Cukrzyca typu 2, współistniejące choroby sercowo-naczyniowe i temperatura otoczenia (DiabColdHeat)

Znaczenie projektu w odniesieniu do aktualnej wiedzy Temperatura, zdrowie i zmiany klimatyczne. Zarówno wysokie, jak i niskie temperatury otoczenia powodują dyskomfort i degradację wydolności fizycznej. Te normalne reakcje fizjologiczne wywołane utratą lub zatrzymaniem ciepła ciała mogą pogorszyć przebieg chorób przewlekłych i prowadzić do większej liczby wizyt w placówce medycznej, hospitalizacji lub zgonów. Na całym świecie większość negatywnych skutków zdrowotnych jest spowodowana raczej zimnem niż ciepłem i występuje już w łagodnych, nieoptymalnych temperaturach.

Temperatury otoczenia odzwierciedlają podstawowe skutki zmian klimatu (CC), największego zagrożenia dla zdrowia XXI wieku. CC dotyczy przede wszystkim globalnego wzrostu temperatur, a zwłaszcza częstotliwości, intensywności i czasu trwania ekstremalnych upałów. W związku ze zmiennością pogody prognozowane są również większe opady atmosferyczne, zachmurzenie i wiatry. Północne klimaty, takie jak Finlandia, charakteryzują się ogromnymi rocznymi wahaniami temperatury (od ok. +30°C do -30°C) wraz z okresowym przedłużaniem się ekstremalnych temperatur (okresy upałów i mrozów). Globalne prognozy przewidują, że skutki zdrowotne zimna nadal przewyższają skutki ciepła w Finlandii, ale narażenie na ciepło staje się coraz ważniejsze, również ze względu na brak przystosowania mieszkańców północy do wysokich temperatur.

T2D i temperatura. Globalne występowanie cukrzycy wynosi 425 milionów ludzi, z czego 77% to osoby w wieku produkcyjnym i szacuje się, że do 2045 roku liczba ta wzrośnie do 629 milionów osób. Cukrzyca typu 2 (T2D) stanowi 90% pacjentów z cukrzycą. W Finlandii częstość występowania T2D znacznie wzrosła u mężczyzn w ciągu ostatnich 35 lat. Cukrzyca wszystkich typów może prowadzić do powikłań mikro- (siatkówkowych, nefro- i neuropatii) i makronaczyniowych (mózgowych, wieńcowych i obwodowych) powikłań, prowadząc do większej zachorowalności i przedwczesnych zgonów. Obciążenie ekonomiczne związane z bezpośrednimi i pośrednimi kosztami cukrzycy jest ogromne i stanowiło 1,8% PKB w 2015 roku.

Badania epidemiologiczne sugerują, że nieoptymalne temperatury otoczenia i cukrzyca są związane z wyższą chorobowością i śmiertelnością. Badanie obejmujące 4,5 miliona konsultacji lekarskich wykazało, że osoby z T2D częściej szukały pomocy medycznej zarówno w przypadku niskich, jak i wysokich temperatur. Co więcej, niskie i wysokie temperatury wiązały się z 12% i 30% wzrostem liczby hospitalizacji związanych z cukrzycą.

Ekspozycja na ciepło może wiązać się z mniejszą zdolnością do utraty dodatkowego ciepła ciała (większe obciążenie cieplne) do otoczenia i większym obciążeniem układu sercowo-naczyniowego.

Według naszej wiedzy istnieją tylko trzy kontrolowane badania, w których oceniano ekspozycję całego ciała na ciepło wśród osób z T2D. U osób zdrowych wysoka temperatura rozszerza powierzchowne naczynia krwionośne, umożliwiając oddawanie dodatkowego ciepła ciała do otoczenia. W konsekwencji przepływ krwi jest kierowany na powierzchnię ciała, zwiększając tętno i obciążenie pracą serca. U osób z T2D rozszerzenie naczyń krwionośnych może być opóźnione i prowadzić do zmniejszenia zdolności do utraty ciepła przez krążenie skórne. Ponadto zaburzona funkcja śródbłonka i usztywnienie naczyń krwionośnych może prowadzić do osłabionego obniżenia ciśnienia krwi. Czynniki takie jak zmniejszona zdolność pocenia się, a także neuropatie autonomiczne i obwodowe mogą dodatkowo upośledzać zdolność oddawania ciepła ciała do otoczenia. W rzeczywistości badanie z udziałem osób starszych z cukrzycą typu 2 wykryło zmniejszoną zdolność do utraty dodatkowego ciepła ciała podczas ćwiczeń, co skutkuje większym obciążeniem termicznym. Również regulacja serca i zdolność do zwiększania obciążenia pracą serca mogą być upośledzone w T2D pod wpływem ciepła. Wspierając to, starszy (ok. 60 lat) osoby z T2D wykazywały zmniejszoną zmienność rytmu serca i reakcję na ciepło. Wreszcie, hiperkoagulacja osób z T2D może być jeszcze bardziej zwiększona podczas ekspozycji na ciepło, ale nie ma badań na ten temat.

Ekspozycja na zimno może wiązać się z większym obciążeniem układu sercowo-naczyniowego i zmniejszoną zdolnością do wytwarzania lub zatrzymywania (zwiększona utrata ciepła) ciepła ciała w niskich temperaturach u osób z T2D.

Nie ma wcześniejszych kontrolowanych badań, które oceniałyby skutki narażenia całego ciała na zimno wśród osób z T2D. U osób zdrowych ekspozycja na niską temperaturę zwiększa aktywność układu współczulnego, który obkurcza powierzchowne naczynia krwionośne, prowadzi do podwyższonego ciśnienia krwi i obciążenia serca. Pogorszony wzrost ciśnienia krwi u osób z T2D może być spowodowany nadmierną aktywnością układu współczulnego, zaburzoną funkcją śródbłonka i sztywniejszymi tętnicami. Zmieniona regulacja nerwowa w T2D może upośledzać reakcję serca na większe obciążenie pracą serca i zapotrzebowanie na tlen w zimnie. Ekspozycja na zimno zwiększa również potencjał krzepnięcia krwi, co wraz z nadkrzepliwością związaną z T2D może sprzyjać powstawaniu zakrzepów i niepożądanych zdarzeń sercowych. Dysfunkcja mikrokrążenia związana z neuropatią autonomiczną może również upośledzać reaktywność naczyń podczas miejscowego chłodzenia i prawdopodobnie zwiększać podatność na niskie temperatury. Ekspozycja na zimno może być również związana ze zmniejszoną produkcją ciepła (termogeneza dreszczy lub zmniejszenie aktywności i masy brunatnej tkanki tłuszczowej).

Czynniki modyfikujące, które mogą mieć wpływ na podatność na wysoką lub niską temperaturę T2D Wysokie ciśnienie krwi jest zgłaszane u ponad dwóch trzecich pacjentów z T2D, a częstość występowania cukrzycy i nadciśnienia tętniczego (HTN) wzajemnie się przewiduje w czasie. Obie choroby mają wspólne nieprawidłowości metaboliczne, a insulinooporność jest cechą charakterystyczną zarówno stanu przedcukrzycowego, jak i stanu przednadciśnieniowego. Podobnie jak cukrzyca, również choroby układu krążenia są wrażliwe na temperaturę. Kontrola glikemii może być ważna w radzeniu sobie ze stresem termicznym, ale dostępnych dowodów jest niewiele. Ekspozycja na ciepło, zwłaszcza w połączeniu z ćwiczeniami fizycznymi, może wywołać hipoglikemię. Z drugiej strony krótki okres aklimatyzacji do wielokrotnej ekspozycji na łagodne zimno może poprawić wrażliwość na insulinę i stan glikemiczny. Leki stosowane zarówno w leczeniu samej T2D (metformina, gliptyny, gliflosyny), jak i HTN (beta-adrenolityki, leki moczopędne, blokery kanału wapniowego, inhibitory ACE) mogą znacząco wpływać na reakcje sercowo-naczyniowe i termiczne, ale ich związek z wynikami zdrowotnymi nie jest znany. Regularna aktywność fizyczna sama w sobie zmniejsza HbA1c, ale może również poprawiać zdolność odprowadzania ciepła, ale mechanizmy są niejasne.

Naszymi celami są: 1) Ocena, w jaki sposób zaawansowana T2D w połączeniu z nadciśnieniem wpływa na funkcje sercowo-naczyniowe i związane z nimi reakcje nerwowe i metaboliczne podczas biernej ekspozycji całego ciała na ciepło (aktywacja utraty ciepła poprzez zwiększone krążenie powierzchowne i pocenie się) i zimno (powodujące wzrost wytwarzanie ciepła i zmniejszenie krążenia powierzchownego) oraz w porównaniu z osobami zdrowymi. 2) Zbadaj, jak różne mikro- i makronaczyniowe powikłania cukrzycowe o różnym stopniu ciężkości wpływają na obserwowane funkcje sercowo-naczyniowe, nerwowe i metaboliczne pod wpływem zimna lub ciepła. 3) Ocenić, w jaki sposób T2D (rozpoznana lub wykryta podczas badania klinicznego) sama oraz w połączeniu z nadciśnieniem tętniczym (rozpoznanym lub zmierzonym podczas badania klinicznego) wpływa na zgłaszane objawy krążeniowo-oddechowe związane z zimnem lub ciepłem, aw konsekwencji, z długoterminowej perspektywy, na hospitalizacje i śmiertelność. Naszym celem jest również określenie wpływu potencjalnych uwarunkowań, takich jak stosowanie leków, aktywność fizyczna i inne czynniki demograficzne, społeczno-ekonomiczne i związane ze stylem życia.

Hipotezy badawcze: 1) Narażenie osób z T2D może prowadzić do wcześniejszego wysiłku cieplnego z powodu zmniejszonej zdolności do utraty (zmniejszone pocenie się i krążenie) ciepła ciała w wysokich temperaturach. 2) Ekspozycja na zimno może prowadzić do wcześniejszego przemarznięcia z powodu osłabionej zdolności do zatrzymywania (upośledzone krążenie) lub wytwarzania ciepła ciała (dreszcze) w niskich temperaturach. 3) Większa liczba komplikacji zwiększa podatność na te środowiska. 4) Na poziomie populacji osoby z T2D zgłaszają więcej objawów krążeniowo-oddechowych związanych z upałem i zimnem oraz doświadczają większej liczby hospitalizacji i zgonów. Efekty te są zależne od kontroli glikemii i ciśnienia krwi, stosowania leków i innych czynników związanych ze stylem życia. 5) Wizyty w placówkach służby zdrowia i śmiertelność poprzedzone są temperaturami wyższymi lub niższymi od średniej.