В Фениксе жара печально известна своим кратковременным вредом

В Фениксе жара печально известна своим кратковременным вредом, таким как тепловой удар и проблемы с сердцем. Только в прошлом году температура там превышала 90 градусов по Фаренгейту рекордно долгие 188 дней. Более 140 из этих дней превышали 100 градусов. Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показывает, что длительное воздействие жары такой величины может даже изменить поведение генов человека, ускоряя старение на молекулярном уровне и потенциально влияя на долгосрочное здоровье людей.

Воздействие «сравнимо с эффектом от курения и употребления алкоголя», — говорит Юнён Чхве, геронтолог из Школы геронтологии Леонарда Дэвиса при Университете Южной Калифорнии и ведущий исследователь исследования.

В исследовании рассматривались люди старше 56 лет, живущие по всей стране и имеющие очень разный опыт пребывания на жаре. Люди из очень жарких районов страны, таких как Феникс, где индекс жары, комбинация температуры и влажности, превышал 90 градусов более полугода, выглядели биологически примерно на 14 месяцев старше, эпигенетически, чем аналогичные люди, живущие в более прохладных местах, таких как Сиэтл, где менее 10 дней в году превышают этот порог.

Это может показаться не огромной разницей, говорит геронтолог из Бостонского университета Дебора Карр, которая не участвовала в исследовании, но для пострадавшего человека «это просто огромное напряжение не только для их собственной жизни и жизни их семей и опекунов, но и оказывает большее влияние на общество».

Исследования связывают преждевременное старение с более ранним началом проблем со здоровьем, таких как деменция, диабет и сердечно-сосудистые заболевания. Чем раньше начинаются эти симптомы, тем больше вреда они наносят благополучию и производительности людей, говорит Карр.

«Если это то, что выводит вас из рабочей силы на год, заставляет вас каждый день ходить к врачам в течение года, увеличивает ваш бюджет на лекарства — это действительно может иметь огромное влияние», — объясняет она.

Эпигенетическое старение

Исследователи отслеживали биологический возраст людей в своем исследовании, отслеживая незначительные изменения в их ДНК после различных периодов воздействия жары, от нескольких дней экстремальных температур до нескольких лет.

«Мы знаем, что некоторые люди, кажется, стареют быстрее, чем другие, и это потому, что биологическое старение не всегда соответствует хронологическому», — говорит Чхве.

Биологический возраст часто коррелирует с химическими метками, которые накапливаются и сбрасываются с ДНК людей с течением времени, процесс, называемый метилированием; его часто называют «эпигенетическим старением». «Метилирование ДНК действует как выключатель света для генов — поэтому оно может включать и выключать их», — говорит Чхве.

Метилирование не изменяет сами гены, а изменяет то, как эти гены работают — иногда к лучшему, но чаще нет. Многие исследования как на животных, так и на людях показали, что паттерны метилирования ДНК изменяются с течением времени и могут использоваться в качестве своего рода молекулярных часов, отсчитывающих время по мере старения людей.

Эпигенетическое старение может ускориться, потому что люди плохо питаются или недостаточно занимаются спортом. Но это также связано с эмоциональным или физическим стрессом, а также с воздействием вредных факторов окружающей среды, таких как загрязнение воздуха «и, в данном случае, жара», — говорит Чхве.

Исследователи изучили образцы крови более 3600 пожилых людей по всей территории США и оценили эпигенетический возраст людей. Они смогли выяснить, сколько жары испытали эти люди в течение нескольких дней, нескольких месяцев, одного года и шести лет до этого сбора образцов, используя климатические и погодные модели, заглядывающие в прошлое, принимая во внимание как температуру, так и влажность — факторы, которые влияют на опасность различных тепловых условий.

Результаты были ясны. Люди, которые испытывали больше жары в долгосрочной перспективе, старели быстрее, биологически, чем те, кто жил в более прохладных местах. Это даже после учета финансового положения людей, образования, физической активности и того, курили ли они.

Исследователи уже много лет знают, что воздействие жары связано с долгосрочными проблемами, такими как повышенный риск сердечных заболеваний. Но «механизмы того, как это происходит, не были ясны», — говорит Том Клэнтон, физиолог и эксперт по жаре из Колледжа здоровья и производительности человека Университета Флориды, который не участвовал в исследовании. Эта работа, по его словам, начинает объяснять, как могут происходить эти отсроченные эффекты. На уровне генома воздействие жары «как бы ускоряет ваш путь к старому сердцу и старому уязвимому сердцу», — говорит он.

Климатическое давление

Жара вызывает множество кратковременных проблем со здоровьем у людей всех возрастов. Количество посещений отделений неотложной помощи увеличивается во время волн тепла, как и количество сердечно-сосудистых заболеваний, проблем с почками и даже смертей, не связанных напрямую с жарой.

Риски возрастают по мере ускорения вызванного деятельностью человека изменения климата, говорит Чхве. Число дней экстремальной жары в США может увеличиться на 20–30 дней на большей части страны к середине века, согласно Национальной оценке климата страны, всестороннему учету прошлых и потенциальных будущих изменений в стране из-за изменения климата.

В то же время, по мере того как риски, связанные с жарой, растут из-за изменения климата, говорит Карр, население США стареет. Тело пожилых людей, как правило, справляется с жарой менее умело, чем тело молодых людей. Снижается способность потеть. Меньше крови поступает к коже, где ее можно охладить. Некоторые лекарства мешают способности людей справляться с жарой.

Но жара усложняет жизнь всем, а не только пожилым людям, говорит Роберт Мид, эксперт по физиологии тепла из Гарвардской школы общественного здравоохранения им. Т. Х. Чана. «Это в основном как если бы вы пытались держаться на воде, а кто-то протягивает вам кирпич», — говорит он. «Это дополнительная нагрузка на все ваши физиологические системы. Это просто дополнительный вес, на который нужно реагировать, чтобы поддерживать гомеостаз».

Следующий шаг, чтобы связать воздействие жары с конкретными проблемами со здоровьем, по мнению Мида, — это дальнейшая персонализация анализов, потому что даже в самых жарких частях страны люди испытывают очень разное воздействие жары. «То, что люди на самом деле испытывают в своих домах, будь то перегретый мобильный блок или наличие кондиционера, может быть совершенно разной температурой», — говорит он.

Исследователи указывают, что следующим рубежом этой работы должно стать изучение того, как воздействие жары в домах людей влияет на результаты в области здоровья. Такая конкретная, персонализированная оценка рисков может помочь ученым еще точнее определить, как именно жара вредит людям, говорит Мид, — и, возможно, даже как предотвратить ущерб или обратить его вспять.