Runtasia Infokanal: Thermoregulation – wieso muss ich schwitzen?

Sonntag, 10. Juli 2011

Thermoregulation – wieso muss ich schwitzen?

Heute möchte ich ein sehr komplexes aber auch sehr wichtiges Thema zusammenfassen. Die Thermoregulation – wie schafft der Körper, die aufgestaute Wärme abzugeben. Dadurch soll uns klar werden, wie wichtig für uns das Wasser ist und wieso unsere Leistung darunter leidet, wenn wir mal zu wenig davon im Körper haben.


In Ruhe geht der Großteil des Grundumsatzes in die Wärmeproduktion, damit die Körpertemperatur konstant um die 36° bis 37° aufrecht erhalten bleibt. Sobald wir uns aber bewegen, wird uns warm. Leider sind wir nicht gerade eine sehr effiziente Konstruktion: lediglich 20% wird (bei Dauerbelastung) in die Bewegung direkt umgesetzt – die restliche Energie geht in Wärmeenergie über! Damit also die Körpertemperatur unter Belastung nicht steigt, muss die zu viel produzierte Wärme abgegeben werden.  Und dazu haben wir 3 Möglichkeiten:

  1. Strahlung (Temperaturdifferenz):
    wir müssen in der Kälte mehr Wärme produzieren als in der Wärme bzw. wird uns in der Kälte nicht so schnell warm.
  2. Konvektion (Luftbewegung):
    wenn der Wind weht, fühlt es sich kälter an als es in Wirklichkeit ist. Streift der Wind die Haut, wird der Strahlungseffekt verstärkt.
  3. Verdunstung (Übergang in Dampf):
    damit Wasser in Dampf umgewandelt wird, muss dem Körper Energie entzogen werden – die effizienteste Art, Wärme abzugeben!

Ein einfaches Rechenbeispiel:

Nehmen wir mal an, ein 70kg schwerer Mann läuft in einer Stunde 10 Kilometer bei 37°C, kein Lüftchen weht und wir hätten auch keine Verdunstung (oder sagen wir, es hat 100% Luftfeuchtigkeit).

Was würde im Körper dieses Läufers passieren, wenn er die produzierte Wärme nicht abgeben könnte?

Dazu brauchen wir noch ein paar Details:
  • der männliche Körper besteht im Schnitt aus 60 bis 70% Wasser (Frauen etwa 50 bis 60%)
  • für 10km braucht eine 70kg schwere Person etwa 700kcal (Faustformel 1kcal/kgKG/km)
  • bei einem Wirkungsgrad von 20% werden davon 560kcal in Wärme umgewandelt
  • aus dem Physikunterricht kennen wir noch, dass es eine 1kcal bedarf, um einen Liter Wasser um 1° zu erwärmen

Dann rechnen wir doch mal (auch wenn’s physikalisch nicht ganz richtig ist!): wir haben also etwa 45 Liter Wasser, das sich durch 560kcal erwärmen kann.

Der Körper würde sich somit um 12,4° erwärmen!
Bei einer Frau wären es sogar 14,5°! Was in beiden Fällen bedeuten würde: Tod durch Überhitzung. Keine Körperfunktion könnte bei über 50°C mehr arbeiten.

Deshalb ist das Schwitzen auch so eine geniale Erfindung der Natur! Denn durch den Übergang des Wassers vom flüssigen in den gasförmigen Zustand, wird dem Körper etwa 540kcal pro Liter Wasser entzogen. 

Auf Grund der geringeren Muskelmasse bzw. eigetlich wegen des höheren Fettanteils, steht den Frauen auch weniger Wasser zur Verfügung. Das heißt, wenn man z.B. einen Liter Wasser verliert, dann hat eine Frau in Relation mit einem gleich schweren Mann mehr Wasser verloren.

Verfolgen wir unser Beispiel doch weiter: 

Wenn diese Person in einer Stunde etwa 1 Liter Flüssigkeit verdunsten lässt, dann bleibt die Körpertemperatur bei denselben Bedingungen wieder konstant! Wahrscheinlich wird er natürlich mehr Flüssigkeit verlieren, da wir ja wissen, dass nicht das gesamte Wasser am Körper verdunstet! Aber das Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung.

Man sieht aus diesem Beispiel, wieso wir schwitzen und wie viel wir dabei verlieren. Deshalb ist es auch so wichtig, dass wir unseren Flüssigkeitshaushalt ständig ausgleichen, damit die Leistungsfähigkeit nicht beeinträchtigt wird: viel trinken! Oder doch nicht? Darum geht es im nächsten Bericht. Willst du die weiteren Berichte gleich per Mail zugestellt bekommen, dann melde dich doch gleich beim Newsletter an!

Kommentare :

  1. Anschaulicher Bericht Walter!
    Hier erkennt man wie lebenswichtig Trinken bei langer Belastung und vor allem bei Hitze ist. Interessant das Frauen weniger Wasser zur Verfügung steht als Männern, habe ich wieder etwas dazugelernt.

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  2. ...das trifft aber nur zu, wenn Frau und Mann gleich schwer sind und ein "normaler" Fettanteil vorhanden: Männer 10-15% und Frauen 20 bis 25% Wenn die Frau leichter ist (und das sind sie nun mal tendenziell) wird sie auch weniger Energie bei gleicher Geschwindigkeit verbrauchen und dadurch auch weniger schwitzen.

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  3. kommt Strahlung (1.Möglichkeit) nur bei tieferen Aussentemperaturen als die Körpertemperatur vor oder auch bei höheren Temperaturen?

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  4. Energie kann ja umgewandelt werden - jedoch immer nur vom höheren Niveau auf das niedrigere. Deshalb wird sich der Körper bei über 37° aufwärmen und eine Wärmeabgabe über die Strahlung ist nicht mehr möglich.

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