Wärmehaushalt
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Säugetiere und damit auch der Mensch gehören zu den "Warmblütern", den "Homoiothermen". Ihr Stoffwechsel ist darauf angewiesen, dass die Körpertemperatur nahezu konstant bleibt. Bei zu tiefen Temperaturen werden verschiedenen Stoffwechselvorgänge zu langsam, um das Überleben zu sichern. Zu hohe Temperaturen können zur Zerstörung lebenswichtiger Strukturen (Eiweiße, Vitamine) führen.
Der menschliche Organismus funktioniert am besten bei Kerntemperaturen zwischen 37 und 37.5 Grad Celsius. Das Immunsystem hat sein Optimum bei 38-38.5°. Steigt die Temperatur über 41 Grad kommt es zu ersten Schäden. Auf der anderen Seite kommt es zu deutlichen Unterkühlungssymptomen wenn die Körperkerntemperatur unter 35 Grad absinkt. Fällt die Körpertemperatur unter 30 Grad können bereits wesentliche Stoffwechselfunktionen zum Erliegen kommen. Das Überleben des Organismus ist in Gefahr.
Der Wärmehaushalt hat die Aufgabe, die Kerntemperatur unabhängig von körperlicher Aktivität und Außentemperatur möglichst genau im Zielbereich zu halten. Bei Absinken unter den Sollwert wird der Stoffwechsel angeregt und die Muskeln zum Zittern gebracht, um mehr Energie umzusetzen. Außerdem wird die Durchblutung von Haut und Extremitäten herabgesetzt, um den Wärmeverlust zu reduzieren. Eine andere Möglichkeit der Senkung der Körpertemperatur ist das Hecheln. Einige Tiere haben Bereiche entwickelt, die verglichen zur Masse eine sehr große Fläche haben (zum Beispiel die Ohren von Elefanten, oder der Rückenkamm bei einigen Dinosariern). Wenn ein erhöhter Wärmeaustausch mit der Umgebung stattfinden soll, werden diese Körperareale stärker durchblutet.
Steigt die Temperatur über den Sollwert wird hingegen die Durchblutung von Haut und Extremitäten gesteigert, damit über die Körperoberfläche ein erhöhter Wärmeaustausch möglich ist. Durch die Verdunsten von Wasser, das aus den Schweißdrüsen ausgeschieden wird (Schwitzen), verstärkt sich der Abkühlungseffekt. Mit sinkender Luftfeuchtigkeit steigt die Effektivität des Wärmetausches. Der Körper verträgt nun - bei steigendem Flüssigkeitsbedarf - höhere Außentemperaturen, ohne dass die Kerntemperatur ansteigt.
Das Regelsystem für die Körpertemperatur sitzt bei Menschen und anderen Säugetieren im Hypothalamus.
Wechselwarme Tiere (Poikilotherme) wie Reptilien haben einen Stoffwechsel, der besser auf tiefe Temperaturen abgestimmt ist, Sie werden zwar, weil jeder chemische Prozess mit tieferer Temperatur verlangsamt wird, in der Kälte weniger aktiv (bis hin zu völliger Starre), aber sie sterben nicht, solange ihre Körperflüssigkeiten nicht gefrieren. (Bei den Amphibien gibt es wenige Ausnahmen, die ein totales Einfrieren überleben können))
