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Thermoregulation

Thermoregulation | Körpertemperatur der Katze
von Marcus Skupin (Welt der Katzen), Januar 2017
(Stand: 17. September 2017)

Weg zur Wohlfühl-Temperatur

Für alle Lebewesen gilt, dass sie sich in einem bestimmten Temperaturbereich am Wohlsten fühlen. Dabei besitzt jede Tierart ihre eigene, spezifische Körpertemperatur. Katzen gehören als Säugetiere zu den gleichwarmen (homoiothermen) Tieren. Der Körper dieser Tiere ist in der Lage, die Körpertemperatur bis auf 0,1 Grad Celsius konstant zu halten. Die normale Körpertemperatur der erwachsenen (Haus-)Katze liegt zwischen 37,3 und 39,3 Grad Celsius (Skupin, a.a.O.) unterliegt dabei allerdings räumlichen und zeitlichen Schwankungen (Heldmaier, a.a.O.) und unterscheidet sich bei den einzelnen Individuen. Schmidt / Horzinek geben die Normaltemperatur der adulten Katze mit 38 bis 39 Grad an, während Kellerwessel eine Spanne zwischen 36,7 und 38,9 Grad, bei Stress etc. sogar bis 39,8 Grad Celsius angibt.

Schutzmechanismen

Gegen größere Temperaturunterschiede hat der Säugetierkörper verschiedene Schutzmechanismen entwickelt, die es dem Tier erlauben, seine Körperkerntemperatur – in gewissen Grenzen - im lebensnotwendigen Bereich zu halten. Steigt die Körpertemperatur von Säugetieren aus dem Normalbereich auf einen Wert von 42-44 Grad Celsius an, so ist eine solche Steigerung tödlich. Es ist daher zunächst einleuchtend, dass es Möglichkeiten geben muss, Änderungen der Temperatur zur registrieren. Die dafür notwendigen Temperaturinformationen liefern unter anderem die Thermorezeptoren in der Haut. Die Informationen werden von dort an den Hypothalamus im Gehirn weitergeleitet. Dort erfolgen etwa erforderliche Steuerungsmaßnahmen zur Erhöhung oder Senkung der Kerntemperatur.
Im Ergebnis können diese Maßnahmen in bewussten Verhaltensänderungen sowie in autonomen (reflexartigen) Reaktionen des Körpers selbst bestehen.

Steigt beispielsweise die Körperkerntemperatur zu stark an (Hyperthermie), so werden die Durchblutung der Haut und das Herzminutenvolumen gesteigert. Zudem werden die Hautgefäße weit gestellt und bei Tieren, die schwitzen können, die Schweißproduktion gesteigert. Abkühlung verschafft das Belecken des Fells oder der Haut sowie das Aufsuchen geschützter Bereiche des Lebensraumes. Tierarten, die kaum schwitzen können (z.B. Katzen aber auch Hunde), beginnen bei starker Hitze zudem zu Hecheln, wobei durch die Verdunstung von Speichel im Rachen ein Kühleffekt eintritt.

Hypothermie

Im umgekehrten Fall, in dem die Kerntemperatur zu stark abgefallen ist (Hypothermie), regelt der Hypothalamus die Temperatur herauf, in dem die Hautgefäße eng gestellt werden und die Wärmeproduktion des Körpers erhöht wird. Dies geschieht »durch unwillkürliches Muskelzittern oder durch willkürliche Muskelaktivität (Bewegung)«.(von Engelhardt, 2009)

Als Schutzmechanismus vor einem weiteren Abfall der Kerntemperatur wird dabei ein Wärmeaustausch zwischen den äußeren Körperregionen (der Körperschale) und dem Körperkern verhindert. Bei Katzen beginnt die Hypothermie bereits bei einem Abfall der Kerntemperatur unter 37°C.

Während die Körperkerntemperatur konstant gehalten wird, dient die Körperschale der Wärmeisolation. Die Temperatur der Körperschale (Schalentemperatur) darf von der Kerntemperatur um etwa 2°C bis 4°C abweichen. Bei Kälte wird die Körperschale, die bei kleineren Säugetieren insbesondere auf die Extremitäten, Nase, Ohren und Fell beschränkt ist, vergrößert (Heldmaier / Neuweiler, a.a.O.).
Das Aufsuchen höher temperierter Zonen des Territoriums trägt ebenso dazu bei, die Kerntemperatur des Organismus wieder zu erhöhen (Skupin, a.a.O.), wie die soziale Thermoregulation durch Gruppenbildung oder die vermehrte Futteraufnahme (Tischer, a.a.O.).

Energiebedarf und Thermoneutralzone

Die Thermoregulation der Katze ist nicht zwangsläufig mit einem erhöhten Energiebedarf des Tieres verbunden.

Der Grundumsatz der durch ein Individuum aufgenommenen Energie wird neben Faktoren wie Wachstum, Trächtigkeit und Säugen auch durch die Körpertemperatur oder gesteigerte Muskelaktivität (Bewegung, Muskelzittern bei der Thermoregulation) beeinflusst 4).

Eine erforderliche Steigerung des Energiebedarfs zur Thermoregulation würde nun grundsätzlich voraussetzen, dass die Katzen in einer Umgebung gehalten werden, deren Temperatur außerhalb des für die Katze optimalen Bereichs liegt, denn nur außerhalb dieses Umwelttemperaturbereichs, der sogenannten Thermoneutralzone, wird zusätzliche Energie benötigt, um die Körpertemperatur aufrecht zu erhalten. Innerhalb der Thermoneutralzone erfolgt eine rein physikalische Regulation der Körpertemperatur (z.B. durch Strecken oder Zusammenrollen des Körpers und die damit verbundene erhöhte oder verringerte Wärmeabgabe), für die der Katzenkörper keine zusätzliche Energie erzeugen muss (vgl. 5).

Die Thermoneutralzone der Katze liegt übrigens nach Untersuchungen aus dem Jahr 2006 (vgl. 6) zwischen 30 und 36,11 Grad Celsius (86-97 Grad Fahrenheit).
Unter Berücksichtigung der in unseren Breiten in den menschlichen Wohnungen herrschenden Temperaturen, die - je nach Raum - mit 18 bis 25 Grad Celsius unter denen der Thermoneutralzone der Katze liegen, müssen die Tiere somit einen Teil der aufgenommenen Energie zur Wärmegewinnung investieren.


Faktor Fell

Eine Einrichtung zur Beeinflussung der Körpertemperatur von Tieren ist die Behaarung; das Fell.

Im Winter hält es die Körperwärme länger am Körper und verhindert ein schnelles Auskühlen, im Sommer wird das größte Organ, die Haut vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt. Der Körper heizt sich langsamer auf und erhält zusätzlich einen Schutz vor schädlicher UV-Strahlung. Nun haben jedoch nicht alle Tiere ein Fell. Wale und Delphine (ja, letztere gehören auch zu den Walen), Nacktmulle, Elefanten, Flusspferde und Nashörner um nur einige Tierarten zu nennen, regulieren ihre Körpertemperatur, ohne dabei auf eine isolierende Fellschicht zurückzugreifen. Einige von ihnen besitzen zwar noch eine mehr oder weniger spärliche Behaarung, zur Thermoregulation allerdings reicht diese allein nicht aus. Dies ist jedoch auch nicht zwingend erforderlich, da das Fell – wie oben ausgeführt – nur einen Teil der Körperschale darstellt.
Auch der Mensch ist ein entsprechendes Beispiel. Während seine äffischen Verwandten über ein Fell verfügen, ist Homo sapiens der einzige Primat, der sich – bis auf wenige Reste – von der Körperbehaarung getrennt hat.

Die Umweltbedingungen bzw. deren Veränderung waren der Grund, dass einige Tierarten im Laufe der Evolution sozusagen auf »ihr Fell verzichteten«.
Unsere menschlichen Vorfahren beispielsweise mussten, um die benötigte Nahrung zu finden, viel unterwegs sein. Unter der Sonne Afrikas war es dabei vorteilhaft nackt zu sein. Nur so war es möglich, die Körpertemperatur durch Schwitzen auf ein erträgliches Maß zu reduzieren. Nackt schwitzt es sich einfach besser und die Verdunstung entzieht dem Körper gleichzeitig Wärme.
Bei den Walen ist es das Leben im Wasser, bei dem ein Fell hinderlich wäre, da es die Wasserströmung bremst und damit das Gleiten durch die Tiefen der Meere erschwert. Bei ihnen trägt eine Fettschicht zur Isolation des Körpers bei.
Der Nacktmull hat sich an sein unterirdisches Leben angepasst. Er reguliert seine Körpertemperatur ohne dabei auf ein - in den engen unterirdischen Bauten störendes – Fell zurückzugreifen in einer Spanne zwischen 12 und 32 Grad Celsius. Dazu bewegt er sich je nach Bedarf zwischen den oberen, warmen und den unteren, kühlen Gängen seines Höhlensystems. Diese Eigenschaft gleicht der wechselwarmer Tiere. Zudem kann bei Nacktmullen häufig beobachtet werden, dass die Tiere sich in Gruppen »aneinander kuscheln«.
Elefanten besitzen wegen ihres großen Körpervolumens eine relativ kleine Körperoberfläche. Somit steht nur wenig Fläche zur Verfügung um Wärme abzugeben. Dies führt dazu, dass der Wärmeaustausch »mit der Umwelt bei Elefanten so eingeschränkt [ist] wie bei keinem anderen Säugetier«, eine Eigenschaft, die bei der tagsüber großen Hitze in den Lebensräumen der Elefanten sehr nachteilig ist. Ein zusätzlich isolierendes Fell würde diese Probleme weiter verstärken. Elefanten sind in der Lage ihre Hautdurchblutung sehr genau auf die Umgebungstemperatur abzustimmen und damit die Körperwärme zu regulieren. Zudem verfügen Elefanten über eine Möglichkeit der Thermoregulation, die eigentlich von Wüstenbewohnern bekannt ist. Sie können tagsüber Wärme in ihrem Körper speichern, die sie dann nachts wieder in die Umgebung abgeben (Heterothermie).
Nashörner verbringen mehrere Stunden täglich damit zu baden und kühlen sich bei hohen Temperaturen auf diese Weise ab.
Flusspferde lösen die Wärmeproblematik durch eine semi-aquatische Lebensweise.

Mechanismen der Katze

Die Katze »nutzt« mit Ausnahme des Bades (die Begeisterung der meisten Katzenarten für Wasser hält sich in engen Grenzen) alle genannten Mechanismen um ihre Körpertemperatur im optimalen Bereich zu halten. Dabei spielt es übrigens kaum eine Rolle, ob die Katze behaart oder haarlos ist.

Die ursprünglich aus den heißen Regionen stammenden Vorfahren unserer Hauskatzen besitzen – wie auch die meisten Hauskatzenrassen - ein kurzes, eng anliegendes Fell, das nur in engen Grenzen in der Lage ist, ergänzend an dem komplexen Vorgang der Thermoregulation mitzuwirken.

Quellen:

1) Skupin, Marcus; Haarlose Feliden: Herkunft | Rassen | Haltung (2017), S. 92 ff. (mit weiteren Quellennachweisen)
2) Krankheiten der Katze: Begründet von Vera Schmidt und Marian C. Horzinek herausgegeben von Franck Forterre, Barbara Kohn, Hans Lutz; Verlag Enke, 5. Auflage (19. November 2014) ISBN: 978-3830412427, Seite 180, Ziffer 8.9
3) Tierklinik Dr. E. Kellerwessel, Köln; http://koelner-tierklinik.de/aktuelles/was-ist-die-normale-koerpertemperatur-einer-katze/ (Abruf am 09.09.2017)
4) Moyes, Christopher; Schulte, Patricia; Tierphysiologie, Pearson Studium, 1. Auflage 2007, ISBN: 978-3827372703
5) Vergleichende Tierphysiologie: Gerhard Heldmaier Vegetative Physiologie
von Gerhard Heldmaier,Gerhard Neuweiler, Springer-Verlag (2004), S. 125, ISBN: 978-3642623745
6) National Research Council, Nutrient Requirements of Dogs and Cats, National Academy Press, 2006, 28-48