Ätiologie: Wer löst Fieber aus?
Die Ursache für die Entwicklung von Fieber sind stets Pyrogene. Nach ihrer Herkunft werden sie in zwei große Gruppen unterteilt:
- Primäre Pyrogene. Diese können exogen (infektiös) und endogen (aseptisch) sein.
- Infektionserreger werden unter dem Begriff PAMPs (pathogenassoziierte molekulare Muster) zusammengefasst. Dazu gehören Bestandteile von Viren, Pilzen und Bakterien. Die höchste Pyrogenität weist das Lipopolysaccharid (LPS) gramnegativer Bakterien auf, genauer gesagt dessen Bestandteil Lipid A.
- Endogene Pyrogene sind DAMPs (Schadensassoziierte molekulare Muster). Dies sind DNA, ATP oder Hitzeschockproteine, die bei der Zerstörung eigener Zellen in den Interzellularraum freigesetzt werden. Sie rufen aseptisches Fieber bei Infarkten, Traumen, Tumorzerfall oder Hämolyse hervor.
- Sekundäre Pyrogene. Dies sind proinflammatorische Zytokine (IL-1, IL-6, TNF, Interferon-gamma). Primäre Pyrogene verändern die Temperatur nicht von sich aus; ihre Hauptaufgabe besteht darin, Immunzellen (Makrophagen, Monozyten) zur Synthese sekundärer Pyrogene zu veranlassen.
Wie funktioniert das auf Zellebene? Bakterielles LPS bindet an den TLR-4-Rezeptor auf der Makrophagenmembran. Dieses Signal aktiviert den Transkriptionsfaktor NF-κB und löst in der Zelle die Assemblierung des Inflammasoms aus. Darin spaltet das Enzym Caspase-1 ein überschüssiges Fragment vom Pro-Interleukin-1 ab und wandelt es in aktives IL-1 um — ein starkes endogenes Pyrogen.
Pathogenese: Wie sich der «Sollwert» verschiebt
Sekundäre Pyrogene gelangen über den Blutstrom ins Gehirn. Im Bereich des Organum vasculosum laminae terminalis überwinden sie die Blut-Hirn-Schranke und wirken auf Neurone der präoptischen und anterioren Region des Hypothalamus ein.
Hier wird eine biochemische Kaskade in Gang gesetzt:
- Phospholipase A2 wird aktiviert.
- Der Arachidonsäurestoffwechsel wird gestartet.
- Unter der Einwirkung des Enzyms Cyclooxygenase (COX) wird Prostaglandin E2 (PGE2) synthetisiert.
PGE2 erhöht den cAMP-Spiegel in Neuronen, wodurch sich deren Erregbarkeitsschwellen ändern. Wärmemepfindliche Neurone verringern ihre Aktivität, während kälteempfindliche ihre Aktivität erhöhen. Infolgedessen beginnt das Thermoregulationszentrum, die normale Bluttemperatur als zu niedrig wahrzunehmen, und verschiebt den «Sollwert» (Set Point) nach oben.
Stadium I: Temperaturanstieg
Im ersten Stadium (Stadium incrementi) ist der Körper bestrebt, sich rasch auf den neuen «Sollwert» aufzuheizen. Dafür verändert sich die Wärmebilanz fundamental: Die Wärmeproduktion beginnt die Wärmeabgabe zu dominieren.
Aktivierung der Wärmeproduktion:
- Kontraktiler Thermogenese: Der Hypothalamus sendet Signale an die Muskeln und löst deren unwillkürliche Kontraktionen mit einer Frequenz von 10–20 Mal pro Sekunde aus. Es entsteht Muskelzittern (Frösteln). Dabei wird keine äußere Arbeit verrichtet, und die gesamte Energie fließt in die schnelle Erwärmung des Körpers.
- Nicht-kontraktiler Thermogenese: Stoffwechselreaktionen in der Leber und anderen Organen werden beschleunigt. Bei Neugeborenen spielt hierbei der Abbau von braunem Fettgewebe die Hauptrolle.
Senkung der Wärmeabgabe: Das sympathoadrenale System verursacht einen generalisierten Spasmus der Hautarteriolen. Die Blut füllung der peripheren Gefäße sinkt, die Haut wird blass und kalt.
Das Absinken der Hauttemperatur regt die Kälterezeptoren an, was vom Patienten subjektiv als Schüttelfrost wahrgenommen wird. Um die Wärmeabgabefläche zu verkleinern, nimmt der Mensch reflexartig die Embryonalhaltung ein (rollt sich zusammen).
Stadium II: Fieberhöhe (Stadium fastigii)
Wenn die Körpertemperatur den neuen «Sollwert» erreicht, tritt das zweite Stadium ein. Hier stellt sich ein neues Gleichgewicht ein: Die intensive Wärmeproduktion wird durch eine äquivalente Wärmeabgabe ausgeglichen, jedoch auf einem höheren Niveau.
Adrenerge Einflüsse werden durch cholinerge abgelöst. Der Gefäß spasm löst sich, die Hautarteriolen erweitern sich, es entwickelt sich eine arterielle Hyperämie — die Haut des Patienten wird heiß und rot. Der Stoffwechselumsatz sinkt geringfügig, und die Schweißsekretion nimmt zu, um eine Überhitzung über das vom Hypothalamus vorgegebene Niveau zu verhindern.
Die Fieberdynamik in diesem Stadium ist streng individuell:
- Eigenschaften des Mikroorganismus (des infektiösen Agenten) bestimmen die Dauer und den Verlauf des Fiebers, da von ihnen der Rhythmus der Pyrogenfreisetzung abhängt.
- Eigenschaften des Makroorganismus (des Patienten) bestimmen, wie hoch die Temperatur ansteigt.
Kurz gefasst: Antworten auf Fragen zum Thema
Welche Fieberstadien existieren und wie wird das dritte Stadium genannt?
Es gibt drei Fieberstadien. Das dritte Stadium wird als Stadium des Temperaturabfalls bezeichnet.
- I. Stadium (St. incrementi) — Temperaturanstieg.
- II. Stadium — erhöhte Temperatur (Fieberhöhe).
- III. Stadium (St. decrementi) — Temperaturabfall auf den Normbereich.
Worin besteht der Unterschied zwischen kritischem und lytischem Temperaturabfall?
Der Unterschied liegt in der Geschwindigkeit des Prozesses und der Prognose für den Organismus.
| Kriterium | Lytischer Abfall (Lysis) | Kritischer Abfall (Krise) |
|---|---|---|
| Geschwindigkeit | Schrittweise, über mehrere Tage | Rasch, innerhalb weniger Stunden |
| Besonderheiten | Tritt häufiger auf, günstiger für den Organismus | Schrupfartige Aktivierung der Wärmeabgabe. Kann aufgrund eines Blutdruckabfalls zum Kollaps führen |
Welche Arten von Temperaturkurven gibt es bei Fieber?
Man unterscheidet drei Haupttypen von Temperaturkurven:
- Kontinuierliches Fieber (Febris continua) — die tägliche Schwankungsbreite überschreitet 1 °C nicht.
- Remittierendes Fieber (abgeschwächtes Fieber, Febris remittens) — tägliche Schwankungen von mehr als 1 °C, wobei die Temperatur nicht in den Normbereich zurückkehrt.
- Intermittierendes Fieber (wechselndes Fieber, Febris intermittens) — tägliche Schwankungen betragen 1–2 °C, die Temperatur kann sich für einige Stunden normalisieren und danach wieder ansteigen.
Worin besteht der Unterschied zwischen Fieber und Hyperthermie?
Der Hauptunterschied liegt im Entstehungsmechanismus und der biologischen Bedeutung.
| Kriterium | Fieber | Exogene Hyperthermie |
|---|---|---|
| Ursache | Pyrogene | Hohe Umgebungstemperatur |
| Schlüsselmechanismus | Vorübergehende dynamische Umstellung des Thermoregulationssystems (Verschiebung des «Sollwerts») | Versagen der Anpassungsmechanismen des Körpers an exogene Wärmeeinwirkung |
| Tagesrhythmik | Erhalten | Fehlen |
| Biologische Bedeutung | Schützende, adaptive Reaktion | Pathologischer Prozess, Ergebnis des Versagens der Thermoregulation |
Pathogenetische Kette des Fiebers: PCPG 1. Primäre Pyrogene (PAMPs/DAMPs) 2. Cytokine (sekundäre Pyrogene) 3. Prostaglandin E2 4. Gerade der Thermoregulation (Verschiebung des Setpoint)
Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen
Warum kommt es bei Fieber zu Muskelzittern?
Dies ist ein Mechanismus der zitternden Thermogenese. Der Hypothalamus sendet Signale an die Skelettmuskulatur, deren unwillkürliche Kontraktionen Energie ausschließlich in Form von Wärme freisetzen, was dem Körper hilft, sich schnell auf den neuen „Sollwert“ aufzuwärmen.
Wie wirken fiebersenkende Medikamente (z. B. Aspirin)?
Nichtsteroidale Antirheumatika (NSAR) blockieren das Enzym Cyclooxygenase (COX). Dies stoppt die Synthese von Prostaglandin E2 im Hypothalamus, und der „Sollwert“ kehrt zum Normalniveau zurück.
Gibt es Fieber ohne Infektion?
Ja, das wird als aseptisches Fieber bezeichnet. Es tritt bei Infarkten, Traumata oder Hämolyse auf, wenn endogene primäre Pyrogene (DAMPs) aus zerstörten Zellen freigesetzt werden, die dieselbe pathogenetische Kaskade auslösen.
Beeinflusst die Zimmertemperatur die Entwicklung von Fieber?
Praktisch nicht. Es ist experimentell bewiesen, کہ die Stadiendynamik des Fiebers stereotyp ist und nicht von der Außentemperatur abhängt, da das Thermoregulationssystem nicht gestört, sondern gezielt umgestellt ist.
Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt
- Molekulare Mechanismen der Makrophagenaktivierung: CD14-Rezeptor, TLR-4 und NF-κB-Faktor.
- Die Rolle des Inflammasoms und der Caspase-1 bei der Bildung von aktivem Interleukin-1.
- Besonderheiten der nicht-zitternden Thermogenese bei Neugeborenen und die Rolle des braunen Fettgewebes.
- Drei Varianten der Veränderung des Verhältnisses von Wärmeproduktion und Wärmeabgabe im I. Fieberstadium.
- Stadium III: Mechanismen und klinische Varianten der Senkung der Körpertemperatur auf die Norm.
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