The Influence of Weather, Season, Climate, and Disasters on Non-Communicable Diseases

Background. The environment has a major impact on human beings. Extreme environmental conditions such as hot temperatures can have huge health impacts, as shown during the heat wave in Europe that occurred during the summer 2003. The main causes of death were non-communicable diseases (NCDs) such as respiratory and cardiovascular diseases. Natural and man-made disasters can cause the collapse of health infrastructure through a combination of marked increase in demand due to injuries, diseases and increased stress levels and the physical disruption/destruction of hospital buildings, roads and transport that follows such disasters. Extreme weather events and disasters are predicted to increase in the course of the ongoing climate change. Therefore, impacts on NCDs are very likely to increase, which raises the importance of the hitherto paucity of knowledge about this research area. Aims. This study investigates the associations of weather conditions, temporal variations, in addition to the impact of a disaster, namely the bombings of Helsinki during the Second World War (WWII) on NCDs, specifically for coronary heart disease (CHD), cerebrovascular disease, type 1 diabetes mellitus (T1DM), hypertension, and obesity. Materials. Three main data sets were used for this study: 1) All fatal and non-fatal coronary events in seven cities in Finland recorded in the years 1983, 1988, and 1993 (n=9243), 2) Data that originate from the Helsinki Birth Cohort Study (HBCS) include information about birth characteristics and about life-long disease outcomes in addition to deaths of subjects born in Helsinki between 1934-1944 (n=13 039), 3) Data that originate from the DiaMond project including standardized data from 112 centers in 56 countries of all children aged between 0-14 years with diagnosis of T1DM during 1990-1999 (n=31 091) Methods. The following methods were used to achieve the specific aims: 1) Comparison of regression models with weather and temporal variation variables for the prediction of coronary events was implemented for the assessment of the influence on the case-fatality of the events, 2) Log-linear regression with Fourier terms were used to assess seasonal patterns for the incidence of childhood T1DM in different geographical locations, 3) Survival analysis and regression models were used to assess life-long health outcome due to exposure to bombings in utero, and to outdoor ambient temperature at the time of conception. Results. Influences of temperature at the time of conception for hypertension and obesity were observed. Women who were conceived during the months with the warmest mean temperatures of the time-series were found to have a significantly higher probability of developing hypertension in adult life. Furthermore, women conceived during those months with very low mean temperatures had lower BMI, lower risk of obesity and also lower fat percentage in adult life. The seasonality of the incidence of the T1DM in children was demonstrated to be a global phenomenon. In addition it was shown that the further from the equator a location is in terms of latitude the higher is the probability of that location to exhibit a seasonality pattern for T1DM. A slight positive influence for the life-long development of CHD and cerebrovascular disease was found for women who were in utero during the bombings of Helsinki in WWII. Furthermore, the case fatality of coronary events during the 1983-1993 period turned out to be negatively influenced by temporal variation. Case-fatality of CHD was higher in the December holidays and on Sundays. An attempt to predict coronary events on the basis of the weather forecast for the same study period appeared not to have any useful value. Conclusions. This study contributes to the research of the fundamentals about the influence of weather, temporal variation, and disasters on NCDs. The results showed that hypertension, obesity, T1DM, CHD, and cerebrovascular disease were particularly affected by those factors. The ongoing climate change will potentially increase the impacts on NCDs. Preparedness for these increases - including the prevention of disease and the prevention of the further exacerbation of a disease – is an important task for the near future. Further, the collection of data in developing countries where data are sparse needs close collaboration between interdisciplinary scientific teams in order to address the complexity of this type of research and to contribute to the preparedness of health authorities in such challenging regions.Tausta. Ympäristön vaikutus ihmiseen on merkittävä. Vuoden 2003 helleaalto Euroopassa osoitti, että ääriolosuhteet, kuten esimerkiksi korkea lämpötila, voivat vaikuttaa terveyteen suuresti. Merkittävimmät kuolinsyyt liittyivät pitkäaikaissairauksiin, kuten hengityselinten ja sydän- ja verenkiertoelimistön sairauksiin. Lisäksi ihmisen aiheuttamilla katastrofeilla ‒ kuten aseellisilla yhteenotoilla sekä myös luonnonkatastrofeilla, kuten tulvilla ja myrskyillä ‒ on äärimmäisiä vaikutuksia terveyteen, esimerkiksi kohonneiden stressitasojen ja terveydenhoitojärjestelmän pettämisen takia. Sään ääri-ilmiöiden ja muiden luonnonkatastrofien on ennustettu lisääntyvän ilmastonmuutoksen edetessä. Tästä johtuen näitten vaikutukset pitkäaikaissairauksiin todennäköisesti lisääntyvät, mikä entisestään korostaa kyseisen tutkimusaiheen merkitystä. Tavoitteet. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan sääolosuhteiden ja lämpötilan vaihtelun yhteyttä pitkäaikaissairauksiin, erityisesti sepelvaltimotautiin, aivoverenkiertosairauksiin, tyypin 1 diabetekseen, kohonneeseen verenpaineeseen ja lihavuuteen liittyen. Lisäksi tarkastellaan yksittäisen katastrofin, Helsingin toisen maailmansodan aikaisten pommitusten, vaikutuksia pitkäaikaissairauksiin. Aineistot. Pääasialliset tutkimusaineistot koostuvat: 1) Sydäninfarktitapauksista (9243 kpl) seitsemässä suomalaisessa kaupungissa vuosina 1983, 1988 ja 1993; 2) Helsingin syntymäkohorttiainestosta, jossa tiedot synnytyksiin liittyvistä ominaispiirteistä, myöhemmin havaituista sairauksista ja kuolemista ovat saatavilla (13 039 kpl) vuosina 1934-1944; 3) DiaMond-hankkeessa kerätystä aineistosta mukaan lukien 112 tutkimuskeskuksen 56 maassa kerätyt kaikki 0‒14-vuotiaat lapset (31 091 kpl), joilla todettiin tyypin 1 diabetes vuosina 1990‒1999. Menetelmät. Tutkimuksessa käytetyt menetelmät olivat 1) säätä ja lämpötilanvaihteluita selittävinä tekijöinä käyttävien regressiomallien vertailu sydänkohtausten ennustamiseksi sekä tapausten kuolinriskin arvioimiseksi 2) maailmanlaajuinen tilastollinen analyysi jaksollisen, toistuvan vuodenaikaisvaihtelun vaikutuksesta lapsuusiän tyypin 1 diabeetikoiden sairastuvuuteen 3) eloonjäämisanalyysi ja -mallit arvioitaessa sikiöaikaisen pommituksille altistumisen sekä hedelmöittymishetken ulkolämpötilan yhteyttä myöhempään, elämänikäiseen terveydentilaan. Tulokset. Hedelmöittymishetkellä vallinneen ulkoilman lämpötilan havaittiin liittyvän aikuisiän kohonneeseen verenpaineeseen ja lihavuuteen. Naisten oli merkittävästi todennäköisempää sairastua kohonneeseen verenpaineeseen aikuisiällä, mikäli hedelmöitys oli tapahtunut kuukausina, jolloin ulkoilman keskilämpötila oli korkeimmillaan. Kylmimpinä kuukausina siitetyillä naisilla oli aikuisiällä matalampi painoindeksi, pienempi lihavuusriski sekä alhaisempi rasvaprosentti kuin lämpiminä kuukausina syntyneillä naisilla. Lasten tyypin I diabeteksen sairastuvuuden vuodenaikaisvaihtelun voitiin osoittaa olevan maailmanlaajuinen ilmiö. Lisäksi osoitettiin, että mitä kauempana asuinpaikka sijaitsee päiväntasaajasta, sitä todennäköisempää on havaita vuodenaikaisvaihtelua. Niillä naisilla, jotka olivat syntymäänsä edeltävänä sikiökaudellaan olleet läsnä Helsingin toisen maailmansodan aikaisissa pommituksissa, havaittiin esiintyvän hieman keskimääräistä vähemmän sepelvaltimotauteja ja aivoverenkierron sairauksia aikuisiällä. Vuodenaikaisvaihtelusta havaittiin, että todennäköisyys menehtyä sepelvaltimoperäiseen sairaskohtaukseen 28 päivän kuluessa oli korkeampi joululomakauden aikaan sekä sunnuntaisin (1983-88). Edellä mainittuja sairaskohtauksia ei sen sijaan kyetty ennustamaan säätilan avulla samalla ajanjaksolla. Johtopäätökset. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin sään, lämpötilavaihteluiden ja katastrofien vaikutuksia pitkäaikaissairauksiin. Tutkimuksessa voitiin osoittaa näitten ympäristötekijöiden liittyvän erityisesti kohonneen verenpaineen, lihavuuden, tyypin 1 diabeteksen, sepelvaltimotaudin ja aivoverenkiertosairauksien syntyyn. Meneillään oleva ilmastonmuutos saattaa lisätä vaikutuksia pitkäaikaissairauksiin. Lähitulevaisuudessa on tärkeää valmistautua tähän muutokseen niin sairauksien ennaltaehkäisyä kuin niiden pahenemista ajatellen. Erityisesti kehitysmaissa, joissa tietoa on saatavilla niukasti, tarvitaan lisää aineiston keräämistä sekä monitieteellistä yhteistyötä tämän monimutkaisen ilmiön tutkimiseen, jotta paikalliset terveysviranomaiset/-tahot voisivat paremmin valmistautua tulevaisuuden mahdollisiin haasteisiin