Căldura extremă poate accelera îmbătrânirea biologică la vârstnici

Încălzirea globală și creșterea intensității fenomenelor de caniculă reprezintă amenințări majore asupra sănătății publice, în special pentru adulții în vârstă cu funcții de termoreglare reduse. Studiile anterioare au demonstrat asocieri clare între valurile de căldură și riscuri de spitalizare, boli cardiovasculare și mortalitate, însă mecanismele biologice subiacente rămân incomplet înțelese. La nivel celular, modificările epigenetice (în special metilarea ADN) pot constitui un marker timpuriu al îmbătrânirii accelerate cauzate de factori de mediu, inclusiv căldura extremă. Tot mai multe dovezi indică faptul că expunerea la temperaturi ridicate poate induce schimbări persistente ale profilurilor de metilare, ducând la un proces de îmbătrânire biologică mai rapidă.
Temperatura ridicată și indicele de căldură (un parametru care combină temperatura aerului cu umiditatea) sunt asociate cu diverse boli, exacerbarea unor afecțiuni preexistente și chiar deces. În populația generală, a fost documentată o creștere a morbidității și a mortalității în timpul verilor caniculare, iar adulții în vârstă sunt în mod special vulnerabili. Cercetări mai noi se concentrează pe epigenetică, unul dintre mecanismele potențiale prin care stresul termic poate afecta sănătatea la nivel molecular. Două studii precedente, realizate pe populații din Germania și Taiwan, au evidențiat deja legătura dintre temperaturi crescute și accelerarea epigenetică a vârstei; totuși, aceste analize au fost limitate la eșantioane relativ omogene, nefiind clar dacă rezultatele sunt generalizabile la o populație mai diversă din punct de vedere geografic și demografic.

Despre studiul actual

Obiectiv

Autorii și-au propus să investigheze, în cadrul unei cohorte reprezentative la nivel național de adulți în vârstă din SUA, dacă și cum expunerea la căldură ambientă – pe intervale scurte (zile), medii (săptămâni-luni) și lungi (ani) – este asociată cu îmbătrânirea epigenetică măsurată prin mai multe tipuri de „ceasuri epigenetice”. Cercetarea își propune să pună în evidență:

• Dacă expunerea acută (de la ziua recoltării probei de sân până la 7, 30 sau 60 de zile anterior) influențează metilarea ADN;
• Dacă expunerea cronică (1 an și 6 ani anteriori) se corelează cu schimbări epigenetice pe termen lung;
• Dacă există diferențe de susceptibilitate în funcție de vârstă, gen, rasă/etnie, nivel de educație sau nivel socio-economic.

Populație și date

Studiul a folosit date din Health and Retirement Study (HRS), un eșantion reprezentativ la nivel național de adulți din SUA cu vârste de peste 50 de ani. Pentru participanți, s-au corelat informațiile despre:

• Metilarea ADN (analizată din probe de sân recoltate în 2016), determinându-se accelerarea epigenetică prin mai multe tipuri de ceasuri (e.g., PCPhenoAge, PCGrimAge și DunedinPACE).
• Indicatori de căldură ambientală, măsurați zilnic la nivel de tract de recensământ, corelați în funcție de adresa participantului (s-a ținut cont de relocări). Au fost definite mai multe nivele de căldură (atenție+, atenție extremă+, pericol+), pornind de la indicele de căldură (o combinare a temperaturii aerului și umidității).
• Covariate potențial relevante: caracteristici socio-demografice (vârstă, sex, rasă/etnie, educație, venit), comportamente (fumat, alcool, activitate fizică), factori de mediu suplimentari (poluanți atmosferici – PM2.5 și ozon), precum și indicele de vulnerabilitate socială și urbanicitatea zonei de rezidență.

Analiză statistică

S-au construit modele liniare multiple, separate, pentru fiecare fereastră temporală (de la ziua recoltării probei până la 6 ani anterior), și pentru fiecare tip de ceas epigenetic:

• S-au estimat asocieri între proporția zilelor cu indice de căldură peste pragurile NWS (National Weather Service) și accelerarea epigenetică (PCPhenoAge, PCGrimAge, DunedinPACE).
• Valorile rezultate au fost interpretate astfel încât o creștere de 10% a zilelor caniculare într-o fereastră dată să ofere o măsură a creșterii în ani a vârstei epigenetice, respectiv un procent de accelerare a ritmului de îmbătrânire (pentru DunedinPACE).

Rezultate

Expunerea la căldură ambientală

S-a observat că niciun participant nu a locuit în zone cu „pericol extrem” permanent, însă mulți trăiau în regiuni cu numeroase zile de „atenție+” (80°–90°F) și „atenție extremă+” (până la 103°F). De exemplu, media anuală a zilelor caniculare pentru un interval de 1 an anterior prelevării sângelui a fost de:

• ~126 de zile de „atenţie+”;
• ~54 de zile de „atenţie extremă+”;
• ~6 zile de „pericol+” (cel mai înalt nivel din eșantionul efectiv studiat).

Expunerile cumulative pe 6 ani diferă și mai mult între diverse zone geografice și grupuri socio-demografice (ex. persoanele cu venit mai mic și cele neafiliate unui stil de viață activ tind să locuiască în areale cu mai multe zile caniculare pe an).

Căldura ambientală și îmbătrânirea epigenetică

• Expunerea pe termen scurt (ziua recoltării, 7, 30, 60 de zile anterior):
  • Se asociază semnificativ cu accelerarea PCPhenoAge, ceea ce sugerează că perioadele scurte de stres termic pot declanșa modificări epigenetice rapide. De pildă, dacă 10% dintre zilele dintr-un interval de 7 zile au fost caniculare, PCPhenoAge a crescut cu ~0,115 ani.
  • În schimb, PCGrimAge și DunedinPACE nu au prezentat relații semnificative pentru expuneri foarte scurte, fiind mai degrabă reactive la intervale mai lungi.
• Expunerea cronică (1 an și 6 ani anterior):
  • Corelații puternice și statistic semnificative cu toate ceasurile epigenetice (PCPhenoAge, PCGrimAge și DunedinPACE). De exemplu, pentru 1 an de zile cu „atenție+” (comparat cu foarte puține zile caniculare), PCGrimAge a crescut cu 0,62 ani, iar DunedinPACE a arătat o creștere de 3% a ritmului de îmbătrânire.
  • Asocieri și mai mari pentru atenție extremă+ și 6 ani de monitorizare, subliniind că expunerea susținută la temperaturi ridicate poate amplifica progresiv îmbătrânirea biologică.

Diferențe între subgrupuri

Autorii au examinat vulnerabilități potențiale în funcție de vârstă, gen, rasă/etnie, educație și avere, însă nu au găsit dovezi clare de efecte modificatoare consistente pe criterii socio-demografice. Astfel, deși unii indivizi pot locui în zone mai fierbinți (ex. minorități etnice, persoane cu venituri mai mici), efectul căldurii asupra ceasurilor epigenetice pare relativ omogen între subgrupuri.

Concluzii

Studiul evidențiază că expunerea la căldură ambientală, atât pe termen scurt, cât și pe termen lung, este asociată cu o îmbătrânire epigenetică mai accelerată la adulții în vârstă din SUA. Principalele concluzii sunt:

• Termen scurt (zile – câteva săptămâni): PCPhenoAge se corelează cu episodul canicular (probabil reprezentând un răspuns epigenetic rapid la stres termic);
• Termen lung (1 an – 6 ani): toate cele trei ceasuri (PCPhenoAge, PCGrimAge și DunedinPACE) indică efecte cumulative semnificative, crescând riscul de deteriorare biologică prin expunere prelungită la căldură;
• Nu s-au identificat subgrupuri demografice la care căldura să aibă efecte semnificativ mai mari, deși populațiile vulnerabile (cu venit mic, studii reduse, minorități) tind să locuiască în zone cu mai multe zile caniculare.

Implicarea practică a acestei cercetări constă în recunoașterea impactului biologic profund al căldurii asupra bătrânilor, chiar înainte de apariția bolilor clinice evidente. Astfel, măsuri de politici publice și intervenții (monitorizarea persoanelor la risc, acces extins la aer condiționat, planuri de protecție în perioade caniculare) ar putea fi prioritare în reducerea îmbătrânirii accelerate și a poverii aferente bolilor cronice.

Limitări: Faptul că studiul nu dispune de date epigenetice repetate pentru a surprinde dinamica schimbărilor și că nu s-a putut măsura efectiv expunerea personală (ex. timp petrecut în spațiu exterior față de interior, utilizarea aerului condiționat) implică o interpretare prudentă. Totuși, mărimea eșantionului și acoperirea geografică națională fac ca rezultatele să fie relevante la scară largă.