Warum ist er so kälteresistent? Weil in seinem Körper etwas fehlt …

Heute sprechen wir darüber, warum manche Menschen im Winter kälteresistenter sind.

Im kalten Winter hält uns nicht nur dicke Baumwollkleidung warm, sondern der menschliche Körper verfügt auch über eine eigene „Heizvorrichtung“. Wenn die Kälterezeptoren im menschlichen Körper einen Abfall der Außentemperatur spüren, werden sie erregt und senden Signale an den Hypothalamus. Anschließend leitet das Körpertemperaturregulationszentrum im Hypothalamus dieses Signal über Nervenzellen an die für die Wärmeproduktion zuständigen Teile des menschlichen Körpers weiter. Wenn Sie beispielsweise vor Kälte zittern, ist es der Hypothalamus, der Ihre Skelettmuskulatur zum Zittern veranlasst, um die Wärmeproduktion zu steigern. Auf Ihrer Haut entsteht eine Gänsehaut, weil die Haut ihre Poren verengt, um den Wärmeverlust zu verringern.

Die Widerstandsfähigkeit des menschlichen Körpers gegen Kälte hängt eng mit der Skelettmuskulatur zusammen.

Es gibt zwei Haupttypen von Fasern im menschlichen Skelettmuskel: schnell zuckende Muskelfasern und langsam zuckende Muskelfasern. Im Alltag und Sport sind schnell zuckende Muskelfasern vor allem für explosive Bewegungen wie Sprint, Hochsprung und Weitsprung verantwortlich. Sie verbrauchen schnell Energie und ermüden leicht. Langsam zuckende Muskelfasern sind für einige aerobe Übungen wie Joggen verantwortlich, neigen weniger zur Ermüdung und vertragen kältere Temperaturen besser.

Eine schwedische Studie aus dem Jahr 2021 ergab, dass manche Menschen möglicherweise widerstandsfähiger gegen das Einfrieren sind, weil etwas mit ihren schnell zuckenden Muskelfasern nicht stimmt.

Die Forscher rekrutierten 42 gesunde männliche Freiwillige im Alter zwischen 18 und 40 Jahren, die normalerweise keinen körperlichen Sport trieben und deren Beruf es nicht erforderte, dass sie sich über längere Zeit in kalten Umgebungen aufhielten. Doch die „grausamen“ Forscher forderten die Freiwilligen auf, 20 Minuten lang in 14 °C kaltem Wasser zu baden, sich dann 10 Minuten auszuruhen und diesen Vorgang zu wiederholen, bis die Körpertemperatur der Freiwilligen auf 35,5 °C gesunken war.

Während des Immersionsprozesses verwendeten die Forscher Elektromyographie, die die elektrische Aktivität der Muskeln der Freiwilligen überwacht, um ihr Zittern zu beurteilen. Darüber hinaus sammelten sie Muskelproben von Freiwilligen, um den Proteingehalt und das Muskelfaserverhältnis zu testen.

Das Bild stammt von Tuchong.com

Die Ergebnisse zeigten, dass etwa 20 % der Freiwilligen ein Protein namens „Alpha-Actinin-3“ fehlte, das nur in schnell zuckenden Muskelfasern vorhanden ist. Als diese Freiwilligen wiederholt „kalt duschten“, sank ihre Körpertemperatur sehr langsam und sie zitterten nicht. Etwa 70 % von ihnen konnten nach dem Kontakt mit kaltem Wasser eine Körpertemperatur über 35,5 °C aufrechterhalten. Unter normalen Menschen, die dieses Protein enthalten, können nur 30 % diese Körpertemperatur nach einer kalten Dusche aufrechterhalten.

Mit anderen Worten: Menschen, denen dieses Protein in der Skelettmuskulatur fehlt, sind kälteresistenter als normale Menschen. Forscher vermuten, dass dies daran liegen könnte, dass es vor Zehntausenden von Jahren, als die Vorfahren des Menschen vom warmen afrikanischen Kontinent in den Norden wanderten, zu einer genetischen Mutation kam, die es einigen Menschen ermöglichte, „frostresistentere“ Eigenschaften zu entwickeln und sich besser an das kalte Klima im Norden anzupassen.

Allerdings gibt es im menschlichen Körper viele Organe, die Wärme produzieren, und inwieweit die Skelettmuskulatur hierbei eine Rolle spielt, bedarf weiterer Forschung. Schwedische Forscher glauben außerdem, dass der in dieser Studie vorgeschlagene physiologische Mechanismus noch nicht in Experimenten auf molekularer Ebene bestätigt wurde. In Zukunft werden sie ihre Forschungen fortsetzen, um die Wahrheit hinter der „Frostschutz“-Fähigkeit mancher Menschen herauszufinden.

Dieser Artikel ist eine vom Science Popularization China Starry Sky Project unterstützte Arbeit

Autor: Der Nussknacker

Rezension: Tao Ning

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.