Extreme Hitze kann bei älteren Erwachsenen den Alterungsprozess beschleunigen

Eine neue Studie der USC Leonard Davis School of Gerontology deutet darauf hin, dass eine stärkere Exposition gegenüber extremer Hitze die biologische Alterung bei älteren Erwachsenen beschleunigen kann, was neue Bedenken darüber aufkommen lässt, wie Klimawandel und Hitzewellen die langfristige Gesundheit und das Altern auf molekularer Ebene beeinflussen könnten.

Wie Hitze und biologische Alterung zusammenhängen

Menschen in Gegenden, die mehr Tage mit großer Hitze erleben, zeigen im Durchschnitt eine stärkere biologische Alterung als Bewohner kühlerer Regionen, sagte Jennifer Ailshire, Hauptautorin der Studie und Professorin für Gerontologie und Soziologie an der USC Leonard Davis School. Das biologische Alter ist ein Maß dafür, wie gut der Körper auf molekularer, zellulärer und systemischer Ebene funktioniert, im Gegensatz zum chronologischen Alter, das auf dem Geburtsdatum basiert. Ein biologisches Alter, das höher ist als das chronologische Alter, ist mit einem höheren Krankheits- und Sterberisiko verbunden. Während die Exposition gegenüber extremer Hitze selbst seit langem mit negativen gesundheitlichen Folgen, einschließlich eines erhöhten Sterberisikos, in Verbindung gebracht wird, war der Zusammenhang zwischen Hitze und biologischer Alterung unklar.

Messung epigenetischer Veränderungen

Ailshire und ihre Co-Autorin Eunyoung Choi, Doktorandin der Gerontologie an der USC Leonard Davis und Postdoktorandin, untersuchten, wie sich das biologische Alter bei mehr als 3.600 Teilnehmern der Health and Retirement Study (HRS) im Alter von 56 Jahren und älter aus den gesamten USA veränderte. Blutproben, die zu verschiedenen Zeitpunkten während des sechsjährigen Studienzeitraums entnommen wurden, wurden auf epigenetische Veränderungen oder Veränderungen in der Art und Weise, wie einzelne Gene durch einen Prozess namens DNA-Methylierung „ausgeschaltet“ oder „eingeschaltet“ werden, analysiert. Die Forscher verwendeten mathematische Werkzeuge, sogenannte epigenetische Uhren, um Methylierungsmuster zu analysieren und das biologische Alter zu jedem Zeitpunkt zu schätzen. Anschließend verglichen sie die Veränderungen des biologischen Alters der Teilnehmer mit der Hitzekartierung ihres Standorts und der Anzahl der Hitzetage, die vom National Weather Service von 2010 bis 2016 gemeldet wurden.

Die Hitzekartierung des National Weather Service kategorisiert die Hitzeindexwerte in drei Stufen, basierend auf dem potenziellen Risiko gesundheitsschädlicher Auswirkungen. Die Stufe „Vorsicht“ umfasst Hitzeindexwerte zwischen 26,6 und 32,2 °C, die Stufe „Extreme Vorsicht“ umfasst Werte zwischen 32,2 und 39,4 °C und die Stufe „Gefahr“ umfasst Werte zwischen 39,4 und 51,6 °C. Tage in allen drei Stufen wurden in der Studie als Hitzetage berücksichtigt. Die Analyse ergab eine signifikante Korrelation zwischen Stadtvierteln mit mehr Tagen extremer Hitze und Personen, bei denen das biologische Alter stärker anstieg. Diese Korrelation blieb auch nach der Kontrolle sozioökonomischer und anderer demografischer Unterschiede sowie von Lebensstilfaktoren wie körperlicher Aktivität, Alkoholkonsum und Rauchen bestehen.

Teilnehmer, die in Gebieten leben, in denen Hitzetage, definiert als Extreme Caution oder höhere Stufen (≥32,2 °C), das halbe Jahr über auftreten, erlebten bis zu 14 Monate zusätzliche biologische Alterung im Vergleich zu jenen, die in Gebieten mit weniger als 10 Hitzetagen pro Jahr leben. Selbst nach Berücksichtigung mehrerer Faktoren haben die Forscher diesen Zusammenhang festgestellt. Nur weil man in einem Gebiet mit mehr Hitzetagen lebt, altert man biologisch schneller. Alle drei in der Studie verwendeten epigenetischen Uhren – PCPhenoAge, PCGrimAge und DunedinPACE – deckten diesen Zusammenhang auf, als sie das epigenetische Altern über einen Zeitraum von 1 bis 6 Jahren analysierten. PCPhenoAge zeigte den Zusammenhang auch nach kurzen (7 Tage) und mittleren (30–60 Tage) Zeiträumen, was darauf hindeutet, dass hitzebedingte epigenetische Veränderungen relativ schnell auftreten können und sich einige davon im Laufe der Zeit akkumulieren können.

Auswirkungen des Klimas auf Gemeinden

Ältere Erwachsene sind besonders anfällig für die Auswirkungen hoher Hitze. Ailshire wies darauf hin, dass bei der Analyse der Ergebnisse der Hitzeindex und nicht nur die Lufttemperatur verwendet wurde, um die relative Luftfeuchtigkeit zu berücksichtigen. „Es geht wirklich um die Kombination von Hitze und Feuchtigkeit, insbesondere für ältere Erwachsene, denn ältere Erwachsene schwitzen nicht auf die gleiche Weise. Wir verlieren allmählich die Fähigkeit, den hautkühlenden Effekt zu erzielen, der durch die Verdunstung von Schweiß entsteht“, erklärte sie. Wenn man sich an einem Ort mit hoher Luftfeuchtigkeit aufhält, ist dieser Kühleffekt nicht so stark. Man muss sich die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit in seiner Region ansehen, um wirklich zu verstehen, wie hoch das Risiko sein könnte.

Die nächsten Schritte für die Forscher werden darin bestehen, zu bestimmen, welche anderen Faktoren jemanden anfälliger für hitzebedingte biologische Alterung machen könnten und wie dies mit klinischen Ergebnissen zusammenhängen könnte. In der Zwischenzeit könnten die Studienergebnisse laut Ailshire auch Entscheidungsträger, Architekten und andere dazu veranlassen, bei der Modernisierung der städtischen Infrastruktur Aspekte wie Hitzeschutz und altersfreundliche Merkmale zu berücksichtigen, von der Platzierung von Gehwegen und dem Bau von Bushaltestellen unter Berücksichtigung von Schatten bis hin zur Pflanzung von mehr Bäumen und der Vergrößerung städtischer Grünflächen.