Erkrankungen Erkrankungen der Atemwege und der Lunge der Atemwege und der Lunge durch Feinstäube und Ultrafeinstäubedurch Feinstäube und Ultrafeinstäube
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des Saarlandes
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1 Institut und Poliklinik für Arbeitsmedizin der Universität des Saarlandes
und Präventivmedizinisches Zentrum für arbeits- u. umweltbedingte Erkrankungen Leiter: Univ.-Prof. Dr. med. A. Buchter
OA Dr. med. Marc Müller
allgemeineallgemeineStaubwirkungenStaubwirkungen
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allgemeine Staubwirkungenallgemeine Staubwirkungen
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Überladungseffekte
systemisch
toxisch
irritativ
inerte
Deposition?Zahnabrasio
krebserzeugendfibrogen
toxisch
sensibilisierend
allergen
allgemeine Staubwirkungenallgemeine StaubwirkungenWirkungspotenzialWirkungspotenzial
abhängig vonGrößeGröße
Form Form Oberfläche Oberfläche
chemischer Zusammensetzung chemischer Zusammensetzung LöslichkeitLöslichkeit
BiobeständigkeitBiobeständigkeit
PartikeleffektePartikeleffektespezifisch toxische Effektespezifisch toxische Effekte
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allgemeine Staubwirkungenallgemeine Staubwirkungen
Deposition Deposition
Interaktion mit Interaktion mit Epithelien und MakrophagenEpithelien und Makrophagen
Mediatorfreisetzung aus Mediatorfreisetzung aus Makrophagen und EpithelienMakrophagen und Epithelien
(Alveolen / Bronchialepithel)(Alveolen / Bronchialepithel)
EntzündungsreaktionEntzündungsreaktionInstitut und Poliklinik
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allgemeine Staubwirkungenallgemeine StaubwirkungenHWZHWZ von deponierten Stäuben von deponierten Stäuben
in den Alveolenin den Alveolen• unbestimmt!• länger als ein Jahr möglich • Mittelwert 400 Tage [Bailey 1985]
in den Bronchienin den Bronchien • Stunden bis Tage
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allgemeine Staubwirkungenallgemeine StaubwirkungenOverload - PhänomenOverload - Phänomen
(dust overload) (dust overload)
mit zunehmender Makrophagenbeladung
MobilitätMobilität der Makrophagen reduziertschließlich kommt ClearanceClearance in toto zum
Erliegen (>60% Beladung)
klinische Zeichen der Clearance – Insuffizienz (chronischer) HustenHusten mit Auswurf
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BronchitisBronchitiseinfach – chronischeeinfach – chronische Bronchitis Bronchitisschleimig – putrideschleimig – putride Bronchitis Bronchitis
chronisch – obstruktivechronisch – obstruktive Bronchitis Bronchitis
• in den ersten Jahren oft symptomlos oder unbemerkt
• Problem der Früherkennung!• Problem epidemiologisch - klinischer
Studien: FEV1 prä expositionem?Institut und Poliklinik
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BronchitisBronchitisandere Ätiologien / Koätiologienandere Ätiologien / Koätiologien
• Rauchen• wiederholte Virusinfekte
• allgemeine Luftverschmutzung• Disposition
EndstadienEndstadienLungenemphysem
respiratorische Insuffizienzpulmonale Hypertonie, Cor pulmonale
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allgemeiner Staubgrenzwertallgemeiner Staubgrenzwert
Prophylaxe Prophylaxe unspezifischerunspezifischer Wirkungen Wirkungen
unlöslicherunlöslicher Stäube Stäube auf die Atmungsorganeauf die Atmungsorgane
(lösliche Stoffe werden in kurzer Zeit resorbiert)
• Erhöhung der Grundprävalenz der chronischen Bronchitis und des Lungenemphysems um 5% bei A-Staub Konzentrationen von 1,7mg/m³
• keine Ergebnisse aus Studien, die einen NOAELNOAEL begründen könnten!
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UltrafeinstäubeUltrafeinstäube
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UltrafeinstäubeUltrafeinstäubeund deren Agglomerate
• Diffusionsäquivalentdurchmesser <0.1µm<0.1µm• vom allgemeinen MAK-Wert ausgenommen,
da über die allgemeine Wirkung von Stäuben (s.o.) eine spezifische Wirkungspezifische Wirkung angenommen wird
• andere physiko – chemische Gesetzmäßigkeiten (Brown‘sche Bewegung etc.)
Definition NanopartikelNanopartikel uneinheitlich– <0.01µm?– <0.1µm?
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UFPUFPmögliche Gründe für spezifische mögliche Gründe für spezifische
WirkungenWirkungen
große Oberflächegroße Oberfläche mit entsprechend hohem Adsorptions-
und Reaktionsvermögen
PenetrationsfähigkeitPenetrationsfähigkeit durch Membranen Institut und
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UFPUFPClearanceClearance
im nicht- ziliierten Bereich (Alveolen)
von MakrophagenMakrophagen aufgenommen
via InterstitiumInterstitium und / oder LymphwegenLymphwegen abtransportiert
nur in geringem Maß in den Zilienbereich
überführtInstitut und Poliklinik
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UFPUFP[MAK – Kommission DFG 1998][MAK – Kommission DFG 1998]
Verschiedene experimentelle und epidemiologische Befunde lassen erkennen, dass nach der Inhalation gleicher Teilchenmassen kleinste schwer lösliche Aerosolteilchen und deren Agglomerate im Atemtrakt ein größeres Gefährdungspotenzial besitzen als größere, kompakte, schwer lösliche Teilchen.Institut und
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UFPUFPund weiterund weiter
Verschiedene tierexperimentelle Untersuchungen deuten daraufhin, dass die zytotoxische, entzündliche, proliferative und kanzerogene Wirkungsstärke schwerlöslicher Aerosolteilchen bei Ratte und Maus weniger mit der Massenkonzentration ansteigt als mit der OberflächenkonzentrationOberflächenkonzentration (m²/m³) oder der AnzahlkonzentrationAnzahlkonzentration der Teilchen.
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UFPUFPWirkungenWirkungen
im einzelnen noch Gegenstand der Forschung
Beispiele für UFP / nanoskalierte Partikel• SchweißraucheSchweißrauche
– chronische Bronchitis– chronisch – obstruktive Bronchitis?
• DieselmotoremissionenDieselmotoremissionen– K2
• Löten, Brennschneiden, Laserbearbeitung, Schleifen, Polieren...Institut und
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UFPUFP
Makrophagenaktivierung Makrophagenaktivierung →→ Mediatorfreisetzung Mediatorfreisetzung
→→ oxidativer Stress oxidativer Stress durch reaktive durch reaktive SauerstoffspeziesSauerstoffspezies
→→ Entzündungsreaktionen Entzündungsreaktionen →→ PermeabilitätserhöhungPermeabilitätserhöhung
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UFPUFPbei vorgeschädigtem Bronchialsystem
höhere Depositionsraten und Suszeptibilität erhöht [Frampton 2004]
Allergieauslösung, AllergiepromotionAllergieauslösung, Allergiepromotion [Schober 2006]
fibrogenfibrogen? Nanotubes? [Lam 2004]
karzinogenkarzinogen? [Pott / Roller 2003]Institut und Poliklinik
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Staub in der UmweltStaub in der Umwelt
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Staub in der UmweltStaub in der Umweltnatürlichnatürlich
• Bodenerosionen, Vulkanausbrüche, Waldbrände...
anthropogenanthropogen • Kraftwerke, AVA, Hausfeuerung,
Autoverkehr...• Hauptemissionsquelle in Städten:
StraßenverkehrStraßenverkehr (Abgase, Abriebe von Bremsen, Kupplungsbelägen und Reifen)
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Staub in der UmweltStaub in der Umwelt
Gesicherte AssoziationGesicherte Assoziation zwischen
Staubbelastung der UmweltStaubbelastung der Umwelt und MortalitätszunahmeMortalitätszunahme an
AtemwegserkrankungenAtemwegserkrankungen und Herz-Kreislauf-ErkrankungenHerz-Kreislauf-Erkrankungen
[Samet 2000, Groß 2003, Krämer 2003]Institut und Poliklinik
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Staub in der UmweltStaub in der Umweltdesweiteren
Assoziation zwischen Assoziation zwischen
StaubkonzentrationStaubkonzentration und und
AnzahlAnzahl der Krankenhausaufnahmen der Krankenhausaufnahmen
SymptomenSymptomen bei Asthmatikern und P. mit bei Asthmatikern und P. mit COPDCOPDInstitut und
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Staub in der UmweltStaub in der Umwelt
ZunahmeZunahme PM2.5 um 10µg/m³ Abnahme Abnahme der Lebenserwartung
um bis zu 8 Monate!
weitere Effekteweitere Effekte • erhöhte Plasmaviskosität • erhöhtes CRP • reduzierte Herzfrequenzvariabilität • häufigeres Auslösen von Kardiovertern
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obstruktiveobstruktiveAtemwegserkrankungenAtemwegserkrankungen
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obstruktive Atemwegserkrankungenobstruktive Atemwegserkrankungen
allergischallergisch
chemisch – irritativchemisch – irritativ
toxischtoxischInstitut und Poliklinik
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obstruktive Atemwegserkrankungenobstruktive Atemwegserkrankungen
Asthma bronchialeAsthma bronchiale • Prävalenz 5-10% aller Erwachsenen• exogen-allergisch oder intrinsisch• auch RhinopathieRhinopathie im Berufskrankheitenrecht
eingeschlossen (ggf. mit Etagenwechsel)
chronisch-obstruktive Bronchitischronisch-obstruktive Bronchitis • 10-12% aller Erwachsenen
obstruktives Emphysemobstruktives EmphysemInstitut und Poliklinik
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AtemwegserkrankungenAtemwegserkrankungenevt. auch Nase betroffenevt. auch Nase betroffen
• unspezifische nasale Hyperreagibilität• toxische und allergische Rhinitis• (Sinusitis)
RhinomanometrieWiderstandsmessung am Arbeitsplatz
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irritativ – toxische Mechanismenirritativ – toxische Mechanismen
nicht immunlogischnicht immunlogisch vermittelt
ReflexbronchokonstriktionReflexbronchokonstriktion bei erniedrigter Reaktionsschwelle der
Irritanzienrezeptoren und durchFreisetzung von Transmittersubstanzen / NO-
Abnahme
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irritativ – toxische Mechanismenirritativ – toxische Mechanismen• obstruktive Ventilationsstörung Minuten
post expositionem (p.e.)• 2-8h danach auch mögliche verzögerte verzögerte
ReaktionReaktion • keine Sensibilisierungsphase!• konzentrationsabhängig!• chronisches Stadium möglich (dann
unabhängig von Exposition!)• Sonderform: RADSRADS (reactive airways
distress syndrome)Institut und Poliklinik
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irritativ – toxische Mechanismenirritativ – toxische Mechanismenhauptsächliche Auslöserhauptsächliche Auslöser (lt. BK-Geschehen) (lt. BK-Geschehen)
Schweiß-, Schneid-, Gieß- und Lötrauche
TätigkeitenTätigkeiten • Schweißer, Brennschneider,
Chemiebetriebswerker, Friseure• Landwirtschaft (Synergie zwischen
Ammoniak, Endotoxinen und Gesamtstaub?)Institut und
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irritativ – toxische Mechanismenirritativ – toxische MechanismenKlinikKlinik
periodische oder persistente ObstruktionObstruktion
unspezifische bronchiale unspezifische bronchiale HyperreagibilitätHyperreagibilität (BHR)
Anfälligkeit gegenüberAnfälligkeit gegenüber viralen und bakteriellen
BronchialinfektenBronchialinfekten mit verzögerter Heilungstendenz
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irritativ – toxische Mechanismenirritativ – toxische Mechanismenkeine definitiven Tests zur DiagnostikDiagnostik!
• Anamnese!Anamnese! • körperliche Untersuchung • BGA• Lungenfunktion, Provokationstests (?)• tätigkeitsparallele Peak – flow – tätigkeitsparallele Peak – flow –
Messungen! Messungen! • Röntgen des Thorax?• Labor?
TherapieTherapie wie COPDArbeit unter Therapie?
(Fortschreiten trotz Therapie?)
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allergische Mechanismenallergische Mechanismen
TätigkeitsfelderTätigkeitsfelderBäcker
KonditorenGesundheitswesen
Tierhaltung Landwirtschaft
Nahrungs- und Futtermittelproduktion...
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allergische Mechanismenallergische MechanismenAuslöser Auslöser (BK Geschehen 2004)
– 48.5% Mehl, Teigwaren, Enzymstäube....– 12.9% Nahrungs- und Futtermittel– 5.5% Latex– ...– Holzstäube (exotisch!)– Stäube von Labor- und Nutztieren (Haare,
Epithelien, Exkremente)– andere: Acrylate, Chloramin T, Enzyme, Farbstoffe,
Isozyanate, Kolophonium, Proteine, Säureanhydride, u.v.v.a.
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allergische Mechanismenallergische Mechanismennicht streng konzentrationsabhängige
Auslösung
SensibilisierungSensibilisierung
Beschwerden Beschwerden nach erneutem Allergen-Kontakt Institut und
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Latenz
mehrere Wochen bis Monate
allergische Mechanismenallergische Mechanismen
meist SofortreaktionSofortreaktion Typ I, IgE – vermittelt
aber auch SpätreaktionSpätreaktion 6-8h p.e.
meist Besserung in arbeitsfreier Zeit!meist Besserung in arbeitsfreier Zeit!Institut und Poliklinik
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allergische Mechanismenallergische Mechanismen3 Phasen-Modell3 Phasen-Modell
• RhinitisRhinitis
• reversiblereversible allergische Bronchitis allergische Bronchitis mit Obstruktion
• irreversibleirreversible allergische Bronchitis allergische Bronchitis mit ObstruktionInstitut und
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Etagenwechsel
allergische Mechanismenallergische Mechanismenca. 10% aller asthmatischen ca. 10% aller asthmatischen
Erkrankungen sind auf berufliche Erkrankungen sind auf berufliche Einwirkungen zurückzuführen!Einwirkungen zurückzuführen!
90% aller Asthma-Erkrankungen sind nichtnicht kausal durch berufliche Noxen
verursacht, aber diese Patienten reagieren auch
auf berufliche Noxen (BHR!)Institut und
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allergische Mechanismenallergische MechanismenDiagnostikDiagnostik
• eingehende AnamneseAnamnese (räumlicher / zeitlicher Zusammenhang?)
• körperliche Untersuchung: Konjunktivitis? Urtikaria? Rhinitis? Pulmo?
• Gesamt-IgE• RASTRAST / EAST & PrickPrick Testung (ubiquitär
und spezifisch)• Lungenfunktion• BGA
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allergische Mechanismenallergische Mechanismen• tätigkeitsparallele Peak – flow - oder tätigkeitsparallele Peak – flow - oder
LungenfunktionsmessungenLungenfunktionsmessungen• unspezifische Provokationstestung• spezifische Provokationstestung• Röntgen des Thorax?
bei eindeutiger Anamnese, bei eindeutiger Anamnese, RAST Klasse 4 und RAST Klasse 4 und
hohem Gesamt – IgE hohem Gesamt – IgE sind inhalative Provokationstests meist sind inhalative Provokationstests meist
entbehrlichentbehrlichInstitut und Poliklinik
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allergische Mechanismenallergische Mechanismentherapeutische Strategientherapeutische Strategien
• vollständige Expositionskarenz• Medikation nach bekanntem Schema• Weiterführung der Arbeit unter
Therapie?• Hyposensibilisierung für berufliche
Allergene nicht standardisiert und evaluiertInstitut und
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allergische Mechanismenallergische MechanismenPrimärpräventionPrimärprävention
• Ersatzstoffe? • veränderte Zubereitungen (wässrig,
granuliert, pastös) • Kapselung• Absaugung • PSA...
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unspezifische bronchiale Hyperreagibilitätunspezifische bronchiale HyperreagibilitätNeigung zur Neigung zur
Reflexbronchokonstriktion auf Reflexbronchokonstriktion auf (ansonst) unterschwellige Reize(ansonst) unterschwellige Reize
NachweisNachweis unspezifische bronchiale
Provokationstestung
AuslöserAuslöserInfekte, chemische, biologische oder physikalische Noxen (z.B. kalte Luft),
Lachen, körperliche AnstrengungInstitut und Poliklinik
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BHRBHRUrsachenUrsachen
• fast regelhaft beim exogenen Asthma bronchiale • bei COPD• infolge Zigarettenkonsum• bei beruflicher Verursachung einer obstruktiven
Lungenerkrankung • bei Atopikern generell• aber auch bei bis zu 18% der symptomfreiensymptomfreien
Bevölkerung
Staub am Arbeitsplatz (nur) Auslöser Staub am Arbeitsplatz (nur) Auslöser oder Ursache der BHR?oder Ursache der BHR?
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exogen allergischeexogen allergischeAlveolitisAlveolitis
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exogen allergische Alveolitisexogen allergische Alveolitis
2.3%2.3% aller Lungenkrankheiten (Schweiz), in 10%10% Ursache aller Lungenfibrosen (USA)
[Sennekamp]
ausgelöst durch verschiedene Inhalationsallergene ausgelöst durch verschiedene Inhalationsallergene (insbesondere organische Stäube)(insbesondere organische Stäube)
Typ III – Allergie Typ III – Allergie präzipitierende Antikörper präzipitierende Antikörper
vom Typ IgGvom Typ IgGInstitut und Poliklinik
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EAAEAAAllergenkontakt
SensibilisierungSensibilisierung
AllergenkontaktNeutrophilen – Infiltration Neutrophilen – Infiltration
Ödem der AlveolarwandÖdem der Alveolarwand
rezidivierender AllergenkontaktT-Zell-Invasion, Typ IV Reaktion, lymphozytäre T-Zell-Invasion, Typ IV Reaktion, lymphozytäre
interstitielle Pneumonie interstitielle Pneumonie GranulombildungGranulombildung
Lungenfibrose, ggf. mit EmphysemLungenfibrose, ggf. mit Emphysem
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EAAEAA
LatenzzeitLatenzzeit zwischen Allergenkontakt und Symptombeginn
6-8 6-8 (4-12) Stunden Stunden
KlinikKlinik• Belastungsdyspnoe (85%)• Husten (82%)• Fieber (frühestens vier Stunden p.e.) • Kopfschmerzen• Gliederschmerzen • auch Rhinitis - Pharyngitis - Laryngitis• basale, inspiratorische, feinblasige RG‘s • Diffusionsstörung, restriktive Ventilationsstörung• 6-14h p.e. Leukozytose, CRP in 72% erhöht, BSG in
46% erhöht
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EAAEAA• Pilzaerosole (Bsp.)
– Befeuchterlunge: Aspergillen, thermophile Actinomyceten, Mikropolyspora faeni, Pullularia et al.
– Farmerlunge (schimmeliges Heu): thermophile Actinomyceten
– Papierarbeiterlunge: Schimmel, aber auch Holzstäube
• Tierallergene– Vogelhalterlunge (häufigste Entität)Vogelhalterlunge (häufigste Entität): Proteine : Proteine
in Exkrementen u.a.in Exkrementen u.a.– Ratten- und Mausproteine
• Chemikalien– Isozyanate, Phthalsäureanhydrid u.v.v.a.
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EAAEAAAnamneseAnamnese
• Exposition? Latenz? Klinik?
körperliche Untersuchungkörperliche Untersuchung
RASTRAST• präzipitierende Ak Typ IgG• in 10-15% negativ!• bestätigen nur die Sensibilisierung! • fallen unter Allergenkarenz ab!
BALBAL• akut: neutrophileneutrophile Alveolitis Alveolitis• > 2 Tage bestehend: lymphozytärelymphozytäre Alveolitis mit Alveolitis mit
vermindertem Tvermindertem T44/T/T88-Quotienten-Quotienten
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EAAEAAKarenztestKarenztest
• Cave: versteckte Quellen ProvokationstestProvokationstest
• ultima ratio!Epikutan – Test (?)Epikutan – Test (?)
• falls positiv als möglicher Hinweis zu interpretieren!
LungenfunktionLungenfunktion• Restriktion • selten auch Obstruktion (ganz selten isoliert)
RadiologieRadiologie
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EAAEAAim Zuge rezidivierender Alveolitiden
(z.B. chronische EAA auch ohne auch ohne typische Kliniktypische Klinik!)
können FibrosenFibrosen entstehen
Nichtraucher erkranken häufiger als Nichtraucher erkranken häufiger als Raucher!Raucher!
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EAAEAATherapieTherapie
• ExpositionskarenzExpositionskarenz gegenüber allen potentiellen alveolären Antigenen (?), da in toto hohe Sensibilisierungsbereitschaft
• akut: Steroide• Steroide verhindern aber nicht die Steroide verhindern aber nicht die
Folgeschäden einer (rezidivierenden) Folgeschäden einer (rezidivierenden) Alveolitis!Alveolitis!
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Lungenfibrose durch StäubeLungenfibrose durch Stäube
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chronisch-entzündlicherchronisch-entzündlicher
ProzessProzess
freiwerdende freiwerdende
ZytokineZytokine
FibroseFibrose
Compliance Compliance
erniedrigterniedrigt
FibroblastenaktivierungFibroblastenaktivierung
KollagensyntheseKollagensynthese
sekundäre sekundäre
BronchopathieBronchopathie
DiffusionsstörungDiffusionsstörung
RestriktionRestriktion
ObstruktionObstruktion
HypoxieHypoxie
Cor pulmonaleCor pulmonale
primäreprimäre
StaubwirkungStaubwirkung
QuarzstäubeQuarzstäube
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SilikoseSilikoseLungenfibrose infolge Inhalation freier, Lungenfibrose infolge Inhalation freier,
kristalliner Kieselsäure (SiOkristalliner Kieselsäure (SiO22) )
unter-Tage-Bergbau, Steinbearbeitung, Quarzsandstrahlen, Gießereien, Glas-,
Keramik- und Porzellanindustrie, in Schleifscheiben, Ofenbau, ...
– kristallin: Quarz, Christobalit und Tridymit– amorph: Glas, KMF („weniger“ fibrogen und
karzinogen [Worth et al])Institut und Poliklinik
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SilikoseSilikose
eigentliches pathophysiologisches eigentliches pathophysiologisches Moment (immer noch) unklar!Moment (immer noch) unklar!
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SilikoseSilikose
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Versuch der PhagozytoseVersuch der Phagozytose
→ → ZytolyseZytolyse
freiwerdende freiwerdende
ZytokineZytokine
FibroseFibrose
Compliance Compliance
erniedrigterniedrigt
FibroblastenaktivierungFibroblastenaktivierung
KollagensyntheseKollagensynthese
sekundäre sekundäre
BronchopathieBronchopathie
DiffusionsstörungDiffusionsstörung
RestriktionRestriktion
ObstruktionObstruktion
HypoxieHypoxie
Cor pulmonaleCor pulmonale
primäreprimäre
StaubwirkungStaubwirkung
SilikoseSilikoseGranulombildungGranulombildung
• initial zellreich • später zellarm von kollagenem Narbengewebe
begrenztund bindegewebige Umwandlung des und bindegewebige Umwandlung des
LungenparenchymsLungenparenchyms
• neben Makrophagen auch Aktivierung von Pneumozyten II
• beladene Makrophagen via Lymphspalten und Nekrosen ins Interstitium
• via Lymphstrom auch in die Lymphknoten mit dortiger bindegewebiger Umwandlung
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SilikoseSilikose
knötchenförmige Fibroseknötchenförmige Fibrose
• Granulome können „aufbrechen“ mit weiterer Expansionstendenz Expansionstendenz (konfluierend = Schwiele)
• Gefäße und Bronchien in der Nähe können bindegewebig umgewandelt werden
je geringer der Quarzgehalt im Gesamtstaubje geringer der Quarzgehalt im Gesamtstaubdesto eher anthrako-silikotische Granulome desto eher anthrako-silikotische Granulome
(=Staubgranulationsgewebe)(=Staubgranulationsgewebe)
Staubzellmantel = WachstumszoneStaubzellmantel = WachstumszoneInstitut und Poliklinik
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SilikoseSilikose
progredient, auch nach progredient, auch nach ExpositionsendeExpositionsende
• restriktiv – obstruktive Ventilationsstörung
KomplikationenKomplikationen• respiratorische Insuffizienz• Emphysem, Spontanpneumothorax • pulmonaler Hypertonus, Cor pulmonaleInstitut und
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SilikoseSilikose• Anamnese• körperliche Untersuchung
(Komplikationsstigmata)
• Röntgen des Thorax (Goldstandard)Röntgen des Thorax (Goldstandard)
– Übereinstimmung Röntgenbefund und Pathologie83.5%83.5% [Worth 1954]
• ggf. hr – CT des Thorax • Lungenbiopsie?Institut und
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SilikoseSilikoseSonderformenSonderformen
Hiluslymphknoten – Silikose / Hiluslymphknoten – Silikose / EierschalensilikoseEierschalensilikose
• Randsinus verkalkt, bis hin zu Verknöcherungen
Caplan-Syndrom Caplan-Syndrom • rheumatoide Arthritis und multiple, scharf
begrenzte Rundherde (=Rheumaknoten)• schubweise auftretend
diffuse Fibrosediffuse Fibrose
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SilikoseSilikosePhthisis atraPhthisis atra
• plötzlich große Mengen schwarzen Auswurfes • Aufschmelzung silikotischer Knoten • [Zell et al: Phithisis atra als Silikosekomplikation 19991999]
Pinhead TypPinhead Typ• diffuse, über beide Lungenfelder verteilte, feinste
Verdichtungsherde• [nach Biasi] Mischstaubpneumokoniose (geringer
Quarzgehalt, große Kohlenstaubmengen)• häufig Emphysem und pulmonale Hypertonie
SilikotuberkuloseSilikotuberkuloseInstitut und Poliklinik
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SilikoseSilikoseeinseitige Silikoseneinseitige Silikosen
• bei gleichzeitiger Hypoplasie des Gefäßsystems einer Lungenseite
atypische Silikoseatypische Silikose• subpleural, basal in den Unterfeldern
– dd EAA?– dd Asbestose?– dd anlagebedingter verminderter lymphatischer
Abstrom basal und pleuritische Verwachsungen prä expositionem? [Biasi]Institut und
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SilikoseSilikoseakute Silikoseakute Silikose
• ungewöhnlich kurze Expositionszeit (Monate bis wenige Jahre)
• und rasche Progredienz • Inhalation hochkonzentrierter Silikate• Stollenarbeiter, Tunnelbau, Quarzmühlen• Unterlappen! • hohe Letalität! • Drasche 1984
– Herausbrechen der Innenauskleidung von Induktionsöfen• Schmitz 2006
– Silikatschmelzer am Hochofen– 3-4 Jahre p.e.– Partikel in Nanobereichsgröße!
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Quarz und BronchitisQuarz und Bronchitismittlerweile auch solitäre COPD ohne nachgewiesene Silikose
bei Steinkohlebergleuten als BK anerkannt
primäre Staubwirkung primäre Staubwirkung auf die Bronchialschleimhautauf die Bronchialschleimhaut
UNDUNDTexturveränderungen im Texturveränderungen im
Lungengerüst mit sekundären Lungengerüst mit sekundären Bronchialveränderungen Bronchialveränderungen
(=Bronchopathie)(=Bronchopathie)Institut und Poliklinik
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Quarz und BronchialkarzinomQuarz und BronchialkarzinomDFG 1999DFG 1999
K1 K1 • indirekte indirekte genotoxische Wirkungen (reaktive
Sauerstoffspezies) im Tierversuch • und epidemiologische Zusammenhänge beim
Menschen
Woitowitz 2003Woitowitz 2003 Im Tierversuch verläuft Tumorinduktion
nicht über die Fibrose! Fibrose conditio sine qua non?Fibrose conditio sine qua non?
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Bronchialkarzinom und SteinkohlebergbauBronchialkarzinom und SteinkohlebergbauBC im SteinkohlebergbauBC im Steinkohlebergbau
NICHT anerkannt!NICHT anerkannt!
September 2005September 2005Krebsmorbidität und –mortalität Krebsmorbidität und –mortalität
saarländischer Steinkohlebergleutesaarländischer SteinkohlebergleuteAbschlussberichtAbschlussbericht
PD Dr. P. Mohrfeld, KölnPD Dr. P. Mohrfeld, KölnInstitut und Poliklinik
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Bronchialkarzinom und SteinkohlebergbauBronchialkarzinom und Steinkohlebergbau
„Trotz langer und hoher Staubexposition und 22-jährigem follow-up
lies sich insgesamt keine nachteilige Wirkung
der Staubexposition im untertägigen Steinkohlebergbau
auf die Krebsmortalität und -morbidität festmachen.“
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AsbestfaserstäubeAsbestfaserstäube
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AsbestAsbestVerwendungVerwendung
• Dachziegel, Asbestzement, Dichtungen, Kupplungen, Bremsen (auch unter Tage!), Schiffsbau, Kraftwerke, Schutzkleidung, Filtermasken unter Tage!...
VerbotVerbot • seit 1993 laut Gefahrstoffverordnung
Verwendungsmaxima Verwendungsmaxima • 1965-1975
Surrogate der massiven ExpositionSurrogate der massiven Exposition Konjunktivitis, Juckreiz,
Asbestwarzen an den Fingern, „Schutzkleidung voll Staub“
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AsbestoseAsbestose
diffusediffuseinterstitielleinterstitielleirreversible irreversible
FibroseFibrose
Progredienz nach ExpositionsendeProgredienz nach Expositionsende
Sonderform MinimalasbestoseSonderform MinimalasbestoseInstitut und Poliklinik
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AsbestoseAsbestose
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insuffiziente insuffiziente
PhagozytosePhagozytose
→ → ZytolyseZytolyse
freiwerdende freiwerdende
ZytokineZytokine
FibroseFibrose
Compliance Compliance
erniedrigterniedrigt
FibroblastenaktivierungFibroblastenaktivierung
KollagensyntheseKollagensynthese
DiffusionsstörungDiffusionsstörung
RestriktionRestriktion
HypoxieHypoxie
Cor pulmonaleCor pulmonale
AsbestoseAsbestoseDiagnose – Trias Diagnose – Trias
[Konietzko][Konietzko]bei anamnestisch gesicherter Asbestexpositionbei anamnestisch gesicherter Asbestexposition
2.2. DyspnoeDyspnoe3.3. Fibrose im RöntgenFibrose im Röntgen4.4. inspiratorisches Knisterrasselninspiratorisches Knisterrasseln
feinblasiges, ohrnahes, endinspiratorisches Rasselndurch plötzliche Öffnung der kleinen Atemwege bei Überschreiten des kritischen Öffnungsdrucks– wohl sehr sensitivsehr sensitiv, wenig spezifischwenig spezifisch– je nach Fibrosegrad in 90-100% d.F.
auskultierbar [Bohlig 1976]?
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AsbestoseAsbestoseLungenfunktionLungenfunktion
• RestriktionRestriktion• häufig erhebliche Funktionseinschränkungen
bei nur geringen Röntgen – Veränderungen (i.G.z. Silikose) [Bohlig, Secker-Walker 1982]
• Obstruktion möglichObstruktion möglich, in 10-22% d.F., korrespondiert mit den Rauchgewohnheiten [Lindemann 1985]
• auch bei solitärer Restriktion kann Resistance erhöht sein (verminderter Querschnitt der Atemwege)
• Atemstoß „supernormal“ durch „vermehrten Zug der steifen Lunge“ mit Querschnittserweiterung
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AsbestoseAsbestose• hr-CT des Thoraxhr-CT des Thorax • AsbestkörperchenAsbestkörperchen im Sputum wenig
aussagekräftig, Nachweis nur in ⅓ d.F. (in BAL in 70% d.F.)
• thorakoskopische oder chirurgische thorakoskopische oder chirurgische Lungenbiopsie?Lungenbiopsie? (Minimalasbestose?, elektronenoptischer Fasernachweis und Artdiagnostik)
• TBB TBB entbehrlichInstitut und Poliklinik
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AsbestoseAsbestoseSonderformenSonderformen
• ZementasbestoseZementasbestose: Silikose + Asbestose• Caplan SyndromCaplan Syndrom: Rundherde insbesondere
im Unterlappen• massive Oberlappenfibrosemassive Oberlappenfibrose: Südafrika• TalkstaublungeTalkstaublunge: Talkumsilikose,
TalkumasbestoseTalkumasbestose, reine Talkumlunge• nicht berufliche Asbestosennicht berufliche Asbestosen:
Emissionsgebiete der Industrie, Ehefrauen, Umweltbelastung?
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AsbestAsbestPleuradrift der AsbestfasernPleuradrift der Asbestfasern
benigner Pleuraerguss benigner Pleuraerguss = Gaensler Pleuritis= Gaensler Pleuritis
= asbestos pleural effusion= asbestos pleural effusion
• häufig beidseits• TriasTrias: Asbest-Exposition, spontane Rückbildung des
Ergusses, keine anderen Ätiologien • im Erguss keine Asbest-Fasern• Exsudat• NachbeobachtungNachbeobachtung! (Mesotheliom in statu
nascendi?)
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AsbestAsbestdiffuse Pleuraverdickungdiffuse Pleuraverdickung
Hyalinosis complicata Hyalinosis complicata • Pleura visceralis• meist Obliteration des/ der Sinus • als Sonderform RundatelektaseRundatelektase• im CT charakteristische von Pleura
visceralis ausgehende Bindegewebszüge in das Lungenparenchym (=Krähenfuß)
• dd MesotheliomInstitut und Poliklinik
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AsbestAsbestumschriebene Pleuraplaquesumschriebene Pleuraplaques
• hyalinhyalin oder verkalktverkalkt an der Pleura parietalis
• mulitlokulär beidseits • zellarmes kollagenes Bindegewebe, ohne
Asbestkörperchen, mit eingelagerten Fasern
• je länger der zeitliche Abstand zur Exposition, desto eher Verkalkungen
• Indikator für die ExpositionIndikator für die ExpositionInstitut und Poliklinik
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AsbestAsbest• keinekeine Präkanzerosen• keine Symptome• CT diagnostische Methode der Wahl• Thorakoskopie?• dd Weichteilschatten (Fett, Muskeln), alte
Rippenfrakturen, alte tuberkulöse Schwarte, Z.n. Thoraxtrauma (meist einseitig)
mehr Fasern für Asbestose als für mehr Fasern für Asbestose als für Pleuraveränderungen nötigPleuraveränderungen nötig
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AsbestAsbestEinbezug des PerikardsEinbezug des Perikards
retroperitoneale Fibroseretroperitoneale Fibrose
Tumoren: Tumoren: Larynx - KarzinomLarynx - Karzinom
Bronchialkarzinom Bronchialkarzinom MesotheliomMesotheliom
Non-Hodgkin-Lymphome?Non-Hodgkin-Lymphome?Institut und Poliklinik
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Asbest und BronchialkarzinomAsbest und BronchialkarzinomInzidenz des BC korreliert
mit der Schwere der Asbestose [Whitwell 1974]
aber erhöhte Inzidenz an BC auch ohne aber erhöhte Inzidenz an BC auch ohne FibroseFibrose
Karzinomentstehung und fibrogene Wirkung Karzinomentstehung und fibrogene Wirkung unabhängig voneinander!unabhängig voneinander!
bei gegebener Exposition ist das Risiko mit Pleuraplaques an einem BC zu erkranken zweifach höher als ohne Plaques [Edge
1977]Institut und Poliklinik
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Asbest und MesotheliomAsbest und Mesotheliomhistologischhistologisch
sarkomatösersarkomatöser Typ Typepithelialerepithelialer Typ Typ (dd Adenokarzinommetastasen)(dd Adenokarzinommetastasen)
bivalenterbivalenter Typ Typpolygonal, undifferenzierterpolygonal, undifferenzierter Typ Typ
VorkommenVorkommen• PleuraPleura• PeritoneumPeritoneum• PerikardPerikard• Tunica vaginalisTunica vaginalis (Hoden)
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Asbest und MesotheliomAsbest und Mesotheliomteilweise nur geringe Expositionszeitengeringe Expositionszeiten
(3 Wochen!)
häufigste Primärmanifestation einseitiger Pleuraerguss!einseitiger Pleuraerguss!
in ~ in ~ ⅔⅔ aller Fälle kontralaterale aller Fälle kontralaterale Pleuraplaques!Pleuraplaques!
in (nur) 3-20% d.F. begleitende Asbestose Institut und Poliklinik
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Asbest in der UmweltAsbest in der Umweltu.a. durch Verwitterung, Abrieb von Straßen-
und Bremsbelägen, ASI-Arbeiten
• Reinluftgebiete:Reinluftgebiete: 200F/cm³ Luft200F/cm³ Luft• Großstadtkreuzungen:Großstadtkreuzungen: 1000F/cm³1000F/cm³• Industrienähe:Industrienähe: 2000F/cm³2000F/cm³• in Asbest – belasteten Gebäuden:in Asbest – belasteten Gebäuden: bis zu bis zu
15.000F/cm³15.000F/cm³• im Trinkwasser:im Trinkwasser: 1 bis 11 Millionen F/l 1 bis 11 Millionen F/l
Umweltexposition lebenslang: Umweltexposition lebenslang: 130x10130x1066 Fasern = 0,06Faserjahre Fasern = 0,06Faserjahre
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Asbest in der UmweltAsbest in der Umweltkeine wesentlichen epidemiologischen keine wesentlichen epidemiologischen
Studien zum Krebsrisiko, Studien zum Krebsrisiko, da in da in Anbetracht der Fasermenge Anbetracht der Fasermenge
verschwindend geringverschwindend gering
Trinkwasser – BelastungTrinkwasser – Belastung keine erhöhte Inzidenz gastrointestinaler
Tumoren nachweisbar (Cave: Luftbefeuchter)Institut und
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künstliche künstliche MineralfaserstäubeMineralfaserstäube
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künstliche Mineralfasernkünstliche Mineralfasernpathogen wirkenpathogen wirken
• Fasern selbst• Bindemittel und Zuschlagsstoffe
mögliche Wirkungenmögliche Wirkungen• reversible Reizerscheinungenreversible Reizerscheinungen an Haut,
Augen und oberem Aerodigestivtrakt (Rhinitis, Laryngitis, Tracheitis)
• allergische Reaktionen allergische Reaktionen durch Zuschlagsstoffe wie Harze, Binde- und Schmiermittel
• fraglich: Obstruktion, BHR, Pneumonien, Bronchiektasien, Emphysem
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KMF und BCKMF und BC• PseudoasbestkörperchenPseudoasbestkörperchen
pathophysiologische Überlegungenpathophysiologische Überlegungen• brechen häufig transversal (Faserverkürzung
ohne Durchmesserveränderung) / Asbestfasern dagegen longitudinal
• Biopersistenz (keramische Fasern?)• Einspießung in die Bronchialwände• zusätzliche Schädigung (Rauchen, SiO2,
Infektionen) mit verminderter Clearance notwendig?
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KMF und BCKMF und BC
• in einigen Produktionsbetrieben erhöhte BC-Raten
• unterschiedliche Ergebnisse aus Tierexperimenten
differenzierte Einstufungen siehe Begründungen MAK-WerteInstitut und
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KontaktKontakt
www.uniklinikum-www.uniklinikum-saarland.de/arbeitsmedizinsaarland.de/arbeitsmedizin
[email protected]@uniklinikum-saarland.de
0 68 41 162 68020 68 41 162 6802
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