Stoffwechselraten für typische Aufgaben

Die Rate, mit der wir Wärme erzeugen (die Stoffwechselrate), hängt hauptsächlich von unserer Muskelaktivität ab, teilweise davon, was wir essen und trinken (und wann), und teilweise davon, wo wir uns in unserem normalen Tageszyklus befinden. Unsere Wärmeproduktion wird in Stoffwechseleinheiten (Met) gemessen (Tabelle 4.1). Ein Met ist definiert als 50 kcal/h m2 (entspricht 18,4 Btu/h ft2 oder 58,2 W/m2). Ein Met ist die Energie, die eine sitzende Person im Ruhezustand pro Flächeneinheit erzeugt. Unter diesen Bedingungen beträgt die von einem normalen Erwachsenen erzeugte Gesamtwärme etwa 360 Btu/h (106 W). Je aktiver wir sind, desto mehr Wärme produzieren wir.

Es gibt eine Reihe von Wechselwirkungen zwischen unserer Haut und dem Rest unseres Körpers. Dazu gehören der Tastsinn, die Blutzirkulation und der Austausch von Wasserdampf. Zu den Berührungsempfindungen gehören Druck und Schmerz sowie Hitze und Kälte. Die Wärme- und Kälteerlebnisse werden durch Kontakt mit Gebäude- oder Objektoberflächen und durch Eintauchen in Luft sowie durch Strahlung erzeugt. Diese Empfindungen signalisieren häufig bevorstehende Veränderungen in der körperlichen Wärmeregulierung, einem Prozess, der von dem als Hypothalamus bezeichneten Teil des Gehirns gesteuert wird.

• ^einFür einen durchschnittlichen Erwachsenen mit einer Körperoberfläche von 1,8 m2 (19,6 ft2). Für die durchschnittliche Wärmeproduktion des ganzen Körpers.
• ^bEin Met = 18,4 Btu/h ft2 = 58,2 W/m2

Der Hypothalamus löst als Reaktion auf Signale von unserer Haut und Änderungen unserer Körperkerntemperatur Veränderungen in unseren Blutzirkulationsmustern aus. Wenn die Körpertemperatur sinkt (uns ist kalt), muss die Wärmeverlustrate des Körpers reduziert werden. Dies wird durch eine Verringerung des Blutflusses vom Kern zur Hautoberfläche erreicht. Diese Abnahme des Blutflusses zur Oberfläche wird als Vasokonstriktion bezeichnet und wird teilweise durch Temperatursignale (Kälte) von unserer Haut ausgelöst. Blut transportiert Wärme durch den Körper, und ein reduzierter Fluss zu den Extremitäten unter kalten Bedingungen reduziert den Wärmeverlust. Unter dieser Bedingung drücken unsere Schweißdrüsen auch weniger Wasser an die Hautoberfläche, was die Verdunstung und damit den Wärmeverlust verringert.

Beachten Sie die Auswirkungen dieser Zoneneinteilung. Wir bemühen uns, um jeden Preis eine nahezu konstante Kerntemperatur für unsere lebenswichtigen Organe aufrechtzuerhalten. Diese geschützte Zone hat thermischen Vorrang vor der weniger vitalen Extremitätenzone, einschließlich der Arme und Beine und dann der Finger und Zehen. Je weiter entfernt von unserer zentralen Körpermasse (Finger und Zehen) und je größer die Oberfläche (Ohren), desto mehr und schneller sinkt die Temperatur bei Kälte. Die variabelste thermische Zone ist unsere Hautoberfläche.

Wenn sich die Kälte verschlimmert, bekommen wir Gänsehaut, Symptome des erfolglosen Versuchs unserer Haut, Isolierung zu schaffen, indem sie unsere Körperbehaarung aufbläht. Da wir auf diese Weise keine Isolierung hinzufügen können, erhöhen wir bald unseren Stoffwechsel oder verbrennen mehr Kraftstoff durch Zittern, Muskelverspannungen oder erhöhte Muskelaktivität. An dem Punkt, an dem uns das Zittern außer Gefecht setzt, können wir 6 Met erreichen. Vor diesem Punkt suchen wir Hilfe bei unserer zweiten und dann bei unserer dritten Haut an Kleidung und Gebäuden.

Das Gegenteil passiert, wenn uns zu heiß ist: Zunächst erhöht sich der Blutfluss zur Hautoberfläche (Vasodilatation), ausgelöst hauptsächlich durch Wärmesignale aus unserem Kern. Die Schweißdrüsen erhöhen stark ihre Wasser- und Salzsekretion an die Hautoberflächen. Dies erhöht den Wärmeverlust durch Verdunstung (obwohl Salzansammlungen die Verdunstung behindern, indem sie den Dampfdruck von Wasser senken).