Maandag 30/01/2023

AchtergrondWetenschap

Hoe laag kan de thermostaat? ‘Te veel warmte is als te veel zitten: niet erg gezond’

null Beeld © Stefaan Temmerman
Beeld © Stefaan Temmerman

Om de energierekening te beperken en de kas van Poetin niet te spekken, wachten veel Belgen met het aanzetten van de verwarming. Hoeveel warmte hebben we eigenlijk nodig?

Margriet Oostveen

Hein Daanen doucht iedere ochtend koud, “en dat went”. Als hoogleraar thermofysiologie aan de Vrije Universiteit in Amsterdam weet hij dat daarvoor in het menselijk lichaam nog nauwelijks verklaringen zijn gevonden. Ook is niet definitief bewezen dat kou zo goed voor het immuunsysteem is als ‘iceman’ Wim Hof en aanhangers aannemen. En dan toch die koude douche, omdat Daanen Poetin niet onnodig wil verrijken.

Dit verhaal werd geschreven bij een buitentemperatuur tussen de 7 en 15 graden in een tochtig oud huis, in twee truien geduffeld, gezeten op een infrarooddekentje. De verwarming blijft zolang mogelijk uit. We begonnen voor de energierekening, maar worden bij ieder nieuw bombardement op Oekraïne fanatieker.

De gasconsumptie van Belgische gezinnen en kleinverbruikers lag de voorbije weken aanzienlijk lager dan andere jaren, blijkt uit verbruiksgegevens van het Europese netwerk van de gasnetbeheerders ENTSOG. In heel oktober bleef het gasverbruik ver onder het gemiddelde niveau van de jongste jaren. In de derde en vierde week liep het verschil zelfs op tot meer dan 40 procent.

Hoe went iemand aan kou? Ook na decennia comfort van centrale verwarming blijkt de verwende westerse mens nog best wat aan te kunnen. Wie opgroeide met één kachel beneden wist al dat wat kou geen drama hoeft te zijn. Of kijk eens naar de kleine ijstijd. De Canadees-­Nederlandse historicus Dagomar Degroot, werkzaam aan Georgetown University in Washington, maakt deel uit van een netwerk van historici die de sociologie van klimaatverandering onderzoeken.

Degroot schreef het geprezen boek The Frigid Golden Age, over de opmerkelijke veerkracht van de inwoners van de Republiek der Zeven Verenigde Nederlanden (1588-1795, komt ongeveer overeen met het huidige Nederland) tijdens een van de zwaarste koudegolven tussen midden vijftiende en de negentiende eeuw, toen de temperatuur hier gemiddeld 1 tot 2 graden lager zakte dan nu. Een deel viel samen met de Gouden Eeuw (zeventiende eeuw).

Degroot vond volop patenten voor wagens met zeilen voor transporten over bevroren water, of voor schepen die bestand waren tegen kruiend zee-ijs. Maar pas echt van invloed op de collectieve weerstand bleek een traditie van maatschappelijke liefdadigheid in de welvarende kuststeden: die voorkwam dat mensen verhongerden door hoge voedselprijzen, toen oogsten mislukten door de kou. Het bracht de Republiek relatieve stabiliteit: “Daarom denk ik”, zegt Dagomar Degroot, gevraagd naar de belangrijkste les uit die tijd, “dat het ondersteunen van kwetsbaren ook nu absoluut de juiste keuze is om de komende winter het hoofd te bieden.”

Beter afwisselen

Wouter van Marken Lichtenbelt, hoogleraar ecologische energetica en gezondheid aan de Universiteit Maastricht, zet de verwarming in zijn oude boerderij ook ’s winters op zo’n 16 graden. In zijn keuken staat een houtkacheltje om “af en toe lekker op te warmen”. Volgens Van Marken Lichtenbelt is die afwisseling van warm en koud zelfs beter dan een volledig warm huis.

Meer afwisselen in temperatuur kan het metabolisme wat opschroeven, en dat zou kunnen helpen tegen overgewicht, schreef hij acht jaar geleden al in een spraakmakend artikel. Op dit moment voltooien Van Marken Lichtenbelt en zijn collega’s hun verslag van een onderzoek naar proefpersonen met diabetes, die zij dagenlang blootstelden aan de kou door ze een uur per dag een wetsuit met een temperatuur van 10 graden Celsius aan te trekken. Na tien dagen bleek hun glucosetolerantie en stofwisseling verbeterd. Van Marken Lichtenbelt denkt nu dat kiezen voor wat kou een kwestie van “strategische lifestyle” kan worden.

De mens is ongeveer veertigduizend jaar geleden vanuit het warme Afrika naar Europa gekomen, en in termen van evolutie is dat kort. Welbeschouwd zijn we daardoor nog steeds tropische dieren: ons lichaam kan prima overweg met hitte, door te zweten koelen we af. Dat is aangetoond in heel wat warmteonderzoek. Met het oog op de opwarming van de aarde krijgt dat meestal voorrang op onderzoek naar hoe we op koude reageren.

Hein Daanen doet zijn onderzoek in klimaatkamers op de Vrije Universiteit Amsterdam. Daanen geeft er een rondleiding door ruimtes die op koelcellen lijken – alleen kan de temperatuur hier achter een sluisdeur variëren van -20 tot 60 graden Celsius.

Deze maand brachten medisch gekeurde zestigplussers voor een promotieonderzoek nog uren in de klimaatkamer door bij een temperatuur van 39 graden. De luchtvochtigheid begon laag en werd in stapjes verhoogd, net zolang tot de proefpersonen de warmte van hun lichaam niet meer constant konden houden. Via op de huid gelijmde cups gevuld met stikstof werd transpiratie gemeten; een masker ving uitademingslucht op om te meten hoeveel zuurstof de proefpersonen verbrandden. Ook de verbranding van vet en koolhydraten en de straling, stroming en geleiding van de warmte door de huid werden gemeten. Een capsule met temperatuursensor in het maagdarmkanaal gaf intussen door hoe warm het lichaam van binnen werd.

Daanen: “We willen dat allemaal weten om te kijken wanneer het misgaat bij de opwarming van de aarde. Bij welke combinatie van temperatuur en luchtvochtigheid kan de mens het thermische evenwicht niet meer bewaren?”

Zwarte bladzijden

Koudeonderzoek is altijd aangejaagd door oorlogen en kent dan ook gitzwarte bladzijden. Japan voerde koude-experimenten uit in de beruchte Divisie 731 (1932 - einde WOII), de geheime onderzoekseenheid van het Japans keizerlijke leger. Om Japanse soldaten beter te kunnen beschermen tegen bevriezing werden daar ledematen van gevangenen bevroren en weer opgewarmd. Zelfs twintig kinderen en een baby van drie dagen oud, schreef legeronderzoeker Hisato Yoshimura in het Japanese Journal of Physiology, werden er blootgesteld aan ijswater van 0 graden.

Ook de nazi’s hebben gevangenen aan koudeonderzoeken onderworpen. In concentratiekamp Dachau werden ze uren ondergedompeld in een bad ijskoud water en daarna weer opgewarmd. Van de ongeveer driehonderd proefpersonen overleefde bijna een derde de koudeproeven niet.

In de Eerste Wereldoorlog leden veel soldaten in de kou aan een ‘loopgravenvoet’, die dan moest worden afgezet. Dat inspireerde beroemd onderzoek van de Britse cardioloog Thomas Lewis, die in 1930 zijn eigen hand langdurig in een bak ijswater stak om te onderzoeken hoe de bloedvaten in zijn vingers reageerden op kou. Lewis ontdekte dat die vaten zich eerst dichtknijpen, maar zich na een minuut of tien juist weer openen in een beschermingsreactie. “Als je lichaam het koud krijgt, is de eerste neiging van het lichaam de warmte vast te houden en bloed terug te trekken”, zegt Hein Daanen. “Maar hier stuurt het lichaam opeens warm bloed naar de koude vingers toe. Dat is paradoxaal, omdat alles in het lichaam erop is gericht om de kerntemperatuur zo constant mogelijk te houden.”

Daanen heeft dit onderzoek naar vingerdoorbloeding voortgezet. “In onze tenen en vingertoppen zijn aders en slagaders verbonden door bloedvaten omringd met kleine spiertjes, de arterioveneuze anastomosen. Als het weefsel daar te koud wordt, verlammen die en kan er ineens wél warm bloed naartoe.” Daanen ontdekte dat die beschermingsreactie van bloedvaten meer geprononceerd is bij mensen die vanbinnen al goed warm zijn, bijvoorbeeld omdat ze iets warms hebben gedronken: “Dan denkt het lichaam bij koude vingertoppen eerder: die hebben hulp nodig.”

Ook Daanen deed de eerste decennia van zijn carrière, toen hij nog koudefysioloog was bij TNO (Nederlandse organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek), vooral koudeonderzoek voor militaire toepassingen. Hij onderging zijn experimenten ook vaak zelf als proefpersoon. “Het ergst was een zelfbedacht onderzoek voor een militair onderzoeksinstituut in Canada. Daarin onderkoelde ik mezelf tot onder de 35 graden. Dat is echt heel koud, dan zit je een paar uur lang in ijswater. Vervolgens keek ik of de vingerdoorbloeding nog intact was. Dat was een zwaar onderzoek.”

Een arts hield hem in de gaten en natuurlijk, erkent Daanen, heb je altijd de neiging uit zo’n koudebad te springen. “Maar je wilt toch weten hoe dingen werken. Dat houdt je erin.”

De jaarlijkse nieuwjaarsduik in Oostende. Beeld BELGA
De jaarlijkse nieuwjaarsduik in Oostende.Beeld BELGA

Bescherming

Wat heeft het menselijk lichaam ons nu eigenlijk aan bescherming tegen de kou te bieden, behalve de doorbloeding van vingertoppen en tenen? Neem kippenvel: niet meer dan een schijnbeweging, een gedateerde poging om haren overeind te zetten die er allang niet meer zijn, we hebben er niets aan.

Spieren kunnen meer: die komen zelfstandig in beweging en dan rillen we, om warmte te produceren. Nomaden die buiten slapen in de Kalahari-woestijn in zuidelijk Afrika, waar het tussen juni en augustus ’s nachts kan vriezen terwijl de temperatuur overdag tot 40 graden komt, hebben wat extra vet ontwikkeld op de plekken waar hun lichaam in de kou de grond raakt. En baby’s hebben relatief meer bruin vet dan volwassenen: daarin zitten meer cellen met mito­chondriën, die warmte kunnen produceren. Daarmee is het voornaamste wel genoemd.

Niettemin blijken mensen overal aan kou te wennen en het is onderzoekers nog grotendeels een raadsel hoe. Hein Daanen: “We registreren dat de pijnsensatie bij kou minder wordt, maar we kunnen geen fysiologisch correlaat vinden.” Is het dan een mentale kwestie? Daanen is tegenstander van het scheiden van lichaam en geest: “Kou is één doorleefd iets.”

Matige kou op zijn tijd lijkt goed voor ons. Het interessante en verraderlijke bij zware kou, zegt Daanen, is dat ons lichaam, voor zover het zich al kán aanpassen, dat in grote lijnen niet lijkt te doen op een manier die goed voor ons is. De Litouwse koudeonderzoeker Marius Brazaitis zette zijn proefpersonen gedurende twintig dagen net zolang in water van 8 graden Celsius tot hun temperatuur was gedaald tot 35,5 graden. De eerste dagen duurde dat ongeveer twee uur. Wat Brazaitis ontdekte, en wat later ook in andere artikelen is bevestigd: zijn proefpersonen vonden het na een aantal dagen steeds minder erg om in de kou te zitten, maar koelden ook steeds sneller af. Hein Daanen: “Dus ja, we zien aanpassingen, maar áls ons lichaam zich al aanpast aan zware kou, dan gaat het al snel helemaal de verkeerde kant op.”

Bij een lichaamstemperatuur van 35 graden spreken we van onderkoeling; bij 33 graden raken mensen verward. Vaak denken ze dan dat ze het warm hebben en beginnen ze zich uit te kleden. Daanen heeft dat onderzocht en ontdekte dat ongeveer de helft van de mensen die onderkoeld worden gevonden in Nederland zich deels heeft uitgekleed. Dat bleek belangrijke informatie voor de politie: die denkt dan vaak aan een seksueel delict, terwijl het van levensbelang kan zijn iemand goed op te warmen.

Verrezen uit schijndood

Een onderkoeld lichaam kan een enkele keer ook verbazingwekkend weerbaar zijn. Neem Anna Bågenholm, een Zweedse cardioloog die in 1999 tijdens het skiën onder een ijsplaat belandde, waar ze ruim een uur bekneld lag in ijskoud water. Toen ze drie uur later was bevrijd en naar een ziekenhuis gebracht, had ze een lichaamstemperatuur van 13,7 graden en vertoonde ze geen enkel teken van leven meer. In het ziekenhuis is haar bloed met een machine voor hartchirurgie opgewarmd. “Alles begon het weer te doen en zo is ze verrezen uit een schijndood”, zegt Hein Daanen.

Dat betekent niet dat mensen zich kunnen laten invriezen om later verder te leven: Bågenholm was onderkoeld, bevroren cellen gaan stuk van ontdooien. Daanen: “Omdat onderkoelde hersencellen waarschijnlijk weinig zuurstof nodig hebben en er rond de cellen nog een beetje zuurstof zit, heeft ze het zonder hartslag waarschijnlijk overleefd.” Hij spreekt Bågenholm nog weleens op congressen, waar ze nu onvermoeibaar uitlegt waarom je iemand die onderkoeld is niet te snel dood moet verklaren. “Haar motto: je bent pas echt dood als je wárm bent en dood.”

Aan hitte kunnen we ons tot op zekere hoogte goed aanpassen via ons lichaam, maar in de kou blijven we grotendeels afhankelijk van ons gedrag. Ook daarom kan het allesbehalve kwaad de thermostaat eens wat lager te zetten: de marges van wat wij een prettige temperatuur vinden, versmallen bij een leven vol comfortabele klimaatbeheersing. Met het oog op gezondheid en klimaatverandering pleiten koudeonderzoekers er al langer voor die bandbreedte weer wat op te rekken. Hein Daanen vermoedt dat het met onze gewenning aan warmtecomfort net zo zal gaan als met zitten: “Daarvan zijn de nadelige gezondheidseffecten inmiddels ook wel aangetoond.” Een kille winter-tegen-Poetin is met die wetenschap in het achterhoofd misschien wat beter vol te houden.

Vraag Wouter van Marken Lichtenbelt hoe gemakkelijk mensen zich kunnen aanpassen en hij begint over zijn onderzoek bij de Toevanen, een aan Mongolen verwant volk dat in het zuidwesten van Siberië leeft, binnen de Russische Federatie, in een extreem landklimaat: de temperatuur kan variëren van -45 graden in de winter tot 35 graden in de zomer. In die extremen fokken de Toevanen hun vee en leven ze in tenten.

Kort voor het uitbreken van de covidpandemie onderzocht Van Marken Lichtenbelt ze ter plaatse. Toevanen blijken in de winter een significant verhoogd metabolisme te hebben ten opzichte van Europeanen. Ook blijft de huidtemperatuur van hun vingers bij gestandaardiseerde koudetests hoger: een indicatie voor betere doorbloeding.

Maar de leerzaamste ontdekking kwam toen de onderzoekers vroegen bij welke temperatuur de Toevanen zich het meest ‘comfortabel’ voelden. Het lukte niet daar een antwoord op te krijgen. “Hoe we het ook omschreven: dan begonnen ze te giechelen. Toevanen zijn daar helemaal niet mee bezig.”

Kille feiten

Vrouwen hebben het wat sneller koud omdat ze relatief meer vet hebben dan mannen. De stofwisseling in vet is lager dan in spieren.

Ouderen die fit zijn, kunnen hun lichaam goed op temperatuur houden, oftewel thermoreguleren. Maar net als bij bewegen geldt hier het principe ‘use it or lose it’. Ouderen kun je dus niet zomaar in de kou zetten: een temperatuur van 20 graden en warm aankleden is vaak beter. In Engeland zijn er veel problemen geweest met ouderen die energie wilden besparen en toen onderkoeld zijn geraakt.

Obese mensen hebben het warmer, omdat warmteafgifte wordt bepaald door de verhouding tussen oppervlakte en inhoud. Mensen met ronde vormen hebben relatief weinig oppervlakte en kunnen warmte beter vasthouden dan lange dunne mensen.

Kinderen hebben het kouder, zie oppervlakte versus inhoud. Kijk maar hoe ze staan te rillen aan de rand van een zwembad. Maar kinderen zijn ook beweeglijk en bewegen warmt op, dus in de praktijk valt het mee. Baby’s hebben extra bruin vet tegen de kou, maar blijven volstrekt afhankelijk van het gedrag van hun ouders.

Koud zwemmen leek afgelopen september nog een gunstig effect te hebben op veertig depressieve proefpersonen in Engeland. Nadat ze in de koude oceaan hadden gezwommen, namen hun klachten aanzienlijk af. Het is nog niet bewezen of dat echt aan de kou lag, of bijvoorbeeld aan het gezamenlijke uitje.

Opwarmen gaat het beste in deze volgorde: bewegen, warm eten of iets warms drinken om de thermoregulatie een zetje te geven. Dan extra warme kleding aantrekken om de lichaamswarmte vast te houden. Verwarm met een extra kruik eerst de romp, daarna pas koude voeten: in koude voeten knijpen bloedvaten zich dicht, wat de doorstroming van warmte belemmert. Een warme romp zet juist bloedvaten open. Wie niet kan opwarmen in een koude slaapkamer, kan even een elektrisch onderlaken aanzetten. Aan het bureau helpt een infraroodkussen. Of overweeg de aanschaf van een opwarmbare bodywarmer of dito sokken. Kost allemaal energie en geld, maar minder dan het verwarmen van een heel huis.

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234