Het is belangrijk je te realiseren dat koudeletsels, met en zonder bevriezingsverschijnselen, ook kunnen optreden in situaties waarin we ons warmteverlies kunnen compenseren en onze kerntemperatuur dus constant blijft. De meest kwetsbare delen van het lichaam zijn handen, voeten en gezicht. Van belang is ook dat als een individu eerder een koudeletsel heeft gehad, het risico groter is op nieuw koudeletsel. In het artikel van Haman et al. staat een schema met factoren die in verschillende situaties van belang zijn.

Deel een: Individuen en koude-omstandigheden (1)

Koudeletsels

Koudeletsels zonder bevriezing ontstaan door chronische (vele uren tot dagen) blootstelling aan koude en kenmerken zich door aanhoudende gevoelsafwijkingen, pijn bij opwarming en blijvende gevolgen als overgevoeligheid voor koud en sensorische neuropathie. Het idee is dat een langzame afkoeling van het weefsel van 25 °C tot 10 °C verantwoordelijk is voor de pathofysiologie. De bloeddoorstroming in de handen, voeten, gezicht neemt af. Bijkomende factoren zijn mogelijk weinig beweging in de kou, uitdroging en te strakke schoenen.

Koudeletsels met bevriezing ontstaan door schade aan het weefsel wanneer de huidtemperatuur onder het vriespunt van circa −0.55 °C komt. Bevriezing van de huid kan oppervlakkig zijn, maar ook diep. Hoewel elk weefsel kan bevriezen, hangt het ook samen met de locatie, de druk, de isolatie en de gevoeligheid voor vocht. Meest kwetsbaar zij gezicht, vingers, handen en de top van neus en oren. Op hoogte heeft koude bovendien een grotere invloed op de kans op bevriezing, waarschijnlijk omdat de verminderde zuurstoof leidt tot verdikking van het bloed en daarmee sneller de vaten blokkeert.

Op het niveau van het lichaam is de kans op het handhaven van de huidtemperatuur nauw verbonden met de capaciteit om warmteverlies te verminderen en warmteproductie te verhogen. Wanneer de bloedvaten in de huid (periferie) vernauwen om het warme bloed bij de kern van het lichaam te houden, neemt de kans op koudeletsels van handen en voeten toe.

Aan de andere kant is uit onderzoek gebleken dat koude ook kan leiden tot een hogere bloeddruk in een poging om de bloedcirculatie op gang te houden. Dit gebeurt waarschijnlijk onder invloed van noradrenaline en een sympathische reactie van het zenuwstelsel. Vaak neemt ook de hartslag af in de kou ten gevolge van een parasympathische reactie van het zenuwstelsel in een poging een goede balans te bewaren tussen de stofwisseling en voldoende hartfunctie.

Kou en regulatiemechanismen

Ondanks allerlei onderzoek naar het voorspellen van individueel risico op het oplopen van koudeletsel, blijkt dat de reactie op kou zeer sterk verschilt per persoon.

Variaties tussen individuen in reactie op acute kou

Individuele verschillen in lichaamssamenstelling en vorm zijn de bepalende factoren voor de mate waarin we warmte verliezen, warmte opslaan en uiteindelijk kunnen overleven in de kou. Lichaamsvorm en samenstelling bepaalt de mate van geleiding, stroming, straling en verdamping die fysiologisch de lichaamstemperatuur bepalen. Lichaamsvorm en samenstelling bepalen ook de mate waarin we warmte kunnen produceren om koudeletsel te voorkomen.

Lichaamsvet zou hier een belangrijke rol is spelen, maar nader onderzoek zet hier vraagtekens bij. Hoewel onderhuids vet isolerend is, blijkt er, in tegenstelling tot de isolerende blubber laag van zeezoogdieren, nauwelijks sprake van het vasthouden van warmte bij mensen. Toch zorgt meer lichaamsvet wel voor een groter lichaamsvolume zonder vergroting van het totale lichaamsoppervlak. Dit verandert de lichaamsvorm zodat er wel vermindering van warmteverlies optreedt.

Onbekende factoren

Maar moeten er andere, nog onbekende factoren meespelen. Want als we de verschillen tussen mannen en vrouwen bij blootstelling aan koud water vergelijken en corrigeren voor lichaamsvet, blijven er nog zeer grote verschillen over die nog onvoldoende kunnen worden verklaard. Wel blijkt ook uit deze sekse-vergelijkingen dat hoe kleiner het lichaamsoppervlak is ten opzichte van het lichaamsvolume, hoe beter het lichaam is staat blijkt warmteverlies in de kou tegen te gaan. De meest kwetsbare groepen bij blootstelling aan koud water zijn kleine mensen met een relatief groot lichaamsoppervlak ten opzichte van hun lichaamsvolume. Of dit ook geldt voor blootstelling aan koude lucht is niet helemaal duidelijk.

Bij mensen speelt de verhouding tussen lichaamsoppervlak en totale lichaamsmassa een bepalende rol in de adaptatie aan kou. Onderzoek van Verbraecken et al. (2006) vond in een groep van 1868 mensen een variatie in lichaamsoppervlak van 1,28 – 3,56 m² (factor 2,8 verschil) en een variatie in gewicht van 44 tot 196 kg (factor 4,5 verschil).

Verbraecken J, Van De Heyning P, De Backer W, et al. Body surface area in normal-weight, overweight, and obese adults. A comparison study. Metab. 2006;55(4):515–524. 

Afkoelen in koude lucht

Waar een te lage lichaamstemperatuur in koud water (en dat begint al onder 18 °C) bijna onvermijdelijk is, geldt dat niet voor koude lucht. Bij blootstelling aan koude lucht is de mate van afkoeling veel minder en trager en kan veel gemakkelijker worden voorkomen door kleding en dergelijke. Op die manier kan men uren tot dagen in koude lucht verblijven zonder onderkoeling. Maar waar de situatie eerst compensabel is, kan die door uitputting van de capaciteit om warmte te produceren op termijn toch niet compensabel worden. Dan moeten maatregelen genomen worden om warmteverlies te beperken of warmteproductie op te voeren om onderkoeling te voorkomen. Daarom moeten individuen hun eigen koudestress in de gaten houden en zo nodig maatregelen nemen.

Varianten in koude adaptatie door genetische variaties

Talloze genetische variaties hebben invloed op je fenotype en op de fysiologische reactie op veranderingen in temperatuur (mate van bloeddoorstroming bijvoorbeeld), kenmerken van de huid (zweetklieren, kleur, dikte) en lichaamsvorm (vorm, hoogte, gewicht, lichaamssamenstelling etc.). Afhankelijk van de omgevingstemperatuur zijn mensen meer of minder aangepast. Dit betreft vooral de mentale instelling wat betreft de omgevingstemperatuur en het ontwikkelen van kennis en vaardigheden om met extreme temperaturen om te gaan. Want fysiologisch en qua stofwisseling zijn er juist opvallend weinig verschillen tussen mensen die boven de poolcirkel wonen en mensen rond de evenaar.

Wel is een aantal keren aangetoond dat mensen in arctische omstandigheden een hoger basaal metabolisme hebben, hoger temperaturen en meer bloeddoorstroming van handen en voeten. Maar vergelijking is lastig omdat ook lichaamsvorm en samenstelling zoveel invloed hebben. Bovendien lijken de genoemde aanpassingen tijdelijk en verdwijnen de verschillen wanneer van oorsprong in de poolstreek levende mensen verhuizen naar gematigder streken. Dit wijst erop dat aanpassing aan kou belangrijker is dan aanleg gebaseerd op ras.

Temperatuurregulatie

Er zijn verschillende modellen voor de thermoregulatie in het lichaam waarin de kerntemperatuur en de huidtemperatuur een belangrijke rol spelen. De combinatie(s) van deze temperaturen kunnen leiden tot het aanzetten van verdedigingsmechanismen zoals het vernauwen van bloedvaten, verbranden van bruin vet of rillen. Deze mechanismen kunnen onafhankelijk van elkaar opereren afhankelijk van de omstandigheden. Hierin zijn wel verschillen in de zin dat bij het ene individu eerder de isolatie wordt verhoogd om warmteverlies tegen te gaan (bloedvatvernauwing bijvoorbeeld) en bij het andere individu juist de warmteproductie wordt verhoogd (stofwisseling hoger). In het eerste geval is de kans op koudeletsel aan handen en voeten groter.

Temperatuurreceptoren

Door blootstelling aan kou worden temperatuurgevoelige receptoren in de huid geactiveerd. De zo verzamelde informatie wordt verwerkt in de thalamus, cortex en preoptisch gebied in de hypothalamus dat de verdedigingsmechanismen kan aansturen. De eerste opdracht is de kerntemperatuur op peil houden. Bij een daling van twee graden van de huidtemperatuur (~33 °C) gaat de bloedvaten aan de oppervlakte al vernauwen en wordt de warmteproductie opgevoerd (onder meer door rillen). Hoe de precieze neurologische aansturing verloopt van de diverse verdedigingsmechanismen is niet helemaal duidelijk. De extra warmteproductie door rillen etc. kan oplopen tot 5 maal het basismetabolisme, maar dit is nog altijd 4-5 keer lager dan de warmteproductie door lichamelijke inspanning.

Ook in het lichaam zijn er koude en warmtegevoelige receptoren. In 60% van de ruggenmergszenuwen naar het maag-darmkanaal en de blaas is een warmtegevoelige receptor aanwezig, tegenover 30% van de zenuwen naar huid en spieren. Hierin zijn wel verschillen gevonden tussen magere mensen en mensen met overgewicht. Bij mensen met meer lichaamsvet zijn minder receptoren aanwezig in de kern. Wellicht omdat ze hier minder nodig zijn vanwege hogere bescherming tegen afkoeling.

Sekse, leeftijd, vermoeidheid en energiebalans

Het onderzoek naar verschillen tussen mannen en vrouwen ten aanzien van hun aanpassing aan koude levert geen duidelijke resultaten op, anders dan de hier boven genoemde (andere verhouding lichaamsvolume ten opzichte van lichaamsoppervlak). Wel lijkt onderzoek erop te duiden dat een hogere leeftijd leidt tot een lagere tolerantie voor kou (met name boven de 60). Dit zou te maken kunnen hebben met een verminderd vermogen tot perifere vaatvernauwing waardoor warmteverlies minder goed kan worden voorkomen. Ook de afname van spiermassa en daarmee vermindering van de capaciteit tot warmteproductie zou een rol kunnen spelen. Dit maakt ouderen in principe kwetsbaarder voor koudeletsels. Wanneer ouderen overlijden door kou heeft dit vaak te maken met door koude opgewekte hoge bloeddruk en daarmee belasting van het hart. Dit kan leiden tot een beroerte of infarct.

Het is belangrijk om te weten dat de reactie op kou ook wordt beïnvloed door factoren als vermoeidheid, voeding, een negatieve energiebalans en de vochthuishouding. Wie een chronisch slaaptekort heeft, vermoeid is door lichamelijke inspanning en een negatieve energiebalans door hoge inspanning en weinig eten is gevoeliger voor onderkoeling. Toch zie je deze effecten vooral bij aanhoudende en chronische situaties en minder bij kortdurend gebrek aan rust en voeding.

Aanpassing aan de kou door acclimatisatie

Herhaalde blootstelling aan kou kan er voor zorgen dat het lichaam zich op verschillende manieren aanpast aan blootstelling aan kou. Het kost echter relatief langdurige (weken) en herhaalde blootstelling om een substantiële vermindering van bijvoorbeeld rillen te bereiken. Belangrijker lijkt de bevinding dat na acclimatisatie aan koude lucht de huidtemperatuur beter op niveau blijft. Dit kan bijdragen aan het voorkomen van koudeletsels.

Wordt vervolgd

In deel drie komen de maatregelen om koudeletsels te voorkomen aan bod.

Bron

Haman, F., Souza, S. C., Castellani, J. W., Dupuis, M. P., Friedl, K. E., Sullivan-Kwantes, W., & Kingma, B. R. (2022). Human vulnerability and variability in the cold: Establishing individual risks for cold weather injuries. Temperature, 1-38.

Series Navigation

<< Individuen en koude-omstandigheden (1)Koudeletsels voorkomen of beperken (3) >>