Auf einer zentralen thermointegrativen Ebene ist Fieber eine Folge der Erhöhung des homöostatischen Temperatursollwerts im Hypothalamus. Der hintere Hypothalamus stellt eine Differenz zwischen dem Sollwert und der Körperkerntemperatur fest. Daraufhin aktiviert er die normalen physiologischen Mechanismen, um die Temperatur über den vorderen Hypothalamus zu erhöhen und so die Differenz zu verringern.
Infolgedessen wird der Sympathikusausfluss erhöht, um eine schnellere Temperaturerzeugung durch Zittern und eine Stimulierung des Grundumsatzes zu bewirken. Außerdem kommt es zu einer Vasokonstriktion und Piloerektion. Der Betroffene hat episodische Kälteempfindungen: klassisches Frösteln.
Umgekehrt verschwindet die Pyrexie, wenn der Sollwert nach Beendigung des pathologischen Reizes wieder normal wird. Allerdings ist der Körper nun im Verhältnis zu seiner Umgebung zu warm, und es kommt zu Schweißausbrüchen und Gefäßerweiterungen.
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