das Ergebnis. Die Messung im Ohr sollte nur dann zur Anwendung kommen, wenn das Kind die Rektalmessung „nicht mag“ und die Mutter hilflos danebensteht, anstatt sich mit viel Liebe und Geduld und allergrößter Vorsicht, aber eben doch in aller Konsequenz durchzusetzen, wie dies letztlich auch für medizinisch notwendige Zäpfchen zu gelten hat.
Es muss dabei eben nur bedacht werden, dass die kindliche Darmwand dünn und sehr verletzlich ist. Die Temperaturmessung mit einem der modernen elektronischen Thermometer hat deswegen mit äußerster Behutsamkeit zu erfolgen!
Die Körpertemperatur ist individuell etwas unterschiedlich, weil offensichtlich jedes Temperaturzentrum sein eigenes Optimum definiert und vorgibt. Die Morgentemperatur (Aufwachtemperatur) wird üblicherweise sehr konstant auf etwa 36,5–36,9 °C eingestellt, doch gelten offiziell 36,4–37,4 °C als normal. Teilweise wird die Untergrenze auch mit 36,0 °C definiert. Dieser weite Bereich gilt auch deswegen, weil die Temperatur bei Frauen in der zweiten Zyklushälfte Progesteron-bedingt um ca. 4–5 Zehntel höher liegt als in der ersten.
Im Tagesverlauf kommt es zu Abweichungen, die von der körperlichen Aktivität und weiteren Faktoren abhängen. So liegt auf Basis der Morgentemperatur der Wert am späten Nachmittag meist um etwa 1 °C höher, während er nachts gegen 3 Uhr selbst die Aufwachtemperatur nochmals um rund 2 Zehntel unterschreitet. Da dies entsprechend auch für Blutdruck und Puls gilt, dürfte das Vegetativum die entscheidende Komponente darstellen. Beispielsweise bereitet der Sympathikus u.a. über eine gewisse Tonisierung der Muskulatur das Aufstehen vor. Die tagsüber ausgeübte Muskelarbeit erwärmt den Körper weiter bis zu seinem Maximum am frühen Abend. Diese Periodizität dürfte allerdings ungeachtet der Wärmebildung bei mechanischer bzw. zerebraler Arbeit im Einklang mit der zirkadianen Rhythmik stehen und seine Entsprechung in der Voreinstellung des Temperaturzentrums finden.
Bei schwerer körperlicher Arbeit oder bei Leistungssportlern entstehen Diskrepanzen, indem die Körpertemperatur im Extrem auf über 39 °C ansteigen kann, obwohl das Temperaturzentrum z.B. auf 37,2 °C eingestellt ist. Dies wird als Hyperthermie Hyperthermiebezeichnet und muss gegenüber dem Begriff des Fiebers abgegrenzt werden (s. unten). Das Aufwärmen vor sportlicher Tätigkeit dient nicht nur der Vorbereitung bzw. dem Schutz vor Schäden an Muskulatur und Bandapparat, die Muskulatur wird dabei auch leistungsfähiger in Bezug auf die maximal mögliche Kraftentwicklung.
Definitionen:
  • Normaltemperatur: 36,4–37,4 °CNormaltemperatur

  • erhöhte = subfebrile Temperatur: 37,5–38,0 °C

  • mäßiges Fieber: 38,1–39,0 °CFieber

  • hohes Fieber: 39,1–40,0 °C

  • sehr hohes Fieber: ab 40,1 °C

  • Lebensgefahr: etwa ab 42 °C, abhängig von Alter, Vorerkrankungen und Begleitumständen

Fieber
Beim FieberFieber wird zunächst der Sollwert der Temperatur im Temperaturzentrum (Thermoregulationszentrum) nach oben verstellt (Abb. 2.9). Dementsprechend ist der Organismus nun in Relation hierzu zu kalt, woraufhin die Mechanismen zur Temperatursteigerung in Gang gesetzt werden: Die Haut ist wegen der eng gestellten Arteriolen des Corium kalt und blass, um möglichst wenig Körperwärme an die Umgebung zu verlieren, das Frösteln führt zur Suche nach wärmeren Orten oder nach wärmender Kleidung, die aktivierten Mechanismen der zusätzlichen Wärmeproduktion werden am Muskelzittern erkennbar („Schüttelfrost“). Schüttelfrost
Bei Fortfall der fiebererzeugenden Ursachen (Pyrogene, Fach Immunologie) Pyrogenewird der Sollwert im Hypothalamus wieder auf normale Werte gestellt, sodass der Organismus nun seine überschüssige Wärme loswerden muss. Dies gilt ebenso für die Hyperthermie. Dazu stimuliert er die Schweißdrüsen und stellt gleichzeitig die Hautgefäße weit, damit die Verdunstungskälte des Schweißes durch Konvektion und Strahlung aus der überwärmten Haut zur Umgebung unterstützt werden kann. Die Haut ist dementsprechend warm, rot und feucht.

Merke

Schüttelfrost als Hinweis auf einen raschen Fieberanstieg und Schweißausbrüche im Fieberabfall sind höchst physiologische, sinnvolle Hilfsmechanismen. Typisch für manche Erkrankungen wie u.a. Tuberkulose oder manche Lymphome ist das Symptom des nächtlichen Schwitzens. Das steht aber lediglich für den nächtlichen Fieberabfall, sodass genau genommen die nächtliche Entfieberung Entfieberung, nächtlichedas für einzelne Erkrankungen typische Symptom darstellt, nicht die Schweißausbrüche.

Sauna
In einer DampfsaunaDampfsauna Saunabesteht keinerlei Möglichkeit der Wärmeabgabe (Kap. 2.2.2):
  • KonvektionKonvektion: Die Umgebungsluft ist deutlich wärmer als der Körper, heizt ihn also immer noch weiter auf anstatt seine überschüssige Wärme abzuführen.

  • StrahlungStrahlung: Die Temperatur der Gegenstände des Raums liegt oberhalb der Körpertemperatur. Auch Strahlungswärme wird demzufolge nicht abgegeben, sondern aufgenommen.

  • SchweißSchweiß: Eine Verdunstung des Schweißes ist nur möglich, wenn die Luft der Umgebung nicht mit Wasserdampf gesättigt ist! Gerade das ist aber in einer Dampfsauna der Fall. Dementsprechend wird der Schweiß zwar massenhaft gebildet, perlt aber wirkungslos ab, anstatt zu verdunsten.

In einer Dampfsauna mit Temperaturen bis 80 °C steigt die Temperatur des Körperkerns innerhalb von 10 Minuten auf etwa 39 °C! Eine solche Erhöhung der Körpertemperatur ohne gleichzeitige bzw. verursachende Verstellung des Sollwerts im Hypothalamus ist begrifflich kein Fieber, sondern eine HyperthermieHyperthermie (Überwärmung). Die Hyperthermie Überwärmungverursacht eine maximale Weitstellung der Hautgefäße mit einer Durchblutung bis zu 5 Litern/Minute (normal 5 % des HZV = 250 ml) und mit resultierender HypovolämieHypovolämieHyperthermie des restlichen Organismus. Die Folge ist eine Sympathikusaktivierung mit Tachykardie auf mehr als 100 Schläge/Minute und Rekrutierung von Zusatzvolumen aus den venösen Kapazitätsgefäßen (Fach Herz-Kreislauf-System). Das Herzzeitvolumen (HZV) wird insgesamt beinahe verdoppelt. Der systolische Blutdruck steigt an, während der diastolische Blutdruck infolge der Gefäßerweiterung in der gesamten Haut eher etwas abfällt. Es kommt zu einer großen Blutdruckamplitude von z.B. RR 170/70 – entsprechend den Verhältnissen bei der Hyperthyreose, wo ja auch ständig die vermehrt gebildete Körperwärme nach außen abgegeben werden muss. Insgesamt resultiert eine erhebliche Mehrbelastung des Herzens, woran bei herzinsuffizienten Patienten zu denken ist.
Reichen die Mobilisierung des Sympathikus und des Blutvolumens aus den Kapazitätsgefäßen allerdings nicht aus, droht der gegenteilige Effekt eines KreislaufkollapsKreislaufkollapses spätestens dann, wenn eine Aufrichtung zum Stehen erfolgt und ein Teil des Blutvolumens in den erweiterten Gefäßen der Beine versackt. Beschleunigt wird dieser Mechanismus durch den Flüssigkeitsverlust infolge des gebildeten Schweißes.
Dieselben Mechanismen gelten grundsätzlich auch in einer Sauna mit trockener Luft bzw. bei sonstigen extremen Umgebungstemperaturen mit dem Unterschied, dass hier wegen der kühlenden Schweißabgabe der Körperkern nicht so massiv überhitzt (Abb. 2.10). Eine deutliche Steigerung des HZV mit Belastung des Herzens ist allerdings auch unter diesen Bedingungen zu erwarten. Daraus lässt sich ableiten, dass Saunabesuche oder entsprechende Kreislaufbelastungen, z.B. ein heißes Vollbad oder ein längerer Aufenthalt in der Sommersonne, bei nicht ausreichend kompensierten kardialen Erkrankungen als kontraindiziert zu gelten haben.

Hautdurchblutung

Die Durchblutung, HautHautDurchblutungWiderstandsgefäße der Haut reagieren v.a. auf Wärme und Kälte (Abb. 2.11) sowie auf die Einflüsse des Sympathikus. Darüber hinaus ist die physiologische Mediatorsubstanz BradykininBradykinin von Bedeutung, deren Abgabe an die Schweißsekretion gekoppelt ist – zumindest, soweit dieselbe durch eine Überwärmung erzwungen wurde. Das bedeutet, dass jede Überproduktion von Wärme, die zum vermehrten Schwitzen führt, gleichzeitig auch die Arteriolen und kleinen Arterien erweitert. Der gefäßverengende Einfluss des Sympathikus, z.B. bei seiner Aktivierung in der Sauna, wird dadurch an der Haut überspielt.
KältereizKältereize führen zu einer Vasokonstriktion – im Extremfall bis zur weitgehenden Unterbrechung der Durchblutung an den Akren (Finger, Zehen, Nase), was durch arteriovenöse Anastomosen ermöglicht wird.
Kohlendioxid, HautdurchblutungCO2 führt an den Hautgefäßen, wie überall im Körper, zur Gefäßerweiterung. Dies könnte man sich theoretisch mit CO2-Sprudelbädern CO2-Sprudelbäderzunutze machen, wo das recht gut durch die Epidermis diffundierende Kohlendioxid denselben Effekt hat wie das, was üblicherweise aus den Zellen ins Blut übertritt und hier, je nach der gebildeten Menge, einen Sauerstoffmangel signalisiert. Zugeführtes CO2 simuliert also einen Sauerstoffmangel und verbessert dadurch die Hautdurchblutung. Im Alltag muss das allerdings reine Theorie bleiben, denn man badet gemeinhin nicht in kaltem Wasser, in dem der Effekt zum Tragen käme, sondern in Wasser > 37 °C, in dem die Hautgefäße ohnehin schon maximal erweitert sind. Zusätzliches CO2 hätte nicht die geringste zusätzliche Wirkung.

Immunfunktion der Haut

Sämtliche äußeren und inneren HautImmunfunktionKörperoberflächen sind einem ständigen Invasionsbestreben zahlreicher Mikroorganismen (überwiegend Bakterien) ausgesetzt. Die erste Schutzbarriere hiergegen bildet neben dem mechanischen Schutz durch die Epidermis mit ihrer Hornauflage der Säuremantel der Haut mit seinem pH-Wert von ca. 5–6. Dieser entsteht einmal durch den sauren Schweiß der ekkrinen Schweißdrüsen. Zum anderen werden die (neutralen!) Triglyceride aus dem Talg der Talgdrüsen von der physiologischen Keimflora der Haut zersetzt, wobei (saure!) Fettsäuren entstehen. Schließlich bildet die normale Keimflora selbst einen Schutz: Wo der Platz bereits besetzt ist, tun sich Eindringlinge schwer. Zusätzlich enthält Schweiß ein antibiotisch wirkendes Peptid (Dermicidin), DermicidinHautKeimfloradas gegen zahlreiche Bakterien wirksam ist.

Achtung

Zu häufige Hautreinigungen mit ungeeigneten Mitteln berauben die Haut nicht nur ihres Säureschutzes und Fettfilms, sondern vermindern auch die Menge an schützendem Dermicidin.

Mikroorganismen, die diese Barrieren überwunden haben, werden von den Langerhans-ZellenLangerhans-Zellen des Stratum spinosum erkannt (Abb. 2.12). Schließlich befinden sich im Bereich der Blutgefäße des Coriums zahlreiche immunkompetente Zellen.
An den Schleimhäuten ist der mechanische Schutz weit weniger ausgeprägt, doch ist hier das diffuse Lymphgewebe sehr kräftig entwickelt (Fach Immunologie).

Lichtfilterung

UV-Licht

Das UV-LichtUV-Licht der SonneLichtfilterungHautLichtfilterung ist Teil des elektromagnetischen Wellenspektrums (Abb. 2.13). Es wird zwar durch die Ozonschicht der Erdatmosphäre teilweise abgefangen (v.a. kurzwellige Strahlen wie Röntgenstrahlen und UV-C, Abb. 2.14), was aber bis zur Erdoberfläche gelangt, hat immer noch eine aggressive und potenziell schädigende Wirkung:
  • Die kurzwelligen UV-C-Strahlen mit einer Wellenlänge von ca. 100–290 nm werden, soweit sie überhaupt auf die Erdoberfläche gelangen, von der Hornsubstanz des Stratum corneum weitgehend herausgefiltert.

  • Längerwellige Strahlen (UV-A, UV-B) werden vom Melanin der tieferen Epidermis absorbiert. Gleichzeitig wird dessen Synthese durch diese Strahlung angeregt, wodurch die Haut bräunt. Die vermehrte Bildung von Melanin setzt allerdings erst im Verlauf von Tagen ein, sodass bis dahin ein Sonnenbrand droht.

Auch Hypophysenhormone (ACTH bzw. v.a. MSH) bewirken eine Stimulation der Melanozyten. Erkennbar wird dieser Effekt bei pathologisch erhöhten Serumspiegeln, wie sie v.a. beim Morbus Addison Morbus AddisonAddison-Syndromentstehen (Fach Endokrinologie).

Exkurs

Wie sinnvoll evolutionär selbst die kleinsten Dinge geregelt wurden, ersieht man daraus, dass das MelaninMelanin nicht nur über die dendritischen Ausläufer der Melanozyten zu den Nachbarzellen gebracht wird (1 Melanozyt versorgt etwa 10 Nachbarzellen), sondern sich in denselben auch noch schwerpunktmäßig wie eine Kappe über die Zellkerne mit ihren mutationsgefährdeten Chromosomen legt.

HautfarbeDunkelhäutige Menschen unterscheiden sich in der prozentualen Anzahl der Melanozyten nicht wesentlich von hellhäutigen, jedoch ist ihre Melanin-Basisproduktion deutlich gesteigert. RothaarigeRothaarige produzieren ein Melanin, das in seiner biochemischen Zusammensetzung leicht verändert ist und dadurch eine geringere Schutzfunktion aufweist. Solche Molekülabwandlungen gelten grundsätzlich für alle Haarfarben außerhalb des Spektrums blond bis schwarz, aber auch für Nuancierungen der Haut- und Augenfarbe.
Wirkungen des UV-Lichts
Regelmäßige SonnenbestrahlungenUV-LichtWirkungen bewirken durch UV-Strahlung aller 3 Bereiche eine Verdickung der Haut, von der v.a. die Epidermis betroffen ist. Dies wird als LichtschwieleLichtschwiele bezeichnet. Die Verdickung entsteht als Orthohyperkeratose und verursacht demnach keine sichtbare Schuppung.
In den tieferen Lagen der Epidermis wird Vitamin D3Vitamin D3 durch Einwirkung von UV-B-Strahlen aus CholesterinCholesterin gebildet und ans Blut abgegeben. Verstärkte Melaninbildung beeinträchtigt diese Synthese, doch wird dies bei Schwarzafrikanern durch die verstärkte Sonneneinstrahlung kompensiert. Braun gebrannte Europäer erleiden ebenfalls keinen Mangel, denn sie wurden ja von der Sonne braun gebrannt, wodurch adäquate Vitamin-D-Vorräte entstanden sind. Inuit gleichen den Mangel an Sonne durch ihre Ernährung aus. Am häufigsten entstehen Mangelzustände bei Europäern, die ganzjährig geschlossene Kleidung tragen oder dem kleinsten Sonnenstrahl mit Sonnencremes mit hohem Lichtschutzfaktor begegnen, weil die Sonne inzwischen nach übereinstimmender Meinung höchst „ungesund“, um nicht zu sagen gefährlich geworden ist. Menschen, die diese These akzeptiert und verinnerlicht haben, sollten Vitamin D substituieren. Der Tagesbedarf liegt laut DGE bei 20 µg, nach der Prüfung eher höher.

Durchlässigkeit für chemische Substanzen

HautDurchlässigkeit für chemische SubstanzenDie Hornschicht mitsamt ihrem Fettfilm auf der Oberfläche der Haut sowie den zwischen die Epidermiszellen ab dem Stratum granulosum eingelagerten Fetten ist eine sehr gute Barriere für Wasser und hydrophile (wasserlösliche) Substanzen. Diese Barriere wirkt in beiden Richtungen; entfernt man die oberflächlichen Schichten der Epidermis, wie dies z.B. bei VerbrennungenVerbrennungen geschieht, verdunstet eine vergleichsweise so große Menge Flüssigkeit, dass dies, sofern zumindest 10 % der Hautoberfläche betroffen sind, bereits zu einer gefährlichen HypovolämieHypovolämie führen kann. Bei großflächigen Verbrennungen ist deshalb eine Volumensubstitution erforderlich.
Ist die Hautoberfläche intakt und ohne gröbere Veränderungen wie z.B. nässende Ekzeme, ist sie für hydrophile Substanzen vollkommen undurchlässig.

Hinweis des Autors

Daraus geht hervor, dass die häufig angepriesenen Badezusätze mit allen möglichen „kostbaren Mineralien“ und sonstigen wasserlöslichen Inhaltsstoffen wirkungslos bleiben müssen. Es gilt hier das Gleiche, was bereits zur Hautatmung ausgeführt wurde, denn der Sauerstoff vermag die relativ dicke Epidermis genauso wenig zu durchdringen. Es wird also weiterhin mit der Lunge geatmet und nach oraler Aufnahme über den Dünndarm resorbiert.

Fettlösliche Substanzen diffundieren vergleichsweise gut durch die Epidermis. Man nutzt dies zum Einbringen von Medikamenten in die oberen Hautschichten oder sogar in den systemischen Kreislauf, indem man eine entsprechende (Salben-)Grundlage oder ein Pflaster mit geeignetem Trägermaterial wählt. Wird nur eine Wirkung in der Haut gewünscht, so ist je nach Salbengrundlage an eine systemische Nebenwirkung zu denken (z.B. bei kortikoidhaltigen Salben), sofern größere Hautareale behandelt werden.

Wundheilung

Phasen der Wundheilung

Eine Wunde Wundheilungist ein traumatischer Gewebedefekt oder eine Zusammenhangstrennung, z.B. durch einen Schnitt. Die Wundheilung verläuft in vier Schritten:
  • exsudative Phase

  • resorptive Phase

  • reparative Phase

  • Narbenbildung

Unmittelbar nach dem Entstehen der Wunde wird der Defekt aus den verletzten Gefäßen des Corium und, je nach Tiefe auch der Subkutis, mit Blut gefüllt, das in der Folge gerinnt und damit einen ersten provisorischen Wundverschluss bildet (exsudative Phase). In den verletzten Kapillaren und Arteriolen bilden sich Thromben, wodurch üblicherweise größere Blutverluste verhindert werden.
Bereits wenige Stunden später wandern aus dem umliegenden gesunden Gewebe Granulozyten und Makrophagen in das geronnene Blut ein und schließen mit ihren fibrinolytischen Enzymen das Gerinnsel auf. Daneben phagozytieren sie Gewebetrümmer (resorptive Phase).
Etwa am dritten Tag sprossen vom Rand her Kapillaren, Histiozyten (= Makrophagen) und Fibroblasten ein, wodurch in der Folge ein sehr aktives, ungewöhnlich gut durchblutetes Gewebe entsteht. Dieses Ersatzgewebe nennt man GranulationsgewebeGranulationsgewebe. Die kleinen Körnchen (Granula), nach denen das Gewebe benannt wurde und die man mit bloßem Auge erkennt, bestehen überwiegend aus Ansammlungen der in großer Zahl aussprossenden Kapillaren. Das Gewebe füllt schließlich den ganzen Gewebedefekt aus. Sobald es bis an die Hautoberfläche gelangt ist, wird es aus der umliegenden, gesunden Epidermis überhäutet. Erst hierdurch wird die Wunde endgültig verschlossen und die Infektionsgefahr gebannt (reparative Phase).
Zuletzt wird von den Fibroblasten zunehmend kollagenes Bindegewebe gebildet, also Grundsubstanz mit reichlichen Mengen an Kollagen. Je dichter dieses wird, desto weniger Kapillaren, Histiozyten und Fibroblasten bleiben bestehen, sodass schließlich ein faserreiches, derbes und zellarmes Gewebe entsteht, das Narbengewebe. NarbengewebeDie Rückbildung der Kapillaren und Zellen führt im Verein mit dem hohen Kollagenanteil und dem reduzierten Wassergehalt des Narbengewebes zu einer zunehmenden Schrumpfung, die ein Einziehen der Hautoberfläche bewirkt.
Zugrunde gegangene Hautanhangsgebilde Hautanhangsgebildekönnen nicht regenerieren. Eine Narbe enthält also weder Haare noch Talgdrüsen noch Schweißdrüsen noch sensible Strukturen. Die Epidermis ist im Bereich der Narbe verdünnt und in ihrer typischen Zellstruktur verändert. Eine Verhornung findet nicht mehr statt. Die typische Narbe ist schließlich von grau-weißer Farbe, sehr derb (unelastisch), zugfest und an ihrer Oberfläche etwas eingezogen.

Wundheilung und Wundversorgung

Grundsatz der Wundversorgung ist, dassWundversorgung jede frische Wunde primär durch eine NahtNaht Wundnahtoder durch Klammern Klammern, Wundversorgungverschlossen werden sollte. Zum einen ist damit die Infektionsgefährdung offener Wunden gebannt, zum anderen wird die entstehende Narbe hierdurch sehr schmal und kosmetisch wenig störend (primäre WundheilungWundheilungprimäre; Abb. 2.15a). Liegt die Verletzung allerdings länger als 6–8 Stunden zurück, ist dieses Vorgehen nicht mehr möglich, weil die Wundränder dann nicht mehr so ohne Weiteres zusammenwachsen. Dasselbe gilt für infizierte Wunden wie z.B. Bisswunden, Bisswundendie von vornherein nicht genäht werden sollten. Sie werden lediglich desinfiziert und steril verbunden. Die Wundheilung erfolgt Wundheilungsekundäredamit sekundär (Abb. 2.15b).
Der wesentliche Unterschied zwischen der primären und sekundären Wundheilung besteht im Umfang der entstehenden Narbe und im Heilungsverlauf, z.B. im Hinblick auf eine Infektionsgefährdung. Bei der sekundären WundheilungWundheilungsekundäre entspricht das narbige Resultat im Wesentlichen dem Umfang der Verletzung. Der direkte Kontakt der Wunde zur Außenwelt begünstigt bakterielle Infektionen, die den Heilungsfortschritt aufhalten und komplizieren. Beim Verschluss der Wunde durch eine sog. PrimärnahtWundheilungprimärePrimärnaht dagegen wird das Wundgebiet nicht nur von der Außenwelt abgeschirmt, sondern auch wesentlich verkleinert. So versorgte Wunden heilen schneller und ergeben sehr viel kleinere, kosmetisch und funktionell wenig störende Narben.

Hinweis Prüfung

Für den Heilpraktiker bestehen keinerlei Behandlungsverbote für eine Wundversorgung, genau genommen noch nicht einmal für kleinere oder größere Operationen. Allerdings besteht ein grundsätzliches Problem darin, dass die Lokalanästhetika (Fach Pharmakologie), die für derlei Aktivitäten benötigt werden, rezeptpflichtig sind und von daher nicht verwendet werden dürfen.

Pathologie

Mögliche Ursachen von Wundheilungsstörungen

Wundheilung Störungen
  • hohes Alter

  • Diabetes mellitus

  • Immunschwäche (HIV, angeborene Defekte, Agranulozytose)

  • immunsuppressive Therapien (Zytostatika, Glukokortikoide)

  • Mangel an essenziellen Nahrungsfaktoren, v.a. hinsichtlich:

    • Eiweiß

    • Magnesium

    • Zink

    • Vitamin C

  • Nikotinabusus

  • bakterielle Wundinfektionen

  • Fremdkörper, z.B. zurückgebliebenes NahtmaterialWundheilungStörungen

Im Alter verläuft die Wundheilung verzögert. Auch Eiweiß- oder Vitaminmangelzustände können genauso wie Kortikoidtherapien oder ein Diabetes mellitus die Heilung erschweren. Bei Leukosen, Agranulozytosen oder einem fortgeschrittenen Diabetes mellitus wird wenig oder kein Granulationsgewebe gebildet, sodass keine Heilung möglich ist. Es resultiert ein chronisches Geschwür (Ulkus). UlkusDes Weiteren können bakterielle Entzündungen die Heilung stören oder auch Fremdkörper wie z.B. Splitter oder Fadenmaterial.

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