Sportliche Betätigung in der Hitze und Hitzeerkrankungen

Muskuläre Anstrengung erzeugt Wärme, und wenn die Umgebung ebenfalls heiß ist, muss der Körper eine große thermische Last ableiten, während er gleichzeitig die arbeitende Muskulatur mit Blut versorgt. Die konkurrierenden Anforderungen von Thermoregulation und körperlicher Betätigung belasten das Herz-Kreislauf-System, und wenn die Wärmezufuhr die Wärmeabfuhr übersteigt, steigt die Kerntemperatur in einen Bereich an, der zu Hitzeerkrankungen führt. Dieser Eintrag beschreibt die Physiologie der körperlichen Betätigung in der Hitze und das Spektrum der hitzebedingten Störungen.

Definition

Hitzeerkrankungen umfassen ein Spektrum von Störungen – von Hitzekrämpfen und Hitzeerschöpfung bis zum Hitzschlag –, die auftreten, wenn körperliche Anstrengung und Umgebungshitze die Kerntemperatur über die Fähigkeit des Körpers zur Wärmeableitung hinaus erhöhen, wobei der Hitzschlag durch eine hohe Kerntemperatur mit Dysfunktion des zentralen Nervensystems definiert ist.

Scope

Der Eintrag behandelt den menschlichen Wärmehaushalt während des Sports, die kardiovaskuläre Herausforderung der Blutflussverteilung zwischen Haut und Muskulatur, die Rolle des Schwitzens und der Dehydration sowie das Kontinuum der Hitzeerkrankungen bis hin zum anstrengungsbedingten Hitzschlag als Toleranzversagen. Es handelt sich um eine Referenzdarstellung von Mechanismen und der Art und Weise, wie Evidenz generiert wird; es werden keine Anweisungen zur Ersten Hilfe, Kühlung oder Behandlung gegeben.

Core questions

• Wie wird der Wärmehaushalt während des Sports in heißer Umgebung aufrechterhalten?
• Warum stellt körperliche Betätigung in der Hitze eine besondere kardiovaskuläre Belastung dar?
• Wie verschlechtern Dehydration und reduziertes Plasmavolumen die Hitzetoleranz?
• Was unterscheidet Hitzeerschöpfung von Hitzschlag im Kontinuum der Hitzeerkrankungen?

Key concepts

• Menschlicher Wärmehaushalt und evaporative Kühlung
• Wettbewerb um den Blutfluss zwischen Haut und Muskulatur
• Kardiovaskulärer Drift und reduziertes Schlagvolumen
• Schwitzen, Dehydration und Plasmavolumen
• Kerntemperatur und Hyperthermie
• Hitzeerschöpfung und anstrengungsbedingter Hitzschlag
• Hitzeakklimatisierung

Mechanisms

Während körperlicher Betätigung in der Hitze steigt der Hautblutfluss an, um Wärme zur Oberfläche für die evaporative Abgabe zu transportieren, während die arbeitende Muskulatur weiterhin einen großen Anteil des Herzzeitvolumens beansprucht; dieser Wettbewerb, zusammen mit dem schweißbedingten Verlust von Plasmavolumen, reduziert den venösen Rückstrom und das Schlagvolumen und zwingt die Herzfrequenz nach oben, um das Herzzeitvolumen aufrechtzuerhalten (González-Alonso, Crandall & Johnson, 2008). Wenn die metabolische Wärmeproduktion und die Umweltbelastung die Wärmeabfuhr übersteigen, steigt die Kerntemperatur an; anhaltende Hyperthermie, oft durch Dehydration verstärkt, kann eine systemische entzündliche und zytotoxische Kaskade auslösen und zu einem Hitzschlag mit Dysfunktion des zentralen Nervensystems und Multiorganversagen fortschreiten (Bouchama & Knochel, 2002; Epstein & Yanovich, 2019). Wiederholte Hitzeexposition induziert eine Akklimatisierung – früheres und stärkeres Schwitzen, Plasmavolumenexpansion und eine niedrigere Herzfrequenz und Kerntemperatur während des Sports –, die die Toleranz verbessert (Armstrong et al., 2007).

Clinical relevance

Hitzeerkrankungen sind eine anerkannte Gefahr bei körperlicher Anstrengung und Arbeit unter heißen Bedingungen, und der anstrengungsbedingte Hitzschlag ist ein lebensbedrohlicher Notfall. Dieser Eintrag erläutert die Physiologie und die Evidenzbasis; die Erkennung, die Kühlung vor Ort und das medizinische Management von Hitzeerkrankungen richten sich nach aktuellen klinischen und sportmedizinischen Leitlinien und liegen außerhalb des Umfangs dieser Bildungsreferenz.

Epidemiology

Anstrengungsbedingte Hitzeerkrankungen betreffen Sportler, Militärpersonal und Outdoor-Arbeiter, wobei das Risiko mit hoher Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit, hoher Trainingsintensität, unzureichender Akklimatisierung und Dehydration steigt; sie gehören zu den Hauptursachen für trainingsbedingten Kollaps und Tod bei jungen Sportlern (Armstrong et al., 2007; Epstein & Yanovich, 2019).

Evidence & guidelines

Die Physiologie und das klinische Spektrum sind in wichtigen Übersichtsartikeln zusammengefasst (Bouchama & Knochel, 2002; González-Alonso, Crandall & Johnson, 2008; Epstein & Yanovich, 2019), und Prävention sowie Erkennung im Sport werden in einer Stellungnahme zu anstrengungsbedingten Hitzeerkrankungen behandelt (Armstrong et al., 2007). Spezifische Schwellenwerte und Managementprotokolle werden durch aktuelle Leitlinien festgelegt und hier nicht wiedergegeben.

History

Das Interesse an Hitzeerkrankungen bei körperlicher Anstrengung entwickelte sich aus der Militär- und Arbeitsmedizin sowie aus Erfahrungen bei Straßenrennen und im Sport im zwanzigsten Jahrhundert, die den anstrengungsbedingten Hitzschlag dokumentierten und eine systematische Untersuchung des Wärmehaushalts, der kardiovaskulären Kosten der Wärmeableitung und der Hitzeakklimatisierung als Schutzanpassung motivierten.

Debates

Definition und Felddiagnose des anstrengungsbedingten Hitzschlags

Da die Kriterien für Kerntemperatur und mentalen Status im Feld schwer zu beurteilen sein können und sich mit trainingsbedingtem Kollaps aus anderen Ursachen überschneiden können, bleiben die präzise Definition und schnelle Erkennung des anstrengungsbedingten Hitzschlags Diskussionspunkte in der Sportmedizin.

Key figures

• Lawrence E. Armstrong
• Abderrezak Bouchama
• José González-Alonso
• Yoram Epstein

Seminal works

• bouchama-knochel-2002
• gonzalezalonso-2008
• epstein-yanovich-2019
• armstrong-2007

Frequently asked questions

Warum ist Sport in der Hitze für das Herz anstrengender als Sport in kühler Umgebung?

In der Hitze leitet der Körper einen großen Blutfluss zur Haut um, um Wärme abzugeben, während die Muskulatur weiterhin Blut für die Arbeit benötigt; kombiniert mit dem Flüssigkeitsverlust durch Schwitzen, verringert dies den Blutrückfluss zum Herzen, sodass das Schlagvolumen sinkt und die Herzfrequenz steigen muss, um die Auswurfleistung aufrechtzuerhalten.

Was unterscheidet Hitzeerschöpfung von Hitzschlag?

Hitzeerschöpfung beinhaltet die Unfähigkeit, die körperliche Anstrengung bei hoher, aber nicht extremer Kerntemperatur und erhaltenem mentalen Status fortzusetzen, während Hitzschlag durch eine hohe Kerntemperatur zusammen mit einer Dysfunktion des zentralen Nervensystems definiert ist und einen medizinischen Notfall darstellt.