Zweet op de bovenlip, een T-shirt dat plakt aan je rug en een zonnebrandvlek op die nieuwe witte rok; niet voor iedereen is de warmte iets om naar uit te kijken. Terwijl de terrassen vollopen en de ijsjes uit de vriezer tevoorschijn komen, begint in sommige lichamen al een strijd tegen de warmte: weg bij de grens waar hitte niet alleen ondraaglijk wordt, maar zelfs dodelijk kan zijn.
Door Yke van der Ham
Dat hitte dodelijk kan zijn, blijkt uit cijfers van het RIVM: de hogere gemiddelde temperatuur in Nederland zorgt voor zo’n 250 extra doden per jaar. Onder deze doden vallen voornamelijk mensen in verpleeg- en verzorgingshuizen, meestal ouderen. Maar zelf als je jong en fit bent, kan hitte gevaarlijk zijn. Zo overleed er een man vorig jaar tijdens de LOOP Leeuwarden en werden hier meerdere mensen onwel door de warmte.
Dit roept het beeld op van een extreem hete zomerdag, terwijl de buitentemperatuur op deze dag in mei 23 graden betrof. Waar ligt de hittegrens voor mensen dan precies? En hoe vaak komen we daar in Nederland bij in de buurt?
Een hete zomerdag is hard werken voor het lichaam. Eerst lijkt er weinig aan de hand, maar onder het oppervlak van de huid gaan verschillende processen van start. Buiten wordt de temperatuur steeds hoger, maar binnenin moet die hetzelfde blijven. Zodra de huid de warmte opmerkt, beginnen de bloedvaten te verwijden. De hartslag versnelt, het hoofd is rood, maar de interne temperatuur gaat weer iets omlaag. Het verteren van die grote hamburger kan wachten, afkoelen niet.
“Je lichaam wil de kerntemperatuur rond de 37 graden houden”, vertelt Mireille Folkerts, milieu-onderzoeker bij het CBS en gepromoveerd op het gebied van hittestress. Om deze kerntemperatuur stabiel te houden heeft het lichaam verschillende mechanismen om af te koelen. Een van die mechanismen die het lichaam kan inzetten is droog warmteverlies, waarbij de bloedvaten onder de huid zich verwijden. “Het hart moet dan harder gaan werken om het bloed meer rond te pompen”, zegt Folkerts. Meer bloed gaat naar het huidoppervlak en minder naar de organen. Vervolgens geeft de huid warmte af aan de omgeving via straling.
Zweetdruppels verschijnen op het gezicht. Een zonnebril glijdt van de neus en dat luchtige linnen overhemd begint toch steeds meer aan de rug te plakken. Het vocht op de huid verdampt druppel voor druppel en neemt telkens wat warmte met zich mee. Eindelijk wat verkoeling. Maar de druppels worden kleine straaltjes; het zweet verdwijnt niet meer de lucht in, maar valt op de grond. Het lichaam is kletsnat, terwijl het binnenin heet blijft.
Het droog warmteverlies kan alleen plaatsvinden als de omgevingstemperatuur lager is dan de temperatuur van de huid. “Als de omgevingstemperatuur hoger is, neem je juist warmte op via je huid”, zegt Folkerts. Ze vertelt dat het lichaam ook nog een ander mechanisme heeft om af te koelen: nat warmteverlies. “Als je gaat zweten wordt je huid vochtig. Dit zweet verdampt en zo raakt het lichaam nog meer warmte kwijt.” Maar aan de effectiviteit van zweten zit ook een grens. “Op een gegeven moment zweet je zoveel dat het van je lichaam afdruipt”, zegt Folkerts. “Dan koelt het je niet meer af; het moet echt op je huid blijven zitten en kunnen verdampen.”
Hitte kan intern veel schade veroorzaken. Daarom is het noodzakelijk voor je lichaam om af te koelen. “Die 37 graden in het menselijke lichaam is erg belangrijk, want als de kerntemperatuur te ver oploopt gaan de eiwitten in het lichaam stollen”, zegt Folkerts. Dit gebeurt vanaf een kerntemperatuur van ongeveer 42 graden. Bij deze ‘stolling’ – ook wel denaturatie genoemd – verliezen de eiwitten hun structuur en daarmee ook hun functie. Samen met een aantal andere mechanismen kan door denaturatie van eiwitten hersen- en orgaanschade optreden. “Als je niks doet om af te koelen, is het alleen de tijd die nog bepaalt dat jij op een gegeven moment die grens van 42 graden bereikt. Daarom noemen we dit oncompenseerbare hittestress.”
Maar waar ligt deze grens precies? Om dat vast te stellen kijken onderzoekers vaak naar de ‘wet-bulb temperatuur’. De wet-bulb temperatuur is de laagste temperatuur die lucht kan bereiken door water te laten verdampen. Dit is toepasbaar op mensen, omdat je lichaam ook kan afkoelen door verdamping. In een vochtig klimaat werkt zweten steeds slechter om af te koelen, omdat het vocht niet meer kan verdampen. Toch ligt de gevaarlijke wet-bulb temperatuur in een droog klimaat lager. Zweet kan wel goed verdampen, maar de omgevingstemperatuur is dan zo hoog dat het lichaam via de huid extra warmte opneemt.
Over die gevaarlijke wet-bulb temperatuur voor mensen is nog volop discussie. Jarenlang was er sprake van een wet-bulb temperatuur van 35 graden als limiet. Dit vaak geciteerde maximum komt uit een studie van klimaatwetenschappers Sherwood en Huber uit 2010. Zij theoretiseerden dat warmteverlies boven dit punt onmogelijk is voor het menselijk lichaam. Recenter onderzoek suggereert echter een ander limiet.
Wetenschappers van het PSU HEAT project concludeerden dat de kritieke wet-bulb temperatuur in een heet en droog klimaat tussen 25 en 28 graden ligt; bij een warm en nat klimaat tussen 30 en 31 graden. Deze onderzoekers kwamen tot een andere conclusie, omdat zij in experimenten met testpersonen zagen dat het lichaam die theoretische grens bijna nooit haalt. Deze is afhankelijk van het klimaat, de persoon, inspanning en tijd. Er is daarom niet één universele hittegrens.
Waar een jong en gezond persoon relatief makkelijk warmte kan afvoeren, gaat dit bij ouderen meestal wat moeilijker. “Bij ouderen worden de bloedvaten stijver. Die kunnen minder verwijden dan bij jonge mensen”, vertelt Mireille Folkerts. “Ook het mechanisme waarbij je hart meer bloed naar het oppervlak stuurt in plaats van naar je organen werkt bij ouderen minder goed”, zegt ze. Leeftijd heeft niet alleen een impact op het droog warmteverlies, maar ook op het vermogen om te zweten. “Ouderen hebben een mindere dorstprikkel”, vertelt Folkerts. Daarmee hebben oudere mensen vaak minder vocht in hun lichaam en zonder vocht kan je niet zweten.
Uitdroging heeft niet als enige factor invloed op het zweetvermogen. “Ouderen hebben evenveel zweetklieren als jongere mensen, maar die zweetklieren geven minder vocht af”, zegt Folkerts. “Ook begint het zweten pas bij een hogere kerntemperatuur.” Niet alleen ouderen, maar ook jonge kinderen en mensen met een fysieke of verstandelijke beperking zijn gevoeliger voor hitte, blijkt uit onderzoek van het RIVM. Deze personen kunnen vaak minder goed hun dorstgevoel inschatten en zijn afhankelijk van anderen om verkoelende maatregelen te nemen.
Lange tijd werd extreme hitte in Nederland gezien als een uitzondering; iets wat maar eens in de zoveel jaar voorkwam. “Nu is er bijna elke zomer wel een hittegolf”, zegt Carolina Pereira Marghidan, onderzoeker bij het KNMI en de Universiteit van Twente. Voor haar PhD-onderzoek naar het Nederlandse hittewaarschuwingssysteem gebruikt Marghidan vier verschillende klimaatscenario’s, met een hoge of lage uitstoot van CO2 en een droog of nat klimaat. Per klimaatscenario simuleert ze het aantal hittewaarschuwingen dat we kunnen verwachten met dat klimaat.
“In het huidige klimaat hebben we gemiddeld twee dagen per jaar een hittewaarschuwing”, vertelt Marghidan. Maar volgens de simulaties heeft Nederland in 2100 in het meest extreme scenario – hoge uitstoot en droog klimaat – 29 dagen aan hittewaarschuwingen per jaar, met 50,8°C als hoogste gesimuleerde maximumtemperatuur. “Dat is natuurlijk het uiterste. We komen waarschijnlijk niet in dit scenario terecht, maar wel ergens tussenin.”
Sinds het interview met Marghidan zijn er nieuwe mondiale emissiescenario’s gepubliceerd, die het Interngovernmental Panel on Climate Change gaat gebruiken in klimaatonderzoek en rapporten. Deze nieuwe emissiescenario’s bevatten een lagere uitstoot in het meest extreme klimaatscenario en een hogere uitstoot in het laagste scenario. Deze lagere uitstoot in het meest extreme scenario is een gevolg van de grote inzet van hernieuwbare energie. Ondanks dat dit worst-case scenario voor 2100 is afgewend, betekent dit niet dat Nederland geen extreme opwarming kan meemaken.
Nieuwe simulaties schetsen dat dit scenario nog steeds realiteit kan worden later in de 22e eeuw. De schaduw in en een glas koud water gedronken. Langzaamaan koelt het lichaam af. De bloedvaten vernauwen zich weer, de hartslag zakt en de laatste druppel zweet droogt op. De strijd is voorbij… voor nu dan. Met steeds meer hittegolven en stijgende temperaturen, komt Nederland stap voor stap dichter bij omstandigheden waarin het menselijk lichaam moeite heeft met afkoelen. “Stel dat je lichaam niet meer kan afkoelen, dan leidt het uiteindelijk ertoe dat je overlijdt”, zegt Folkerts.
Meerdere landen – inclusief Nederland – zijn daarom al druk bezig met hitte-adaptatie van de omgeving, lokale hitteplannen en waarschuwingssystemen. En deze zijn effectief: zonder de hittestresspreventie zouden er in de zomer van 2023 zo’n 80% meer doden door hitte zijn geweest. Ook benadrukt Folkerts dat de menselijke hittegrens niet een permanent plafond is: “Het hermoregulatiesysteem moet je blijven uitdagen. Als je op vakantie gaat heb je de eerste paar dagen nog wat moeite met de hitte, maar daarna wordt het steeds makkelijker. Het lichaam past zich aan.”