Erkrankungen der Atemwege und der Lunge durch … · schließlich kommt Clearance in toto zum...

Erkrankungen Erkrankungen der Atemwege und der Lunge der Atemwege und der Lunge durch Feinstäube und Ultrafeinstäubedurch Feinstäube und Ultrafeinstäube

Institut und Poliklinik

für Arbeits-medizin der Universität

des Saarlandes

Dr. med. Marc Müller

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

allgemeine Staubwirkungenallgemeine Staubwirkungen

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

BronchitisBronchitisandere Ätiologien / Koätiologienandere Ätiologien / Koätiologien

• Rauchen• wiederholte Virusinfekte

• allgemeine Luftverschmutzung• Disposition

EndstadienEndstadienLungenemphysem

respiratorische Insuffizienzpulmonale Hypertonie, Cor pulmonale

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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!

des Saarlandes

6. Oktober 2006

UltrafeinstäubeUltrafeinstäube

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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?

des Saarlandes

6. Oktober 2006

UFPUFPmögliche Gründe für spezifische mögliche Gründe für spezifische

WirkungenWirkungen

große Oberflächegroße Oberfläche mit entsprechend hohem Adsorptions-

und Reaktionsvermögen

PenetrationsfähigkeitPenetrationsfähigkeit durch Membranen Institut und

Poliklinik für Arbeits-medizin der Universität

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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.

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

UFPUFP

Makrophagenaktivierung Makrophagenaktivierung →→ Mediatorfreisetzung Mediatorfreisetzung

→→ oxidativer Stress oxidativer Stress durch reaktive durch reaktive SauerstoffspeziesSauerstoffspezies

→→ Entzündungsreaktionen Entzündungsreaktionen →→ PermeabilitätserhöhungPermeabilitätserhöhung

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

Staub in der UmweltStaub in der Umwelt

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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)

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

obstruktiveobstruktiveAtemwegserkrankungenAtemwegserkrankungen

des Saarlandes

6. Oktober 2006

obstruktive Atemwegserkrankungenobstruktive Atemwegserkrankungen

allergischallergisch

chemisch – irritativchemisch – irritativ

toxischtoxischInstitut und Poliklinik

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

AtemwegserkrankungenAtemwegserkrankungenevt. auch Nase betroffenevt. auch Nase betroffen

• unspezifische nasale Hyperreagibilität• toxische und allergische Rhinitis• (Sinusitis)

RhinomanometrieWiderstandsmessung am Arbeitsplatz

des Saarlandes

6. Oktober 2006

irritativ – toxische Mechanismenirritativ – toxische Mechanismen

nicht immunlogischnicht immunlogisch vermittelt

ReflexbronchokonstriktionReflexbronchokonstriktion bei erniedrigter Reaktionsschwelle der

Irritanzienrezeptoren und durchFreisetzung von Transmittersubstanzen / NO-

Abnahme

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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?)

des Saarlandes

6. Oktober 2006

allergische Mechanismenallergische Mechanismen

TätigkeitsfelderTätigkeitsfelderBäcker

KonditorenGesundheitswesen

Tierhaltung Landwirtschaft

Nahrungs- und Futtermittelproduktion...

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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.

des Saarlandes

6. Oktober 2006

allergische Mechanismenallergische Mechanismennicht streng konzentrationsabhängige

Auslösung

SensibilisierungSensibilisierung

Beschwerden Beschwerden nach erneutem Allergen-Kontakt Institut und

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

allergische Mechanismenallergische Mechanismen3 Phasen-Modell3 Phasen-Modell

• RhinitisRhinitis

• reversiblereversible allergische Bronchitis allergische Bronchitis mit Obstruktion

• irreversibleirreversible allergische Bronchitis allergische Bronchitis mit ObstruktionInstitut und

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

allergische Mechanismenallergische MechanismenPrimärpräventionPrimärprävention

• Ersatzstoffe? • veränderte Zubereitungen (wässrig,

granuliert, pastös) • Kapselung• Absaugung • PSA...

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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?

des Saarlandes

6. Oktober 2006

exogen allergischeexogen allergischeAlveolitisAlveolitis

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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.

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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!

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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!

des Saarlandes

6. Oktober 2006

Lungenfibrose durch StäubeLungenfibrose durch Stäube

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

SilikoseSilikose

eigentliches pathophysiologisches eigentliches pathophysiologisches Moment (immer noch) unklar!Moment (immer noch) unklar!

des Saarlandes

6. Oktober 2006

SilikoseSilikose

des Saarlandes

6. Oktober 2006

Versuch der PhagozytoseVersuch der Phagozytose

→ → ZytolyseZytolyse

ZytokineZytokine

FibroseFibrose

sekundäre sekundäre

BronchopathieBronchopathie

ObstruktionObstruktion

HypoxieHypoxie

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

SilikoseSilikose

progredient, auch nach progredient, auch nach ExpositionsendeExpositionsende

• restriktiv – obstruktive Ventilationsstörung

KomplikationenKomplikationen• respiratorische Insuffizienz• Emphysem, Spontanpneumothorax • pulmonaler Hypertonus, Cor pulmonaleInstitut und

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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!

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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?

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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.“

des Saarlandes

6. Oktober 2006

AsbestfaserstäubeAsbestfaserstäube

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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“

des Saarlandes

6. Oktober 2006

AsbestoseAsbestose

diffusediffuseinterstitielleinterstitielleirreversible irreversible

FibroseFibrose

Progredienz nach ExpositionsendeProgredienz nach Expositionsende

Sonderform MinimalasbestoseSonderform MinimalasbestoseInstitut und Poliklinik

des Saarlandes

6. Oktober 2006

AsbestoseAsbestose

des Saarlandes

6. Oktober 2006

insuffiziente insuffiziente

PhagozytosePhagozytose

→ → ZytolyseZytolyse

ZytokineZytokine

FibroseFibrose

HypoxieHypoxie

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]?

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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?

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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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6. Oktober 2006

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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6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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)

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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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6. Oktober 2006

künstliche künstliche MineralfaserstäubeMineralfaserstäube

des Saarlandes

6. Oktober 2006

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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6. Oktober 2006

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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6. Oktober 2006

KMF und BCKMF und BC

• in einigen Produktionsbetrieben erhöhte BC-Raten

• unterschiedliche Ergebnisse aus Tierexperimenten

differenzierte Einstufungen siehe Begründungen MAK-WerteInstitut und

des Saarlandes

6. Oktober 2006

KontaktKontakt

www.uniklinikum-www.uniklinikum-saarland.de/arbeitsmedizinsaarland.de/arbeitsmedizin

ammmue@uniklinikum-saarland.deammmue@uniklinikum-saarland.de

0 68 41 162 68020 68 41 162 6802

des Saarlandes

6. Oktober 2006

Erkrankungen der Atemwege und der Lunge durch … · schließlich kommt Clearance in toto zum...

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