Жара против молодых (а холод – против старых)

Согласно эпохальному отчету о влиянии климата на здоровье людей, опубликованному в Lancet Countdown-2024, смертность из-за жары, нехватка продовольствия и распространение инфекционных заболеваний, вызванных изменениями климата, достигли рекордных уровней и стали беспрецедентной угрозой для здоровья человечества1.

Согласно данным отчета, в 2023 году экстремальная засуха продолжалась минимум месяц на 48% площади Земли, а средние температуры повышались выше опасных пределов на 50 дней чаще, чем могли бы это сделать, если бы климат остался таким же, как был. Помимо проблемы нехватки продовольствия из-за урона, причиненного жарой сельскому хозяйству, это привело к тому, что смертность среди людей старше 65 лет по причине теплового стресса выросла на 167% по сравнению с 90-ми, а повышенная ночная температура сократила среднюю продолжительность во всех возрастных категориях сна на 6%. Также из-за роста температур отмечалось распространение в новых регионах таких инфекций, как малярия и лихорадки денге и Западного Нила.

Еще одно исследование, пытавшееся оценить влияние глобального потепления 1991–2018 годов на здоровье человека и использовавшее данные, собранные в 43 странах, обнаружило, что 37,0% смертей от воздействия жары напрямую связаны с антропогенным изменением климата и что рост смертности имеется на каждом континенте2.

Все эти исследования, равно как и собранная ранее информация, до сих пор позволяли медикам предполагать, что наибольшую опасность для лиц всех возрастов составляет именно жара, и старики, в силу более слабого организма, будут к ней наиболее чувствительны, но когда ученые США попытались определить самую уязвимую возрастную категорию среди лиц, умерших вследствие теплового стресса, практика вступила в конфликт с теорией3.

Мексика как сочетание двух губительных факторов глобального потепления

Исследование, результаты которого мы хотим представить в данной статье, проводилось в Мексике – стране, где сочетаются два взаимоусугубляющих фактора, с которыми связывают негативное воздействие жары на человека – собственно жара (повышение температуры) и влажность.
Это связано с тем, что при высокой влажности эффективность потоотделения снижается, а пот, как известно, – основной механизм, с помощью которого охлаждается человеческое тело.

Для измерения подобного стресса, вызываемого одновременно и температурой, и влажностью, используется так называемая температура влажного термометра – то есть температура, которую измеряют при помощи увлажненного корпуса термометра, подвергающегося воздействию потока воздуха. Для измерения этой температуры используется термометр, покрытый смоченной водой тканью.

Когда температура окружающего воздуха по влажному термометру превышает температуру кожи человека (около 35 C), люди больше не могут «сбрасывать» избыточное тепло в окружающую среду и, таким образом, физически неспособны выживать при воздействии этого фактора в течение длительного времени. Экспериментальные данные показывают, что тепловой стресс может стать некомпенсируемым уже даже при температуре влажного термометра 31 C или ниже4.

Ученые, рассматривающие различные сценарии глобального потепления, уделяют особенное внимание воздействию влажной жары. Так, считается, что увеличение этих двух факторов приведет к тому, что некоторые регионы станут непригодными для проживания без искусственного охлаждения в течение части года5.

При этом, несмотря на важность как тепла, так и влажности для терморегуляции человека, до сих пор большинство эмпирических исследований смертности, связанной с воздействием тепла, проводилось с использованием данных сухого термометра, то есть без учета влажности.

Вторым важным соображением, из-за которого ученые выбрали именно Мексику в качестве экспериментальной площадки, является тот факт, что это государство является одной из самых климатически разнообразных стран в мире, с четвертым по величине числом климатических зон. Мексика расположена в субтропических и тропических регионах, имеет большое разнообразие высот, находится между двумя океанами и испытывает значительные сезонные колебания климатических показателей. Низкая корреляция между температурой воздуха и влажностью, наблюдаемая во многих районах Мексики, позволяет в разные дни в одном и том же месте наблюдать различные показатели температуры и влажности, что облегчает изучение различных последствий этих двух экстремальных явлений. Кроме того, мексиканцы бедны и часто не могут позволить себе пользоваться кондиционерами, что помогает исключить влияние фактора внешнего охлаждения в дни с экстремальной жарой и влажностью. Метеорологическая служба Мексики тщательно фиксирует показатели температуры и влажности и дает к ним доступ.

Помимо дотошных записей метеорологических событий, Мексика отличается и тщательностью ведения медицинской документации. Так, данные статистики касаемо колебаний численности населения включают запись каждой смерти, произошедшей в стране с 1998 года и, что немаловажно, содержат информацию о возрасте на момент смерти, что позволило ученым оценить влияние и этого фактора.

Ход исследования

Для исследования группа американских ученых под руководством Эндрю Вилсона из Стэнфордского университета взяла данные смертности мексиканцев за период с 1998 по 2019 год, чтобы исключить возможное влияние COVID-19. Данные содержали информацию о времени и локации смерти – всего 13,4 миллиона смертей, а также о метеорологических особенностях дня, в который она произошла.

В дальнейшем эти данные были обработаны с помощью методов статистики, чтобы оценить влияние того или иного фактора или их сочетаний на смертность, после чего была построена компьютерная модель погоды до конца века, чтобы спрогнозировать изменения смертности в разных возрастных группах по мере потепления климата.

Результаты исследования

Уже на этапе выявления зависимостей между смертностью и климатическими изменениями окружающей среды ученые выявили важные закономерности. Так, например, они обнаружили, что если ребенок  младше 5 лет на протяжении одного дня подвергается воздействию жары и влажности, определяемой по влажному термометру как 27 C, риск его смертности увеличивается на 45% по сравнению с ребенком, проводящим этот день при показателях влажного термометра в 13 C.

Также выяснилось, что холод ответственен за подавляющее большинство смертей – от холода  в Мексике умерло в 14 раз больше людей, чем от жары. При этом связь температуры и смертности демонстрирует возрастную гетерогенность: старики преимущественно умирают из-за воздействия низких температур, а молодые – высоких.  

Так, в частности, среди людей моложе 35 лет жара вызывает в 2,6 раза больше смертей, чем холод, тогда как для людей в возрасте 35 лет и старше холод вызывает в 56 раз больше смертей, чем жара. 98% смертей, связанных с холодом, наблюдались среди людей в возрасте 35 лет и старше, причем 28% таких смертей фиксировались у лиц в возрасте от 50 до 70 лет, а 68%  – у людей в возрасте 70 лет и старше. В то же время, 75% смертей, связанных с жарой, наблюдались среди людей моложе 35 лет. Эти данные вступают в противоречие с традиционными медицинскими взглядами, которые предполагают, что и холод, и жара наиболее губительны для старшего поколения.

Это исследование не первое, которое указывает на уязвимость пожилых людей и стариков перед холодом. У такого феномена есть вполне конкретные физиологические, поведенческие и социальные причины. Во-первых, для пожилых людей характерны более низкие пороговые значения температуры, после которых возникает т.н. «холодовая дрожь», и значительно более низкие уровни бурой жировой ткани.

Холодовая дрожь – особый вид мышечных сокращений, при котором мышцы не совершают полезной работы и их сокращение направлено исключительно на выработку тепла. Холодовая дрожь представляет собой непроизвольную ритмическую активность поверхностно расположенных мышц, в результате чего значительно усиливаются обменные процессы организма, увеличивается потребление кислорода и углеводов мышечной тканью, что и влечет за собой повышение теплообразования. Подобная дрожь начинается часто с мышц шеи, лица, что объясняется необходимостью организма прежде всего повысить температуру крови, которая течет к головному мозгу. Считается, что теплопродукция при холодовой дрожи в 2–3 раза выше, чем при произвольной мышечной деятельности.

Во-вторых, множество пожилых людей имеет уже существующие заболевания или сопутствующие респираторные заболевания, которые могут быть  дополнительными факторами, способствующими смертности. В-третьих, пожилые люди часто живут одни, что затрудняет для них доступ к ресурсам общественного здравоохранения во время экстремальных погодных явлений. Также доказано, что одиночество связано с ухудшением здоровья сердечно-сосудистой системы. В-четвертых, старики часто страдают и от т.н. «энергетической бедности», когда большая часть их дохода уходит на коммунальные услуги, связанные с обогревом/охлаждением.

Факторами же негативного влияния жары на детей младше 5 лет являются: более высокое отношение площади поверхности тела к массе тела, что означает, что маленькие дети быстрее «набирают» тепло и более восприимчивы к перегреву; менее развитые системы терморегуляции (в частности, плохое потоотделение) и иммунная система (что делает детей более уязвимыми к инфекционным заболеваниям, связанным с климатом, например – диареям); меньшая свобода движений маленьких детей и неспособность их адекватно и вовремя выразить свой дискомфорт и указать на его причину, из-за чего родители часто поздно распознают и реагируют на тепловой стресс у ребенка.

Однако это совершенно не объясняет, почему на стариков жара оказывала меньшее влияние, чем на молодых, и почему к ней оказались чувствительны вполне вроде бы физически здоровые лица 35 лет+. Что интересно, найденная в исследовании возрастная зависимость  между воздействием высоких и низких температур на разные возрастные группы осталась прежней, даже когда ученые пересчитали воздействие температуры по сухому термометру. А также тот факт, что все фиксируемые ими температуры были ниже теоретически установленных ранее показателей влажной жары, после которых ее воздействие становится некомпенсированным.

Прогностическая модель глобального потепления, использованная в исследовании, показала, что изменение климата приведет к увеличению смертности, связанной с жарой, и уменьшению смертности, связанной с холодом, во всех возрастных группах. Согласно этой модели, смертность, обусловленная воздействием холода, по-прежнему фиксируется с максимумом у лиц в возрасте 35 лет и старше (при этом ее пик приходится на людей в возрасте 70 лет и старше), а смертность, обусловленная воздействием жары, продолжает фиксироваться преимущественно среди лиц моложе 35 лет. Однако одновременно с увеличением количества жарких дней (и, соответственно, с уменьшением числа холодных) максимум смертей, связанных с температурой, смещается от стариков в сторону молодых. Пожилые люди продолжают испытывать негативное воздействие холода, но так как количество таких дней падает, падает и смертность из-за этого фактора. Лица же в возрасте до 35 лет страдают от усиливающейся жары, и смертность от этого фактора наиболее выражена в возрастных группах до 5 лет и от 18 до 34 лет.

В своей модели ученые рассматривали сценария с различной степенью антропогенного воздействия на климат, однако оказалось, что возрастная структура смертности (молодых – от жары, стариков – от холода) сохраняется во всех них. Как бы сильно ни воздействовал человек на природу, изменение климата смещает риск смертности, связанной с температурой, от пожилых людей к молодым. Учитывая, что, согласно прогнозам, смертность, связанная с температурой, является крупнейшим источником ущерба от изменений климата, есть большая вероятность, что основной страдающей от воздействия этого фактора возрастной категорией станут молодые люди.

Почему молодые?

Ученые попытались найти объяснение тому, почему жара так губительно сказывалась на возрастной категории вполне здоровых молодых лиц в возрасте от 18 до 35.

Так, например, они предполагают, что у этой группы главную роль начинают играть поведенческие, социальные и экономические факторы. Молодые люди часто подвергаются воздействию жары на улице: во время занятий спортом, профессиональной деятельности. Это подтверждается статистическими данными о частоте смертей мужчин трудоспособного возраста, а также тем фактом, что в регионах с более высоким доходом смертность от климатических причин ниже.  

Этот вывод ученых особенно остро ставит проблему адекватных условий труда, поскольку именно мужчины трудоспособного возраста, задействованные в низкооплачиваемых профессиях типа сельского хозяйства, обеспечивают благополучное существование всех остальных категорий населения.

Примечания

• 1. Record levels of heat-related deaths in 2023 due to climate crisis, report finds
• 2. The burden of heat-related mortality attributable to recent human-induced climate change
• 3. Heat disproportionately kills young people: Evidence from wet-bulb temperature in Mexico
• 4. A physiological approach for assessing human survivability and liveability to heat in a changing climate
• 5. An adaptability limit to climate change due to heat stress