Titel: ICARUS – Psychophysiologische Profilierung von Personen mit niedriger und hoher Hitzeresilienz (ICARUS)

Die Erwärmung des Klimasystems schreitet voran und es gibt starke Hinweise auf schädliche Auswirkungen von Umwelt-Hitzestress auf den Menschen mit Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit und die Lebensqualität von Milliarden Menschen weltweit – wobei die schädlichsten Auswirkungen für Gesellschaften in den heißesten Teilen der Welt auftreten. Allerdings erreichten jüngste Hitzewellen in Kanada, den USA und Nordeuropa Temperaturen von über 40 °C. Dokumentierte Auswirkungen auf die Sterblichkeit zeigen, wie der Klimawandel und die damit verbundene geografische Ausbreitung von Hitzewellen auch in Regionen, die zuvor von hohen Temperaturen verschont blieben, gesundheitliche Folgen haben. Gleichzeitig ist das kutane Melanom bereits ein dokumentiertes und zunehmendes Problem der öffentlichen Gesundheit und zeichnet sich durch eine hohe Inzidenz bei hellhäutigen Bevölkerungsgruppen europäischer Abstammung aus, insbesondere in Mittel- und Nordeuropa. Die Inzidenz von 29,7 pro 100.000 Personenjahre in Dänemark ist die dritthöchste weltweit, verglichen mit dem weltweiten Durchschnitt von 3,4. Alarmierend ist, dass die Weltgesundheitsorganisation (WHO) prognostiziert, dass die Zahl der neuen Melanomfälle pro Jahr von 2020 bis 2040 um mehr als 50 % steigen wird.

Es ist überdeutlich, dass bestimmte Bevölkerungsgruppen anfälliger für die globale Erwärmung sind und dass bestimmte Personen innerhalb jeder Bevölkerungsgruppe hitzeempfindlicher sind als andere. Im Icarus-Projekt werden wir Wege finden, diese Menschen zu identifizieren und mithilfe prädiktiver Algorithmen im großen Maßstab zu schützen. Die Verwirklichung dieses Ziels könnte Leben retten, die Belastung der Gesundheitssysteme verringern und die globale Nachhaltigkeitsagenda unterstützen, einschließlich der von der UN definierten Nachhaltigkeitsziele wie der Armutsbekämpfung durch verbesserte Produktivität. Daher sind die Vorteile für die öffentliche Gesundheit, die Nachhaltigkeit und die Wirtschaft dieses ehrgeizigen Projekts klar, sollte es erfolgreich sein.

Das tödliche Ergebnis der Exposition gegenüber extremer Hitze und Sonnenlicht, wie in der Ikarus-Sage beschrieben und wissenschaftlich mit epidemiologischen Belegen für überhöhte Sterblichkeitsraten während Hitzewellen dokumentiert, ist jedoch nur die Spitze des Eisbergs in Bezug auf die öffentlichen Gesundheitsprobleme und gesellschaftlichen Auswirkungen, die durch die globale Erwärmung verursacht werden. Wir haben die berufliche Gesundheitsbelastung, Produktivitätsverluste und wirtschaftlichen Kosten dokumentiert, die mit erhöhter Umgebungshitze verbunden sind, und wir haben die Wechselwirkung zwischen Hitzestress und Exposition gegenüber Sonnenstrahlung beleuchtet. Letzteres mit erheblichen isolierten gesundheitlichen Auswirkungen von ultravioletter Strahlung (UV) auf die Haut. Unsere Pilotbeobachtungen aus kombinierten Hitze-Strahlungs-Expositionsstudien zeigen, dass einige Personen sowohl vor als auch nach der Akklimatisierung sehr tolerant sind und fast keine nachteiligen Auswirkungen auf die motorisch-kognitive Leistung zeigen; während andere (gesunde; angepasst an Fitness und Alter) drastische Veränderungen der klinischen Ergebnisse und erhebliche Rückgänge der körperlichen und geistigen Leistungsfähigkeit aufweisen. Es ist allgemein bekannt, dass Sonneneinstrahlung, insbesondere bestimmte UV-Wellenlängen, direkte schädliche Auswirkungen auf die Haut hat, aber es gibt eine große Wissenslücke bezüglich ihrer Wechselwirkung mit thermischen physiologischen Effekten. Außerdem gibt es keine Forschung zu Akklimatisierungseffekten und ein sehr begrenztes Verständnis der Wechselwirkung zwischen Auswirkungen auf die kognitive Funktion und psychologischen/verhaltensbezogenen Faktoren. Dies ist zentral für das Verständnis der individuellen Hitzempfindlichkeit und wie sie sich anschließend auf die öffentliche Gesundheit auswirkt – da diejenigen mit dem höchsten Risiko erkranken, ins Krankenhaus eingeliefert werden oder zur Sterblichkeitsstatistik beitragen. Darüber hinaus sind diese Wechselwirkungen grundlegend für die Entwicklung eines psychophysischen Rahmens und verbessern die Fähigkeit, kollektives Verhalten zu verstehen und anschließend zu beeinflussen, was für die Umsetzung von politischen Maßnahmen und Strategien zur Eindämmung des Klimawandels hochrelevant ist.

Unterschiede in der Hitzempfindlichkeit werden auch auf Bevölkerungsebene beobachtet, mit deutlich niedrigeren Temperaturschwellen für überhöhte Sterblichkeit in Nord- im Vergleich zu Südeuropäischen Ländern, aber es ist weitgehend unbekannt, ob dieser ausgeprägte Unterschied in der Hitzeresilienz auf ein überlegenes „physiologisches Abwehrsystem“ bei Südeuropäern zurückzuführen ist oder hauptsächlich auf unterschiedliche soziale Erfahrungen mit Hitze und somit unterschiedliches Verhalten, d.h. angemesseneres thermoregulatorisches Verhalten bei Südeuropäern, beruht. Ein höheres Risikoverhalten (z.B. unangemessene „Sonnenbadkultur“) ist ebenfalls ein hochrelevanter Faktor in Bezug auf Hautschäden (DNA-Mutation und Photokarzinogenese) und das damit verbundene Risiko, Hautkrebs zu entwickeln. Zum Beispiel beobachteten wir in einer kürzlichen Pilotstudie eine 10-fach höhere Ausscheidung von Cyclobutan-Thymin-Dimeren im Urin (als Marker für Haut-DNA-Schäden) bei dänischen Freiwilligen nach einem Winterurlaub in einer sonnigen Region, verglichen mit ihren Altersgenossen, die sich freiwillig weniger exponierten.

Ähnlich wie der mythische Ikarus, der zu nah an die Sonne flog, zeigen unsere jüngsten Pilotdaten, individuelle Daten aus Publikationen unseres Konsortiums, dass gefährdete Menschen, die sich kollektiv in Unterschieden auf Bevölkerungsebene niederschlagen, nicht in der Lage sind, die Gefahr, die mit der Exposition gegenüber Sonnenstrahlung verbunden ist, zu erkennen und zu begreifen. Wenn wir – anders als Ikarus' Vater – besser darin werden sollen, gefährdete Einzelpersonen zu schützen und die Menschheit insgesamt zu beraten, benötigen wir einen verbesserten und interdisziplinären Ansatz, um die Risiken, die durch zunehmende Exposition gegenüber Umgebungshitze entstehen, zu mildern und zu verstehen.

Das Icarus-Projekt wird einen psychophysischen Rahmen schaffen, um die Fähigkeit zur Minderung der mit der durch die globale Erwärmung verstärkten erhöhten Exposition verbundenen Bedrohungen zu verbessern: von der individuellen Anfälligkeit für Hitze- und Sonnenexposition bis hin zur öffentlichen Gesundheit und dem kollektiven Verhalten. Der entwickelte Rahmen soll es uns ermöglichen, Muster zu identifizieren und Algorithmen für die Früherkennung derjenigen zu entwickeln, die anfällig dafür sind, durch Hitze- und Sonnenexposition krank zu werden. Dies könnte direkt der öffentlichen Gesundheit zugutekommen und gleichzeitig die Lücke zwischen individuellem und kollektivem Verhalten schließen, was für politische Entscheidungsfindung und Klimaschutz relevant ist. Um das ehrgeizige Gesamtziel zu erreichen, haben wir ein Konsortium zusammengestellt, das von Experten für Thermophysiologie, Psychologie, Dermatologie, pharmakologische Prävention von Nebenwirkungen durch Sonneneinstrahlung sowie künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen geleitet wird – was uns ermöglicht, die interdisziplinären Studien und Teilaufgaben abzuschließen.