Hitze und Gesundheit

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Zusammenfassung

Klima ist die Zusammenfassung meteorologischer Phänomene. Der Hauptantrieb des Klimasystems der Erde ist die einfallende Sonneneinstrahlung. Perioden mit ungewöhnlich hohen Temperaturen und fehlender nächtlicher Abkühlung werden als Hitzewellen bezeichnet. Es stehen verschiedene Parameter zu Beschreibung der Exposition gegenüber Außentemperaturen zur Verfügung. Eine allgemeingültige Definition für den Begriff Hitzewelle liegt bisher nicht vor.
Epidemiologische Evidenz zum Zusammenhang zwischen Außentemperaturen und Gesundheit basieren auf Beobachtungsstudien, vor allem Zeitreihenanalysen. Zusätzlich wurden in den letzten Jahren neue Methoden wie der Fall-Crossover-Ansatz oder die konditionale Poisson-Regression entwickelt.
Beobachtete gesundheitliche Auswirkungen von Hitze umfassen unter anderem Herz-Kreislauf-Erkrankungen, respiratorische Erkrankungen, zerebrovaskuläre Erkrankungen, Urogenitalerkrankungen, Diabetes sowie psychische Erkrankungen oder Störungen. Die gefundenen Zusammenhänge sind dabei meist „U“- oder „J“-förmig.
Hitze trägt zudem zur beschleunigten biologischen Alterung bei, ein Prozess, der mit Hilfe von sogenannten epigenetisch Uhren („epigenetic clocks“) gemessen werden kann.
Es gibt Personen, die besonders suszeptibel bzw. vulnerabel sind. Zu den Faktoren, die eine besondere Suszeptibilität bzw. Vulnerabilität bedingen, gehören beispielsweise Alter und Vorerkrankungen, aber auch sozio-ökonomische Faktoren oder eine besonders intensive Hitzeexposition.
Hinsichtlich einer Anpassung an Hitze ist die Studienlage bisher nicht eindeutig. Ältere Menschen sind objektivem Hitzestress weniger ausgesetzt, empfinden ihn aber häufig stärker. Migranten und Menschen mit niedrigerem sozioökonomischem Status leben überdurchschnittlich oft in Gebieten, die einer stärkeren Hitzebelastung ausgesetzt sind.
Da Menschen verschiedenen Umweltfaktoren zumeist in Kombination exponiert sind, wurde der Begriff des „Exposoms“ geprägt. Es bezieht sich auf die Gesamtheit aller Umwelteinflüsse, denen ein Individuum während seines Lebens unterliegt.
Potenzielle pathophysiologische Mechanismen, die einen Zusammenhang zwischen Hitze und Herz-Kreislauf-Erkrankungen erklären können, umfassen (i) eine verstärkte Aktivierung des sympathikoadrenergen Systems und der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse, (ii) eine erhöhte kardiale Belastung mit konsekutivem Missverhältnis von kardialem Sauerstoffangebot und Sauerstoffverbrauch sowie (iii) inflammatorische und thrombotische Reize. Zudem kann Hitze die Wirkung von Medikamenten verändern.
Hierzu werden zwei Mechanismen vorgeschlagen: Hitze kann (i) die Wirk(eintritts)dauer von Medikamenten verändern und/oder (ii) mit den körpereigenen physiologischen Adaptationsmechanismen infolge Hitzeexposition interferieren.
Bleiben die globalen Emissionen ungebremst, könnte der durchschnittliche globale Temperaturanstieg bis zum Ende des Jahrhunderts 4 °C überschreiten und die bereits vom Menschen verursachten Erwärmungseffekte könnten Jahrhunderte bis Jahrtausende andauern. Dies wird zu langfristigen Veränderungen im Klimasystem führen, einschließlich eines weiteren Anstiegs des Meeresspiegels und des Verlusts an Biodiversität mit damit verbundenen schwerwiegenden Auswirkungen auf den Menschen.
Um die erwarteten gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Veränderungen in den kommenden Jahrzehnten abzuschätzen, werden Szenarien entwickelt, die Veränderungen in der Landnutzung und in den atmosphärischen Treibhausgaskonzentrationen abbilden. Klimaprojektionen geben für solche Annahmen Aufschluss über den möglichen zukünftigen Zustand des Klimasystems.
Für Deutschland liegen ausreichend Daten vor, aus denen sich durchschnittliche Temperatur- und Niederschlagsverhältnisse bis zum Ende des 19. Jahrhunderts zurückverfolgen lassen. Die Jahresdurchschnittstemperatur Deutschlands ist seit 1881 statistisch um 1,6 °C gestiegen. Darüber hinaus hat sich im Durchschnitt die Zahl der „heißen Tage“ seit den 1950er-Jahren von rund 3 Tagen pro Jahr auf heute durchschnittlich 9 Tage pro Jahr verdreifacht.
Deutschland hat ein Hitzewarnsystem, das sich insbesondere an Alten- und Pflegeheime, aber auch an die Allgemeinbevölkerung richtet. Der Mensch kann dem Klimawandel mithilfe von Mitigation, Adaptation und Akklimatisation entgegenwirken. Klimaschutz liegt in der Verantwortung aller. Insbesondere die Reduktion klimabedingter Treibhausgase wie Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) durch technologische Maßnahmen sowie Verhaltensänderung spielt eine Rolle. Hierbei spielt die Wissenschaftskommunikation zum Klimawandel eine entscheidende Rolle, um die drängenden wissenschaftlichen Erkenntnisse über den Klimawandel verständlich und zugänglich zu machen. Verhaltensprävention zielt darauf ab, das Verhalten
von Einzelpersonen zu ändern, während sich Verhältnisprävention auf die Gestaltung der Umwelt und Lebensbedingungen konzentriert.
Klimaanpassung umfasst Begrünung und Beschattung, Be- und Entwässerungsmaßnahmen sowie die Installation von Überwachungs- und Warnsystemen. Die Anpassungen müssen global wie auch lokal erfolgen und sind erforderlich, um die Auswirkungen auf natürliche Ökosysteme, die Infrastruktur und die menschliche Gesundheit zu begrenzen.
Schlagwörter: Klima, Hitze, Hitzewelle, Gesundheit, Epidemiologie, suszeptibel, vulnerabel, Exposom, Klimaprojektion, Klimaschutz, Klimaanpassung, Hitzeaktionspläne

Abstract

Climate is the summary of meteorological phenomena. The main driver of the Earth’s climate system is the incoming solar radiation. Periods of unusually high temperatures and a lack of cooling at night are known as heat waves. Various parameters are available to describe exposure to outdoor temperatures. To date, there is no generally accepted definition of a heatwave. Epidemiological evidence on the relationship between outdoor temperatures and health is based on observational studies, especially time series analyses. In addition new methods such as the case-crossover approach or conditional Poisson regression have been developed in recent years. Observed health effects of heat include cardiovascular diseases, respiratory diseases, cerebrovascular diseases, urogenital diseases, diabetes and mental illnesses or disorders. The correlations found are mostly „U“ or „J“ shaped.
Heat also contributes to accelerated biological ageing, a process that can be measured with the help of so called epigenetic clocks.
Some people are particularly susceptible or vulnerable. Factors that cause special susceptibility or vulnerability include, for example, age and previous illnesses, but also socio-economic factors or particularly intense heat exposure.
With regard to adaptation to heat, the study findings remain ambiguous. Older people are less exposed to objective heat stress but often perceive it more intensively. The few existing studies point to hotter and less green neighbourhoods with a higher proportion of minorities and migrants. People with lower SES are often exposed to greater heat stress.
Since humans are usually exposed to various environmental factors combined, the term „exposome“ was coined. It refers to the totality of all environmental factors to which an individual is exposed during their lifetime.
Potential pathophysiological mechanisms that may explain a link between heat and cardiovascular disease include (i) increased activation of the sympathetic-adrenergic and hypothalamic-pituitary-adrenal axis, (ii) increased cardiac stress with consecutive mismatch between cardiac oxygen supply and oxygen consumption, and (iii) inflammatory and thrombotic stimuli. It is discussed that drugs interact with heat. Two mechanisms are proposed: heat can (i) change the duration of action of drugs and/or (ii) interfere with the body’s own physiological adaptation mechanisms as a result of heat exposure.
If global emissions remain uncontrolled, the average global temperature increase could exceed 4 °C by the end of the century and the warming effects that have already been caused by humans could last for centuries or even millennia. This will lead to long-term changes in the climate system, including a further rise in sea levels and the loss of biodiversity with associated serious impacts on humans. In order to estimate the expected social and economic changes in the coming decades, scenarios are being developed that depict changes in land use and atmospheric greenhouse gas concentrations. Climate projections provide information on the possible future state of the climate system for such scenarios.
Sufficient data is available for Germany, from which average temperature and precipitation conditions can be traced back to the end of the 19th century. Germany’s average annual temperature has statistically risen by 1.6 °C since 1881. In addition, the average number of „hot days“ has tripled since the 1950s from around 3 days per year to an average of 9 days per year today. Germany has a heat warning system that is aimed in particular at retirement and nursing homes, but also at the general population. Humans can counteract climate change with the help of mitigation, adaptation and acclimatisation. Climate protection is everyone’s responsibility. In particular, the reduction of climaterelated greenhouse gases such as carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) through technological measures and behavioural change plays a role. Science communication on climate change plays a vital role in making the urgent scientific findings on climate change understandable and accessible. Behavioural prevention aims to change the behaviour of individuals, while situational prevention focuses on shaping the environment and living conditions.
Climate adaptation includes greening and shading, irrigation and drainage measures as well as the installation of monitoring and warning systems. Adaptation must take place both globally and locally and is necessary to limit the impact on natural ecosystems, infrastructure and human health.
Keywords: Climate, heat, heatwave, health, epidemiology, susceptible, vulnerable, exposome, climate projections, climate protection, climate adaptation, heat action plans

Zitierweise:
Pickford R, Matzarakis A, Lechner K et al. (2025). Hitze und Gesundheit. In: Wichmann HE, Fromme H, Zeeb H (Hrsg.): Handbuch der Umweltmedizin, Kap. VII-3.2, 82. Erg.-Lfg. ecomed Medizin, Landsberg