Tagesrhythmus der Hirntemperatur sagt Überleben nach Hirnverletzung voraus

Die menschliche Gehirntemperatur ist höher und variiert stärker als bisher angenommen – je nach Alter, Geschlecht, Menstruationszyklus, Gehirnregion und Tageszeit. Dies zeigt eine Studie britischer Wissenschaftler im Fachjournal “Brain”. 

Da Neuronen sehr temperaturempfindlich sind, sollte das Gehirn isotherm sein. Allerdings deuten Beobachtungen bei Patienten und nichtmenschlichen Primaten auf erhebliche räumlich-zeitliche Schwankungen der Hirntemperatur hin. Britische Wissenschaftler wollten daher die klinische Relevanz der Gehirntemperatur ermitteln und untersuchten, wie sehr sie bei gesunden Erwachsenen schwankt.

Dazu werteten sie retrospektiv die Daten von 114 Patienten aus, die für die Collaborative European NeuroTrauma Effectiveness Research in Traumatic Brain Injury (CENTER-TBI) High Resolution Intensive Care Unit Sub-Studie rekrutiert worden waren – einer Beobachtungsstudie, die darauf abzielt, die Klassifizierung und Beschreibung von Schädel-Hirn-Traumata zu verbessern. In die aktuelle Studie eingeschlossen wurden nur Patienten mit direkter Messung der Hirntemperatur und ohne gezieltes Temperaturmanagement. Als Kontrollgruppe für die Hirntemperatur, die mittels Magnetresonanzspektroskopie gemessen wurde, dienten 40 gesunde Erwachsene (20 Männer, 20 Frauen, 20–40 Jahre). Die Temperaturmessung erfolgte am Morgen, Nachmittag und späten Abend eines einzigen Tages.

Bei den Patienten erstreckte sich die Hirntemperatur von 32,6 bis 42,3°C, die mittlere Hirntemperatur (38,5±0,8°C) lag über der Körpertemperatur (37,5 ± 0,5°C; p<0,0001). Von 100 Patienten, die für eine Analyse des Hirntemperaturrhythmus in Frage kamen, wiesen 25 einen Tagesrhythmus auf, bei älteren Patienten nahm der Hirntemperaturbereich ab (p=0,018). Bei gesunden Teilnehmerinnen lag die Hirntemperatur zwischen 36,1 und 40,9 °C; die mittlere Hirntemperatur (38,5±0,4 °C) lag über der oralen Temperatur (36,0±0,5 °C) und war bei Frauen in der Lutealphase um 0,36 °C höher als bei Männern und Frauen in der Follikelphase (p=0,0006 bzw. p<0,0001).

Die Temperatur stieg mit dem Alter an, vor allem in den tiefen Hirnregionen (0,6°C über 20 Jahre, p=0,0002), und variierte räumlich um 2,41±0,46°C mit den höchsten Temperaturen im Thalamus. Die Hirntemperatur variierte je nach Tageszeit, insbesondere in tiefen Regionen (0,86°C, p=0,0001), und war nachts am niedrigsten.

Aus den Daten der Kontrollpersonen erstellten die Wissenschaftler eine 4D-Karte der menschlichen Gehirntemperatur (HEATWAVE). Bei der Prüfung der klinischen Relevanz von HEATWAVE bei Patienten stellten die Forscher fest, dass das Fehlen eines täglichen Hirntemperaturrhythmus die Wahrscheinlichkeit des Todes auf der Intensivstation um das 21-Fache erhöhte (p=0,016), während absolute Temperaturmaxima oder -minima das Ergebnis nicht vorhersagten. Eine höhere mittlere Hirntemperatur korrelierte jedoch mit dem Überleben (p=0,035), während eine Zunahme des Alters um zehn Jahre die Wahrscheinlichkeit zu sterben um das Elffache erhöhte (p=0,0002).

“Die menschliche Gehirntemperatur ist höher und variiert stärker als bisher angenommen – je nach Alter, Geschlecht, Menstruationszyklus, Gehirnregion und Tageszeit. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf die Temperaturüberwachung und das Temperaturmanagement, wobei sich die Tagesrhythmik der Hirntemperatur als einer der stärksten Einzelprädiktoren für das Überleben nach einer Hirnverletzung erweist”, fassen die Autoren zusammen. Variationen im täglichen Rhythmus der Hirntemperatur – und nicht die absolute Hirntemperatur – könnten es ermöglichen,  pathophysiologische Vorgänge zu identifizieren.