Tab. 1.1 Fieber und Hypothermie beim Menschen.
| Hypothermie | Hypothalamus | Fieber |
| ↓ | ||
| Istwert < 35 °C | Sollwert: um 37 °C | Erhöhung des Sollwerts auf 38 °C |
| WärmeabgabeSchwitzen, starke Durchblutung der Haut | —— | WärmeproduktionZittern, “Gänsehaut“, Verengung der peripheren Gefäße |
1.2 Fieber
Die normale und auch ideale Körpertemperatur des Menschen, die Basaltemperatur, liegt zwischen 36,0 und 37,2 °C. Der menschliche Körper reagiert auf Infektionen mit Fieber, d. h. mit einer Erhöhung der Körperkerntemperatur. Sie entsteht durch die Sollwertänderung der Temperatur im Wärmeregulationszentrum der Regio praeoptica des Hypothalamus. Der Hypothalamus ist Teil des Zwischenhirns. Zu den Symptomen des Fiebers gehören – neben der Erhöhung der Körpertemperatur – weitere physiologische Reaktionen wie Komplementaktivierung, hypotoner Schock, Verbrauchskoagulopathie und Induktion von Entzündungsfaktoren. Diese Symptome treten bei Endotoxindosen im Nanogrammbereich auf; auf Dosierungen im Mikrogrammbereich folgt der septische Schock. Die Bundesärztekammer definiert Fieber ab einer Temperatur von 38,5 °C. Bei einer Körpertemperatur < 35 °C liegt Hypothermie (Unterkühlung) vor. Der Betroffene beginnt zu zittern, hat eine kalte Haut sowie Schmerzen (siehe Tab. 1.1).
1.3 Pyrogene
In der Tab. 1.2 sind die bekannten fiebererzeugenden Agenzien (endogene und exogene Pyrogene) zusammengefasst.
1.4 Endotoxine, Exotoxine und Enterotoxine
Endotoxine oder LPS sind Bestandteile der äußeren Membran der gramnegativen Bakterienzellen. Ihre Eigenschaften werden in Tab. 1.3 denen der Exotoxine gegenübergestellt.
Enterotoxine sind Exotoxine, die ihre schädigende Wirkung im Verdauungssystem entfalten. Enterotoxine werden z. B. von Staphylococcus aureus, E. coli, Shigellaarten, Pseudomonas aeruginosa, Clostridiumarten, Bacillus cereus, Yersinia enterocolitica, und Vibrio cholerae gebildet. Hier finden sich sowohl grampositive als auch gramnegative Bakterien.
Tab. 1.2 Herkunft und Natur der Pyrogene.
| Endogene Pyrogene | Hormone | Steroide Prostaglandine | |
| Cytokine | InterferoneInterleukineTNF alphaColony Stimulating Factor (CSF)Wachstumsfaktoren | ||
| Exogene Pyrogene | Herkunft Mikrobiell | Organismen | Gram(−)-BakterienGram(+)-BakterienPilzeVirenPlasmodien |
| Moleküle | Endotoxin (LPS)Lipid ALTAPeptidoglykaneNucleinsäurenTuberkulinFlagellineExotoxine von Streptokokken und StaphylokokkenPorinePhosphoinositoleGlucaneMannoproteine | ||
| Herkunft Nichtmikrobiell | Antigene | Serumalbumin, humanγ-Globulin, bovin Polynucleotide Steroide Gallensalze Lithocholinsäure Colchicin Bleomycin | |
| Abiotisch | (Nano-)Partikel, z. B. Kunststoff, Gummi, Staub | ||
Exotoxine sind toxische Proteine, die von Bakterien synthetisiert und in die Umgebung ausgeschieden werden. Auch in Abwesenheit der Bakterien können diese Proteine schädigend auf Mensch und Tier einwirken. Die Proteine werden durch Futter oder Lebensmittel aufgenommen, beispielsweise Botulinustoxin von Clostridium botulinum. Ein anderer Weg ist die Aufnahme von Bakterien, die dann im Körper (Magen, Darm) ihre Exotoxine freisetzen. Dies ist z. B. bei Cholera der Fall: Vibrio cholerae lebt im Wasser und kann über Trinkwasser oder rohe Fische und Meeresfrüchte aufgenommen werden. Die Choleratoxine ctxA und ctxB und der toxinkoregulierte Pilus werden im Dünndarm freigesetzt und aktivieren das Enzym Adenylatcyclase an den Membranen der Dünndarmschleimhaut. Dadurch steigt die Konzentration von cAMP an, wodurch eine erhöhte Sekretion von Chloridionen bei gleichzeitiger Inhibition der NaCl-Resorption und verstärkter Wasserabgabe erfolgt. Folgen sind starke wässrige Durchfälle („Reiswasserstuhl“). Damit sind die Exotoxine dieses Bakteriums auch Enterotoxine