Welchen Schaden haben hohe Temperaturen für den menschlichen Körper?

In vielen Gegenden sind die Temperaturen sehr hoch. Wenn Menschen längere Zeit in einer solchen Umgebung leben, kann es nicht unbedingt zu einem Hitzschlag kommen. Darüber hinaus arbeiten in der modernen Gesellschaft manche Menschen lange Zeit in Werkstätten, wo hohe Temperaturen herrschen. Infolgedessen leiden sie bereits nach wenigen Jahren an Krankheiten. Ist das nicht ein Beweis dafür, dass hohe Temperaturen dem menschlichen Körper schaden? Die Frage ist dann: Welche Schäden können hohe Temperaturen dem menschlichen Körper zufügen?

Direkter Schaden

Hohe Temperaturen wirken sich direkt auf die Struktur des Zytoplasmas aus, sodass innerhalb kurzer Zeit Symptome auftreten, die sich vom erhitzten auf den nicht erhitzten Bereich ausbreiten können. Mögliche Verletzungsursachen sind:

(1) Proteindenaturierung

Hohe Temperaturen zerstören die räumliche Anordnung der Proteine ​​und führen dazu, dass sie ihre ursprünglichen biologischen Eigenschaften verlieren. Die Denaturierung von Proteinen ist zunächst reversibel, geht jedoch bei anhaltend hohen Temperaturen schnell in einen irreversiblen Koagulationszustand über.

Generell gilt für Pflanzenorgane: Je geringer der Wassergehalt der Zellen ist, desto hitzebeständiger ist ihre Beschaffenheit. Daher gilt: Je trockener das Saatgut ist, desto stärker ist seine Hitzebeständigkeit; je mehr Wasser die Keimlinge enthalten, desto weniger hitzebeständig sind sie.

(2) Lipidverflüssigung

Biologische Membranen bestehen hauptsächlich aus Proteinen und Lipiden. Bei hohen Temperaturen (etwa 55 °C) können sich die Lipide auf der Membran verflüssigen, und die Lipide in der Membran werden freigesetzt, um einige verflüssigte Bläschen zu bilden. Die Struktur der Membran wird zerstört, wodurch die Membran ihre Semipermeabilität und ihre aktiven Absorptionseigenschaften verliert. Der Grad der Fettverflüssigung hängt vom Sättigungsgrad der Fettsäuren ab. Je mehr gesättigte Fettsäuren vorhanden sind, desto schwieriger ist die Verflüssigung und desto stärker ist die Hitzebeständigkeit. Beispielsweise ist der Gehalt an gesättigten Fettsäuren hitzebeständiger Algen deutlich höher als der mesophytischer Algen.

Indirekter Schaden

Indirekter Schaden bezieht sich auf Stoffwechselstörungen, die durch hohe Temperaturen verursacht werden und den Pflanzen allmählich schaden. Der Prozess ist langsam. Hohe Temperaturen führen bei Pflanzen häufig zu übermäßiger Transpiration und Wasserverlust, was Dürreschäden ähnelt. Der Wasserverlust in den Zellen verursacht eine Reihe von Stoffwechselstörungen, die zu schlechtem Wachstum führen.

(1) Hunger

Da die optimale Temperatur für die Photosynthese im Allgemeinen niedriger ist als die optimale Temperatur für die Atmung, ist die Atmung bei hohen Temperaturen größer als die Photosynthese, d. h. der Verbrauch ist größer als die Synthese. Wenn die hohen Temperaturen zu lange anhalten, verhungert die Pflanze oder stirbt sogar.

Die Temperatur, bei der die Atmungsrate und die Photosyntheserate gleich sind, wird als Temperaturkompensationspunkt bezeichnet. Wenn die Temperatur über dem Kompensationspunkt liegt, werden die im Körper gespeicherten Nährstoffe verbraucht und der Stärke- und Proteingehalt wird deutlich reduziert. Auch Transportbehinderungen oder eine verringerte Senkenkapazität können zum Hungern führen.

(2) Toxizität

Bei hohen Temperaturen verringert sich die Sauerstofflöslichkeit, die aerobe Atmung der Pflanzen wird gehemmt und die anaerobe Atmung verstärkt, was zur Ansammlung giftiger Substanzen wie Ethanol und Acetaldehyd führt. Durch eine Erhöhung des Sauerstoffpartialdrucks bei hohen Temperaturen können Hitzeschäden deutlich reduziert werden. Gleichzeitig hemmen hohe Temperaturen die Synthese stickstoffhaltiger Verbindungen, fördern den Proteinabbau und verursachen eine übermäßige Ansammlung von Ammoniak im Körper, was zu einer Zellvergiftung führt.

(3) Mangel an bestimmten Metaboliten

Hohe Temperaturen hemmen bestimmte biochemische Verbindungen und verursachen einen Mangel an Wirkstoffen wie Vitaminen und Nukleotiden, die für das Pflanzenwachstum notwendig sind. Dies führt zu schlechtem Pflanzenwachstum oder Schäden.

(4) Verminderte Proteinsynthese

Hohe Temperaturen können dazu führen, dass Zellen autolytische Hydrolasen produzieren oder dass Lysosomen aufbrechen und Hydrolasen freisetzen, was zu einem Abbau von Proteinen führt. Hohe Temperaturen können außerdem die Kopplung der oxidativen Phosphorylierung zerstören, was zu einem Mangel an Energie für die Proteinbiosynthese führt. Darüber hinaus nimmt bei hohen Temperaturen die biologische Aktivität von Ribosomen und Nukleinsäuren ab, wodurch die Fähigkeit zur Proteinsynthese grundsätzlich reduziert wird.