Diabetes typu 2, kardiovaskulární komorbidita a teplota prostředí (DiabColdHeat)

Význam projektu ve vztahu k současným znalostem Teplota, zdraví a změna klimatu. Vysoké i nízké teploty a okolní teploty způsobují nepohodlí a zhoršují fyzickou výkonnost. Tyto normální fyziologické reakce vyvolané ztrátou nebo zachováním tělesného tepla mohou zhoršit průběh chronických onemocnění a vést k vyššímu počtu návštěv zdravotníků, hospitalizacím nebo úmrtím. Globálně je většina nepříznivých zdravotních účinků způsobena spíše chladem než teplem a vyskytuje se již při mírných neoptimálních teplotách.

Teploty prostředí odrážejí primární účinky změny klimatu (CC), největší zdravotní hrozbu 21. století. CC zahrnuje především globální nárůst teplot, a to zejména ve frekvenci, intenzitě a trvání teplotních extrémů. V souvislosti s proměnlivostí počasí se předpovídají i vyšší srážky, oblačnost a vítr. Severní podnebí, jako je Finsko, podléhá obrovským ročním změnám teploty (od ca. +30°C až -30°C) spolu s periodickým prodlužováním teplotních extrémů (teplota a zima). Globální projekce předpovídají, že zdravotní účinky chladu ve Finsku nadále převyšují účinky horka, ale vystavení teplu se stává stále důležitější, také kvůli nedostatečné adaptaci obyvatel severu na vysoké teploty.

T2D a teplota. Celosvětový výskyt diabetu je 425 milionů lidí, z nichž 77 % je v produktivním věku a odhaduje se, že do roku 2045 vzroste na 629 milionů lidí. Diabetes 2. typu (T2D) tvoří 90 % diabetiků. Ve Finsku se výskyt T2D u mužů za posledních 35 let výrazně zvýšil. Diabetes všech typů může vést k mikro- (retino-, nefro- a neuropatie) a makrovaskulárním (cerebrální, koronární a periferní arteriální onemocnění) komplikacím a vést k vyšší morbiditě a předčasným úmrtím. Ekonomická zátěž přímých a nepřímých nákladů na diabetes je obrovská a v roce 2015 představovala 1,8 % HDP.

Epidemiologické studie naznačují, že neoptimální teploty prostředí a diabetes jsou spojeny s vyšší morbiditou a mortalitou. Studie 4,5 milionu konzultací u praktického lékaře ukázala, že osoby s T2D vyhledávaly lékařskou pomoc častěji s nízkými i vysokými teplotami. Kromě toho byly nízké a horké teploty spojeny s 12% a 30% nárůstem hospitalizací souvisejících s cukrovkou.

Vystavení teplu může zahrnovat menší schopnost ztrácet dodatečné tělesné teplo (vyšší tepelná zátěž) do prostředí a vyšší kardiovaskulární zátěž.

Pokud je nám známo, existují pouze tři kontrolované studie, které hodnotily vystavení celého těla teplu u osob s T2D. U zdravých osob vysoké teploty rozšiřují povrchové krevní cévy, což umožňuje přenos dodatečného tělesného tepla do okolí. V důsledku toho je průtok krve směrován na povrch těla, čímž se zvyšuje srdeční frekvence a srdeční zátěž. U osob s T2D může být dilatace krevních cév zpožděna a vést ke snížení kapacity ztrácet teplo kožním oběhem. Kromě toho může narušená funkce endotelu a ztuhnutí cév vést k oslabenému snížení krevního tlaku. Faktory, jako je snížená schopnost pocení, stejně jako autonomní a periferní neuropatie mohou dále zhoršit schopnost ztrácet tělesné teplo do okolního prostředí. Ve skutečnosti studie zahrnující starší dospělé s T2D odhalila sníženou schopnost ztrácet dodatečné tělesné teplo během cvičení, což má za následek větší tepelné napětí. Také srdeční regulace a schopnost zvýšit srdeční zátěž mohou být v T2D při vystavení teplu narušeny. Podporují to starší (ca. 60 let) osoby s T2D vykazovaly sníženou variabilitu srdeční frekvence a reakci na teplo. A konečně, hyperkoagulace osob s T2D by mohla být dále zvýšena během vystavení teplu, ale neexistují žádné studie na toto téma.

Expozice chladu může zahrnovat vyšší kardiovaskulární zátěž a sníženou schopnost produkovat nebo uchovávat (zvýšená tepelná ztráta) tělesné teplo v chladném počasí u osob s T2D.

Neexistují žádné předchozí kontrolované studie, které by posuzovaly účinky vystavení celému tělu chladu u osob s T2D. U zdravých osob expozice nízké teplotě zvyšuje aktivitu sympatiku, která stahuje povrchové cévy, má za následek zvýšený krevní tlak a srdeční zátěž. Zhoršené zvýšení krevního tlaku u osob s T2D může být způsobeno nadměrnou aktivitou sympatiku, narušenou endoteliální funkcí a tužšími tepnami. Změněná nervová regulace u T2D může zhoršit srdeční odezvu na vyšší srdeční zátěž a potřebu kyslíku v chladu. Expozice chladu také zvyšuje potenciál koagulace krve, což by spolu s hyperkoagulabilitou související s T2D mohlo podporovat tvorbu trombóz a nežádoucích srdečních příhod. Mikrovaskulární dysfunkce spojená s autonomní neuropatií může také zhoršit vaskulární odezvu během lokálního chlazení a případně zvýšit náchylnost k nízkým teplotám. Expozice chladu může také souviset se sníženou produkcí tepla (třesavá termogeneze nebo snížení aktivity a hmoty hnědé tukové tkáně).

Modifikující faktory, které mohou ovlivnit zranitelnost vůči vysoké nebo nízké teplotě T2D Vysoký krevní tlak je hlášen u více než dvou třetin pacientů s T2D a výskyt diabetu a hypertenze (HTN) se v průběhu času vzájemně předpovídá. Obě onemocnění sdílejí společné metabolické abnormality a inzulinová rezistence je charakteristická pro prediabetes i prehypertenzi. Stejně jako cukrovka jsou i kardiovaskulární onemocnění citlivé na teplotu. Kontrola glykémie může být důležitá pro zvládnutí tepelného stresu, ale dostupných důkazů je málo. Vystavení teplu, zvláště v kombinaci s cvičením, může vyvolat hypoglykémii. Na druhou stranu může krátká aklimatizační doba na opakované vystavení mírnému chladu zlepšit citlivost na inzulín a glykemický stav. Léky spojené s léčbou samotného T2D (metformin, gliptiny, gliflotsiny) nebo HTN (beta-blokátory, diuretika, blokátory kalciových kanálů, ACE-inhibitory) by mohly významně ovlivnit kardiovaskulární a tepelné odpovědi, ale jejich souvislost se zdravotními výsledky není známý. Pravidelná fyzická aktivita sama o sobě snižuje HbA1c, ale může také zlepšit kapacitu rozptylu tepla, ale mechanismy jsou nejasné.

Naše cíle jsou: 1) Posoudit, jak pokročilý T2D v kombinaci s hypertenzí ovlivňuje kardiovaskulární funkce a související nervové a metabolické reakce během pasivního vystavení celého těla teplu (aktivace tepelných ztrát vyšší povrchovou cirkulací a pocením) a chladu (způsobující zvýšení produkce tepla a snížení povrchové cirkulace) a ve srovnání se zdravými osobami. 2) Zjistěte, jak různé diabetické mikro- a makrovaskulární komplikace s různým stupněm závažnosti ovlivňují pozorované kardiovaskulární, nervové a metabolické funkce při vystavení chladu nebo horku. 3) Posuďte, jak T2D (diagnostikovaná nebo zjištěná během klinického vyšetření) samotná a v kombinaci s hypertenzí (diagnostikovaná nebo měřená během klinického vyšetření) ovlivňuje hlášené kardiorespirační symptomy související s chladem nebo teplem a následně z dlouhodobého hlediska hospitalizace a mortalitu. Naším cílem je také identifikovat vliv potenciálních determinant, jako je užívání léků, fyzická aktivita a další demografické, socioekonomické faktory a faktory životního stylu.

Výzkumné hypotézy: 1) Expozice osob s T2D může vést k dřívější tepelné zátěži v důsledku snížené schopnosti ztrácet (snížené pocení a oběh) tělesné teplo při vysokých teplotách. 2) Vystavení chladu může vést k dřívějšímu nachlazení v důsledku oslabené schopnosti konzervace (zhoršená cirkulace) nebo tvorby tělesného tepla (třesavka) při nízkých teplotách. 3) Více komplikací zvyšuje zranitelnost vůči těmto prostředím. 4) Na úrovni populace hlásí lidé s T2D více kardiorespiračních symptomů souvisejících s horkem a chladem a zažívají více hospitalizací a úmrtí. Tyto účinky jsou závislé na kontrole glykémie a krevního tlaku, užívání léků a dalších faktorech životního stylu. 5) Návštěvám zdravotní péče a úmrtnosti předcházejí teploty, které jsou vyšší nebo nižší než průměr.