После длительного пребывания на жаре ощущаются усталость и раздражение.
Кроме того, продолжительные периоды жары оказывают более значительное влияние, чем просто повышают температуру — они ускоряют процессы старения. Совокупный тепловой стресс влияет на эпигенетику, меняя активацию и деактивацию генов в ответ на воздействие окружающей среды, передает incrussia.ru
Новое исследование, проведенное в Соединенных Штатах, рассматривает, как экстремальная жара влияет на здоровье человека. Полученные результаты вызывают опасения: у пожилых людей длительное пребывание в условиях высокой температуры может ускорить старение более чем на два года.
С учетом роста температуры на планете люди будут все чаще сталкиваться с экстремальной жарой, и это будет приводить к ускоренному старению. Эти результаты особенно актуальны для Австралии, где предсказывается, что тепловые волны станут более частыми и интенсивными в условиях глобального потепления.
Старение представляет собой естественный процесс, однако скорость его проявления у разных людей существенно варьируется. На протяжении жизни организм подвергается множеству стрессовых факторов и потрясений. Например, длительный недостаток сна приводит к более быстрому старению.
Экстремальные температуры вызывают не только дискомфорт, но и могут иметь серьезные последствия для здоровья. Постоянная жара создает дополнительную нагрузку на организм и снижает способность эффективно выполнять жизненно важные функции. Ухудшение состояния здоровья, вероятно, станет предшественником различных заболеваний и инвалидности в дальнейшем.
На генетическом уровне старение связано не столько с изменениями в самой ДНК, сколько с изменениями в том, как экспрессируются гены. Большинство генов остаются неизменными на протяжении жизни. Тем не менее клетки организма могут «включать» или «выключать» определенные гены в ответ на различные стрессовые факторы. В любой момент времени лишь часть генов активна в клетке, то есть они заняты производством белков.
Это явление называется эпигенетикой. Один из наиболее изученных механизмов в этой области — метилирование ДНК (DNAm). Метилирование представляет собой химическую реакцию, с помощью которой клетки могут блокировать активацию определенных участков ДНК, тем самым снижая выработку белков, выполняющих различные функции.
Изменения на клеточном уровне в ДНК могут приводить к увеличению или снижению выработки белков, что, в свою очередь, может оказывать влияние на физиологические функции и общее состояние здоровья. Эти изменения могут быть как положительными, так и отрицательными. Например, тепловой стресс способен изменять процессы активации и подавления генов, что может повлиять на скорость старения организма.
Клетки могут «запоминать» серьезные эпизоды теплового стресса, что ведет к долгосрочным изменениям в их паттернах ДНК. Данный эффект был продемонстрирован в лабораторных исследованиях на различных животных, таких как рыбы, куры, морские свинки и мыши.
На сегодняшний день большинство исследований воздействия тепла на эпигенетику сосредоточено на животных и растениях, и здесь результаты довольно очевидны — даже один случай экстремальной жары может оказывать длительное влияние на мышей. Однако существует только несколько исследований с участием людей, и они были достаточно ограниченны.
В исследовании, проведенном учеными из Университета Южной Калифорнии, приняли участие почти 3700 человек, средний возраст которых составил 68 лет. Воздействие жары ощущается особенно остро пожилыми людьми, поскольку с возрастом способность организма контролировать свою температуру снижается, и его устойчивость к внешним факторам и стрессам уменьшается. Известно также, что периоды сильной жары приводят к увеличению случаев заболеваний и смертности, особенно среди пожилого населения.
Основной задачей этого исследования было углубленное понимание того, что происходит с человеческим организмом на биологическом уровне при воздействии высокой температуры в краткосрочной, среднесрочной и долгосрочной перспективе. В рамках исследования ученые собрали образцы крови и проанализировали эпигенетические изменения в тысячах участков генома, которые были затем использованы для вычисления трех показателей биологического возраста: PcPhenoAge, PCGrimAge и DunedinPACE.
После этого исследователи проанализировали уровни жары, которым подвергались участники в своих географических регионах за предшествующие шесть лет с 2010 по 2016 год. Для оценки температурных условий они применили индекс жары, принятый в США, классифицируя дни по уровням: «осторожный» (температура до 32°C), «крайне осторожный» (32–39°C) и «опасный» (39–51°C). С использованием регрессионного моделирования ученые оценили, насколько быстрее происходит старение у людей по сравнению с нормальной скоростью старения.
Влияние жары оказалось заметным в трех различных биологических часах. Исследование длилось шесть лет, и данные показали, что длительное воздействие высокой температуры увеличивало биологический возраст участников на 2,48 года по одной методике, на 1,09 года по другой и всего на 0,05 года по третьей.
Таким образом, за этот период эффект оказался равносилен увеличению биологического возраста на 2,48 года, что вдвое превышало обычные показатели старения, где один календарный год соответствует одному биологическому. То есть вместо того, чтобы участники старели на 6 лет, жаркие условия привели к тому, что их тела могли состариться почти на 9 лет.
Следует отметить, что разные биологические часы могут давать разные результаты, и пока неясно, почему так происходит. Исследователи предполагают, что метод, который показал увеличение на 2,48 года, может учитывать больше процессов в организме, включая как краткосрочные, так и долгосрочные последствия жары, тогда как другие методы могут реагировать только на долгосрочное воздействие тепла. В целом, исследование проводилось на большой и разнообразной группе людей, а использование теплового индекса вместо температуры воздуха позволило более точно оценить эти выводы.
На сегодняшний день исследования, касающиеся влияния высокой температуры на эпигенетику человека, проведены в недостаточном количестве. В 2020 году был осуществлен систематический обзор существующих данных о воздействии окружающей среды на человеческую эпигенетику, в результате которого обнаружено всего семь исследований, большинство из которых сосредоточены на эффектах холода, а не жары.
Недавние научные работы раскрывают информацию о том, насколько жара может способствовать старению. Столкновение с будущим, в котором температура будет повышаться, приведет к изменениям в эпигенетике. Однако необходимо провести еще много исследований, чтобы выяснить, возможна ли адаптация к этим изменениям, особенно в разных регионах мира.
Международная группа исследователей разработала натуральную ткань, которую городские жители по всему миру могут носить для борьбы с повышением температуры, вызванным зданиями, асфальтом и бетоном. По мере усиления жары, охлаждающий текстиль, который можно встраивать в одежду, головные уборы, обувь и даже поверхности зданий, позволяет заглянуть в будущее, где кондиционеры, выбрасывающие парниковые газы, могут больше не понадобиться в наших городах.