Zu hohes Fieber ist tödlich - aber warum?

Steigt die Körpertemperatur über 42°C, droht ein rascher Tod - soviel ist sicher. Aber warum? Die gängige Erklärung lautet, dass der Kreislauf versagt und Enzyme ihre Arbeit einstellen. Vermutlich ist das aber nur ein Teil der Wahrheit1.

Bei zu hohem Fieber versagen Enzyme und Blutgefäße werden durchlässig.

Viele Fragen sind noch offen, und das hat einen erfreulichen Grund: Heutzutage verstirbt kaum jemand mehr, weil seine Körpertemperatur die Grenze von 42°C überschreitet. Selbst Fieber über 41°C ist bei Erwachsenen sehr selten und bei kleineren Kindern nur eine kurze Episode.

Forschern fehlt daher die Möglichkeit, die Todesursachen direkt zu untersuchen. Sie sind auf Mutmaßungen angewiesen, die aus der Kenntnis der Körpervorgänge und aus Tierversuchen stammen.

Aber nicht alles lässt sich so erklären. Da wäre etwa die Frage, warum das Gehirn besonders unter hohen Körpertemperaturen leidet? Doch zuerst ein paar Worte zu den gängigen Theorien.

Enzyme versagen den Dienst

Wer einmal den Inhalt eines Eis in heißes Wasser gegossen hat, weiß was passiert: Das Eiweiß gerinnt und wird zu einem festen, unförmigen Klumpen. Ein ähnliches Schicksal droht allen Proteinen (oft Eiweiße genannt), die zu hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Forscher nennen diese Prozesse Denaturierung (Verlust der natürlichen Struktur) und Koagulation (Zusammenballung zu ungeordneten Haufen).

Bei hohem Fieber geschieht dies auch in den Zellen des Körpers. Enzyme können den Stoffwechsel nicht mehr aufrecht erhalten, und die feinen Strukturen im Inneren der Zelle fallen in sich zusammen. Die Zellen werden unwiederbringlich geschädigt, bald versagen ganze Organe ihren Dienst. Am Ende steht der Tod des Menschen.

Dies ist eine gängige und sehr plausible Hypothese, um die tödlichen Folgen von hohem Fieber zu erklären. In Tierversuchen haben Forscher jedoch beobachtet, dass der Tod oft schon eintritt, bevor eine erhöhte Körpertemperatur die Proteine schwerwiegend schädigen kann. Die Wahrscheinlichkeit ist also groß, dass noch andere Prozesse beteiligt sind.

Die Gefäße werden durchlässig

Fieber hat einen zweiten, wohlbekannten Effekt. "Übersteigt die Temperatur eine gewisse Schwelle, werden die Wände der kleinen Blutgefäße, der Kapillaren, durchlässiger“, erklärt der Arzt Joachim Roth im Berliner Tagesspiegel2. Die Ursache findet sich in den Zellen, die die Innenwand der Blutgefäße auskleiden.

Diese Endothelzellen ziehen sich zusammen, wodurch in den Gefäßwänden kleine Löcher und Spalten entstehen. Es tritt Flüssigkeit in das umliegende Körpergewebe aus, und die entstehenden Ödeme (Wassereinlagerungen) und Blutungen können ein Versagen von lebenswichtigen Organen hervorrufen.

Das Gehirn ist besonders gefährdet

Nicht jedes Organ ist hiervon in gleichem Maße betroffen. Bei Patienten mit Hitzschlag beobachteten Ärzte, dass Hirn, Leber und Nieren stark gefährdet sind, während Bauchspeicheldrüse und Nebennieren oft verschont bleiben.

Während der Körper den Funktionsverlust von Drüsen, die Hormone und Enzyme produzieren, zumindest für kurze Zeit tolerieren kann, bildet die Störung des Nervensystems eine akute Gefahr. Hirnödeme und Hirnblutungen können schnell den Tod herbeiführen.

Polyribosomen und Mitochondrien

Versuche im Labor deuten an, dass die Zellen des Gehirns besonders empfindlich auf hohe Temperaturen reagieren. Das Überleben aller Zellen beruht auf einer Art kleiner Fabriken, Polyribosomen genannt, die für die Herstellung neuer Proteine notwendig sind.

Im Gehirn scheinen diese Polyribosomen jedoch nicht besonders stabil zu sein, schon ab 40°C fallen sie auseinander3. Zudem werden die Kraftwerke der Zellen, die Mitochondrien, über einer Temperatur von 41°C unwiederbringlich zerstört. Möglicherweise tragen auch diese Eigenheiten der Nervenzellen dazu bei, dass bei zu hohem Fieber das Gehirn seine Funktion verliert.

Sauerstoffversorgung

Ein weiterer Effekt macht sich bei höheren Körpertemperaturen bemerkbar: Die Versorgung der Organe mit Sauerstoff ist nicht mehr optimal. Zum einen steigt der Verbrauch in den Geweben, da durch das Fieber auch der Stoffwechsel auf die höchste Stufe gefahren wird. Und zum anderen ist die Versorgung mit Sauerstoff gefährdet, da der Transport und die Freisetzung in die Körpergewebe beeinträchtigt ist. Gehirn und Herz leiden darunter besonders, und die Folgen können schnell tödlich sein.

Wie so oft in der Medizin bleibt vieles ungewiss. Die eine, entscheidende Ursache wird sich wohl nie finden: Der Tod tritt ein, weil mehrere Faktoren sich sich unheilvoll verstricken. Zum Glück ist die Frage, warum eine Körpertemperatur über 42°C so gefährlich ist, in der Praxis nicht mehr von Bedeutung - als Todesursache spielt dies so gut wie keine Rolle mehr.

Quellen und weiterführende Literatur

  • 1 Majakowski und Boulant, Fever's Glass Ceiling, Clinical Infectious Diseases, März 1996 (link)
  • 2 Warum kann hohes Fieber tödlich sein?, tagesspiegel.de, Januar 2011 (Link)
  • 3 Murdock et al., The effects ofhyperthermia on polyribosomes and amino acid levels in infant rat brain, Neuroscience, 1978 (Link)