Hypothermie

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Unterkühlung
Napoleons retreat from moscow.jpg
Während des Rückzugs von Napoleon Bonaparte aus Russland im Winter 1812 starben viele Soldaten an Unterkühlung.
FachgebietMedizinische Intensivpflege
Symptome
  • Mild: Frösteln, geistige Verwirrung
  • Mäßig: Kein Zittern, zunehmende Verwirrung
  • Schwerwiegend: Paradoxes Entkleiden, Herzstillstand
DauerBis die Körpertemperatur auf ein nahezu normales Niveau gestiegen ist
Arten
  • Primäre Hypothermie: verursacht durch die Exposition gegenüber einer kalten Umgebung
  • Sekundäre Hypothermie: verursacht durch eine zugrunde liegende Erkrankung, die den Körper daran hindert, genügend Körperwärme zu erzeugen.
UrsachenHauptsächlich Kälteexposition und Eintauchen in kaltes Wasser
RisikofaktorenAlkoholintoxikation, Obdachlosigkeit, Unterzuckerung, Magersucht, hohes Alter
Diagnostische MethodeAnhand der Symptome oder einer Körpertemperatur unter 35,0 °C (95,0 °F)
Vorbeugungdem Wetter angemessene Kleidung tragen, sich warm halten
Behandlung
  • Mild: Warme Getränke, warme Kleidung, körperliche Aktivität
  • Mäßig: Wärmedecken, erwärmte intravenöse Flüssigkeit
  • Schwerwiegend: Herz-Lungen-Wiederbelebung, extrakorporale Membranoxygenierung, kardiopulmonaler Bypass
MedikationZucker
Todesfälle1.500 pro Jahr (USA)

Hypothermie ist definiert als eine Körperkerntemperatur unter 35,0 °C (95,0 °F) beim Menschen. Die Symptome hängen von der Temperatur ab. Bei einer leichten Unterkühlung treten Schüttelfrost und geistige Verwirrung auf. Bei mäßiger Unterkühlung hört das Zittern auf und die Verwirrtheit nimmt zu. Bei schwerer Unterkühlung kann es zu Halluzinationen und paradoxem Entkleiden kommen, bei dem sich eine Person ihrer Kleidung entledigt, sowie zu einem erhöhten Risiko eines Herzstillstands.

Die Unterkühlung hat zwei Hauptursachen. Klassischerweise tritt sie durch Kälteeinwirkung und Eintauchen in kaltes Wasser auf. Sie kann aber auch durch jeden Zustand entstehen, der die Wärmeproduktion verringert oder den Wärmeverlust erhöht. Dazu gehört in der Regel eine Alkoholvergiftung, aber auch Unterzuckerung, Magersucht und fortgeschrittenes Alter können dazu gehören. Die Körpertemperatur wird normalerweise durch Thermoregulation auf einem konstanten Niveau von 36,5-37,5 °C (97,7-99,5 °F) gehalten. Zu den Bemühungen, die Körpertemperatur zu erhöhen, gehören Schüttelfrost, verstärkte freiwillige Aktivität und das Anziehen wärmerer Kleidung. Eine Unterkühlung kann entweder anhand der Symptome einer Person bei Vorhandensein von Risikofaktoren oder durch Messung der Kerntemperatur einer Person diagnostiziert werden.

Die Behandlung einer leichten Unterkühlung umfasst warme Getränke, warme Kleidung und körperliche Aktivität. Bei mäßiger Unterkühlung werden Wärmedecken und erwärmte intravenöse Flüssigkeiten empfohlen. Personen mit mäßiger oder schwerer Unterkühlung sollten vorsichtig bewegt werden. Bei schwerer Unterkühlung kann eine extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) oder ein kardiopulmonaler Bypass sinnvoll sein. Bei Personen ohne Puls ist neben den oben genannten Maßnahmen auch eine kardiopulmonale Reanimation (CPR) angezeigt. Die Wiedererwärmung wird in der Regel so lange fortgesetzt, bis die Temperatur der Person über 32 °C liegt. Wenn zu diesem Zeitpunkt keine Besserung eintritt oder der Kaliumspiegel im Blut zu irgendeinem Zeitpunkt über 12 mmol/Liter liegt, kann die Wiederbelebung abgebrochen werden.

Hypothermie ist die Ursache für mindestens 1.500 Todesfälle pro Jahr in den Vereinigten Staaten. Sie ist häufiger bei älteren Menschen und Männern anzutreffen. Eine der niedrigsten dokumentierten Körpertemperaturen, bei der eine Person mit versehentlicher Unterkühlung überlebt hat, liegt bei 13,0 °C (55,4 °F), als ein 7-jähriges Mädchen in Schweden fast ertrunken ist. Das Überleben nach mehr als sechs Stunden HLW ist beschrieben worden. Bei Personen, die mit ECMO oder Bypass beatmet werden, liegt die Überlebensrate bei etwa 50 %. Todesfälle aufgrund von Unterkühlung haben in vielen Kriegen eine wichtige Rolle gespielt. Der Begriff stammt aus dem Griechischen ὑπο, hupo, was "unter" bedeutet, und θερμία, thermía, was "Hitze" bedeutet. Das Gegenteil der Hypothermie ist die Hyperthermie, eine erhöhte Körpertemperatur aufgrund einer gestörten Thermoregulation.

Klassifikation nach ICD-10
R68.0 Hypothermie, nicht in Verbindung mit niedriger Umgebungstemperatur
P80.- Hypothermie beim Neugeborenen
T68 Hypothermie (Hypothermie durch Unfall)
ICD-10 online (WHO-Version 2019)

Die Hypothermie (von altgriechisch ὑπό hypó, ‚unter‘, und θερμός thermós, ‚warm‘) oder Untertemperatur (durch – auch synonym gebraucht – Unterkühlung) ist ein Zustand mit abnorm niedriger Körpertemperatur (unternormale Körpertemperatur) von Lebewesen. Sie tritt nach Kälteeinwirkung auf den Körper auf, wenn dessen Wärmeproduktion über längere Zeit geringer war als die Wärmeabgabe, sowie – selten – als Störung der Temperaturregulation durch den Hypothalamus. Die Unterkühlung, bei Menschen auf unter 35 Grad Celsius, kann Gesundheitsschäden oder durch Versagen lebenswichtiger Organsysteme den Tod (Kältetod) herbeiführen. Bei nur lokalen Kälteeinwirkungen kommt es zu Erfrierungen. Bei Unfällen am Wasser oder im Gebirge haben die Helfer in der Wasserrettung und dem Bergrettungsdienst immer auch von einer Unterkühlung des Patienten auszugehen.

In der Medizin wird im Operationssaal, auf Intensivstationen und in der Neonatologie in speziellen Fällen eine (beabsichtigte) milde therapeutische Hypothermie oder tiefe Hypothermie durchgeführt.

Einstufung

Hypothermie-Klassifizierung
Schweizer System Symptome Nach Grad Temperatur
Stufe 1 Wachsam und zitternd Mild 32-35 °C (89.6-95.0 °F)
Stufe 2 Schläfrig und nicht fröstelnd Mäßig 28-32 °C (82,4-89,6 °F)
Stufe 3 Bewusstlos, nicht zitternd Schwere 20-28 °C (68,0-82,4 °F)
Stadium 4 Keine Lebenszeichen Tiefgreifend <20 °C (68,0 °F)

Hypothermie wird häufig als eine Körpertemperatur unter 35,0 °C (95,0 °F) definiert. Bei dieser Methode wird sie anhand der Kerntemperatur in Schweregrade eingeteilt.

Ein anderes Klassifizierungssystem, das Schweizer Staging-System, unterteilt die Hypothermie anhand der auftretenden Symptome, was vorzuziehen ist, wenn es nicht möglich ist, eine genaue Kerntemperatur zu bestimmen.

Zu den anderen kältebedingten Verletzungen, die entweder allein oder in Kombination mit einer Unterkühlung auftreten können, gehören:

  • Chilblains: Zustand, der durch wiederholte Exposition der Haut gegenüber Temperaturen knapp über dem Gefrierpunkt verursacht wird. Die Kälte schädigt die kleinen Blutgefäße in der Haut. Diese Schäden sind dauerhaft und die Rötung und der Juckreiz kehren bei weiterer Exposition zurück. Die Rötung und der Juckreiz treten typischerweise an Wangen, Ohren, Fingern und Zehen auf.
  • Erfrierungen: Gefrieren und Zerstörung von Gewebe unterhalb des Gefrierpunkts von Wasser
  • Erfrierungen: eine oberflächliche Abkühlung des Gewebes ohne Zellzerstörung
  • Grabenfuß oder Immersionsfuß: eine Erkrankung, die durch wiederholten Kontakt mit Wasser bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt verursacht wird

Die normale menschliche Körpertemperatur wird häufig mit 36,5-37,5 °C (97,7-99,5 °F) angegeben. Hyperthermie und Fieber sind definiert als eine Temperatur von mehr als 37,5-38,3 °C (99,5-100,9 °F).

Anzeichen und Symptome

Die Anzeichen und Symptome variieren je nach dem Grad der Unterkühlung und lassen sich in drei Schweregrade einteilen. Säuglinge mit Unterkühlung fühlen sich kalt an, wenn sie berührt werden, haben eine hellrote Haut und einen ungewöhnlichen Mangel an Energie. Menschen mit Unterkühlung können blass erscheinen.

Kältestress bezieht sich auf eine fast normale Körpertemperatur mit niedriger Hauttemperatur, zu den Anzeichen gehört auch Zittern. Kältestress wird durch Kälteeinwirkung verursacht und kann zu Unterkühlung und Erfrierungen führen.

Mild

Die Symptome einer leichten Unterkühlung können vage sein, mit einer Erregung des sympathischen Nervensystems (Zittern, hoher Blutdruck, schnelle Herzfrequenz, schnelle Atemfrequenz und Kontraktion der Blutgefäße). Dies sind alles physiologische Reaktionen zur Erhaltung der Wärme. Eine erhöhte Urinproduktion aufgrund von Kälte, geistige Verwirrung und Leberfunktionsstörungen können ebenfalls vorhanden sein. Es kann zu einer Hyperglykämie kommen, da sowohl die Glukoseaufnahme durch die Zellen als auch die Insulinausschüttung abnehmen und die Insulinempfindlichkeit des Gewebes herabgesetzt sein kann. Durch die Aktivierung des Sympathikus wird auch Glukose aus der Leber freigesetzt. In vielen Fällen, insbesondere bei Menschen mit Alkoholvergiftung, scheint jedoch eine Hypoglykämie die häufigere Ursache zu sein. Hypoglykämie findet sich auch bei vielen Menschen mit Unterkühlung, da Unterkühlung eine Folge von Hypoglykämie sein kann.

Mäßig

Mit fortschreitender Unterkühlung treten folgende Symptome auf: Veränderungen des mentalen Status wie Amnesie, Verwirrung, undeutliche Sprache, verminderte Reflexe und Verlust der Feinmotorik.

Schwere

Wenn die Temperatur sinkt, geraten weitere physiologische Systeme ins Stocken, und Herzfrequenz, Atemfrequenz und Blutdruck sinken. Dies führt zu einer erwarteten Herzfrequenz in den 30er Jahren bei einer Temperatur von 28 °C (82 °F).

Häufig kommt es zu kalter, entzündeter Haut, Halluzinationen, fehlenden Reflexen, starren, erweiterten Pupillen, niedrigem Blutdruck, Lungenödemen, und Schüttelfrost ist häufig nicht vorhanden. Puls- und Atemfrequenz nehmen deutlich ab, aber auch schnelle Herzfrequenzen (ventrikuläre Tachykardie, Vorhofflimmern) können auftreten. Vorhofflimmern ist in der Regel an sich nicht besorgniserregend.

Paradoxes Entkleiden

Zwanzig bis fünfzig Prozent der Todesfälle durch Unterkühlung sind auf paradoxes Ausziehen zurückzuführen. Dies tritt typischerweise bei mittelschwerer und schwerer Unterkühlung auf, wenn die Person desorientiert, verwirrt und kämpferisch wird. Sie beginnen möglicherweise, sich ihrer Kleidung zu entledigen, was wiederum den Wärmeverlust beschleunigt.

Retter, die in Überlebenstechniken in den Bergen geschult sind, müssen damit rechnen; allerdings wird bei Menschen, die in städtischer Umgebung an Unterkühlung sterben und in unbekleidetem Zustand aufgefunden werden, manchmal fälschlicherweise angenommen, dass sie einem sexuellen Übergriff ausgesetzt waren.

Eine Erklärung für diesen Effekt ist eine kältebedingte Fehlfunktion des Hypothalamus, des Teils des Gehirns, der die Körpertemperatur reguliert. Eine andere Erklärung ist, dass die Muskeln, die die peripheren Blutgefäße kontrahieren, erschöpft sind (bekannt als Verlust des vasomotorischen Tonus) und sich entspannen, was zu einem plötzlichen Anstieg des Blutes (und der Wärme) in den Extremitäten führt, wodurch sich die Person überhitzt fühlt.

Endgültiges Einbuddeln

Im Endstadium der Unterkühlung tritt ein scheinbar selbstschützendes Verhalten auf, das als "terminales Eingraben" oder "Verstecken-und-Sterben-Syndrom" bezeichnet wird. Die Betroffenen ziehen sich in kleine, geschlossene Räume zurück, z. B. unter Betten oder hinter Schränken. Es ist oft mit paradoxem Entkleiden verbunden. Forscher in Deutschland behaupten, dass es sich dabei "offensichtlich um einen autonomen Prozess des Hirnstamms handelt, der im Endstadium der Unterkühlung ausgelöst wird und ein primitives und vergrabenes Schutzverhalten hervorruft, wie es bei überwinternden Säugetieren zu beobachten ist". Dies geschieht vor allem in Fällen, in denen die Temperatur langsam sinkt.

Ursachen

Die Häufigkeit der Unterkühlung hängt in den Vereinigten Staaten stark mit dem Alter zusammen

Eine Unterkühlung entsteht in der Regel durch eine Exposition gegenüber niedrigen Temperaturen und wird häufig durch Alkoholkonsum verschlimmert. Jeder Zustand, der die Wärmeproduktion verringert, den Wärmeverlust erhöht oder die Thermoregulation beeinträchtigt, kann jedoch dazu beitragen. Zu den Risikofaktoren für eine Unterkühlung gehören daher: Substanzkonsum (einschließlich Alkoholkonsum), Obdachlosigkeit, Zustände, die das Urteilsvermögen beeinträchtigen (z. B. Hypoglykämie), extremes Alter, schlechte Kleidung, chronische Erkrankungen (z. B. Hypothyreose und Sepsis) und das Leben in einer kalten Umgebung. Hypothermie tritt häufig bei schweren Traumata auf und wird auch bei schweren Fällen von Anorexia nervosa beobachtet. Hypothermie wird auch mit schlechteren Ergebnissen bei Menschen mit Sepsis in Verbindung gebracht. Während die meisten Menschen mit Sepsis Fieber (erhöhte Körpertemperatur) entwickeln, kommt es bei einigen zu Unterkühlung.

In städtischen Gebieten tritt Unterkühlung häufig bei chronischer Kälteexposition auf, z. B. in Fällen von Obdachlosigkeit, sowie bei Tauchunfällen im Zusammenhang mit Drogen, Alkohol oder psychischen Erkrankungen. Studien haben zwar gezeigt, dass für Obdachlose das Risiko eines vorzeitigen Todes durch Unterkühlung besteht, doch ist die tatsächliche Häufigkeit unterkühlungsbedingter Todesfälle in dieser Bevölkerungsgruppe schwer zu bestimmen. In ländlicheren Gegenden ist die Inzidenz von Unterkühlung bei Menschen mit erheblichen Begleiterkrankungen, die weniger in der Lage sind, sich unabhängig zu bewegen, höher. Mit dem zunehmenden Interesse an der Erkundung der Wildnis sowie an Outdoor- und Wassersportarten könnte die Inzidenz von Unterkühlungen infolge von Unfällen in der Allgemeinbevölkerung zunehmen.

Alkohol

Alkoholkonsum erhöht das Risiko einer Unterkühlung auf zweierlei Weise: durch Vasodilatation und durch Temperaturkontrollsysteme im Gehirn. Die Vasodilatation erhöht die Durchblutung der Haut, wodurch Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Dies führt dazu, dass man sich warm fühlt, obwohl man in Wirklichkeit Wärme verliert. Alkohol wirkt sich auch auf das Temperaturregulierungssystem im Gehirn aus und verringert die Fähigkeit des Körpers, zu zittern und Energie zu verbrauchen, die dem Körper normalerweise bei der Wärmeerzeugung helfen würde. Die Gesamtwirkung von Alkohol führt zu einem Absinken der Körpertemperatur und einer verminderten Fähigkeit, als Reaktion auf eine kalte Umgebung Körperwärme zu erzeugen. Alkohol ist ein häufiger Risikofaktor für den Tod aufgrund von Unterkühlung. Zwischen 33 % und 73 % der Fälle von Unterkühlung sind auf Alkohol zurückzuführen.

Armut

Im Vereinigten Königreich wurden 2012-13 28 354 Fälle von Unterkühlung behandelt - ein Anstieg von 25 % gegenüber dem Vorjahr. Einige Todesfälle durch Unterkühlung und andere vermeidbare Todesfälle sind darauf zurückzuführen, dass arme Menschen es sich nicht leicht leisten können, sich warm zu halten. Steigende Brennstoffrechnungen haben dazu geführt, dass immer mehr Menschen im Vereinigten Königreich Schwierigkeiten haben, eine angemessene Heizung zu bezahlen. Einige Rentner und Behinderte sind gefährdet, weil sie nicht arbeiten und ihr Haus nicht einfach verlassen können. Eine bessere Wärmedämmung kann helfen.

Eintauchen in Wasser

Zwei amerikanische Marinesoldaten, die an einer Unterkühlungsübung teilnehmen

Unterkühlung stellt nach wie vor eine große Einschränkung beim Schwimmen oder Tauchen in kaltem Wasser dar. Die Einschränkung der Fingerfertigkeit aufgrund von Schmerzen oder Taubheitsgefühlen beeinträchtigt die allgemeine Sicherheit und Arbeitsfähigkeit, was wiederum das Risiko anderer Verletzungen erhöht.

Weitere Faktoren, die eine Unterkühlung durch Eintauchen begünstigen, sind Dehydrierung, unzureichende Aufwärmung zwischen wiederholten Tauchgängen, Beginn eines Tauchgangs mit kalter, nasser Trockenanzugunterwäsche, Schwitzen bei der Arbeit, unzureichende Wärmeisolierung (z. B. dünne Trockenanzugunterwäsche) und schlechte körperliche Verfassung.

Die Wärme geht im Wasser viel schneller verloren als in der Luft. Daher können Wassertemperaturen, die als Lufttemperaturen im Freien durchaus vertretbar wären, bei Überlebenden zu Unterkühlung führen, obwohl dies in der Regel nicht die unmittelbare klinische Todesursache für diejenigen ist, die nicht gerettet werden. Eine Wassertemperatur von 10 °C (50 °F) kann in nur einer Stunde zum Tod führen, und Wassertemperaturen nahe dem Gefrierpunkt können in nur 15 Minuten zum Tod führen. Beim Untergang der Titanic starben die meisten Menschen, die in das -2 °C kalte Wasser gerieten, innerhalb von 15-30 Minuten.

Die eigentliche Ursache für den Tod in kaltem Wasser sind in der Regel die körperlichen Reaktionen auf den Wärmeverlust und das gefrierende Wasser und nicht die Unterkühlung (Verlust der Kerntemperatur) selbst. Beim Eintauchen in eiskaltes Wasser sterben beispielsweise etwa 20 % der Opfer innerhalb von zwei Minuten an einem Kälteschock (unkontrollierte Schnellatmung und Keuchen, was zu Wassereinatmung, massivem Blutdruckanstieg und Herzbelastung bis hin zum Herzstillstand und Panik führt); weitere 50 % sterben innerhalb von 15-30 Minuten an Kälteschock: Unfähigkeit, Gliedmaßen und Hände zum Schwimmen oder Greifen zu benutzen oder zu kontrollieren, da der Körper "zum Schutz" die peripheren Muskeln der Gliedmaßen abschaltet, um den Körperkern zu schützen. Erschöpfung und Bewusstlosigkeit führen zum Ertrinken und fordern den Rest innerhalb einer ähnlichen Zeitspanne.

Pathophysiologie

Wärme wird hauptsächlich im Muskelgewebe, einschließlich des Herzens, und in der Leber erzeugt, während sie über die Haut (90 %) und die Lunge (10 %) verloren geht. Die Wärmeproduktion kann durch Muskelkontraktionen (d. h. Bewegung und Frösteln) um das Zwei- bis Vierfache gesteigert werden. Die Geschwindigkeit des Wärmeverlustes wird, wie bei jedem Objekt, durch Konvektion, Leitung und Strahlung bestimmt. Die Geschwindigkeit dieser Prozesse kann durch den Body-Mass-Index, das Verhältnis von Körperoberfläche zu Volumen, die Kleidung und andere Umweltbedingungen beeinflusst werden.

Bei sinkenden Körpertemperaturen treten zahlreiche physiologische Veränderungen auf. Diese betreffen das kardiovaskuläre System und führen zur Osborn-J-Welle und anderen Rhythmusstörungen, zu einer verminderten elektrischen Aktivität des zentralen Nervensystems, zur Kältediurese und zu einem nicht kardiogenen Lungenödem.

Untersuchungen haben gezeigt, dass die glomeruläre Filtrationsrate (GFR) infolge von Unterkühlung abnimmt. Im Wesentlichen erhöht die Hypothermie die präglomeruläre Vasokonstriktion, wodurch sowohl der renale Blutfluss (RBF) als auch die GFR sinken.

Diagnose

Vorhofflimmern und Osborn-J-Wellen bei einer Person mit Hypothermie. Beachten Sie, was fälschlicherweise für eine ST-Hebung gehalten werden könnte.

Für die genaue Bestimmung der Kerntemperatur ist oft ein spezielles Tieftemperaturthermometer erforderlich, da die meisten Fieberthermometer nicht genau unter 34,4 °C (93,9 °F) messen. Ein Tieftemperaturthermometer kann in das Rektum, die Speiseröhre oder die Blase eingeführt werden. Messungen in der Speiseröhre sind am genauesten und werden empfohlen, sobald eine Person intubiert ist. Andere Messmethoden, z. B. im Mund, unter dem Arm oder mit einem Infrarot-Ohrthermometer, sind oft nicht genau.

Da die Herzfrequenz einer unterkühlten Person sehr langsam sein kann, ist unter Umständen ein längeres Abtasten des Pulses erforderlich, bevor dieser festgestellt werden kann. Im Jahr 2005 empfahl die American Heart Association, mindestens 30 bis 45 Sekunden lang zu prüfen, ob ein Puls vorhanden ist, bevor eine HLW eingeleitet wird. Andere empfehlen eine 60-Sekunden-Prüfung.

Der klassische EKG-Befund einer Unterkühlung ist die Osborn-J-Welle. Außerdem tritt Kammerflimmern häufig unter 28 °C und Asystolie unter 20 °C auf. Die Osborn-J-Wellen können denen eines akuten ST-Hebungs-Myokardinfarkts sehr ähnlich sein. Eine Thrombolyse als Reaktion auf das Vorhandensein von Osborn-J-Wellen ist nicht angezeigt, da sie die zugrunde liegende, durch die Unterkühlung verursachte Koagulopathie nur verschlimmern würde.

Vorbeugung

Richtige Kleidung hilft, eine Unterkühlung zu verhindern. Synthetische und Wollstoffe sind der Baumwolle vorzuziehen, da sie sowohl bei Nässe als auch bei Trockenheit besser isolieren. Einige synthetische Stoffe wie Polypropylen und Polyester werden in Kleidungsstücken verwendet, die den Schweiß vom Körper wegleiten, z. B. in Einlegesocken und feuchtigkeitsableitender Unterwäsche. Die Kleidung sollte locker sitzen, da enge Kleidung die Zirkulation des warmen Blutes behindert. Bereiten Sie sich bei der Planung von Aktivitäten im Freien auf mögliches kaltes Wetter vor. Wer vor oder während einer Aktivität im Freien Alkohol trinkt, sollte sicherstellen, dass mindestens eine nüchterne Person anwesend ist, die für die Sicherheit verantwortlich ist.

Das Bedecken des Kopfes ist effektiv, aber nicht effektiver als das Bedecken anderer Körperteile. Auch wenn der Volksmund sagt, dass der Mensch den größten Teil seiner Wärme über den Kopf verliert, ist der Wärmeverlust über den Kopf nicht größer als der über andere unbedeckte Körperteile. Bei Säuglingen ist der Wärmeverlust über den Kopf jedoch beträchtlich, da ihr Kopf im Verhältnis zum restlichen Körper größer ist als bei Erwachsenen. Mehrere Studien haben gezeigt, dass gefütterte Hüte bei unbedeckten Kleinkindern den Wärmeverlust und die thermische Belastung deutlich verringern. Kinder haben eine größere Oberfläche pro Masseneinheit und sollten unter sonst gleichen Bedingungen eine Kleidungsschicht mehr tragen als Erwachsene, und die Zeit, die sie in kalter Umgebung verbringen, sollte begrenzt sein. Allerdings sind Kinder oft aktiver als Erwachsene und erzeugen möglicherweise mehr Wärme. Sowohl bei Erwachsenen als auch bei Kindern führt Überanstrengung zu Schweißausbrüchen und damit zu einem erhöhten Wärmeverlust.

Der Bau eines Unterschlupfs kann das Überleben erleichtern, wenn die Gefahr besteht, dass man an der Kälte stirbt. Es gibt viele verschiedene Arten von Unterkünften, Metall kann die Wärme von den Bewohnern wegleiten und sollte daher vermieden werden. Der Unterschlupf sollte nicht zu groß sein, damit die Körperwärme in der Nähe der Insassen bleibt. Eine gute Belüftung ist wichtig, vor allem, wenn in der Unterkunft ein Feuer angezündet wird. Brände sollten vor dem Schlafengehen gelöscht werden, um eine Kohlenmonoxidvergiftung zu vermeiden. Menschen, die in sehr kalten, verschneiten Gebieten gefangen sind, können sich ein Iglu oder eine Schneehöhle als Schutz bauen.

Die US-Küstenwache empfiehlt die Verwendung von Schwimmwesten zum Schutz vor Unterkühlung nach der 50/50/50-Regel: Wenn jemand 50 Minuten lang in 10 °C warmem Wasser ist, hat er/sie eine um 50 % höhere Überlebenschance, wenn er/sie eine Schwimmweste trägt. Eine wärmeabgebende Position kann die Überlebenschancen in kaltem Wasser erhöhen.

Babys sollten bei einer Temperatur von 16-20 °C schlafen, und Personen, die an das Haus gebunden sind, sollten regelmäßig überprüft werden, um sicherzustellen, dass die Temperatur in der Wohnung mindestens 18 °C beträgt.

Verwaltung

Grad Technik der Wiedererwärmung
Mild (Stufe 1) Passive Wiedererwärmung
Mäßig (Stufe 2) Aktive externe Wiedererwärmung
Schwerwiegend (Stufe 3 und 4) Aktive interne Wiedererwärmung

Die Aggressivität der Behandlung richtet sich nach dem Grad der Unterkühlung. Die Behandlung reicht von nichtinvasiver, passiver äußerer Erwärmung über aktive äußere Erwärmung bis hin zur aktiven inneren Wiedererwärmung. In schweren Fällen beginnt die Wiederbelebung mit der gleichzeitigen Entfernung aus der kalten Umgebung und der Wiederherstellung der Atemwege, der Atmung und des Kreislaufs. Dann wird mit der raschen Wiedererwärmung begonnen. Es wird empfohlen, die Person so wenig und so behutsam wie möglich zu bewegen, da eine aggressive Handhabung das Risiko von Herzrhythmusstörungen erhöhen kann.

Eine Hypoglykämie ist eine häufige Komplikation, auf die getestet und behandelt werden muss. Oft wird eine intravenöse Gabe von Thiamin und Glukose empfohlen, da viele Ursachen von Unterkühlung durch die Wernicke-Enzephalopathie kompliziert werden.

Der britische National Health Service rät davon ab, eine Person in ein heißes Bad zu legen, ihre Arme und Beine zu massieren, ein Heizkissen zu verwenden oder ihr Alkohol zu geben. Diese Maßnahmen können zu einem raschen Blutdruckabfall und möglicherweise zu einem Herzstillstand führen.

Wiedererwärmung

Für die Wiedererwärmung gibt es verschiedene Methoden, darunter die passive externe Wiedererwärmung, die aktive externe Wiedererwärmung und die aktive interne Wiedererwärmung. Bei der passiven externen Wiederaufwärmung wird die Fähigkeit der Person, Wärme zu erzeugen, genutzt, indem man ihr gut isolierte, trockene Kleidung anzieht und sich in eine warme Umgebung begibt. Passive externe Wiederaufwärmung wird für Personen mit leichter Unterkühlung empfohlen.

Bei der aktiven externen Wiederaufwärmung werden Wärmegeräte, wie z. B. eine Heizdecke, von außen angelegt. Diese können durch erwärmte Druckluft (Bair Hugger ist ein häufig verwendetes Gerät), chemische Reaktionen oder Elektrizität funktionieren. In der Wildnis kann bei Unterkühlung das Anlegen von Wärmflaschen in beiden Achselhöhlen und in der Leiste helfen. Aktive externe Wiedererwärmung wird bei mäßiger Unterkühlung empfohlen. Die aktive Kernaufwärmung umfasst die Verwendung intravenöser erwärmter Flüssigkeiten, die Spülung von Körperhöhlen mit erwärmten Flüssigkeiten (Brust oder Bauch), die Verwendung warmer, befeuchteter Inhalationsluft oder die Verwendung extrakorporaler Aufwärmung, z. B. durch eine Herz-Lungen-Maschine oder extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO). Die extrakorporale Wiedererwärmung ist die schnellste Methode für Menschen mit schwerer Unterkühlung. Wenn eine schwere Unterkühlung zu einem Herzstillstand geführt hat, führt eine wirksame extrakorporale Erwärmung in etwa 50 % der Fälle zu einem Überleben mit normalen geistigen Funktionen. Eine Thoraxspülung wird empfohlen, wenn ein Bypass oder eine ECMO nicht möglich ist.

Ein Wiedererwärmungsschock (oder Wiedererwärmungskollaps) ist ein plötzlicher Blutdruckabfall in Kombination mit einem niedrigen Herzzeitvolumen, der während der aktiven Behandlung einer stark unterkühlten Person auftreten kann. Theoretisch bestand die Sorge, dass eine externe Wiederaufwärmung anstelle einer internen Wiederaufwärmung das Risiko erhöhen könnte. Diese Befürchtungen wurden zum Teil mit dem so genannten "Afterdrop" begründet, einer Situation, die bei Laborexperimenten festgestellt wurde und bei der es nach Beginn der Wiedererwärmung zu einem anhaltenden Absinken der Kerntemperatur kommt. Neuere Studien haben diese Befürchtungen nicht bestätigt, und bei der aktiven externen Wiedererwärmung sind keine Probleme aufgetreten.

Flüssigkeiten

Bei Menschen, die wach sind und schlucken können, kann das Trinken von warmen, gesüßten Flüssigkeiten helfen, die Temperatur zu erhöhen. Viele empfehlen, Alkohol und koffeinhaltige Getränke zu vermeiden. Da die meisten Menschen aufgrund der kältebedingten Diurese mäßig dehydriert sind, wird häufig eine erwärmte intravenöse Flüssigkeitszufuhr mit einer Temperatur von 38-45 °C empfohlen.

Herzstillstand

Bei Personen ohne Lebenszeichen sollte die kardiopulmonale Reanimation (CPR) während der aktiven Wiedererwärmung fortgesetzt werden. Bei Kammerflimmern oder ventrikulären Tachykardien sollte eine einmalige Defibrillation versucht werden. Menschen mit schwerer Unterkühlung sprechen jedoch möglicherweise nicht auf Stimulation oder Defibrillation an. Es ist nicht bekannt, ob eine weitere Defibrillation unterlassen werden sollte, bis die Kerntemperatur 30 °C erreicht hat. In Europa wird die Gabe von Epinephrin erst ab einer Kerntemperatur von 30 °C empfohlen, während die American Heart Association bis zu drei Dosen Epinephrin empfiehlt, bevor eine Kerntemperatur von 30 °C erreicht ist. Sobald eine Temperatur von 30 °C (86 °F) erreicht ist, sollten die normalen ACLS-Protokolle befolgt werden.

Prognose

In der Regel wird empfohlen, eine Person erst dann für tot zu erklären, wenn ihr Körper auf eine annähernd normale Körpertemperatur von mehr als 32 °C erwärmt ist, da eine extreme Unterkühlung die Herz- und Hirnfunktion beeinträchtigen kann. Ausnahmen gelten, wenn offensichtlich tödliche Verletzungen vorliegen oder der Brustkorb so gefroren ist, dass er nicht zusammengedrückt werden kann. Wenn eine Person mehr als 35 Minuten in einer Lawine verschüttet war und mit einem mit Schnee gefüllten Mund ohne Puls aufgefunden wird, kann ein vorzeitiger Abbruch ebenfalls sinnvoll sein. Dies ist auch der Fall, wenn der Kaliumwert im Blut über 12 mmol/l liegt.

Personen mit steifen Pupillen, die sich nicht bewegen, können bei aggressiver Behandlung überleben. Gelegentlich kommt es auch nach stundenlangen Wiederbelebungsmaßnahmen zu einem Überleben bei guter Funktion. Kinder, die in Wasser mit einer Temperatur von fast 0 °C (32 °F) ertrinken, können gelegentlich wiederbelebt werden, selbst mehr als eine Stunde nachdem sie das Bewusstsein verloren haben. Das kalte Wasser senkt den Stoffwechsel, so dass das Gehirn eine viel längere Zeit der Hypoxie überstehen kann. Auch wenn ein Überleben möglich ist, ist die Sterblichkeit bei schwerer oder tiefgreifender Unterkühlung trotz optimaler Behandlung nach wie vor hoch. Studien schätzen die Sterblichkeitsrate auf 38 % bis 75 %.

Bei Menschen, die aufgrund eines anderen Gesundheitsproblems unterkühlt sind, tritt der Tod häufig aufgrund dieses Gesundheitsproblems ein.

Epidemiologie

Zwischen 1995 und 2004 wurden in den Vereinigten Staaten durchschnittlich 1560 kältebedingte Notaufnahmen pro Jahr aufgesucht, und in den Jahren 1999 bis 2004 starben durchschnittlich 647 Menschen pro Jahr an den Folgen einer Unterkühlung. Von den zwischen 1999 und 2002 in den USA gemeldeten Todesfällen waren 49 % der Betroffenen 65 Jahre oder älter und zwei Drittel waren Männer. Die meisten Todesfälle waren nicht arbeitsbedingt (63 %), und 23 % der Betroffenen starben zu Hause. Unterkühlungen traten am häufigsten in den Herbst- und Wintermonaten von Oktober bis März auf. Im Vereinigten Königreich sind schätzungsweise 300 Todesfälle pro Jahr auf Unterkühlung zurückzuführen, während die jährliche Inzidenz von unterkühlungsbedingten Todesfällen in Kanada bei 8000 liegt.

Geschichte

Die Armeen von Napoleon ziehen sich 1812 aus Russland zurück.
Schneesturm: Hannibal und sein Heer bei der Überquerung der Alpen, J. M. W. Turner

Unterkühlung spielte eine wichtige Rolle für den Erfolg oder Misserfolg vieler militärischer Kampagnen, von Hannibals Verlust von fast der Hälfte seiner Männer im Zweiten Punischen Krieg (218 v. Chr.) bis hin zur Beinahe-Zerstörung von Napoleons Armeen in Russland im Jahr 1812. Männer irrten durch Unterkühlung verwirrt umher, einige verloren das Bewusstsein und starben, andere zitterten, entwickelten später eine Erstarrung und neigten dazu zu schlafen. Andere, die zu schwach waren, um zu gehen, fielen auf die Knie; einige blieben eine Zeit lang so und wehrten sich gegen den Tod. Der Puls war bei einigen schwach und schwer zu erkennen, andere stöhnten, wieder andere hatten die Augen offen und waren in einem stillen Delirium. Todesfälle durch Unterkühlung in russischen Regionen gab es während des Ersten und Zweiten Weltkriegs, insbesondere in der Schlacht um Stalingrad.

Zivile Beispiele für Todesfälle durch Unterkühlung gab es beim Untergang der RMS Titanic und der RMS Lusitania sowie in jüngerer Zeit der MS Estonia.

Die Entdecker der Antarktis erkrankten an Unterkühlung; Ernest Shackleton und sein Team maßen Körpertemperaturen "unter 94,2°, was zu Hause den Tod bedeutet", obwohl sich dies wahrscheinlich eher auf die Mundtemperatur als auf die Kerntemperatur bezog und einer leichten Unterkühlung entsprach. Einer aus Scotts Team, Atkinson, wurde durch Unterkühlung verwirrt.

Zu den Menschenversuchen der Nazis während des Zweiten Weltkriegs, die einer medizinischen Folter gleichkamen, gehörten auch Unterkühlungsversuche, denen viele Opfer zum Opfer fielen. Es gab 360 bis 400 Experimente und 280 bis 300 Versuchspersonen, was darauf hindeutet, dass an einigen von ihnen mehr als ein Experiment durchgeführt wurde. Es wurden verschiedene Methoden der Wiedererwärmung ausprobiert: "Ein Assistent sagte später aus, dass einige Opfer zum Wiederaufwärmen in kochendes Wasser geworfen wurden".

Medizinische Anwendung

In der Medizin können verschiedene Grade der Unterkühlung absichtlich herbeigeführt werden, um Hirnverletzungen zu behandeln oder den Stoffwechsel zu senken, damit eine totale Hirnischämie für kurze Zeit toleriert werden kann. Der tiefe hypothermische Kreislaufstillstand ist ein medizinisches Verfahren, bei dem das Gehirn auf bis zu 10 °C abgekühlt wird, so dass das Herz zum Stillstand kommt und der Blutdruck auf Null gesenkt werden kann. Die Frist für diese Technik, wie auch für den versehentlichen Herzstillstand in Eiswasser (dessen Innentemperatur auf bis zu 15 °C sinken kann), beträgt etwa eine Stunde.

Andere Tiere

Viele andere Tiere als der Mensch führen während des Winterschlafs oder der Winterstarre häufig eine Unterkühlung herbei.

Wasserbären (Tardigraden), mikroskopisch kleine mehrzellige Organismen, können das Einfrieren bei niedrigen Temperaturen überleben, indem sie den größten Teil ihres inneren Wassers durch den Zucker Trehalose ersetzen, der die Kristallisation verhindert, die sonst die Zellmembranen beschädigt.

Manche Fische und Säugetiere verharren in Kälteperioden in Winterstarre. Dieser naturgegebene Kälteschlaf wird Hibernation genannt.

Wärmeregulation des Körpers

Der menschliche Körper hat die Fähigkeit, seine Körpertemperatur auch bei Schwankungen der Umgebungstemperatur konstant bei rund 37 °C zu halten, was man als Thermoregulation bezeichnet. Dieser Normalwert unterliegt geringen Schwankungen je nach Tätigkeit und Tageszeit. Hierzu zählen die verstärkte Wärmeabgabe bei körperlicher Anstrengung und die Wärmeproduktion durch Kältezittern, beispielsweise in Form von Schüttelfrost bei beginnendem Fieber.

Stadien und Symptome der Hypothermie

Folgende (nicht einheitlich verwendete) Stadien der Hypothermie bzw. Unterkühlung werden unterschieden:

Stadium Körpertemperatur Symptome
Milde Hypothermie 32–35 °C Muskelzittern, Trennung von Körperschale/-kern, Tachykardie, Tachypnoe, Vasokonstriktion, nach einiger Zeit: Apathie, Ataxie, Beeinträchtigung des Urteilsvermögens
Mittelgradige Hypothermie 28–32 °C Bewusstseinseintrübung, Bradykardie, erweiterte Pupillen, verminderter Würgereflex, Aufhören von Muskelzittern, Hyporeflexie, Hypotonie, Kälteidiotie
Schwere Hypothermie unter 28 °C Bewusstlosigkeit, Kreislaufstillstand, verminderte Hirnaktivität im EEG, Lungenödem, starre Pupillen, Herzrhythmusstörungen, Atemstillstand

Milde Hypothermie

Der Körper versucht bei einer (in der Regel rektal gemessenen) Körpertemperatur von 32 bis 35 °C die Körperkerntemperatur konstant zu halten und produziert Wärme durch automatisiertes Muskelzittern. Zusätzlich ziehen sich die Blutgefäße in den Extremitäten zusammen und verringern die Durchblutung der äußeren Körperregionen (Zentralisation). Es entsteht eine Schale, in der das kalte Blut bleibt. Ein Wärmeaustausch zwischen Schale und Körperkern findet dann kaum noch statt.

Mittelgradige Hypothermie

Das Bewusstsein des Patienten trübt immer mehr ein. Diese Bewusstseinsstörung kann so weit gehen, dass man von Kälteidiotie spricht. Es kommt auch zu einer Abschwächung der Reflexe (Hyporeflexie), und das Muskelzittern hört auf.

Schwere Hypothermie

Sinkt die Temperatur auf weniger als 28 °C ab, kommt es zum Verlust des Bewusstseins, einem unregelmäßigen und abgeschwächten Puls, später zu einem Atem- und Kreislaufstillstand infolge von Herzrhythmusstörungen. Lichtstarre Pupillen und Lähmung der Muskulatur kommen hinzu. Bei Körpertemperaturen unter 28 °C ist es nur noch schwer möglich, eindeutig zu bestimmen, ob die unterkühlte Person noch lebt oder bereits tot ist. Die Atmung in diesem Status kann zu abgeflacht, der Puls zu langsam und zu schwach sein, vor allem in den wenig durchbluteten Extremitäten. Einfache Methoden wie Erfühlen des Pulses oder der Atmung sind dann nicht zuverlässig. Gelegentlich wird der Begriff Scheintod in diesem Zustand verwendet.

Sofortmaßnahmen

Rettung aus dem Gefahrenbereich

Die Rettung aus dem Gefahrenbereich hat schnell zu erfolgen, da der Patient weiter auskühlt.

Grundsätzlich sollte der Patient dabei möglichst nicht bewegt werden. Beispielsweise kann der Patient mit einer Korbtrage oder einem sogenannten Spine Board (Wirbelsäulenbrett) waagerecht aus dem Wasser an Bord eines Rettungsbootes gehoben werden.

Ist der Temperaturunterschied zwischen Schale und Körperkern zu groß, kommt es bei der Wiedererwärmung oder bei Bewegung des Patienten zum Temperaturausgleich, und die Kerntemperatur kann weiter absinken (Afterdrop). Dies kann zum sogenannten Bergungstod führen.

Allgemein

Rettungskette befolgen:

  • Eigenschutz beachten und Unfallstelle absichern
  • Notruf absetzen oder veranlassen
  • Den Patienten schonend aus dem Gefahrenbereich bringen; wenn möglich in einen Raum mit Zimmertemperatur oder mindestens an einen windstillen Ort
  • Den Patienten flach lagern und wenig bewegen oder, wenn möglich, vollständig immobilisieren
  • Wärmeerhalt, d. h. Patienten mit Wolldecken zudecken oder einwickeln. Eine Rettungsdecke nie direkt auf die Haut bringen, diese ist dann wegen fehlender Isolationswirkung nutzlos. Gegebenenfalls eine Hibler-Wärmepackung anlegen.
  • Zunächst nur den Körper (entsprechend dem zentralen Kreislauf) mittels Decken etc. aufwärmen. Nicht die Extremitäten, da sonst der Bergungstod (s. u.) droht.
  • Ständige Kontrolle der Vitalfunktionen.
  • Betreuen des Patienten bis zum Eintreffen des Rettungsdienstes

Abwehrstadium

Befindet sich der Patient noch im Abwehrstadium

  • dann kann die nasse Kleidung des Patienten vorsichtig entfernt werden, solange er zittert.
  • Bei erhaltenem Bewusstsein: warme, gezuckerte Getränke verabreichen (kein Alkohol, Kaffee oder Schwarztee).
  • Gemächliche Wiedererwärmung, z. B. mit einer Wärmflasche

Erschöpfungsstadium oder Bewusstlosigkeit

Befindet sich der Patient im Erschöpfungs- oder Lähmungsstadium

  • dann darf dieser beim Entkleiden nicht bewegt werden (Kleidung mit Schere entfernen).
  • dürfen ausschließlich langsame Aufwärmmaßnahmen am Rumpf unternommen werden.
  • falls bewusstlos: Stabile Seitenlage
  • falls keine Atmung mehr vorhanden: Herz-Lungen-Wiederbelebung
  • dann obige Punkte befolgen

Folgemaßnahmen durch den Rettungsdienst

  • Unbedingte Vermeidung des sogenannten Bergungstodes: Bei Opfern von Eiseinbrüchen, Lawinen etc. muss unbedingt darauf geachtet werden, die Extremitäten nicht über das Niveau des Rumpfes zu erheben, da das somit zum Herzen zurückflutende Blut einen reflektorischen Herzstillstand hervorrufen kann
  • Infusion von erwärmter NaCl- oder Ringerlösung. Auch Glucosegabe ist nach Konzentrationsmessung möglich (eventuell sogar notwendig)
  • Sauerstoffgabe und gegebenenfalls Intubation
  • Falls leblos: Fortführung der Herz-Lungen-Wiederbelebung
  • Transport in ein Krankenhaus der Maximalversorgung mit einem Rettungshubschrauber (wenn verfügbar)

Weitere Behandlung im Krankenhaus

  • Fortführung der Herz-Lungen-Wiederbelebung
  • Erwärmung des Patienten, auch invasiv durch den Einsatz einer Herz-Lungen-Maschine

Grundsatz

Die Wiederbelebungsmaßnahmen werden beim Transport ins Krankenhaus sowie in der Klinik fortgesetzt. Medikamente, wie beispielsweise Adrenalin, sowie die Defibrillation wirken nur ab einer bestimmten Körpertemperatur. Durch die verminderte Temperatur verlangsamt sich auch das Absterben der Hirnzellen.

Daher gilt der Grundsatz: Niemand ist tot, solange er nicht warm und tot ist.

Pathologie

Bei einem Tod durch Unterkühlung treten in der Schleimhaut des Magens Wischnewsky-Flecken auf.

Therapeutische Hypothermie

Hypothermie vermindert die Stoffwechselaktivität und erhöht die Ischämietoleranz der Gewebe. In der Medizin wird bei größeren Operationen am Gehirn und am Herzen (wie schon in den 1950er Jahren ansatzweise geschehen) eine beabsichtigte tiefe Hypothermie (deep hypothermia, auch Hypothermischer Herzstillstand) eingeleitet. Dies geschieht durch Ableitung des venösen Blutes in eine Apparatur, in der das Blut auf einen bestimmten unterhalb der Normaltemperatur liegenden Wert heruntergekühlt und wieder dem Blutkreislauf zugeführt wird.

Eine mildere therapeutische Hypothermie wird nach erfolgreicher Wiederbelebung durchgeführt, da dies den Hirnstoffwechsel vermindert und Hirnschäden verringert.

Seit 2012 läuft an der Universität Erlangen eine Studie über den Einsatz therapeutischer Hypothermie bei Schlaganfallpatienten. Durch Herunterkühlung auf 34 °C soll nach ischämischen Schlaganfällen das Infarktareal reduziert und das Absterben von Hirngewebe verhindert werden.

Eine durch Unterkühlung bewirkte Schmerzunempfindlichkeit von Nerven kann, so berichtet etwa zu Beginn des 19. Jahrhunderts von dem Chirurgen Dominique Jean Larrey, schmerzhafte Eingriffe bis hin zu Amputationen ermöglichen.

Science Fiction

In Medizin und Futurologie wird über die Nutzung des Kälteschlafs auch zur Überbrückung von Epochen diskutiert; Personen werden in den Kälteschlaf versetzt und altern daher wesentlich langsamer. Nach einigen Jahrzehnten wird der Organismus wieder auf volle Leistung aktiviert. Dies ist jedoch bisher nur eine Theorie, in der Praxis scheiterten alle derartigen Versuche.

Extremfälle

Als extreme, wissenschaftlich belegte Unterkühlung gilt eine Körpertemperatur von 13,7 °C, die 1999 bei einem Unfallopfer gemessen wurde. Dennoch konnte das Opfer Anna Bågenholm aufgrund besonderer Umstände laut einem Bericht des Spiegels ohne bleibende Schäden reanimiert werden.