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13. November 2010

In jedem steckt ein Eskimo

Kälte wird nicht immer gleich kalt empfunden – weil der menschliche Körper sich auf sie einstellen kann.

  1. Motor des Internets: ein Rechenzentrum Foto: ComBOTS

  2. Immer noch der beste Kälteschutz: warme Kleidung Foto: fotolia

  3. Foto: THOMAS BRUTTEL

  4. Einem Wechselbad der Temperaturen ist Südbaden momentan ausgesetzt. Wenig Gelegenheit, sich der kommenden Kälte anzupassen. Foto: thomas Kunz

Wie gut der Mensch sich Kälte und Frost anpassen kann, ist in Alaska oder Kanada zu beobachten. Unbeweglich harren die Inuit in Hab-Acht-Stellung vor Löchern im Eis aus, um den Robben aufzulauern. Manchmal dauert es Stunden oder gar Tage, ehe ein Tier zum Luftholen auftaucht und der Jäger das Tier erlegen kann.

Um das zu ertragen, hat sich der Eskimo nicht nur mit Pelz, Leder und inzwischen auch Funktionskleidung an seine kalte Umwelt angepasst. Auch der menschliche Körper kann sich mit kalten Umgebungstemperaturen arrangieren, wie wir jedes Jahr im Herbst an uns selbst beobachten können.

Denn wenn in unseren Breiten der Sommer endgültig Abschied genommen hat und stürmische Winde und heftiger Regen übers Land ziehen, klagen viele Menschen über Temperaturen, die sie im Januar mit einem müden Lächeln wegstecken würden. Wie erklärt sich das?

Männer können sich

selbst besser einheizen.

Zunächst einmal empfinden Menschen Kälte ausgesprochen unterschiedlich. Schon das Wärmeempfinden von Frauen und Männern unterscheidet sich grundsätzlich. Frauen haben einen höheren Fettanteil als Männer. Diese Fettschicht schützt vor Auskühlung, liefert aber keine Wärme. Männer hingegen sind mit einer größeren Muskelmasse ausgestattet. In den Muskeln werden etwa 30 bis 35 Prozent der mit der Nahrung aufgenommenen Energie für Bewegungsvorgänge nutzbar gemacht. Die übrigen Kalorien verpuffen ungenutzt als Körperwärme – was im Winter hochwillkommen sein kann. Deshalb frieren Frauen auch eher als Männer, wobei die individuellen Unterschiede sehr groß sind.

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Um besonders kalten Temperatur en zu trotzen, ist der Körper bei beiden Geschlechtern in der Lage, eine Sollwert-Verstellung vorzunehmen. Das bedeutet, "die Wärmeproduktion kann im Winter um 10 bis 15 Prozent gesteigert werden", erklärt Christina Koppe-Schaller, Medizin-Meteorologin beim Deutschen Wetterdienst in Freiburg. Das lässt sich mit einem Heizthermostat vergleichen, das im Winter hoch reguliert wird.

Um den Wärmeverlust zu mindern, werden Arme und Beine weniger durchblutet. Das gilt besonders für Hände und Füße, weshalb sie im Winter oft deutlich blasser sind. Je schneller man die Hautoberfläche abkühlen kann, desto weniger muss man frieren, eben weil der Körper weniger Wärme verliert.

Diese Fähigkeit verbessert sich mit zunehmender Dauer des Winters, denn sie ist trainierbar. Das mag ein Grund sein, weshalb kälteadaptierte Menschen, wie etwa die Inuit, tiefe Temperaturen deutlich besser ertragen. Je länger der Winter dauert, desto effektiver funktioniert auch unser Kältetraining, vorausgesetzt wir halten uns viel im Freien auf.

Im Herbst reagiert der Organismus auf die ersten kalten Tage noch träge, kein Wunder also, dass viele die Oktober- und Novembertage als besonders kalt empfinden. Dabei wäre es hier besonders angebracht, auf den Wintermodus umzuschalten. Denn mit dem Jahresverlauf ändert sich nicht nur die Außentemperatur, sondern auch die Luftfeuchtigkeit. Die ist im Oktober und November höher als in den Wintermonaten Dezember oder Januar. Eine höhere Luftfeuchte verbessert die Wärmeleitfähigkeit. Das bedeutet, je höher der Wassergehalt der Luft ist, desto leichter gibt der Körper Wärme ab. Somit verlieren wir im November, bei gleicher Außentemperatur, mehr Wärme über die Haut als um die Silvesterzeit.

Ein zusätzlicher Wärmespar-Trick des Organismus besteht darin, "den Blutrückfluss auf tiefer im Körperinnern liegende Venen zu verlagern", erklärt Christina Koppe-Schaller. "In der Winterzeit ist einfach die komplette Gefäßmotorik verbessert", ergänzt Gerhard Heldmaier, Stoffwechselphysiologe an der Philipps-Universität Marburg. Sprich, die Adern reagieren flexibler durch Erweitern und Zusammenziehen auf die Umwelttemperaturen und lenken so den Blutstrom um.

Was den Wissenschaftlern noch Rätsel aufgibt, ist die Steuerung. Denn eine ultimative Steuerzentrale für Kälteanpassung existiert in unserem Kopf nicht. Wie der Körper es schafft, gleichzeitig Stoffwechselfunktionen, Durchblutung sowie hormonelle Prozesse zu steuern und dabei viele kleine Regelkreise zusammenzuschalten, haben die Forscher noch nicht durchschaut. Dennoch scheint einer Hirnregion im Zwischenhirn, dem Hypothalamus, besondere Bedeutung zuzukommen. In diesem Steuerzentrum des vegetativen Nervensystems werden unter anderem unbewusste Funktionen wie Körpertemperatur, Hungergefühl, Schlafrhythmus, Sexualverhalten gesteuert.

Dabei bildet der Hypothalamus zahlreiche Hormone und Botenstoffe, darunter das gerne als Glückshormon bezeichnete Dopamin. Der zentrale Ort der Thermoregulation innerhalb des Hypothalamus wird als Nucleus praeopticus bezeichnet. Was genau in ihm abläuft, ist sehr schwer zu messen. Zum Teil stammen die Kenntnisse aus Tierversuchen. In der Vergangenheit ging man bei der Forschung hier ziemlich rustikal vor, was am menschlichen Hirn nicht vertretbar wäre.

Eine wichtige Rolle spielt der Hypothalamus auch noch in einem ganz anderen Bereich, in dem im Herbst ebenfalls deutliche Änderungen wahrzunehmen sind. Mit den sinkenden Temperaturen stellt sich bei vielen Menschen ein erhöhtes Schlafbedürfnis ein. Dafür ist weniger die kalte Luft als vielmehr die abnehmende Tageslänge verantwortlich – und das Hormon Melatonin. Es regelt den Tag-Nacht-Rhythmus und wird bei Dunkelheit freigesetzt. Wir werden müde. In der Winterzeit sind die Nächte ohnehin länger, was dazu führt, dass auch am Tag der Melatoninspiegel erhöht ist. Mit dem Level des Hormons steigt das Schlafbedürfnis.

Auch in anderer Hinsicht spielt der Kopf bei der Kälteanpassung eine Rolle. Wissenschaftler gehen zwar davon aus, dass das Gros der Menschen nach einer Woche die Wetterumstellung verinnerlicht hat, bei manchem stellt dennoch der Übergang in die kalte Jahreszeit auch für die Psyche eine gewisse Hürde dar. Wer noch die Erinnerungen an Sandstrand und Vanilleeis präsent hat, mag sich ungern Bilder von Schneematsch und Glatteis ins Gedächtnis rufen. So hinkt nicht nur der Körper, sondern auch die Seele gewissermaßen der Jahreszeit hinterher.

GEISTESBLITZE: Dem Netz ein Gesicht

Von bahnbrechenden Veränderungen hatte die Welt im Jahr 1990 eigentlich genug. Nelson Mandela war nach 27 Jahren aus dem Gefängnis freigelassen worden. Und Deutschland hatte sich wiedervereinigt. Zwischendurch war das Weltraumteleskop Hubble ins All gestartet, das einen neuen Blick in die Tiefen des Alls erlauben würde. Und dann gab es da den Physiker Tim Berners-Lee der die Informationen aus seinem Labor am Genfer Kernforschungszentrum Cern gerne mit den Kollegen teilen wollte. Im Vergleich zu den anderen Dingen nichts weltbewegendes, eine von vielen Ideen, die sich weltfremde Wissenschaftler ausdenken, während die Welt vor großen Aufgaben steht.

Schon im März 1989 hatte Berners-Lee seinen Vorschlag eingereicht: Er schlägt ein Netz vor "basierend auf einem verteilten Hypertext-System". Berners-Lee wollte das Rechner-Netz des Cern nicht nur nutzen, um Informationen von hier nach da zu verteilen. Er wollte aus dem Netz einen kreativen Raum schaffen, basierend auf einer Hypertext-Sprache, die Webseiten anzeigte und erlaubte, Informationen zu verknüpfen. Zwei Grundlagen des heutigen Internets gab es zu diesem Zeitpunkt schon: Den Übertragungsstandard TCP und eine eigene DNS-Adresse für jeden Rechner. "Ich musste nur meine Hypertext-Idee mit TCP und DNS kombinieren und hatte – tatata – das World Wide Web", sagt Berners-Lee.

Während die Welt sich noch mit den politischen Umbrüchen beschäftigte, tüftelte Berners-Lee an seiner Idee. Er entwickelte die Hypertext-Beschreibungssprache. Und einen Browser, ein Programm, dass seine Sprache als Webseiten anzeigt. Das Ganze ist so einfach, wie genial. Jeder kann mit ein paar Befehlen Informationen über sich ins Netz stellen. Heute vor zwanzig Jahren erscheint auf http://info.cern.ch die erste Webseite. Eine Kopie dieser Seite existiert nicht mehr, sie entwickelte sich schnell weiter.

Schon 1992 enthielt die erste Webseite alles, was das Netz heute noch ausmacht: Informationen über die Menschen, Fachartikel und Hilfestellungen bei Problemen. "Das Web ist eher eine soziale Erfindung, als eine technische. Ich erfand es, um Menschen die Zusammenarbeit zu erleichtern, nicht als technisches Spielzeug", sagte Berners-Lee später. Die Entwicklung des Webs begann als ein kleines Werkzeug, das Physikern helfen sollte, ihre Fragen über den Ursprung des Universums zu sammeln. Heute enthält es mehr Antworten, als es je Fragen gab.  

Autor: jjev

Autor: Stefan Weber