Neugeborene und Säuglinge sind besonders anfällig gegenüber den Folgen von Hitze wie Dehydratation, Atemwegs- oder Nierenerkrankungen. Foto: © Odua Images/stock.adobe.com
Die pathophysiologischen Auswirkungen von Hitze und Luftverschmutzung auf Schwangere und deren ungeborene Kinder, auf Neugeborene und Säuglinge verstärken sich im Zuge des Klimawandels. Studien zeigen Zusammenhänge zu Frühgeburtlichkeit, Plötzlichem Kindstod, Allergien und Asthma.
Der Klimawandel stellt die größte gesundheitliche Bedrohung im 21. Jahrhundert dar und geht schon heute mit weitreichenden gesundheitlichen Folgen einher (Watts et al., 2018). Es leben bereits 20 % der Weltbevölkerung in Regionen, in denen die Durchschnittstemperaturen um mehr als 1,5 °C gestiegen sind. Nach Schätzungen des Weltklimarats ist davon auszugehen, dass die 1,5°-Grenze bis 2040 weltweit überschritten wird (IPCC, 2023).
Schwangere Frauen, Un- und Neugeborene sowie Säuglinge gehören zu den Risikogruppen, deren Gesundheit besonders unter den Folgen des Klimawandels leidet (Bennett et al., 2016). Extremwetterereignisse, Hitze und Luftverschmutzung – z.B. als Folge des Verbrennens fossiler Brennstoffe – verursachen Schäden, die Schwangere traumatisieren, Zugang zur Gesundheitsversorgung erschweren oder direkt die fetale Entwicklung beeinflussen (Ha, 2022).
Mögliche Wirkmechanismen von Hitzeexposition und Luftverschmutzung in der Schwangerschaft mit Relevanz für den Fetus Quelle: eigene Darstellung nach: Brink et al. 2024; Gong et al. 2023; O‘Donnell et al. 2024; Ramirez et al. 2024; Shore 2019; Xu et al. 2017; Zhang et al. 2020
Wirkungszusammenhang zwischen einer singulären Exposition wie etwa hohen Außentemperaturen und einem Outcome wie einer erhöhten Anzahl an Frühgeburten zu belegen, ist experimentell schwierig. Es ist allerdings möglich, Korrelationen beziehungsweise Assoziationen festzustellen. Das bedeutet, dass man zwar nicht sagen kann: »Jede, die einmal hohe Außentemperaturen in der Schwangerschaft erlebt, wird eine Frühgeburt haben.« Aber man kann Tendenzen erkennen. Somit können Aussagen über Gruppen getroffen werden, aber keine Vorhersagen oder Rückschlüsse über Individuen. Zudem müssen Rückschlüsse aus den Daten verschiedener Klimazonen gezogen werden, da insbesondere die Datenlage in Deutschland lückenhaft ist.
Die pathophysiologischen Auswirkungen von Hitze und Luftverschmutzung auf den Fetus sind noch nicht vollumfänglich erforscht und stammen meist aus dem Tiermodell (siehe Abbildung 1). Studien weisen vor allem auf hitzebedingte Veränderungen der Morphologie und Funktion der Plazenta hin. Zu Veränderungen des Gewichts und der Funktionsweise der Plazenta zeigen sich unterschiedliche Ergebnisse, was auf die Komplexität der Wirkmechanismen hindeutet (Ramirez et al., 2024). Zum Beispiel kann eine höhere Hitzeexposition zu einer vermehrten Produktion von Hitzeschockproteinen führen, was wiederum die physiologische Proteinsynthese verändert, vor allem in der Frühschwangerschaft. Zudem kann dies die Entwicklung der fetalen Organe beeinflussen (Thompson & Nelson, 2001).
Die Auswirkungen von Luftverschmutzung sind ebenfalls komplex, da unterschiedliche Schadstoffe untersucht wurden, zum Beispiel Feinstaubpartikel, flüchtige Substanzen wie Kohlenstoffmonoxid oder Zigarettenrauch.
Feinstaub wird im Englischen als Particulate Matter (PM) bezeichnet und je nach Korngröße der Staubpartikel in verschiedene Fraktionen unterteilt: Unter PM2,5 versteht man vereinfacht alle Staubpartikel, deren aerodynamischer Durchmesser kleiner als 2,5 Mikrometer ist (das sind 10 Millionstel Meter). Diese Partikelgröße wird auch als Feinfraktion bezeichnet und kann tief in die Lunge eindringen. So gibt es Assoziationen zwischen höheren PM2,5 und einer vermehrten Produktion von Entzündungszellen sowie proinflammatorischen Zytokinen, die wiederum die Gefäßfunktion verändern können (Gong et al., 2023; Zhang et al., 2021).
Feinstaubpartikel und andere Schadstoffe können plazentagängig sein, zum Fetus gelangen und sich dort in Organen wie Leber und Gehirn ablagern (Brink et al., 2024; O‘Donnell et al., 2024; Ramirez et al., 2024).
Sowohl Luftverschmutzung als auch Hitzeexposition sind mit einer erhöhten Morbidität und Mortalität von Mutter und Ungeborenem verbunden (siehe auch Seite 20ff.). Die häufigsten Auswirkungen von Hitzeexposition und Luftverschmutzung auf den Fetus sind in der Tabelle dargestellt (siehe Seite 28).
Sowohl bei Hitzeexposition als auch bei Luftverschmutzung betonen die meisten Studien den Zusammenhang zu vermehrten Frühgeburten und angeborenen Herzfehlern. Diese Komplikationen ziehen häufig weitere Belastungen nach sich – als Folgen der Frühgeburtlichkeit oder kardiochirurgischer Eingriffe –teilweise für das gesamte Leben (Jiang et al., 2021).
| Outcome | Hauptaussage |
| SGA, IUGR und geringeres Geburtsgewicht |
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| Frühgeburten |
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| Psychische Belastungen bzw. kognitive Veränderungen beim Ungeborenen |
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| Abort und/oder Totgeburt |
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| Angeborene Fehlbildungen, v.a. angeborene Herzfehler |
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| Asthma und Lungenerkrankungen |
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| Vorzeitiger Blasensprung (BSP) |
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| (Vorzeitige) Plazentalösung |
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Auch wenn es Hinweise darauf gibt, dass die Exposition der Schwangeren gegenüber Hitze oder Luftverschmutzung in extremen Fällen die Hauptursache für ein negatives Outcome sein kann, gibt es deutlich mehr Indizien dafür, dass eine solche Exposition »nur« ein zusätzlicher Stressor ist und zur Verstärkung einer Problematik beitragen kann. Das zeigt sich vor allem in den Unterschieden beim sozioökonomischen Status (Ditton & Maaz, 2011). Schwangere mit geringem sozioökonomischen Status weisen demnach ein höheres Risiko für eine erhöhte Morbidität und Mortalität durch Hitze und Luftverschmutzung auf (Gordon et al., 2023; Shanmugam et al., 2023).
In einigen Regionen oder Ländern werden die Effekte von Hitze und Luftverschmutzung in der Schwangerschaft kaum und in anderen sehr stark erkennbar (Bont et al., 2022; Grace et al., 2021; Son et al., 2019). Für Deutschland liegen bisher nur wenige Studien vor. Diese erhärten aber bisherige Erkenntnisse, vor allem in Bezug auf Frühgeburten. Frauen, die in Deutschland ein Kind mit < 2.500 g zur Welt gebracht haben, hatten im Vergleich zur Kontrollgruppe eine höhere Belastung am Arbeitsplatz, unter anderem durch Hitze (Altenhöner et al., 2011). Zudem wurde in einer groß angelegten Studie in Hamburg gezeigt, dass sowohl extreme Hitze als auch längere Hitzeperioden zu einer vermehrten Anzahl von Frühgeburten führen können. Hitzeexposition in der 34.–37. Schwangerschaftswoche zeigte die größten Risiken für eine Frühgeburt, weibliche Feten erwiesen sich dabei als anfälliger (Yüzen et al., 2023).
Zu Auswirkungen der Luftverschmutzung auf das Ungeborene sind für Deutschland kaum Erkenntnisse zu finden. Einige Studien beziehen sich auf das nördliche und mittlere Europa. In sechs europäischen Geburtskohorten, darunter eine aus Duisburg, zeigte sich, dass Luftverschmutzung und vor allem Stickstoffdioxid (NO2) während der Schwangerschaft mit einer beeinträchtigten psychomotorischen Entwicklung des Kindes in Zusammenhang stehen kann (Guxens et al., 2014).
Im nördlichen Europa, in Spanien und Australien steht eine maternale Exposition mit PM2,5 und PM10 im Zusammenhang mit vermehrten Asthmaerkrankungen bei den Kindern (Kuiper et al., 2020). Die genannten Effekte werden zum Beispiel in Brasilien oder Bangladesch wesentlich deutlicher (siehe Tabelle 1) (Das et al., 2023; Requia et al., 2024). Für Südeuropa und die USA liegen mehr Studien vor, die die Ergebnisse im Grundsatz ebenfalls bekräftigen (Arroyo et al., 2016; Carrión et al., 2022; Dadvand et al., 2011; Essers et al., 2024; Flocks et al., 2013; Huang et al., 2021).
Das macht deutlich, dass wir uns auch in unserer Region angesichts des Klimawandels mit dieser Thematik beschäftigen müssen, um Schwangere und ihre Ungeborenen besser zu schützen.
Neugeborene und Säuglinge sind besonders anfällig gegenüber den Folgen von Hitze wie Dehydratation, Elektrolytstörungen, Atemwegs- oder Nierenerkrankungen. Das liegt an ihrer noch eingeschränkten Thermoregulation, unter anderem durch eine geringere Schweißproduktion, ein ungünstiges Verhältnis von Körpermasse zu Körperoberfläche, einer höheren Stoffwechselrate, einem geringeren Blutvolumen und einer höheren Herzfrequenz (Xu et al., 2014). Zudem haben sie einen hohen Nahrungs- und Flüssigkeitsbedarf. Sie sind anfälliger für Nahrungs- oder Wassermangel beziehungsweise nehmen mehr Schadstoffe über die Nahrung auf (siehe Abbildung 2).
Säuglinge atmen mehr bezogen auf ihr Körpergewicht im Vergleich zu Erwachsenen, was ihre Exposition gegenüber Luftschadstoffen erhöht. Zudem sind ihre Atemwege anfälliger für Bronchospasmen infolge von Luftverschmutzung oder Allergenen (Solomon et al., 2022). Darüber hinaus sind Mechanismen zur Entgiftung von Chemikalien, zur Reparatur von DNA-Schäden und der Immunabwehr noch unreif, wodurch sie besonders anfällig für physikalische Belastungen oder Infektionen sind (Perera, 2017).
In verschiedenen Regionen und Klimazonen verursachen hohe Temperaturen eine erhöhte Säuglingssterblichkeit, zum Beispiel in den USA, in Spanien oder Süd-Korea. Hitzewellen und Hitzetage erhöhten die Sterblichkeit insbesondere von männlichen Säuglingen laut Studien aus den USA und Frankreich. Außer dem Plötzlichen Kindstod (SIDS) wurden keine spezifischen Todesursachen untersucht. Für SIDS sind die Zusammenhänge nicht eindeutig: Während Studien in den USA, Kanada und Süd-Korea einen Zusammenhang zeigten, konnte dies für Österreich und eine andere US-amerikanische Studie nicht bestätigt werden (Lakhoo et al., 2022).
Hohe Temperaturen sind bei Säuglingen mit einer erhöhten Rate an stationären Behandlungen verschiedener Ursache assoziiert, während bei Neugeborenen spezifisch die Rate an Hitze-verursachten Krankheiten zunimmt. Das zeigte sich in unterschiedlichen Regionen von New York bis Indien und Australien (Kakkad et al., 2014; Sheffield & Landrigan, 2011; Xu et al., 2017). Studien aus Afrika zeigen zudem eine Wachstumsverzögerung in den ersten zwei Lebensjahren unter anhaltendem Hitzestress (Baker & Anttila-Hughes, 2020; Bonell et al., 2024).
Die Zusammenhänge zwischen Ethnie, sozioökonomischem Status und ländlichem oder urbanem Raum sind nicht eindeutig. So besteht ein erhöhtes Risiko für eine erhöhte Hitze-assoziierte Sterblichkeit allgemein und für SIDS bei afroamerikanischen Säuglingen gegenüber weißen Säuglingen und eine erhöhte neonatale Mortalität bei indigenen Säuglingen in den USA (Basu et al., 2015; Jhun et al., 2017). Drei weitere Studien können diesen Zusammenhang aber nicht belegen (Lakhoo et al., 2022).
Sowohl in Schweden, Italien als auch Frankreich zeigte sich eine erhöhte Hitze-assoziierte Morbidität bei Säuglingen im ländlichen Raum, während im Gegensatz dazu eine erhöhte Hitze-assoziierte Mortalität in Paris im Vergleich zum restlichen Frankreich beobachtet werden konnte (Fouillet et al., 2006; Karlsson et al., 2020; Scalone et al., 2017).
Verschiedene Auswirkungen auf die Gesundheit von Neugeborenen und Säuglingen werden beobachtet. In Industrieländern mit niedrigerer Schadstoffbelastung wird ein Zusammenhang zwischen Exposition gegenüber größeren Feinstaubpartikeln (PM10) und erhöhter Säuglingssterblichkeit beobachtet (Karimi et al., 2022). In Ländern wie China und Indien wird ein Zusammenhang mit feineren Partikeln (PM2,5) und erhöhter Neugeborenen- beziehungsweise Säuglingssterblichkeit beobachtet (Bachwenkizi et al., 2021; Liao et al., 2022). Des Weiteren besteht ein Zusammenhang zwischen dem Auftreten des Plötzlichen Kindstodes und hohen Konzentrationen an flüchtigen Substanzen wie CO und NO2 (Chen et al., 2021).
Auch die pulmonale Gesundheit ist beeinträchtigt, unter Umständen mit Einschränkungen der Lungenfunktion bis ins Jugendalter (Zhao et al., 2021). Sowohl lang- als auch kurzfristige Feinstaubexposition in der Postnatalzeit führt zu Einschränkungen der Lungenfunktion, und verschiedene Schadstoffe zur Zunahme oberer und unterer Atemwegsinfekte im Säuglingsalter sowie zu einem erhöhten Risikos für Hospitalisation mit Bronchiolitis postnatal und schweren Verläufen im Säuglingsalter (King et al., 2018; Milani et al., 2022; Muttoo et al., 2022).
Allergische Symptome können ebenfalls zunehmen, wenn das sich entwickelnde Immunsystem sich mit Luftschadstoffen auseinandersetzen muss. Bei Säuglingen wurde eine Zunahme von Ekzemen und Atembeschwerden beobachtet, während Asthma, allergische Rhinitis und Lebensmittelallergien verzögert im späteren Alter gehäuft auftreten können (Lin et al., 2023).
Bereits intrauterin kann sich Feinstaub im fetalen Gehirn ablagern und auch postnatal chronische Entzündungsprozesse und oxidativen Stress im Gehirn verursachen, infolgedessen die kognitive Entwicklung beeinflusst wird (Bongaerts et al., 2022; Yi et al., 2022). Zudem können im Vorschul- und Schulalter verminderte kognitive Fähigkeiten nach Schadstoffexposition im Säuglings- und Kleinkindalter nachgewiesen werden (Castagna et al., 2022). Einzelne Studien berichten außerdem von psychomotorischer Entwicklungsverzögerung, Schwierigkeiten im Spracherwerb und Affektstörungen vom Neugeborenen- bis ins Kleinkindalter (Lin et al., 2023).
Während intrauterine Feinstaubexposition zu niedrigerem Geburtsgewicht führen kann, kann Feinstaub postnatal und im Säuglings- und Kleinkindalter zu Veränderungen im Fettgewebe und erhöhter Insulinresistenz führen (Sun et al., 2009). Daraus folgen Übergewicht und Bluthochdruck im Säuglings-, Kindes- und Jugendalter (Lin et al., 2022).
Einzelne Studien beschrieben zudem Zusammenhänge zwischen prä- und postnataler Schadstoffexposition sowie neonataler Hyperbilirubinämie, erhöhter Rate von Otitis media bei Kindern unter zwei Jahren und chronischen Entzündungsreaktionen im Säuglingsalter (Lin et al., 2023).
Die Ergebnisse aus so unterschiedlichen Studien lassen sich nicht verallgemeinern, bieten aber einen Überblick über die möglichen Folgen und verdeutlichen den anhaltenden Forschungsbedarf.
Mögliche Auswirkungen von Hitzeexposition und Luftverschmutzung pränatal und im ersten Lebensjahr Quelle: eigene Darstellung
Hitze und Luftverschmutzung als Stressoren sind unterschiedlich stark, je nach Lage und Protektionsmöglichkeiten. Zu beachten ist unter anderem, welche anderen Stressoren vorhanden sind, etwa genetische Disposition, andere Erkrankungen, finanzielle und körperliche Belastungen, die Möglichkeiten, sich selbst zu schützen, Erholungs- und Ausgleichsmöglichkeiten.
Neben allgemeinen Empfehlungen zu Hitze und Schutz vor Luftverschmutzung fehlen spezifische Empfehlungen für Schwangere, Neugeborene und Säuglinge im deutschsprachigen Raum. Die International Federation of Gynecology and Obstetrics (FIGO) und Health and Environment Alliance (HEAL) stellen ein englisches Infoblatt zur Verfügung (HEAL, 2020).
Die Allianz für Klimawandel und Gesundheit (KLUG) stellt aktuelle Informationen zum Hitzeschutz bereit, die auch Schwangere als Risikogruppe einschließen (KLUG, 2023). Daher besteht ein Auftrag für die Hebammenwissenschaften und Medizin, entsprechende Empfehlungen zu erarbeiten. Umfassende Lösungsansätze sollten auf organisationaler und gesellschaftlicher Ebene implementiert werden. Dadurch können Schwangere unabhängig von ihrem sozioökonomischen Status geschützt werden. Das sollte bereits in der Stadtplanung berücksichtigt werden, zum Beispiel durch verkehrsberuhigte Straßen oder mehr Grünflächen (Ye et al. 2024). Es kann aber auch ganz konkret darin bestehen, dass Termine zur Schwangerenvorsorge im Sommer nicht zur Mittagszeit vergeben werden. Auch Einrichtungen der Gesundheitsversorgung sind gefragt, indem sie zum Beispiel Hitzeschutzpläne für alle Patient:innen umsetzen.
Wie ich meinen Körper schütze:
Wie ich mich vor UV-Strahlen schütze:
Was tue ich mit Arzneimitteln bei großer Hitze? (Hitze kann die Wirkung von Arzneimitteln verändern)
Wie ich die Hitze aussperre:
Wie ich mich auf Hitzewellen vorbereite:
Wie ich esse und trinke:
Quelle: »Wie ich mich vor großer Hitze schütze«. Aus »Mit Hitze keine Witze«. Modifiziert nach: KLUG, 2023
Sowohl die Exposition von Un-, Neugeborenen und Säuglingen gegenüber Hitze als auch Luftverschmutzung ist mit der Morbidität und Mortalität von Kindern im ersten Lebensjahr assoziiert. Dies legt aus sozialer und ethischer Sicht einen großen Handlungsbedarf nahe und wird vor allem durch SDG 3 (»Sustainable Development Goal«), das dritte Nachhaltigkeitsziel der Vereinten Nationen »Gesundheit und Wohlergehen«, auch auf politischer Basis gestützt (UNRIC, 2024).
Hebammen haben die Möglichkeit, Schwangere aufzuklären und zu beraten. So wird ein erster Schritt auf individueller Ebene unternommen, Schwangere und Kinder bis zum ersten Lebensjahr vor Hitzeexposition und Luftverschmutzung und damit verbundenen möglichen Schäden zu schützen. Aber auch als Anwältinnen der Gesundheit von Schwangeren und Kindern haben Hebamme die Möglichkeit, gesellschaftliche und politische Prozesse mitzuprägen.
Hinweis: Über weitere Folgen des Klimawandels schreiben die Autor:innen in einem zweiten Artikel in einer kommenden Ausgabe der DHZ.
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