On health effects of cold spells with a special reference to sudden cardiac death

Abstract

Abstract There is substantial evidence on the associations between cold ambient temperature and adverse health effects. Less is known about the role of prolonged episodes of cold weather denoted as cold spells. This study assessed relations between cold spells and adverse health effects globally, and quantified and elaborated the associations between cold spells and sudden cardiac death (SCD) in northern Finland. Based on random-effects models in the meta-analyses of evidence from 9 studies around the world, cold spells were associated with increased mortality rates from all or all non-accidental causes (RR 1.10; 95% CI: 1.04–1.17), cardiovascular diseases (RR 1.11; 95% CI: 1.03–1.19), and respiratory diseases (RR 1.21; 95% CI: 0.97–1.51). Suggestive evidence of other health effects was identified. Investigating 51-years of coordinate-specific weather data at the home coordinates of autopsy-verified cases of SCD, conditional logistic regression in a case-crossover setting produced an estimate for the association between cold spells and the risk of SCD (OR 1.33; 95% CI: 1.00–1.78). A greater number of cold days preceding death increased the risk of SCD approximately 19% per day (OR 1.19; 95% CI: 1.07–1.32). The association between season-specific cold spells and SCD was strongest during autumn and winter, and lowest during spring and summer. The association was stronger for ischemic (OR 1.55; 95% CI: 1.12–2.13) than for non-ischemic SCD (OR 0.68; 95% CI: 0.32–1.45) (Q-statistic 3.85, p 0.05), confirmed by the autopsy finding. Among cases suffering ischemic SCD, the association seemed stronger in those without a prior diagnosis of ischemic heart disease than in those diagnosed during lifetime. The association seemed stronger with severe coronary stenosis (OR 1.60; 95% CI: 1.11–2.30), and weaker with moderate stenosis (OR 0.97; 95% CI: 0.37–2.55). The use of aspirin, β-blockers, and nitrates seemed to decrease the risk of ischemic SCD during cold spells. In conclusion, cold spells increased the risk of ischemic SCD, and patients without appropriate diagnosis and medications for ischemic heart disease seemed most susceptible. The results indicate that coronary stenosis plays a central role in the cold-related pathogenesis of SCD. Timely diagnosis and treatment of ischemic heart disease might reduce weather-related SCDs in a community.Tiivistelmä Kylmän lämpötilan ja terveyshaittojen välisistä yhteyksistä on vahva tutkimusnäyttö. Vähemmän tiedetään pitkittyneiden kylmäjaksojen ja terveyshaittojen välisistä yhteyksistä. Tutkimuksessa arvioitiin kylmäjaksojen ja terveyshaittojen välisiä yhteyksiä globaalisti, ja määritettiin kylmäjaksojen ja sydänperäisen äkkikuoleman (SÄK) välisiä yhteyksiä Pohjois-Suomessa. Yhdeksän eri puolella maailmaa toteutetun tutkimuksen tulosten meta-analyysissa satunnaisvaikutusten malli osoitti yhteyden kylmäjaksojen ja kaikkien tai luonnollisien syiden (RR 1.10; 95% CI: 1.04–1.17), sydän- ja verisuonisairauksien (RR 1.11; 95% CI: 1.03–1.19), ja hengityselimistön sairauksien (RR 1.21; 95% CI: 0.97–1.51) kuolleisuuden välillä. Viitteellistä näyttöä havaittiin muista terveyshaitoista. Tutkittaessa 51-vuoden koordinaattikohtaista säätä case-crossover-asetelmassa oikeuslääketieteellisesti vahvistettujen SÄK-tapausten kotiosoitteissa, ehdollisen logistisen regression mukaan SÄK:n riski oli yhteydessä kuolemaa edeltävään kylmäjaksoon (OR 1.33; 95% CI: 1.00–1.78). Lisääntyvä kylmien päivien lukumäärä ennen kuolemaa lisäsi riskiä keskimäärin 19% päivää kohden (OR 1.19; 95% CI: 1.07–1.32). Yhteys kausikohtaisten kylmäjaksojen ja SÄK:n välillä oli vahvin syksyllä ja talvella, ja heikoin keväällä ja kesällä. Yhteys oli vahvempi kylmäjaksojen ja iskeemisen SÄK:n (OR 1.55; 95% CI: 1.12–2.13) kuin kylmäjaksojen ja ei-iskeemisen SÄK:n (OR 0.68; 95% CI: 0.32–1.45) välillä (Q-statistic 3.85, p 0.05). Iskeemisen SÄK:n kokeneilla yhteys vaikutti vahvemmalta tapauksilla joilla ei ollut aiempaa iskeemisen sydänsairauden diagnoosia, kuin tapauksilla jotka oli diagnosoitu elinaikana. Yhteys vaikutti vahvemmalta vaikea-asteisesta sepelvaltimostenoosia sairastavilla (OR 1.60; 95% CI: 1.11–2.30), kuin lievempi-asteisessa stenoosissa (OR 0.97; 95% CI: 0.37–2.55). Aspiriini, β-salpaajat, ja nitraatit vaikuttivat vähentävän iskeemisen SÄK:n riskiä kylmäjakson aikana. Yhteenvetona, kylmäjaksot lisäsivät iskeemisen SÄK:n riskiä, ja potilaat vailla iskeemisen sydänsairauden diagnoosia ja lääkityksiä vaikuttivat olevan alttiimpia kylmäjaksojen haittavaikutuksille. Tulokset viittaavat sepelvaltimostenoosin keskeiseen rooliin kylmään liittyvän SÄK:n patogeneesissä. Varhainen iskeemisen sydänsairauden diagnoosi ja siihen liittyvä sydäntä suojaava lääkitys voisivat vähentää säähän liittyviä SÄK:a