Die vorgeburtliche Exposition gegenüber heißen und feuchten Bedingungen verschlechtert die Wachstumsergebnisse des Kindes

Die vorgeburtliche Exposition gegenüber heißen und feuchten Bedingungen verschlechtert die Wachstumsergebnisse des Kindes

Die Gefahren von Hitze und Feuchtigkeit sind so bekannt, dass es zu einem Klischee geworden ist, sie zu erwähnen. Doch die Auswirkungen können weitreichender sein, als selbst Wissenschaftler und Ärzte vermutet haben.

In einem Artikel veröffentlicht in Wissenschaftliche FortschritteForscher der UC Santa Barbara untersuchten die Auswirkungen der vorgeburtlichen Exposition gegenüber extrem heißen, feuchten Bedingungen auf die Gesundheit von Kindern in Südasien. Sie fanden heraus, dass Luftfeuchtigkeit die Auswirkungen von Hitzeeinwirkung verschlimmert, unter anderem weil sie schwangere Frauen daran hindert, sich abzukühlen. Die Berücksichtigung der Luftfeuchtigkeit vervierfachte die Auswirkungen extremer Hitze auf die Gesundheit von Kindern.

„Der Kontakt mit heißen, feuchten Bedingungen in der Gebärmutter ist gefährlich für die Gesundheit von Kindern und gefährlicher als nur heiße Temperaturen allein“, sagte Hauptautorin Katie McMahon, Doktorandin bei Professorin Kathy Baylis in der Geographieabteilung.

Indem sie sich nur auf die Auswirkungen der Temperatur konzentrieren, unterschätzen viele Forscher, Ärzte und Beamte des öffentlichen Gesundheitswesens möglicherweise die tatsächlichen Auswirkungen extremer Wetterbedingungen. Dies ist besonders besorgniserregend, da diese Bedingungen aufgrund des Klimawandels voraussichtlich häufiger und extremer werden. Darüber hinaus gehören heiße, feuchte Gebiete entlang von Flüssen und Küsten zu den am dichtesten besiedelten Regionen der Erde. Auch an vielen dieser Standorte wächst die Bevölkerung rasant.

Glücklicherweise kann das Verständnis dieses Phänomens bei Interventionen hilfreich sein. Selbst einfache Maßnahmen könnten erhebliche Vorteile haben, behaupten die Autoren.

Wie wir messen, ist wichtig

Die vorhergesagte Luftfeuchtigkeit macht die Hitze nicht nur noch schlimmer; Die „gefühlte“ Temperatur hat eine tatsächliche Grundlage in unserer Biologie. Der Mensch kühlt durch Schwitzen. Allerdings verlangsamt sich die Verdunstung, wenn die Luft feucht ist. „Und wenn keine Verdunstung stattfinden kann, kann auch keine Abkühlung stattfinden“, sagte McMahon. „All diese Hitze staut sich in unserem Körper und verursacht Hitzestress.“ Und das kann bei viel niedrigeren Temperaturen und feuchten Bedingungen passieren.

Aus diesem Grund wurde in den 1950er Jahren die Feuchtkugeltemperatur (WBGT) erfunden. Im Gegensatz zu einer einfachen Temperaturmessung berücksichtigt diese Metrik vier Faktoren, die Hitzestress beeinflussen: Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Strahlungswärmequellen und Luftstrom. Genau das haben McMahon und ihre Co-Autoren in ihrer Untersuchung herausgefunden.

Was die gesundheitlichen Auswirkungen angeht, untersuchten die Autoren die Größe im Verhältnis zum Alter: ein Verhältnis der Körpergröße eines Kindes zum Durchschnitt seines Alters. Dieses Verhältnis ist ein häufig verwendeter Indikator für den chronischen Gesundheitszustand von Kindern unter fünf Jahren.

Die Forscher sammelten Daten zur Kindergesundheit aus den Demographic and Health Surveys (DHS), einer groß angelegten und umfassenden Haushaltsumfrage zur öffentlichen Gesundheit und Demografie. Ihre täglichen Wetterdaten wurden vom Climate Hazards Center der UCSB erstellt.

Ein Großteil der Arbeit umfasste die Verknüpfung demografischer Daten und Umfragen mit Hitze- und Feuchtigkeitsdaten, um die pränatale Hitzeexposition zu ermitteln. Anschließend ließen die Autoren die Daten durch ihre statistischen Modelle mit sorgfältig ausgewählten Temperatur-, Feuchtigkeits- und Wachstumsschwellenwerten laufen.

Diese Schwellenwerte lagen bei 35° Celsius (95° Fahrenheit) für die Temperatur und 29° C (84° F) für den WBGT. „Wir brauchten Vergleichbarkeit unserer Heiß- und Heiß-Feucht-Schwellenwerte“, sagte McMahon, „und dieser Ansatz führte uns zu zwei Schwellenwerten, die in Südasien nahezu gleich häufig auftreten.“

Die Forscher fanden heraus, dass die Exposition gegenüber extremer Hitze schädlich war, die Luftfeuchtigkeit die Ergebnisse jedoch noch verschlimmerte. Ein Blick auf die Exposition während des dritten Trimesters ergab beispielsweise, dass Hitze und Feuchtigkeit etwa viermal schlimmer waren als Hitze allein, erklärte Baylis. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein Kind, das im Jahr vor der Geburt einen Anstieg von Hitze und Luftfeuchtigkeit um eine Standardabweichung erlebte, für sein Alter um 13 % kleiner wäre als erwartet. Im Gegensatz dazu führte ein Anstieg der extremen Hitzeexposition um eine Standardabweichung zu einer altersbedingten Verringerung der Körpergröße um 1 %.

Der Schwangerschaftsfaktor

Schwangere Frauen sind aus mehreren Gründen besonders anfällig für Hitzestress. Das zusätzliche Gewicht führt dazu, dass sie mehr Wärme produzieren, und hormonelle Veränderungen machen sie auch anfälliger für Überhitzung. In Kombination mit den Auswirkungen hoher Luftfeuchtigkeit kann dies für eine Frau und ihr zukünftiges Kind zu echten Problemen führen.

Die schlimmsten Zeiten waren sehr früh und sehr spät in der Schwangerschaft, stellte das Team fest. „Zu Beginn der Schwangerschaft ist der Fötus sehr gefährdet“, erklärte McMahon, „während die Mutter am Ende der Schwangerschaft noch gefährdeter ist.“ Beispielsweise kann Hitzestress spät in der Schwangerschaft vorzeitige Wehen auslösen, was dazu führt, dass die Säuglinge noch nicht vollständig entwickelt sind. Dieser Rückschlag kann sich dann bis in die Kindheit fortsetzen und zu Entwicklungsproblemen und schlechter Gesundheit führen, die nie vollständig überwunden werden.

Ein besonders riskanter Zeitpunkt für Hitzeexposition war hingegen der Beginn der Schwangerschaft, möglicherweise sogar kurz vor der Empfängnis. Eine Frau selbst weiß möglicherweise nicht, dass sie sich in dieser kritischen Zeit für ihr zukünftiges Kind befindet oder dass sie überhaupt schwanger ist.

Kulturübergreifend werden Frauen spät in der Schwangerschaft oft mit besonderer Sorgfalt behandelt, „aber ich vermute, dass fast niemand diese Risiken im ersten Trimester erkannt hat – mich eingeschlossen vor dieser Studie“, sagte Co-Autor Chris Funk, Direktor des Climate Hazards Center.

Robuste Ergebnisse

Die Autoren erkennen an, dass das Papier mehrere Einschränkungen aufweist. Sie konnten beispielsweise nicht auf genaue Geburtsdaten und Schwangerschaftsdauern zugreifen und können daher die Auswirkungen von Frühgeburten nicht vollständig erklären. Wenn ein Baby beispielsweise einen Monat zu früh geboren würde, wäre es an seinem ersten Geburtstag tatsächlich etwa 0,9 Jahre alt. Die Forscher sagten, dass sie sich bessere, detailliertere Gesundheitsdaten aus mehr Regionen wünschen würden.

Dennoch sagt das Team auch, dass die Ergebnisse der Studie stark genug sind, um kausale Behauptungen aufzustellen. Sie überprüften ihre Ergebnisse anhand verschiedener alternativer Schwellenwerte und berücksichtigten andere Faktoren, die ihre Ergebnisse möglicherweise beeinflusst haben. „Wir zeigen Versionen der Ergebnisse, die fünf verschiedene Sätze alternativer Schwellenwerte verwenden“, sagte McMahon. „Unabhängig von der Schwelle blieb unsere Hauptschlussfolgerung dieselbe.“

Sie untersuchten sogar die Auswirkungen der vorgeburtlichen WBGT auf Geburtenraten und Kindersterblichkeit.

Es sieht nicht so aus, als ob früher Tod oder gescheiterte Schwangerschaften die Ergebnisse unserer Studie ernsthaft beeinträchtigen würden.“

Chris Funk, Direktor des Climate Hazards Center

Weitreichende Konsequenzen

Die Ergebnisse haben eine Reihe von Implikationen. Bei der Risikobewertung ausschließlich auf der Grundlage der Temperatur werden feuchte Küsten und Flusstäler nicht berücksichtigt. „Das sind buchstäblich die Wiegen der Zivilisation“, sagte Funk. „Und damit sind sie die am dichtesten besiedelten Orte auf dem Planeten.“ Wissenschaftler haben geschätzt, dass im Jahr 2018 etwa 38 % der Weltbevölkerung in einem Umkreis von 100 Kilometern um die Küste lebten, und ein noch höherer Prozentsatz lebte in unmittelbarer Nähe eines Flusses oder Sees.

Südasien – eine Region mit über 1,7 Milliarden Menschen – könnte in den kommenden Jahren besonders hart getroffen werden. Wenn sie den Bedingungen ausgesetzt wären, die bis 2050 in einem Szenario mit hohen Emissionen zu erwarten sind, hätten allein in der Untersuchungsregion rund 3,5 Millionen Kinder Wachstumsverzögerungen erlebt. „Selbst wenn es den Gesellschaften gelingt, die Erwärmung auf 2°C über dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen, wird Südasien voraussichtlich jedes Jahr unter tödlichen Hitzeereignissen leiden“, schreiben die Autoren.

Darüber hinaus konzentrieren sich viele Untersuchungen zu den Auswirkungen extremer Wetterbedingungen eher auf Todesfälle als auf gesundheitliche Auswirkungen. „Aber extremes Wetter schadet viel mehr Menschen als es tötet“, sagte McMahon. Wenn man sich nur auf die Sterblichkeit konzentriert, wird ein großer Teil der Auswirkungen dieser Erkrankungen auf das Leben der Menschen außer Acht gelassen. „Dies beeinflusst unsere Berechnung der Kosten des Klimawandels für die menschliche Gesundheit und die Gesellschaft insgesamt.“

Schlechte Gesundheit hat auch große wirtschaftliche Auswirkungen, die über mehrere Generationen hinweg auftreten können und einen Kreislauf aus weiterer Armut und schlechter Gesundheit schaffen, erklärte Funk. „Das Bild, das diese Forschung zeichnet, ist düster, aber sie könnte zu vielen potenziell positiven Interventionen führen.“

Es ist wichtig zu beachten, dass viele Teufelskreise umgekehrt verlaufen, was bedeutet, dass kleine Eingriffe dramatische, weitreichende Auswirkungen haben können. Relativ einfache Aufklärungs- und Messaging-Kampagnen könnten zu einer deutlichen Steigerung der Widerstandsfähigkeit und des Anpassungsverhaltens führen, sagten die Forscher.

Funk und seine Kollegen vom Climate Hazards Centre arbeiten an Extremhitzevorhersagen und Frühwarnsystemen, beispielsweise an einem Projekt mit der kenianischen Meteorologiebehörde, um die Vorhersagen für das Kakuma-Flüchtlingslager im Norden Kenias zu verbessern. Durch die Verfolgung des WBGT kann die Organisation, die das Flüchtlingslager betreibt, Anpassungsmaßnahmen ergreifen, wenn eine Hitzewelle unmittelbar bevorsteht.

Das Zentrum untersucht auch die Bedingungen, die diese Hitzewellen auslösen, um ihren Zusammenhang mit regionalen Wettersystemen zu verstehen. Das Team arbeitet mit dem AI for Good Lab von Microsoft zusammen, um maschinelles Lernen für die Wettermodellierung zur Vorhersage der Bedingungen in Flüchtlingslagern zu nutzen.

Baylis‘ Gruppe untersucht, wie sich Gefahren gegenseitig verstärken, beispielsweise die Auswirkungen von Hitze und Luftverschmutzung. McMahon wird einige Nuancen der Hitzeexposition untersuchen, beispielsweise welche Mütter, Babys und Kinder dieser Gefahr am stärksten ausgesetzt sind und wie sich diese Unterschiede in Zukunft entwickeln könnten.

McMahon plant außerdem, die Auswirkungen von Hitze und Feuchtigkeit auf gefährdete Bevölkerungsgruppen, darunter Landarbeiter in Kalifornien, weiter zu untersuchen. Sie wird mit einer Gruppe von Gesundheitskliniken im Salinas Valley zusammenarbeiten, um zu verstehen, wie extrem sich diese Bedingungen auf die Häufigkeit hitzebedingter Arztbesuche in landwirtschaftlich genutzten Gemeinden auswirken. Hitzestress bei Landarbeitern sei in den Medien und in einer Reihe qualitativer Studien gut dokumentiert, sagte sie, aber diese Arbeit werde dazu beitragen, dieses schwerwiegende Gesundheitsproblem in einer der wichtigsten Agrarregionen Kaliforniens zu quantifizieren.

Quellen: