Ekstremalne upały mogą przyspieszać starzenie się organizmu u osób starszych

Nowe badanie przeprowadzone w USC Leonard Davis School of Gerontology sugeruje, że zwiększona ekspozycja na ekstremalne upały może przyspieszać starzenie się biologiczne u osób starszych. Wyniki te budzą nowe obawy dotyczące wpływu zmian klimatycznych i fal upałów na długoterminowe zdrowie oraz procesy starzenia się na poziomie molekularnym.

Według prof. Jennifer Ailshire, głównej autorki badania i wykładowczyni gerontologii oraz socjologii w USC Leonard Davis School, osoby mieszkające w rejonach, gdzie częściej występują wysokie temperatury, wykazują większe starzenie biologiczne niż mieszkańcy chłodniejszych regionów.

Starzenie biologiczne a upały
W przeciwieństwie do wieku chronologicznego, określanego na podstawie daty urodzenia, wiek biologiczny odnosi się do funkcjonowania organizmu na poziomie molekularnym, komórkowym i systemowym. Wysoki wiek biologiczny w porównaniu do wieku chronologicznego wiąże się z większym ryzykiem chorób i śmiertelności.

Choć od dawna wiadomo, że narażenie na ekstremalne temperatury zwiększa ryzyko negatywnych skutków zdrowotnych, w tym zgonów, dotychczas nie było jasne, czy istnieje związek między upałami a procesem starzenia biologicznego.

Pomiar zmian epigenetycznych
Ailshire oraz Eunyoung Choi, współautorka badania i absolwentka doktoranckiego programu gerontologicznego w USC Leonard Davis School, przeanalizowały zmiany wieku biologicznego u ponad 3600 uczestników badania Health and Retirement Study (HRS) w wieku 56 lat i starszych.

Analizowano próbki krwi pobrane w różnych momentach sześciu lat trwania badania, badając zmiany epigenetyczne, czyli sposób, w jaki geny są aktywowane lub wyłączane przez proces zwany metylacją DNA.

Naukowcy wykorzystali narzędzia matematyczne, tzw. zegary epigenetyczne, do analizy wzorców metylacji i oszacowania wieku biologicznego uczestników. Następnie porównali te zmiany z danymi o historii temperatur w miejscach zamieszkania uczestników oraz liczbą dni upalnych raportowanych przez National Weather Service w latach 2010-2016.

W badaniu dni upalne zdefiniowano na podstawie indeksu ciepła (heat index), który uwzględnia zarówno temperaturę powietrza, jak i wilgotność:

• Ostrożność: 80–90°F (27–32°C)
• Ekstremalna ostrożność: 90–103°F (32–39°C)
• Niebezpieczeństwo: 103–124°F (39–51°C)
• Dni zaliczane do dwóch wyższych kategorii uznano za upalne.

Szybsze starzenie się biologiczne w cieplejszych rejonach
Analiza wykazała istotną korelację między większą liczbą dni upalnych a przyspieszonym starzeniem się biologicznym u uczestników badania. Co istotne, związek ten utrzymywał się nawet po uwzględnieniu różnic społeczno-ekonomicznych, demograficznych oraz stylu życia, takich jak aktywność fizyczna, spożycie alkoholu i palenie tytoniu.

„Uczestnicy mieszkający w rejonach, gdzie upały (powyżej 90°F, czyli 32°C) występują przez pół roku, na przykład w Phoenix w Arizonie, doświadczyli nawet 14 miesięcy dodatkowego starzenia się biologicznego w porównaniu do osób mieszkających w chłodniejszych regionach” – powiedziała Choi.

Wszystkie trzy zegary epigenetyczne użyte w badaniu – PCPhenoAge, PCGrimAge oraz DunedinPACE – wykazały tę zależność w analizie starzenia epigenetycznego w okresie od 1 do 6 lat. Dodatkowo zegar PCPhenoAge wykazał korelację już po krótkich (7 dni) i średnich (30–60 dni) okresach ekspozycji na upały, sugerując, że zmiany epigenetyczne związane z temperaturą mogą następować stosunkowo szybko i kumulować się w czasie.

Konsekwencje klimatyczne dla społeczności
Osoby starsze są szczególnie narażone na skutki wysokich temperatur – zaznacza Ailshire. W badaniu uwzględniono indeks ciepła zamiast samej temperatury powietrza, aby lepiej oddać wpływ wilgotności na organizm człowieka.

„Największym problemem jest połączenie ciepła i wilgotności, zwłaszcza u osób starszych, ponieważ z wiekiem tracimy zdolność do skutecznego pocenia się, co ogranicza naturalne chłodzenie organizmu” – wyjaśnia Ailshire. „W miejscach o wysokiej wilgotności ten efekt jest jeszcze silniejszy, dlatego ważne jest, by uwzględniać zarówno temperaturę, jak i wilgotność, oceniając ryzyko zdrowotne.”

Następnym krokiem badaczy będzie określenie, jakie inne czynniki mogą zwiększać podatność na przyspieszone starzenie się biologiczne wywołane upałami oraz jakie mogą być kliniczne konsekwencje tych zmian. Tymczasem wyniki badania mogą wpłynąć na decyzje urbanistyczne i polityczne – od projektowania infrastruktury uwzględniającej cień i miejsca odpoczynku, po zwiększanie terenów zielonych w miastach.

„Jeśli klimat się ociepla, a populacja się starzeje, musimy lepiej planować strategie łagodzenia skutków upałów” – podkreśla Ailshire.

Źródło: Science Advances, University of Southern California

DOI: 10.1126/sciadv.adr0616