Titanic ist ein echter Blockbuster aus dem Jahr 1997. Im kalten Ozean, als die Titanic auf ihrer Jungfernfahrt in den Tiefen des Atlantiks versank, hob Jack, die Hauptfigur, Rose aus dem eiskalten Wasser zu einem schwimmenden Schiffswrack hoch. Am Ende versank er, durchgefroren bis auf die Knochen, im Meer. Viele Menschen waren traurig über die letzte Abschiedsszene zwischen Jack und Rose, die immer noch als eine der besten Filmszenen gilt.
Der Film basiert auf einer wahren Begebenheit. Am 10. April 1912 startete die Titanic, der damals größte Ozeandampfer der Welt, mit etwa 2.200 Passagieren zu ihrer Jungfernfahrt von Southampton in Großbritannien nach New York City in den USA. Obwohl sie als „Das unsinkbare Schiff“ galt, war sie nichts im Vergleich zu den Kräften der Natur; sie brach auseinander und versank vier Tage nach ihrer Fahrt in den Tiefen des Ozeans.
Knapp zwei Stunden nach dem Untergang empfing die Carpathia, die in der Nähe vorbeifuhr, ein Funksignal und traf ein, aber erst, nachdem etwa 1.500 Passagiere außer denen in den Rettungsbooten gestorben waren. Die meisten Passagiere trugen Schwimmwesten. Aber warum geschah eine solche Tragödie?
Eine plötzliche Änderung der Körpertemperatur bedroht das Leben
Der Mensch ist homoiotherm, d. h. er ist in der Lage, seine Körpertemperatur trotz großer Veränderungen in der Umgebung relativ konstant zu halten. Die normale menschliche Körpertemperatur liegt bei 36,5 ℃. Wenn die Temperatur eines Menschen höher oder niedriger ist als dieser Wert, ist sein Leben in Gefahr. Viele Menschen, die nicht in das Rettungsboot steigen konnten, sondern ins Wasser sprangen, starben, weil ihre Körpertemperatur im kalten Meer schnell sank.
Wenn die Körperkerntemperatur1 eines Menschen auf 34 ℃ fällt, leidet er unter geistiger Verwirrung und fällt in einen tiefen Schlaf. Wenn sie auf 30 ℃ sinkt, verlangsamt sich sein Herzschlag und die Muskeln werden steif. Unter 28 ℃ wird sein Herzschlag so unregelmäßig, dass er einen Herzstillstand erleiden kann; er wird das Bewusstsein verlieren, wenn sein Blutdruck sinkt, und sterben. Im Gegenteil, wenn die Temperatur um mehr als 41 ℃ ansteigt, kann er in Krämpfe verfallen. 43 ℃ gilt als die höchste Temperatur, die ein Mensch überleben kann.
1. Die Körperkerntemperatur ist die Temperatur eines Organismus im Inneren des Körpers, einschließlich des Gehirns.
Wenn sich die Körpertemperatur auch nur geringfügig ändert, verschlechtert sich die Körperfunktion dramatisch. Die Ursache liegt im Stoffwechsel, den chemischen Reaktionen im Körper. Enzyme und Hormone, die den Stoffwechsel beschleunigen und seine Funktionen steuern, bestehen meist aus Eiweiß. Wenn die Körpertemperatur ansteigt, beschleunigen sich die Reaktionen der Enzyme und Hormone, aber ab einer bestimmten Temperatur denaturiert das Eiweiß, so wie Fleisch gekocht wird, und verliert seine Funktion. Wenn die Temperatur sinkt, verlangsamt sich die Reaktionszeit der Enzyme und Hormone erheblich.
Anstrengungen zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur
Die Temperatur, bei der Enzyme und Hormone am besten funktionieren, liegt bei etwa 37 ℃, und sie lassen sich leicht durch eine geringfügige Änderung der Temperatur beeinflussen. Unser Körper ist ständig bestrebt, die Temperatur so aufrechtzuerhalten, dass er gut funktioniert. Die Körpertemperatur wird kontrolliert, ob es warm oder kalt ist. Der Teil unseres Gehirns, der unsere Körpertemperatur regelt, ist der Hypothalamus im Zwischenhirn.
Zunächst wollen wir uns ansehen, welche Veränderungen in unserem Körper stattfinden, wenn die Umgebungstemperatur wie im Winter sinkt. Wenn die Umgebungstemperatur niedriger ist als die Körpertemperatur, kühlt sich die Körpertemperatur ab, da dem Körper Wärme entzogen wird. Wenn der Hypothalamus über die Sinnesnerven das Signal erhält, dass die Temperatur gesunken ist, gibt er jedem Teil des Körpers den Befehl, die Wärme so wenig wie möglich abzugeben. Über die sensorischen Nerven verengt er die Kapillaren, um den Blutfluss zu verringern, und zieht die Arrector-Pili-Muskeln2 zusammen, wodurch sich die Haare auf der Haut aufstellen und eine Gänsehaut entsteht. Außerdem werden die Poren verengt, um die Schweißbildung deutlich zu verringern.
2. Der Musculus Arrector pili, auch bekannt als Haaraufrichtemuskel, ist ein kleiner Muskel, der an der Haarzwiebel in der Haut befestigt ist.
Der Hypothalamus sendet Signale an die Muskeln, um Wärme zu erzeugen. Er erhöht die Muskelspannung durch motorische Nerven und lässt den Körper unabhängig vom eigenen Willen zittern. Deshalb klappern auch die Zähne, wenn einem kalt ist. Manchmal zittert man auch beim Wasserlassen, um den Wärmeverlust auszugleichen. Im Großhirn arbeiten auch sensorische Nerven, die den Menschen dazu bringen, mehr Kleidung zu tragen oder sich absichtlich zu bewegen, um die Körpertemperatur zu kontrollieren. Das Großhirn bringt den Körper dazu, sich zu krümmen, um die Körperoberfläche zu verkleinern und den Wärmeverlust zu verhindern. Bei Kindern, die noch nicht in der Lage sind, sich zu bewegen, erhöht sich die Ausschüttung von Adrenalin im Nebennierenmark, und einige Schilddrüsenhormone erhöhen die Körperwärme durch Steigerung des Stoffwechsels.
Im Gegenteil, wenn es heiß ist, wie im Sommer, gibt der Körper die Wärme ab, damit die Körpertemperatur nicht ansteigt, und unterdrückt die Wärmeerzeugung. Wenn der Hypothalamus erkennt, dass die Temperatur ansteigt, entspannt er die Hautkapillaren durch sensorische Nerven, um die Wärmeabgabe so weit wie möglich zu erhöhen. Die Poren werden geweitet und die Schweißabsonderung erhöht, um die Wärme aus dem Körper abzugeben. Dies geschieht, um die Wärme durch die Verdunstungskälte des Schweißes aus dem Körper zu entfernen. Bei hoher Luftfeuchtigkeit ist es schwieriger, die Hitze zu ertragen, weil es für den Körper schwieriger ist, die Hitze durch Schwitzen abzugeben.
Die Bedeutung der Homöostase
Die Umwelt ist veränderlich. Allein bei der Körpertemperatur gibt es verschiedene Faktoren, die eine Veränderung bewirken können. Von einer plötzlichen Temperaturveränderung bis hin zu einer Infektion werden wir von vielen Faktoren beeinflusst. Dennoch wird die Körpertemperatur, auch wenn wir uns dessen nicht bewusst sind, durch zahlreiche Mechanismen gesteuert und fällt nicht aus dem Rahmen, da sie mit vielen Organen zusammenarbeitet. Das gilt nicht nur für die Körpertemperatur. Auch der Blutzuckerspiegel, der Herzschlag und der Blutdruck bleiben immer konstant. Deshalb kann unser Leben erhalten bleiben.
Wenn ein System aus dem Gleichgewicht gerät, wirkt es sich manchmal auch auf andere Teile des Körpersystems aus, sodass die Homöostase gestört wird. Verliert unser Körper seine Homöostase, sagen wir, wir sind krank. Wenn es nur eine Methode zur Steuerung einer Variablen gäbe und ein Problem bei der Steuerung des Mechanismus auftritt, kann er sofort sein Leben verlieren. Das sagt uns, dass das Körpersystem auf vielfältige und komplizierte Weise gesteuert wird, sodass, auch wenn ein System des Körpers ausfällt, es mit anderen Methoden das gleiche Ergebnis erzielen kann.
Zum Glück ist unser Körper gut darauf eingestellt, die Temperatur bei kaltem und heißem Wetter konstant zu halten. Selbst in der Antarktis, wo die Temperatur auf unter – 40 °C sinkt, oder in der Wüste, wo es über 60 °C warm ist, hält der Körper die angemessene Temperatur von 36,5 °C mit ein wenig Hilfe von Kleidung aufrecht. In dem kurzen Moment, in dem wir uns kalt fühlen und unsere Kleidung anpassen und Handventilatoren unter der Sonne benutzen, laufen in unserem Körper zahlreiche Vorgänge ab.
Der brillante Gleichgewichtssinn eines Akrobaten überrascht uns, wenn er Schritt für Schritt auf einem Seil läuft. Unser Körper hält die Homöostase wie ein Seiltänzer aufrecht. Auch wenn wir es nicht bemerken, erstaunt uns unser Körper, der das Leben durch sorgfältige und vielfältige Maßnahmen aufrechterhält.