Hitzeresistenz

Hitzeresistenz,

 

die Fähigkeit von Organismen, hohe Temperaturen ohne bleibende Schäden zu überleben. Die oberen Letaltemperaturen, bei denen der Hitzetod eintritt, liegen in der Regel nicht wesentlich über dem Temperaturoptimum, so z. B. selbst bei Pflanzen und Tieren heißer Biotope bei durchschnittlich 45-55 ºC. Ausnahmen sind u. a. die Dattelpalme (59 ºC), der Pilz Thermoascus aurantiacus (62 ºC) sowie v. a. Mikroorganismen und Dauerstadien; so ertragen z. B. thermophile Archaebakterien in heißen Schwefelquellen Temperaturen um 100 ºC, verschiedene trockene Samen sowie die Eier des Blattfußkrebses Triops granarius bis zu 80 ºC.

 

Im Gegensatz zur Kältestarre ist die Wirkung hoher Temperaturen irreversibel, die »Wärmestarre« hat immer den Tod (Hitzetod) zur Folge; die auftretenden physiologischen Schäden sind Membranschäden durch Zerstörung der Lipide, Verlust der katalytischen Eigenschaften bei thermolabilen Enzymen und Denaturierung der Eiweiße. Besonders bei in kalten Gewässern lebenden Organismen sind die oberen Letaltemperaturen sehr niedrig, so sterben z. B. Jungfische der Bachforelle Trutta fario schon bei +16 ºC Wassertemperatur, antarktische Fische bereits bei +5 bis +6 ºC.

 

Eine größere Hitzeresistenz kann mit verschiedenen Mitteln erreicht werden. Morphologische Faktoren, die die Hitzeresistenz erhöhen, sind z. B. reflektierende Behaarung bei Pflanzen (z. B. Greisenhaupt), dicke Borkenbildung bei Bäumen, Haar- beziehungsweise Federlänge sowie deren Färbung bei Tieren. Physiologische Schutzmechanismen gegen Überhitzung sind u. a. die Bildung von Hitzeschockproteinen und die Transpiration. Bei thermophilen Bakterien finden sich biochemische Besonderheiten, die möglicherweise im Dienst der Hitzeresistenz stehen; so bestehen die Zellhüllen aus Glykoproteinen, die Lipide aus Phytanylglycerinäther, die Enzyme sind thermophil. Verschiedene Pflanzen sind in der Lage, sich durch Steilstellen der Blätter parallel zu den einfallenden Sonnenstrahlen gegen Überhitzung zu schützen (z. B. Eukalyptus, Ergebnis: »schattenlose« Wälder). Tiere können u. a. Schatten aufsuchen (z. B. Vögel), sich eingraben (viele Kleinsäuger, Gliederfüßer u. a.) und die Körpertemperatur über die Ausrichtung der Körperachse zu Sonne und Wind beeinflussen.

 

Beim Menschen ist schon eine länger andauernde Körperkerntemperatur von 41 ºC bedrohlich, 42 ºC bis maximal 43 ºC sind meist tödlich. Die Hitzeschäden äußern sich in Form der Hitzeerschöpfung mit Kollapsgefahr, als Hitzekrämpfe, die als Muskelzuckungen oder -krämpfe bei schwerer körperlicher Arbeit in hoher Umgebungstemperatur nach Verlust von 2-4 l Flüssigkeit und dem dadurch verursachten Kochsalzmangel auftreten, sowie als schwerste Form der Hitzschlag. Prophylaktische Maßnahmen, die eine bessere Hitzeresistenz bei hoher Umgebungstemperatur bewirken, sind geeignete Bekleidung, Vermeidung übermäßiger körperlicher Anstrengung und kontinuierlicher Flüssigkeitsaufnahme. - Chronische Hitzeschäden (bei Hitzearbeit) bestehen in Kreislaufstörungen, Herzschädigungen, Blutdruckabfall, Anstieg der Kerntemperatur und Leistungsminderung.