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27. Biologische Überwachung

Kapitelherausgeber: Robert Lauwerys


 

Inhaltsverzeichnis  

Tabellen und Abbildungen

Allgemeine Grundsätze
Vito Foà und Lorenzo Alessio

Qualitätssicherung
D. Gompertz

Metalle und metallorganische Verbindungen
P. Hoet und Robert Lauwerys

Organische Lösungsmittel
Masayuki Ikeda

Genotoxische Chemikalien
Marja Sorsa

Pestizide
Marco Maroni und Adalberto Ferioli 

Tische

Klicken Sie unten auf einen Link, um die Tabelle im Artikelkontext anzuzeigen.

1. ACGIH, DFG & andere Grenzwerte für Metalle

2. Beispiele für Chemikalien- und biologisches Monitoring

3. Biologische Überwachung auf organische Lösungsmittel

4. Genotoxizität von Chemikalien, bewertet von IARC

5. Biomarker und einige Zell-/Gewebeproben und Genotoxizität

6. Menschliche Karzinogene, berufliche Exposition und zytogenetische Endpunkte

7. Ethische Prinzipien

8. Exposition durch Produktion und Verwendung von Pestiziden

9. Akute OP-Toxizität bei verschiedenen Graden der ACHE-Hemmung

10 Variationen von ACHE & PCHE & ausgewählten Gesundheitszuständen

11 Cholinesterase-Aktivitäten von nicht exponierten gesunden Menschen

12 Alkylphosphate im Urin und OP-Pestizide

13 Alkylphosphatmessungen im Urin & OP

14 Carbamat-Metaboliten im Urin

15 Dithiocarbamat-Metaboliten im Urin

16 Vorgeschlagene Indizes für die biologische Überwachung von Pestiziden

17 Empfohlene biologische Grenzwerte (Stand 1996)

Zahlen

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Montag, Februar 28 2011 20: 07

Allgemeine Grundsätze

Grundlegende Konzepte und Definitionen

Auf der Baustelle können industrielle Hygienemethoden nur Chemikalien in der Luft messen und kontrollieren, während andere Aspekte des Problems möglicher schädlicher Stoffe in der Umgebung von Arbeitern, wie Hautabsorption, Verschlucken und nicht arbeitsbedingte Exposition, unentdeckt bleiben und daher unkontrolliert. Biologisches Monitoring hilft, diese Lücke zu schließen.

Biologische Überwachung wurde 1980 in einem Seminar definiert, das gemeinsam von der Europäischen Wirtschaftsgemeinschaft (EWG), dem National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) und der Occupational Safety and Health Association (OSHA) (Berlin, Yodaiken und Henman 1984) in Luxemburg als „the Messung und Bewertung von Wirkstoffen oder ihren Metaboliten entweder in Geweben, Sekreten, Exkrementen, Ausatemluft oder einer Kombination davon, um die Exposition und das Gesundheitsrisiko im Vergleich zu einer geeigneten Referenz zu bewerten“. Überwachung ist eine sich wiederholende, regelmäßige und präventive Aktivität, die dazu bestimmt ist, erforderlichenfalls zu Korrekturmaßnahmen zu führen; es sollte nicht mit diagnostischen Verfahren verwechselt werden.

Die biologische Überwachung ist eines der drei wichtigen Instrumente zur Verhütung von Krankheiten durch toxische Stoffe im allgemeinen oder beruflichen Umfeld, die anderen beiden sind die Umweltüberwachung und die Gesundheitsüberwachung.

Die Reihenfolge in der möglichen Entwicklung einer solchen Krankheit kann wie folgt schematisch dargestellt werden: Quelle-exponierter chemischer Wirkstoff – innere Dosis – biochemische oder zelluläre Wirkung (reversibel) – gesundheitliche Auswirkungen – Krankheit. Die Beziehungen zwischen Umwelt-, biologischer und Expositionsüberwachung sowie Gesundheitsüberwachung sind in Abbildung 1 dargestellt. 

Abbildung 1. Die Beziehung zwischen Umwelt-, biologischer und Expositionsüberwachung und Gesundheitsüberwachung

BMO010F1

Wenn eine giftige Substanz (z. B. eine Industriechemikalie) in der Umwelt vorhanden ist, kontaminiert sie Luft, Wasser, Lebensmittel oder Oberflächen, die mit der Haut in Kontakt kommen; die Menge an toxischem Agens in diesen Medien wird über bewertet Umweltüberwachung.

Durch Aufnahme, Verteilung, Stoffwechsel und Ausscheidung eine gewisse interne Dosis des toxischen Agens (die Nettomenge eines Schadstoffs, die in einem bestimmten Zeitintervall in den Organismus aufgenommen oder durch den Organismus geleitet wird) effektiv an den Körper abgegeben und in Körperflüssigkeiten nachweisbar wird. Als Ergebnis seiner Wechselwirkung mit einem Rezeptor in der kritisches Organ (das Organ, das unter bestimmten Expositionsbedingungen die erste oder wichtigste nachteilige Wirkung zeigt), treten biochemische und zelluläre Ereignisse auf. Sowohl die interne Dosis als auch die hervorgerufenen biochemischen und zellulären Wirkungen können durch biologisches Monitoring gemessen werden.

Gesundheitsüberwachung wurde auf dem oben erwähnten EEC/NIOSH/OSHA-Seminar von 1980 definiert als „die periodische medizinisch-physiologische Untersuchung exponierter Arbeiter mit dem Ziel, die Gesundheit zu schützen und Krankheiten vorzubeugen“.

Biologisches Monitoring und Gesundheitsüberwachung sind Teile eines Kontinuums, das von der Messung von Wirkstoffen oder ihren Metaboliten im Körper über die Bewertung biochemischer und zellulärer Wirkungen bis hin zur Erkennung von Anzeichen einer frühen reversiblen Beeinträchtigung des kritischen Organs reichen kann. Die Erkennung einer festgestellten Krankheit liegt außerhalb des Umfangs dieser Bewertungen.

Ziele des Biologischen Monitorings

Biologisches Monitoring kann unterteilt werden in (a) Expositionsmonitoring und (b) Wirkungsmonitoring, wofür Indikatoren der inneren Dosis bzw. der Wirkung verwendet werden.

Der Zweck der biologischen Expositionsüberwachung besteht darin, das Gesundheitsrisiko durch die Bewertung der internen Dosis abzuschätzen und eine Schätzung der biologisch aktiven Belastung des Körpers durch die betreffende Chemikalie zu erhalten. Sein Grundprinzip besteht darin, sicherzustellen, dass die Exposition der Arbeitnehmer keine Werte erreicht, die schädliche Wirkungen hervorrufen können. Als „advers“ wird eine Wirkung bezeichnet, wenn eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit, eine verminderte Fähigkeit zur Kompensation zusätzlicher Belastungen, eine verminderte Fähigkeit zur Aufrechterhaltung der Homöostase (stabiler Gleichgewichtszustand) oder eine erhöhte Anfälligkeit für andere Umwelteinflüsse vorliegt.

Abhängig von der Chemikalie und dem analysierten biologischen Parameter kann der Begriff interne Dosis unterschiedliche Bedeutungen haben (Bernard und Lauwerys 1987). Erstens kann es die Menge einer Chemikalie bedeuten, die kürzlich aufgenommen wurde, beispielsweise während einer einzigen Arbeitsschicht. Eine Bestimmung der Schadstoffkonzentration in der Alveolarluft oder im Blut kann während der Arbeitsschicht selbst oder erst am nächsten Tag erfolgen (Blut- oder Alveolarluftproben können bis zu 16 Stunden nach Ende der Expositionszeit entnommen werden) . Zweitens könnte in dem Fall, dass die Chemikalie eine lange biologische Halbwertszeit hat – beispielsweise Metalle im Blutkreislauf – die interne Dosis die über einen Zeitraum von einigen Monaten absorbierte Menge widerspiegeln.

Drittens kann der Begriff auch die Menge der gelagerten Chemikalie bedeuten. In diesem Fall stellt er einen Akkumulationsindikator dar, der eine Abschätzung der Konzentration der Chemikalie in Organen und/oder Geweben liefern kann, aus denen sie nach der Ablagerung nur langsam freigesetzt wird. Beispielsweise könnten Messungen von DDT oder PCB im Blut eine solche Schätzung liefern.

Schließlich kann ein interner Dosiswert die Menge der Chemikalie am Wirkungsort angeben und somit Aufschluss über die biologisch wirksame Dosis geben. Eine der vielversprechendsten und wichtigsten Anwendungen dieser Fähigkeit ist beispielsweise die Bestimmung von Addukten, die durch toxische Chemikalien mit Proteinen in Hämoglobin oder mit DNA gebildet werden.

Die biologische Wirkungsüberwachung zielt darauf ab, frühe und reversible Veränderungen zu erkennen, die sich im kritischen Organ entwickeln, und die gleichzeitig Personen mit Anzeichen von gesundheitlichen Beeinträchtigungen identifizieren können. In diesem Sinne stellt die biologische Wirkungsüberwachung das wichtigste Instrument für die Gesundheitsüberwachung von Arbeitnehmern dar.

Hauptüberwachungsmethoden

Die biologische Überwachung der Exposition basiert auf der Bestimmung von Indikatoren der inneren Dosis durch Messung von:

    • die Menge der Chemikalie, der der Arbeiter ausgesetzt ist, im Blut oder Urin (selten in Milch, Speichel oder Fett)
    • die Menge eines oder mehrerer Metaboliten der beteiligten Chemikalie in denselben Körperflüssigkeiten
    • die Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen (Lösungsmittel) in der Alveolarluft
    • die biologisch wirksame Dosis von Verbindungen, die Addukte an DNA oder andere große Moleküle gebildet haben und daher eine potenzielle genotoxische Wirkung haben.

           

          Faktoren, die die Konzentration der Chemikalie und ihrer Metaboliten im Blut oder Urin beeinflussen, werden unten diskutiert.

          Für die Konzentration in der Alveolarluft sind neben der Höhe der Umweltexposition vor allem die Löslichkeit und der Metabolismus der eingeatmeten Substanz, die alveoläre Ventilation, das Herzzeitvolumen und die Expositionsdauer entscheidend (Brugnone et al. 1980).

          Die Verwendung von DNA- und Hämoglobin-Addukten zur Überwachung der menschlichen Exposition gegenüber Stoffen mit karzinogenem Potenzial ist eine sehr vielversprechende Technik zur Messung geringer Expositionen. (Allerdings ist zu beachten, dass nicht alle Chemikalien, die im menschlichen Organismus an Makromoleküle binden, genotoxisch, dh potenziell krebserregend, sind.) Die Adduktbildung ist nur ein Schritt im komplexen Prozess der Krebsentstehung. Andere zelluläre Ereignisse wie die Förderung und das Fortschreiten der DNA-Reparatur verändern zweifellos das Risiko, an einer Krankheit wie Krebs zu erkranken. Daher ist die Messung von Addukten zum jetzigen Zeitpunkt nur als Überwachung der Chemikalienexposition zu sehen. Dies wird ausführlicher im Artikel „Genotoxische Chemikalien“ weiter unten in diesem Kapitel diskutiert.

          Die biologische Überwachung der Wirkungen erfolgt durch die Bestimmung von Wirkungsindikatoren, d. h. von solchen, die frühe und reversible Veränderungen erkennen können. Dieser Ansatz kann eine indirekte Abschätzung der an den Wirkorten gebundenen Chemikalienmenge liefern und bietet die Möglichkeit, funktionelle Veränderungen im kritischen Organ in einer frühen Phase zu beurteilen.

          Leider können wir nur einige Beispiele für die Anwendung dieses Ansatzes auflisten, nämlich (1) die Hemmung der Pseudocholinesterase durch Organophosphat-Insektizide, (2) die Hemmung der D-Aminolävulinsäure-Dehydratase (ALA-D) durch anorganisches Blei und (3) die erhöhte Ausscheidung über den Urin d-Glucarsäure und Porphyrine bei Personen, die Chemikalien ausgesetzt waren, die mikrosomale Enzyme induzieren, und/oder Porphyrogene (z. B. chlorierte Kohlenwasserstoffe).

          Vorteile und Grenzen des biologischen Monitorings

          Bei Stoffen, die ihre Toxizität erst nach dem Eintritt in den menschlichen Organismus entfalten, ermöglicht das biologische Monitoring eine fokussiertere und gezieltere Einschätzung des Gesundheitsrisikos als das Umweltmonitoring. Ein biologischer Parameter, der die interne Dosis widerspiegelt, bringt uns dem Verständnis systemischer Nebenwirkungen einen Schritt näher als jede Umweltmessung.

          Das biologische Monitoring bietet gegenüber dem Umweltmonitoring zahlreiche Vorteile und ermöglicht insbesondere die Bewertung von:

            • Exposition über einen längeren Zeitraum
            • Exposition infolge der Arbeitnehmermobilität im Arbeitsumfeld
            • Aufnahme eines Stoffes über verschiedene Wege, einschließlich der Haut
            • Gesamtexposition als Ergebnis verschiedener Quellen von sowohl beruflicher als auch nichtberuflicher Belastung
            • die Menge eines vom Probanden aufgenommenen Stoffes in Abhängigkeit von anderen Faktoren als dem Grad der Exposition, wie z. B. der körperlichen Anstrengung, die durch die Arbeit, die Belüftung oder das Klima erforderlich ist
            • die von einem Probanden aufgenommene Menge eines Stoffes in Abhängigkeit von individuellen Faktoren, die die Toxikokinetik des Giftstoffes im Organismus beeinflussen können; B. Alter, Geschlecht, genetische Merkmale oder Funktionszustand der Organe, in denen die toxische Substanz biotransformiert und ausgeschieden wird.

                       

                      Trotz dieser Vorteile leidet das biologische Monitoring auch heute noch unter erheblichen Einschränkungen, von denen die wichtigsten die folgenden sind:

                        • Die Zahl der möglichen biologisch kontrollierbaren Stoffe ist derzeit noch recht gering.
                        • Im Falle einer akuten Exposition liefert das biologische Monitoring nur nützliche Informationen für die Exposition gegenüber Stoffen, die schnell verstoffwechselt werden, z. B. aromatische Lösungsmittel.
                        • Die Bedeutung biologischer Indikatoren ist nicht klar definiert; Beispielsweise ist nicht immer bekannt, ob die an biologischem Material gemessenen Konzentrationen einer Substanz die aktuelle oder die kumulative Exposition widerspiegeln (z. B. Kadmium und Quecksilber im Urin).
                        • Im Allgemeinen ermöglichen biologische Indikatoren der inneren Dosis eine Einschätzung des Expositionsgrads, liefern jedoch keine Daten, die die tatsächliche Menge messen, die in dem kritischen Organ vorhanden ist
                        • Oft sind keine möglichen Eingriffe in den Stoffwechsel der zu überwachenden Stoffe durch andere körperfremde Stoffe bekannt, denen der Organismus gleichzeitig in der Arbeits- und allgemeinen Umwelt ausgesetzt ist.
                        • Nicht immer liegen ausreichende Kenntnisse über die Zusammenhänge vor, die zwischen der Höhe der Umweltexposition und der Höhe der biologischen Indikatoren einerseits und zwischen der Höhe der biologischen Indikatoren und möglichen gesundheitlichen Auswirkungen andererseits bestehen.
                        • Die Zahl der biologischen Indikatoren, für die derzeit biologische Expositionsindizes (BEIs) existieren, ist eher begrenzt. Weiterführende Informationen sind erforderlich, um festzustellen, ob ein Stoff, von dem derzeit festgestellt wurde, dass er keine nachteiligen Auswirkungen hat, sich zu einem späteren Zeitpunkt als schädlich erweisen könnte.
                        • Ein BEI stellt normalerweise eine Konzentration eines Stoffs dar, die am wahrscheinlichsten in einer Probe beobachtet wird, die von einem gesunden Arbeiter entnommen wurde, der der Chemikalie in gleichem Maße ausgesetzt war wie ein Arbeiter mit einer Inhalationsexposition gegenüber dem TLV (Grenzwert). zeitgewichteter Durchschnitt (TWA).

                                       

                                      Erforderliche Informationen für die Entwicklung von Methoden und Kriterien zur Auswahl biologischer Tests

                                      Die Programmierung des biologischen Monitorings erfordert folgende Grundvoraussetzungen:

                                        • Kenntnisse über den Stoffwechsel eines körperfremden Stoffes im menschlichen Organismus (Toxikokinetik)
                                        • Kenntnis der im kritischen Organ auftretenden Veränderungen (Toxikodynamik)
                                        • Existenz von Indikatoren
                                        • Vorhandensein ausreichend genauer Analysemethoden
                                        • Möglichkeit der Verwendung leicht erhältlicher biologischer Proben, an denen die Indikatoren gemessen werden können
                                        • Existenz von Dosis-Wirkungs- und Dosis-Wirkungs-Beziehungen und Kenntnis dieser Beziehungen
                                        • prädiktive Validität der Indikatoren.

                                                     

                                                    In diesem Zusammenhang ist die Validität eines Tests der Grad, in dem der betrachtete Parameter die Situation so vorhersagt, wie sie wirklich ist (dh wie genauere Messgeräte sie anzeigen würden). Die Gültigkeit wird durch die Kombination zweier Eigenschaften bestimmt: Sensitivität und Spezifität. Wenn ein Test eine hohe Sensitivität besitzt, bedeutet dies, dass er wenige falsch negative Ergebnisse liefert; wenn es eine hohe Spezifität besitzt, wird es wenige falsch positive Ergebnisse liefern (CEC 1985-1989).

                                                    Zusammenhang zwischen Exposition, innerer Dosis und Wirkungen

                                                    Die Untersuchung der Konzentration eines Stoffes in der Arbeitsumgebung und die gleichzeitige Bestimmung der Dosis- und Wirkungsindikatoren bei exponierten Personen ermöglicht Aussagen über den Zusammenhang zwischen beruflicher Exposition und der Konzentration des Stoffes in biologischen Proben sowie zwischen der Letzteres und die frühen Auswirkungen der Exposition.

                                                    Die Kenntnis der Zusammenhänge zwischen der Dosis eines Stoffes und seiner Wirkung ist eine wesentliche Voraussetzung für die Durchführung eines Programms zur biologischen Überwachung. Die Auswertung dazu Dosis-Wirkungs-Beziehung basiert auf der Analyse des Grades der zwischen dem Dosisindikator und dem Wirkungsindikator bestehenden Assoziation und auf der Untersuchung der quantitativen Variationen des Wirkungsindikators bei jeder Variation des Dosisindikators. (Siehe auch das Kapitel Toxikologie, für weitere Diskussionen über dosisabhängige Beziehungen).

                                                    Mit der Untersuchung der Dosis-Wirkungs-Beziehung ist es möglich, die Konzentration des toxischen Stoffes zu ermitteln, bei der der Wirkungsindikator die derzeit als unbedenklich geltenden Werte überschreitet. Darüber hinaus kann auf diese Weise möglicherweise auch untersucht werden, wie hoch die No-Effect-Ebene sein könnte.

                                                    Da nicht alle Individuen einer Gruppe gleich reagieren, ist es notwendig, dies zu untersuchen Dosis-Wirkungs-Beziehung, mit anderen Worten, um zu untersuchen, wie die Gruppe auf die Exposition reagiert, indem das Auftreten des Effekts im Vergleich zur internen Dosis bewertet wird. Der Begriff Antwort bezeichnet den Prozentsatz der Probanden in der Gruppe, die bei jeder Dosisstufe eine spezifische quantitative Variation eines Wirkungsindikators zeigen.

                                                    Praktische Anwendungen der biologischen Überwachung

                                                    Die praktische Anwendung eines biologischen Überwachungsprogramms erfordert Informationen über (1) das Verhalten der verwendeten Indikatoren in Bezug auf die Exposition, insbesondere über Grad, Kontinuität und Dauer der Exposition, (2) das Zeitintervall zwischen Expositionsende und Messung von die Indikatoren und (3) alle anderen physiologischen und pathologischen Faktoren außer der Exposition, die die Indikatorwerte verändern können.

                                                    In den folgenden Artikeln wird das Verhalten einiger biologischer Dosis- und Wirkungsindikatoren vorgestellt, die zur Überwachung der beruflichen Exposition gegenüber in der Industrie weit verbreiteten Stoffen verwendet werden. Der praktische Nutzen und die Grenzen werden für jeden Stoff bewertet, mit besonderem Augenmerk auf den Zeitpunkt der Probenahme und Störfaktoren. Solche Überlegungen sind hilfreich bei der Festlegung von Kriterien für die Auswahl eines biologischen Tests.

                                                    Zeitpunkt der Probenahme

                                                    Bei der Wahl des Probenahmezeitpunktes sind die unterschiedlichen kinetischen Aspekte der Chemikalie zu berücksichtigen; insbesondere ist es wichtig zu wissen, wie die Substanz über die Lunge, den Magen-Darm-Trakt und die Haut aufgenommen, anschließend auf die verschiedenen Körperkompartimente verteilt, biotransformiert und schließlich ausgeschieden wird. Es ist auch wichtig zu wissen, ob sich die Chemikalie im Körper anreichern kann.

                                                    Bei der Exposition gegenüber organischen Stoffen kommt dem Entnahmezeitpunkt biologischer Proben eine umso größere Bedeutung zu, als die Stoffwechselvorgänge unterschiedlich schnell ablaufen und die aufgenommene Dosis somit mehr oder weniger schnell ausgeschieden wird.

                                                    Störfaktoren

                                                    Die korrekte Verwendung biologischer Indikatoren erfordert eine gründliche Kenntnis jener Faktoren, die, obwohl unabhängig von der Exposition, dennoch die Konzentration biologischer Indikatoren beeinflussen können. Im Folgenden sind die wichtigsten Arten von Störfaktoren aufgeführt (Alessio, Berlin und Foà 1987).

                                                    Physiologische Faktoren wie beispielsweise Ernährung, Geschlecht und Alter können die Ergebnisse beeinflussen. Der Verzehr von Fisch und Krustentieren kann die Arsen- und Blutquecksilberwerte im Urin erhöhen. Bei weiblichen Probanden mit den gleichen Bleiblutwerten wie bei Männern sind die Erythrozyten-Protoporphyrin-Werte signifikant höher als bei männlichen Probanden. Die Konzentration von Cadmium im Urin steigt mit dem Alter an.

                                                    Unter den persönlichen Gewohnheiten, die die Indikatorwerte verfälschen können, sind Rauchen und Alkoholkonsum besonders wichtig. Rauchen kann eine direkte Absorption von Substanzen verursachen, die natürlicherweise in Tabakblättern vorhanden sind (z. B. Cadmium), oder von Schadstoffen, die in der Arbeitsumgebung vorhanden sind und sich auf den Zigaretten abgelagert haben (z. B. Blei), oder von Verbrennungsprodukten (z. B. Kohlenmonoxid).

                                                    Alkoholkonsum kann die Konzentration biologischer Indikatoren beeinflussen, da Substanzen wie Blei von Natur aus in alkoholischen Getränken enthalten sind. Starke Trinker beispielsweise weisen höhere Bleiwerte im Blut auf als Kontrollpersonen. Die Einnahme von Alkohol kann die Biotransformation und die Ausscheidung toxischer industrieller Verbindungen beeinträchtigen: Mit einer einzigen Dosis kann Alkohol den Metabolismus vieler Lösungsmittel hemmen, beispielsweise Trichlorethylen, Xylol, Styrol und Toluol, da sie mit Ethylalkohol um Enzyme konkurrieren, die sind für den Abbau von Ethanol und Lösungsmitteln unerlässlich. Die regelmäßige Einnahme von Alkohol kann auch den Metabolismus von Lösungsmitteln auf völlig andere Weise beeinflussen, indem sie den Lösungsmittelmetabolismus beschleunigt, vermutlich aufgrund der Induktion des Mikrosomen-Oxidationssystems. Da Ethanol die wichtigste stoffwechselstörende Substanz ist, empfiehlt es sich, Expositionsindikatoren für Lösungsmittel nur an alkoholfreien Tagen zu ermitteln.

                                                    Es liegen weniger Informationen über die möglichen Wirkungen von Arzneimitteln auf die Konzentration biologischer Indikatoren vor. Es wurde gezeigt, dass Aspirin die biologische Umwandlung von Xylol zu Methylhippursäure stören kann, und Phenylsalicylat, ein weithin als Analgetikum verwendetes Medikament, kann die Konzentration von Harnphenolen signifikant erhöhen. Die Einnahme von Antazida auf Aluminiumbasis kann zu erhöhten Aluminiumspiegeln in Plasma und Urin führen.

                                                    Bei verschiedenen ethnischen Gruppen wurden deutliche Unterschiede im Metabolismus weit verbreiteter Lösungsmittel wie Toluol, Xylol, Trichlorethylen, Tetrachlorethylen und Methylchloroform beobachtet.

                                                    Erworbene pathologische Zustände können die Werte biologischer Indikatoren beeinflussen. Das kritische Organ kann sich aufgrund der spezifischen Wirkung des toxischen Agens, aber auch aus anderen Gründen gegenüber biologischen Überwachungstests anormal verhalten. Ein Beispiel für Situationen der ersten Art ist das Verhalten der Cadmiumspiegel im Urin: Wenn eine tubuläre Erkrankung aufgrund von Cadmium einsetzt, steigt die Urinausscheidung deutlich an und die Testwerte spiegeln nicht mehr den Grad der Exposition wider. Ein Beispiel für den zweiten Situationstyp ist der Anstieg der Erythrozyten-Protoporphyrinspiegel, der bei Personen mit Eisenmangel beobachtet wird, die keine anormale Bleiabsorption zeigen.

                                                    Physiologische Veränderungen der biologischen Medien, beispielsweise Urin, die den Bestimmungen der biologischen Indikatoren zugrunde liegen, können die Testwerte beeinflussen. Aus praktischen Gründen können von Einzelpersonen während der Arbeit nur punktuelle Urinproben entnommen werden, und die unterschiedliche Dichte dieser Proben bedeutet, dass die Konzentrationen des Indikators im Laufe eines einzelnen Tages stark schwanken können.

                                                    Um diese Schwierigkeit zu überwinden, ist es ratsam, überverdünnte oder überkonzentrierte Proben gemäß ausgewählten spezifischen Gewichts- oder Kreatininwerten zu beseitigen. Insbesondere sollte Urin mit einem spezifischen Gewicht unter 1010 oder über 1030 oder mit einer Kreatininkonzentration unter 0.5 g/l oder über 3.0 g/l verworfen werden. Mehrere Autoren schlagen auch vor, die Werte der Indikatoren nach spezifischem Gewicht anzupassen oder die Werte nach dem Kreatiningehalt im Urin auszudrücken.

                                                    Auch pathologische Veränderungen der biologischen Medien können die Werte der biologischen Indikatoren erheblich beeinflussen. Beispielsweise können bei anämischen Personen, die Metallen (Quecksilber, Kadmium, Blei usw.) ausgesetzt sind, die Blutspiegel des Metalls niedriger sein, als aufgrund der Exposition zu erwarten wäre; dies liegt an der geringen Menge an roten Blutkörperchen, die das giftige Metall im Blutkreislauf transportieren.

                                                    Bei der Bestimmung von toxischen Substanzen oder an Erythrozyten gebundenen Metaboliten im Vollblut ist es daher immer ratsam, den Hämatokrit zu bestimmen, der ein Maß für den Anteil der Blutkörperchen im Vollblut ist.

                                                    Mehrfache Exposition gegenüber toxischen Stoffen, die am Arbeitsplatz vorhanden sind

                                                    Bei kombinierter Exposition gegenüber mehr als einem am Arbeitsplatz vorhandenen toxischen Stoff können Stoffwechselstörungen auftreten, die das Verhalten der biologischen Indikatoren verändern und damit ernsthafte Interpretationsprobleme bereiten können. In Humanstudien wurden Interferenzen beispielsweise bei kombinierter Exposition gegenüber Toluol und Xylol, Xylol und Ethylbenzol, Toluol und Benzol, Hexan und Methylethylketon, Tetrachlorethylen und Trichlorethylen nachgewiesen.

                                                    Insbesondere ist zu beachten, dass bei Hemmung der Biotransformation eines Lösungsmittels die Ausscheidung seines Metaboliten im Urin reduziert wird (mögliche Risikounterschätzung), während die Konzentrationen des Lösungsmittels im Blut und in der ausgeatmeten Luft ansteigen (mögliche Risikoüberschätzung).

                                                    In Situationen, in denen es möglich ist, die Substanzen und ihre Metaboliten gleichzeitig zu messen, um den Grad der inhibitorischen Interferenz zu interpretieren, wäre es daher sinnvoll zu prüfen, ob die Konzentrationen der Metaboliten im Urin niedriger als erwartet sind und gleichzeitig, ob die Konzentration der Lösungsmittel im Blut und/oder der ausgeatmeten Luft ist höher.

                                                    Stoffwechselstörungen wurden für Expositionen beschrieben, bei denen die einzelnen Substanzen in Konzentrationen nahe und manchmal unter den derzeit akzeptierten Grenzwerten vorhanden sind. Interferenzen treten jedoch normalerweise nicht auf, wenn die Exposition gegenüber allen am Arbeitsplatz vorhandenen Stoffen gering ist.

                                                    Praktische Anwendung biologischer Indikatoren

                                                    Biologische Indikatoren können für verschiedene Zwecke in der arbeitsmedizinischen Praxis verwendet werden, insbesondere für (1) regelmäßige Kontrollen einzelner Arbeitnehmer, (2) Analysen der Exposition einer Gruppe von Arbeitnehmern und (3) epidemiologische Bewertungen. Die verwendeten Tests sollten die Merkmale Präzision, Genauigkeit, gute Sensitivität und Spezifität besitzen, um die mögliche Anzahl falscher Einstufungen zu minimieren.

                                                    Referenzwerte und Referenzgruppen

                                                    Ein Referenzwert ist die Konzentration eines biologischen Indikators in der Allgemeinbevölkerung, die beruflich nicht der untersuchten toxischen Substanz ausgesetzt ist. Es ist notwendig, auf diese Werte Bezug zu nehmen, um die Daten zu vergleichen, die durch biologische Überwachungsprogramme in einer mutmaßlich exponierten Bevölkerung gewonnen wurden. Referenzwerte sollten nicht mit Grenzwerten verwechselt werden, die im Allgemeinen die gesetzlichen Grenzwerte oder Richtlinien für die Exposition am Arbeitsplatz und in der Umwelt sind (Alessio et al. 1992).

                                                    Wenn Ergebnisse von Gruppenanalysen verglichen werden müssen, muss die Verteilung der Werte in der Referenzgruppe und in der untersuchten Gruppe bekannt sein, da nur dann ein statistischer Vergleich möglich ist. In diesen Fällen ist es wichtig zu versuchen, die allgemeine Bevölkerung (Referenzgruppe) mit der exponierten Gruppe für ähnliche Merkmale wie Geschlecht, Alter, Lebensstil und Essgewohnheiten abzugleichen.

                                                    Um verlässliche Referenzwerte zu erhalten, muss sichergestellt werden, dass die Probanden der Referenzgruppe weder beruflich noch durch besondere Umweltbelastungen den toxischen Stoffen ausgesetzt waren.

                                                    Bei der Bewertung der Exposition gegenüber toxischen Stoffen muss darauf geachtet werden, keine Personen einzubeziehen, die, obwohl sie der betreffenden toxischen Substanz nicht direkt ausgesetzt sind, am selben Arbeitsplatz arbeiten, denn wenn diese Personen tatsächlich indirekt exponiert sind, handelt es sich um die Exposition der Gruppe kann folglich unterschätzt werden.

                                                    Eine weitere zu vermeidende Praxis, obwohl sie immer noch weit verbreitet ist, ist die Verwendung von in der Literatur angegebenen Werten zu Referenzzwecken, die aus Falllisten aus anderen Ländern stammen und möglicherweise häufig in Regionen mit unterschiedlichen Umweltverschmutzungssituationen gesammelt wurden.

                                                    Regelmäßige Überwachung einzelner Arbeitnehmer

                                                    Die regelmäßige Überwachung einzelner Arbeitnehmer ist obligatorisch, wenn sich die Schadstoffkonzentrationen in der Atmosphäre der Arbeitsumgebung dem Grenzwert nähern. Wenn möglich, ist es ratsam, gleichzeitig einen Expositionsindikator und einen Wirkungsindikator zu überprüfen. Die so gewonnenen Daten sollten mit den Referenzwerten und den für den untersuchten Stoff vorgeschlagenen Grenzwerten verglichen werden (ACGIH 1993).

                                                    Analyse einer Gruppe von Arbeitern

                                                    Die Analyse einer Gruppe wird obligatorisch, wenn die Ergebnisse der verwendeten biologischen Indikatoren durch expositionsunabhängige Faktoren (Ernährung, Konzentration oder Verdünnung des Urins usw.) deutlich beeinflusst werden können und für die eine große Bandbreite von „normalen“ Werten existiert.

                                                    Um sicherzustellen, dass die Gruppenstudie nützliche Ergebnisse liefert, muss die Gruppe ausreichend zahlreich und homogen in Bezug auf Exposition, Geschlecht und, im Fall einiger toxischer Arbeitsstoffe, Dienstalter sein. Je konstanter die Expositionsniveaus über die Zeit sind, desto zuverlässiger sind die Daten. Eine Untersuchung, die an einem Arbeitsplatz durchgeführt wird, an dem die Arbeitnehmer häufig die Abteilung oder den Arbeitsplatz wechseln, hat wenig Wert. Für eine korrekte Bewertung einer Gruppenstudie reicht es nicht aus, die Daten nur als Mittelwerte und Spannweite auszudrücken. Auch die Häufigkeitsverteilung der Werte des jeweiligen biologischen Indikators muss berücksichtigt werden.

                                                    Epidemiologische Bewertungen

                                                    Daten aus der biologischen Überwachung von Arbeitnehmergruppen können auch in Querschnitts- oder prospektiven epidemiologischen Studien verwendet werden.

                                                    Querschnittsstudien können verwendet werden, um die Situationen in verschiedenen Abteilungen der Fabrik oder in verschiedenen Branchen zu vergleichen, um Risikokarten für Herstellungsprozesse zu erstellen. Eine Schwierigkeit, die bei dieser Art von Anwendung auftreten kann, hängt damit zusammen, dass laborübergreifende Qualitätskontrollen noch nicht weit genug verbreitet sind; daher kann nicht garantiert werden, dass verschiedene Labors vergleichbare Ergebnisse liefern.

                                                    Prospektive Studien dienen der Beurteilung des zeitlichen Verhaltens der Expositionswerte, um beispielsweise die Wirksamkeit von Umweltverbesserungen zu überprüfen oder das Verhalten biologischer Indikatoren über die Jahre mit dem Gesundheitszustand der überwachten Personen zu korrelieren. Die Ergebnisse solcher Langzeitstudien sind sehr nützlich, um Probleme zu lösen, die sich im Laufe der Zeit ändern. Als geeignetes Verfahren zur Beurteilung, ob eine aktuelle Exposition als „sicher“ einzuschätzen ist, wird derzeit vor allem Biologisches Monitoring eingesetzt, für die Beurteilung von Situationen im Zeitverlauf ist es jedoch noch nicht gültig. Ein bestimmtes Expositionsniveau, das heute als sicher gilt, kann irgendwann in der Zukunft nicht mehr als solches angesehen werden.

                                                    Ethische Aspekte

                                                    Im Zusammenhang mit der Verwendung biologischer Überwachung als Instrument zur Bewertung potenzieller Toxizität ergeben sich einige ethische Erwägungen. Ein Ziel einer solchen Überwachung besteht darin, genügend Informationen zu sammeln, um zu entscheiden, welcher Grad einer bestimmten Wirkung eine unerwünschte Wirkung darstellt; in Ermangelung ausreichender Daten wird jede Störung als unerwünscht angesehen. Die regulatorischen und rechtlichen Implikationen dieser Art von Informationen müssen bewertet werden. Daher sollten wir eine gesellschaftliche Diskussion und einen Konsens darüber anstreben, wie biologische Indikatoren am besten verwendet werden sollten. Mit anderen Worten, Arbeitnehmer, Arbeitgeber, Kommunen und Aufsichtsbehörden müssen über die Bedeutung der Ergebnisse der biologischen Überwachung aufgeklärt werden, damit niemand übermäßig beunruhigt oder selbstzufrieden ist.

                                                    Es muss eine angemessene Kommunikation mit der Person, an der der Test durchgeführt wurde, über die Ergebnisse und deren Interpretation stattfinden. Darüber hinaus sollte allen Teilnehmern klar vermittelt werden, ob die Verwendung einiger Indikatoren experimentell ist oder nicht.

                                                    Der International Code of Ethics for Occupational Health Professionals, herausgegeben von der International Commission on Occupational Health im Jahr 1992, besagt, dass „biologische Tests und andere Untersuchungen unter dem Gesichtspunkt ihrer Aussagekraft zum Schutz der Gesundheit des betreffenden Arbeitnehmers ausgewählt werden müssen, unter gebührender Berücksichtigung ihrer Sensitivität, ihrer Spezifität und ihres Vorhersagewerts“. Es dürfen keine Tests verwendet werden, „die nicht zuverlässig sind oder keinen ausreichenden Vorhersagewert in Bezug auf die Anforderungen des Arbeitsauftrags haben“. (Siehe Kapitel Ethische Fragen für weitere Diskussionen und den Text des Kodex.)

                                                    Trends in Regulierung und Anwendung

                                                    Aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit geeigneter Referenzdaten kann ein biologisches Monitoring nur für eine begrenzte Anzahl von Umweltschadstoffen durchgeführt werden. Dies erlegt dem Einsatz des biologischen Monitorings bei der Bewertung der Exposition erhebliche Einschränkungen auf.

                                                    Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) beispielsweise hat gesundheitsbasierte Referenzwerte nur für Blei, Quecksilber und Cadmium vorgeschlagen. Diese Werte sind definiert als Werte in Blut und Urin, die nicht mit nachweisbaren Nebenwirkungen verbunden sind. Die American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) hat biologische Expositionsindizes (BEIs) für etwa 26 Verbindungen festgelegt; BEIs sind definiert als „Werte für Determinanten, die Indikatoren für den Grad der integrierten Exposition gegenüber Industriechemikalien sind“ (ACGIH 1995).

                                                     

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                                                    Montag, Februar 28 2011 20: 12

                                                    Qualitätssicherung

                                                    Entscheidungen, die sich auf die Gesundheit, das Wohlbefinden und die Beschäftigungsfähigkeit einzelner Arbeitnehmer oder die Herangehensweise eines Arbeitgebers an Gesundheits- und Sicherheitsfragen auswirken, müssen auf qualitativ hochwertigen Daten beruhen. Dies gilt insbesondere für biologische Überwachungsdaten, und daher liegt es in der Verantwortung jedes Labors, das analytische Arbeiten an biologischen Proben von arbeitenden Bevölkerungsgruppen durchführt, um die Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Präzision seiner Ergebnisse sicherzustellen. Diese Verantwortung erstreckt sich von der Bereitstellung geeigneter Methoden und Anleitungen für die Probenentnahme bis hin zur Sicherstellung, dass die Ergebnisse in geeigneter Form an das für die Betreuung des einzelnen Arbeitnehmers zuständige medizinische Fachpersonal zurückgegeben werden. All diese Aktivitäten fallen unter den Ausdruck Qualitätssicherung.
                                                    Die zentrale Aktivität in einem Qualitätssicherungsprogramm ist die Kontrolle und Aufrechterhaltung der analytischen Genauigkeit und Präzision. Biologische Überwachungslabors haben sich oft in einem klinischen Umfeld entwickelt und Qualitätssicherungstechniken und -philosophien aus der Disziplin der klinischen Chemie übernommen. Tatsächlich unterscheiden sich Messungen toxischer Chemikalien und biologischer Wirkungsindikatoren in Blut und Urin im Wesentlichen nicht von denen, die in klinischen Chemie- und klinisch-pharmakologischen Servicelabors in größeren Krankenhäusern durchgeführt werden.
                                                    Ein Qualitätssicherungsprogramm für einen einzelnen Analytiker beginnt mit der Auswahl und Etablierung einer geeigneten Methode. Die nächste Stufe ist die Entwicklung eines internen Qualitätskontrollverfahrens zur Aufrechterhaltung der Präzision; Das Labor muss sich dann von der Genauigkeit der Analyse überzeugen, was durchaus eine externe Qualitätsbewertung beinhalten kann (siehe unten). Es ist jedoch wichtig zu erkennen, dass die Qualitätssicherung mehr umfasst als diese Aspekte der analytischen Qualitätskontrolle.

                                                    Methodenauswahl
                                                    Es gibt mehrere Texte, die Analysemethoden im biologischen Monitoring vorstellen. Obwohl diese nützliche Hinweise geben, muss der einzelne Analyst viel tun, bevor Daten von angemessener Qualität produziert werden können. Von zentraler Bedeutung für jedes Qualitätssicherungsprogramm ist die Erstellung eines Laborprotokolls, in dem die Teile der Methode, die den größten Einfluss auf ihre Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Präzision haben, detailliert angegeben werden müssen. Tatsächlich hängt die nationale Akkreditierung von Laboratorien in den Bereichen klinische Chemie, Toxikologie und Forensik normalerweise von der Qualität der Protokolle des Labors ab. Die Entwicklung eines geeigneten Protokolls ist in der Regel ein zeitaufwändiger Prozess. Wenn ein Labor eine neue Methode etablieren möchte, ist es oft am kostengünstigsten, von einem bestehenden Labor ein Protokoll zu erhalten, das seine Leistungsfähigkeit beispielsweise durch Validierung in einem etablierten internationalen Qualitätssicherungsprogramm bewiesen hat. Sollte sich das neue Labor auf eine bestimmte Analysetechnik festlegen, z. B. Gaschromatographie statt Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, ist es oft möglich, ein Labor zu identifizieren, das über eine gute Leistungsbilanz verfügt und denselben analytischen Ansatz verwendet. Labore können oft durch Zeitschriftenartikel oder durch Organisatoren verschiedener nationaler Qualitätsbewertungssysteme identifiziert werden.

                                                    Interne Qualitätskontrolle
                                                    Die Qualität analytischer Ergebnisse hängt von der in der Praxis erreichten Präzision der Methode ab, die wiederum von der genauen Einhaltung eines definierten Protokolls abhängt. Die Präzision lässt sich am besten durch die Einbeziehung von „Qualitätskontrollproben“ in regelmäßigen Abständen während eines Analyselaufs beurteilen. Zum Beispiel werden zur Kontrolle von Blutbleianalysen nach jeweils sechs oder acht tatsächlichen Arbeiterproben Qualitätskontrollproben in den Durchlauf eingeführt. Stabilere Analysemethoden können mit weniger Qualitätskontrollproben pro Lauf überwacht werden. Die Qualitätskontrollproben für die Blutbleianalyse werden aus 500 ml Blut (Mensch oder Rind) hergestellt, dem anorganisches Blei zugesetzt wird; einzelne Aliquots werden bei niedriger Temperatur gelagert (Bullock, Smith und Whitehead 1986). Vor der Verwendung jeder neuen Charge werden 20 Aliquots in getrennten Läufen bei verschiedenen Gelegenheiten analysiert, um das mittlere Ergebnis für diese Charge von Qualitätskontrollproben sowie ihre Standardabweichung zu ermitteln (Whitehead 1977). Diese beiden Abbildungen werden verwendet, um eine Shewhart-Regelkarte zu erstellen (Abbildung 27.2). Die Ergebnisse aus der Analyse der Qualitätskontrollproben, die in nachfolgenden Läufen enthalten sind, werden in das Diagramm eingetragen. Der Analytiker wendet dann Regeln für die Annahme oder Ablehnung eines Analyselaufs an, je nachdem, ob die Ergebnisse dieser Proben innerhalb von zwei oder drei Standardabweichungen (SD) des Mittelwerts liegen. Eine Abfolge von Regeln, validiert durch Computermodellierung, wurde von Westgard et al. (1981) zur Anwendung auf Kontrollproben. Dieser Ansatz zur Qualitätskontrolle ist in Lehrbüchern der klinischen Chemie beschrieben, und ein einfacher Ansatz zur Einführung der Qualitätssicherung ist in Whitehead (1977) dargelegt. Es muss betont werden, dass diese Techniken der Qualitätskontrolle von der Vorbereitung und Analyse von Qualitätskontrollproben abhängig sind, getrennt von den Kalibrierungsproben, die bei jeder analytischen Gelegenheit verwendet werden.

                                                    Abbildung 27.2 Shewhart-Kontrollkarte für Qualitätskontrollproben

                                                    BMO020F1.jpg

                                                    Dieser Ansatz kann an eine Reihe von Assays zur biologischen Überwachung oder biologischen Wirkungsüberwachung angepasst werden. Chargen von Blut- oder Urinproben können durch Zugabe entweder des toxischen Materials oder des zu messenden Metaboliten hergestellt werden. Ebenso können Blut, Serum, Plasma oder Urin aliquotiert und zur Messung von Enzymen oder Proteinen tiefgefroren oder gefriergetrocknet gelagert werden. Es muss jedoch darauf geachtet werden, ein Infektionsrisiko für den Analytiker durch auf menschlichem Blut basierende Proben zu vermeiden.
                                                    Die sorgfältige Einhaltung eines klar definierten Protokolls und von Regeln für die Akzeptanz ist eine wesentliche erste Stufe in einem Qualitätssicherungsprogramm. Jedes Labor muss bereit sein, seine Qualitätskontrolle und Qualitätsbewertungsleistung mit den medizinischen Fachkräften, die es verwenden, zu besprechen und überraschende oder ungewöhnliche Ergebnisse zu untersuchen.

                                                    Externe Qualitätsbewertung
                                                    Nachdem ein Labor festgestellt hat, dass es Ergebnisse mit ausreichender Genauigkeit liefern kann, besteht der nächste Schritt darin, die Genauigkeit („Wahrheit“) der gemessenen Werte zu bestätigen, dh das Verhältnis der durchgeführten Messungen zur tatsächlich vorhandenen Menge. Dies ist für ein Labor allein eine schwierige Aufgabe, die jedoch durch die Teilnahme an einem regelmäßigen externen Qualitätsbewertungsprogramm erreicht werden kann. Diese sind seit einiger Zeit ein wesentlicher Bestandteil der klinisch-chemischen Praxis, waren jedoch für die biologische Überwachung nicht allgemein verfügbar. Die Ausnahme ist die Blutbleianalyse, für die seit den 1970er Jahren Schemata verfügbar sind (z. B. Bullock, Smith und Whitehead 1986). Der Vergleich von Analyseergebnissen mit denen anderer Labors, die Proben derselben Charge analysieren, ermöglicht die Bewertung der Leistung eines Labors im Vergleich zu anderen sowie ein Maß für seine Genauigkeit. Es stehen mehrere nationale und internationale Qualitätsbewertungssysteme zur Verfügung. Viele dieser Programme begrüßen neue Labore, da die Gültigkeit des Mittelwerts der Ergebnisse eines Analyten aller teilnehmenden Labore (als Maß für die tatsächliche Konzentration genommen) mit der Anzahl der Teilnehmer zunimmt. Programme mit vielen Teilnehmern sind auch besser in der Lage, die Laborleistung nach Analysemethode zu analysieren und somit zu Alternativen zu Methoden mit schlechten Leistungsmerkmalen zu beraten. In einigen Ländern ist die Teilnahme an einem solchen Programm ein wesentlicher Bestandteil der Laborakkreditierung. Richtlinien für die Gestaltung und Durchführung externer Qualitätsbewertungssysteme wurden von der WHO (1981) veröffentlicht.
                                                    In Ermangelung etablierter externer Qualitätsbewertungssysteme kann die Genauigkeit anhand von zertifizierten Referenzmaterialien überprüft werden, die auf kommerzieller Basis für eine begrenzte Auswahl an Analyten erhältlich sind. Die Vorteile von Proben, die von externen Qualitätsbewertungsprogrammen in Umlauf gebracht werden, bestehen darin, dass (1) der Analytiker keine Vorkenntnisse über das Ergebnis hat, (2) ein Bereich von Konzentrationen präsentiert wird und (3) die endgültigen Analysemethoden nicht sein müssen verwendet werden, sind die beteiligten Materialien billiger.

                                                    Präanalytische Qualitätskontrolle
                                                    Der Aufwand für das Erreichen einer guten Laborgenauigkeit und -präzision ist vergeblich, wenn die dem Labor vorgelegten Proben nicht zur richtigen Zeit entnommen wurden, wenn sie kontaminiert wurden, sich während des Transports verschlechtert haben oder unzureichend oder falsch etikettiert wurden. Es ist auch eine schlechte professionelle Praxis, Personen einer invasiven Probenahme zu unterziehen, ohne sich angemessen um das Probenmaterial zu kümmern. Obwohl die Probenahme häufig nicht unter der direkten Kontrolle des Laboranalytikers steht, muss ein umfassendes Qualitätsprogramm der biologischen Überwachung diese Faktoren berücksichtigen, und das Labor sollte sicherstellen, dass die bereitgestellten Spritzen und Probenbehälter frei von Kontaminationen sind, mit klaren Anweisungen zur Probenahmetechnik und Probenlagerung und -transport. Die Bedeutung des korrekten Probenahmezeitpunktes innerhalb der Schicht oder Arbeitswoche und dessen Abhängigkeit von der Toxikokinetik des Probenmaterials sind mittlerweile anerkannt (ACGIH 1993; HSE 1992), und diese Information sollte den für die Probennahme verantwortlichen Gesundheitsfachkräften zur Verfügung gestellt werden .

                                                    Postanalytische Qualitätskontrolle
                                                    Qualitativ hochwertige Analyseergebnisse können für den Einzelnen oder das medizinische Fachpersonal von geringem Nutzen sein, wenn sie dem Fachpersonal nicht in interpretierbarer Form und zum richtigen Zeitpunkt mitgeteilt werden. Jedes biologische Überwachungslabor sollte Meldeverfahren entwickeln, um das medizinische Fachpersonal, das die Proben einreicht, rechtzeitig auf anormale, unerwartete oder rätselhafte Ergebnisse aufmerksam zu machen, damit geeignete Maßnahmen ergriffen werden können. Die Interpretation von Laborergebnissen, insbesondere von Konzentrationsänderungen zwischen aufeinanderfolgenden Proben, hängt häufig von der Kenntnis der Genauigkeit des Assays ab. Als Teil des umfassenden Qualitätsmanagements von der Probenentnahme bis zur Rückgabe der Ergebnisse sollten Angehörige der Gesundheitsberufe Informationen über die Präzision und Genauigkeit des biologischen Überwachungslabors sowie über Referenzbereiche und empfohlene und gesetzliche Grenzwerte erhalten, um ihnen bei der Interpretation der Ergebnisse zu helfen. 

                                                     

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                                                    Montag, Februar 28 2011 20: 15

                                                    Metalle und metallorganische Verbindungen

                                                    Toxische Metalle und metallorganische Verbindungen wie Aluminium, Antimon, anorganisches Arsen, Beryllium, Cadmium, Chrom, Kobalt, Blei, Alkylblei, metallisches Quecksilber und seine Salze, organische Quecksilberverbindungen, Nickel, Selen und Vanadium sind alle seit einiger Zeit als solche bekannt potenzielle Gesundheitsrisiken für exponierte Personen darstellen. In einigen Fällen wurden epidemiologische Studien zu Beziehungen zwischen interner Dosis und resultierender Wirkung/Reaktion bei beruflich exponierten Arbeitern untersucht, was den Vorschlag von gesundheitsbasierten biologischen Grenzwerten erlaubt (siehe Tabelle 1).

                                                    Tabelle 1. Metalle: Referenzwerte und biologische Grenzwerte vorgeschlagen von der American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und Lauwerys und Hoet (L und H)

                                                    Metal

                                                    Musteranfrage

                                                    Referenz1 Werte*

                                                    ACGIH (BEI)-Grenze2

                                                    DFG (BAT)-Grenzwert3

                                                    L- und H-Grenze4 (TMPC)

                                                    Aluminium

                                                    Serum/Plasma

                                                    Urin

                                                    < 1 μg/100 ml

                                                    < 30 μg/g

                                                     

                                                    200 μg/l (Schichtende)

                                                    150 μg/g (Schichtende)

                                                    Antimon

                                                    Urin

                                                    < 1 μg/g

                                                       

                                                    35 μg/g (Schichtende)

                                                    Arsen

                                                    Urin (Summe aus anorganischem Arsen und methylierten Metaboliten)

                                                    < 10 μg/g

                                                    50 μg/g (Ende der Arbeitswoche)

                                                     

                                                    50 μg/g (wenn TWA: 0.05 mg/m3 ); 30 μg/g (wenn TWA: 0.01 mg/m3 ) (Ende der Schicht)

                                                    Beryllium

                                                    Urin

                                                    < 2 μg/g

                                                         

                                                    Cadmium

                                                    Blut

                                                    Urin

                                                    < 0.5 μg/100 ml

                                                    < 2 μg/g

                                                    0.5 μg/100 ml

                                                    5 μg/g

                                                    1.5 μg/100 ml

                                                    15 μg / l

                                                    0.5 μg/100 ml

                                                    5 μg/g

                                                    Chrom

                                                    (lösliche Verbindungen)

                                                    Serum/Plasma

                                                    Urin

                                                    < 0.05 μg/100 ml

                                                    < 5 μg/g

                                                    30 μg/g (Schichtende, Ende der Arbeitswoche); 10 μg/g (Anstieg während der Schicht)

                                                     

                                                    30 μg/g (Schichtende)

                                                    Cobalt

                                                    Serum/Plasma

                                                    Blut

                                                    Urin

                                                    < 0.05 μg/100 ml

                                                    < 0.2 μg/100 ml

                                                    < 2 μg/g

                                                    0.1 μg/100 ml (Schichtende, Ende der Arbeitswoche)

                                                    15 μg/l (Schichtende, Ende der Arbeitswoche)

                                                    0.5 μg/100 ml (EKA)**

                                                    60 μg/l (EKA)**

                                                    30 μg/g (Schichtende, Ende der Arbeitswoche)

                                                    Führen (Lead)

                                                    Blut (Blei)

                                                    ZPP im Blut

                                                    Urin (Blei)

                                                    ALA-Urin

                                                    < 25 μg/100 ml

                                                    <40 μg/100 ml Blut

                                                    < 2.5 μg/g Hb

                                                    < 50 μg/g

                                                    <4.5 mg/g

                                                    30 μg/100 ml (nicht kritisch)

                                                    weiblich <45 Jahre:

                                                    30 μg/100 ml

                                                    männlich: 70 μg/100 ml

                                                    weiblich <45 Jahre:

                                                    6mg/l; männlich: 15 mg/l

                                                    40 μg/100 ml

                                                    40 µg/100 ml Blut oder 3 µg/g Hb

                                                    50 μg/g

                                                    5 mg / g

                                                    Mangan

                                                    Blut

                                                    Urin

                                                    < 1 μg/100 ml

                                                    < 3 μg/g

                                                         

                                                    Quecksilber anorganisch

                                                    Blut

                                                    Urin

                                                    < 1 μg/100 ml

                                                    < 5 μg/g

                                                    1.5 μg/100 ml (Schichtende, Ende der Arbeitswoche)

                                                    35 μg/g (Vorschicht)

                                                    5 μg/100 ml

                                                    200 μg / l

                                                    2 μg/100 ml (Schichtende)

                                                    50 μg/g (Schichtende)

                                                    Super

                                                    (lösliche Verbindungen)

                                                    Serum/Plasma

                                                    Urin

                                                    < 0.05 μg/100 ml

                                                    < 2 μg/g

                                                     

                                                    45 μg/l (EKA)**

                                                    30 μg/g

                                                    Selenium

                                                    Serum/Plasma

                                                    Urin

                                                    < 15 μg/100 ml

                                                    < 25 μg/g

                                                         

                                                    Vanadium

                                                    Serum/Plasma

                                                    Blut

                                                    Urin

                                                    < 0.2 μg/100 ml

                                                    < 0.1 μg/100 ml

                                                    < 1 μg/g

                                                     

                                                    70 μg/g Kreatinin

                                                    50 μg/g

                                                    * Urinwerte sind pro Gramm Kreatinin.
                                                    ** EKA = Expositionsäquivalente für krebserzeugende Stoffe.
                                                    1 Mit einigen Modifikationen übernommen von Lauwerys und Hoet 1993.
                                                    2 Von ACGIH 1996-97.
                                                    3 Aus DFG 1996.
                                                    4 Vorläufige maximal zulässige Konzentrationen (TMPCs) von Lauwerys und Hoet 1993.

                                                    Ein Problem bei der Suche nach präzisen und genauen Messungen von Metallen in biologischen Materialien besteht darin, dass die interessierenden metallischen Substanzen oft in sehr geringen Mengen in den Medien vorhanden sind. Wenn die biologische Überwachung, wie es häufig der Fall ist, aus der Probenahme und Analyse von Urin besteht, wird sie normalerweise an „Stichproben“ durchgeführt; Eine Korrektur der Ergebnisse für die Verdünnung des Urins ist daher in der Regel ratsam. Die Angabe der Ergebnisse pro Gramm Kreatinin ist die am häufigsten verwendete Standardisierungsmethode. Analysen von zu verdünnten oder zu konzentrierten Urinproben sind nicht zuverlässig und sollten wiederholt werden.

                                                    Aluminium

                                                    In der Industrie können Arbeiter anorganischen Aluminiumverbindungen durch Einatmen und möglicherweise auch durch Verschlucken von aluminiumhaltigem Staub ausgesetzt werden. Aluminium wird auf oralem Weg schlecht resorbiert, aber seine Resorption wird durch die gleichzeitige Einnahme von Citraten erhöht. Die Absorptionsrate von in der Lunge abgelagertem Aluminium ist unbekannt; die Bioverfügbarkeit ist wahrscheinlich von den physikalisch-chemischen Eigenschaften des Partikels abhängig. Der Urin ist der Hauptausscheidungsweg des resorbierten Aluminiums. Die Aluminiumkonzentration im Serum und im Urin wird sowohl durch die Intensität einer kürzlich erfolgten Exposition als auch durch die Aluminiumbelastung des Körpers bestimmt. Bei nicht beruflich Exponierten liegt die Aluminiumkonzentration im Serum meist unter 1 µg/100 ml und im Urin selten über 30 µg/g Kreatinin. Bei Personen mit normaler Nierenfunktion ist die Urinausscheidung von Aluminium ein empfindlicherer Indikator für eine Aluminiumexposition als seine Konzentration im Serum/Plasma.

                                                    Daten über Schweißer deuten darauf hin, dass die Kinetik der Aluminiumausscheidung im Urin einen Mechanismus aus zwei Schritten umfasst, wobei der erste eine biologische Halbwertszeit von etwa acht Stunden hat. Bei Arbeitern, die mehrere Jahre exponiert waren, kommt es effektiv zu einer gewissen Akkumulation des Metalls im Körper, und die Aluminiumkonzentrationen im Serum und im Urin werden auch durch die Aluminiumbelastung des Körpers beeinflusst. Aluminium wird in mehreren Kompartimenten des Körpers gespeichert und aus diesen Kompartimenten über viele Jahre in unterschiedlichem Maße ausgeschieden. Auch bei Patienten mit Niereninsuffizienz wurde eine hohe Anreicherung von Aluminium im Körper (Knochen, Leber, Gehirn) festgestellt. Patienten, die sich einer Dialyse unterziehen, sind dem Risiko einer Knochentoxizität und/oder Enzephalopathie ausgesetzt, wenn ihre Aluminiumkonzentration im Serum chronisch 20 μg/100 ml übersteigt, aber es ist möglich, Anzeichen einer Toxizität bei noch niedrigeren Konzentrationen zu erkennen. Die Kommission der Europäischen Gemeinschaften hat empfohlen, dass zur Vermeidung einer Aluminiumtoxizität die Aluminiumkonzentration im Plasma niemals 20 μg/100 ml überschreiten sollte; ein Wert über 10 μg/100 ml sollte zu einer erhöhten Überwachungshäufigkeit und Gesundheitsüberwachung führen, und eine Konzentration von über 6 μg/100 ml sollte als Beweis für eine übermäßige Anhäufung der Körperbelastung durch Aluminium betrachtet werden.

                                                    Antimon

                                                    Anorganisches Antimon kann durch Verschlucken oder Einatmen in den Organismus gelangen, die Aufnahmegeschwindigkeit ist jedoch unbekannt. Resorbierte fünfwertige Verbindungen werden hauptsächlich mit dem Urin und dreiwertige Verbindungen über die Fäzes ausgeschieden. Nach längerer Exposition ist eine Retention einiger Antimonverbindungen möglich. Normale Antimonkonzentrationen im Serum und Urin liegen wahrscheinlich unter 0.1 µg/100 ml bzw. 1 µg/g Kreatinin.

                                                    Eine vorläufige Studie an Arbeitern, die gegenüber fünfwertigem Antimon exponiert waren, ergab eine zeitlich gewichtete durchschnittliche Exposition gegenüber 0.5 mg/m3 würde zu einem Anstieg der Antimonkonzentration im Urin von 35 µg/g Kreatinin während der Schicht führen.

                                                    Anorganisches Arsen

                                                    Anorganisches Arsen kann über den Magen-Darm-Trakt und die Atemwege in den Organismus gelangen. Das resorbierte Arsen wird hauptsächlich unverändert oder nach Methylierung über die Niere ausgeschieden. Anorganisches Arsen wird auch als Glutathionkomplex mit der Galle ausgeschieden.

                                                    Nach einmaliger oraler Exposition gegenüber einer niedrigen Arsenatdosis werden 25 bzw. 45 % der verabreichten Dosis innerhalb von einem bzw. vier Tagen mit dem Urin ausgeschieden.

                                                    Nach Exposition gegenüber anorganischem drei- oder fünfwertigem Arsen besteht die Urinausscheidung aus 10 bis 20 % anorganischem Arsen, 10 bis 20 % Monomethylarsonsäure und 60 bis 80 % Cacodylsäure. Nach beruflicher Exposition gegenüber anorganischem Arsen hängt der Anteil der Arsenspezies im Urin vom Zeitpunkt der Probenahme ab.

                                                    Auch die in Meeresorganismen enthaltenen Organoarsenika werden vom Magen-Darm-Trakt gut aufgenommen, aber zum größten Teil unverändert ausgeschieden.

                                                    Langfristige toxische Wirkungen von Arsen (einschließlich der toxischen Wirkungen auf Gene) resultieren hauptsächlich aus der Exposition gegenüber anorganischem Arsen. Ziel des biologischen Monitorings ist es daher, die Exposition gegenüber anorganischen Arsenverbindungen zu erfassen. Dazu ist die spezifische Bestimmung von anorganischem Arsen (Asi), Monomethylarsonsäure (MMA) und Cacodylsäure (DMA) im Urin ist die Methode der Wahl. Da der Verzehr von Meeresfrüchten jedoch immer noch die Ausscheidungsrate von DMA beeinflussen könnte, sollten die getesteten Arbeiter in den 48 Stunden vor der Urinsammlung auf den Verzehr von Meeresfrüchten verzichten.

                                                    Bei Personen, die nicht beruflich gegenüber anorganischem Arsen exponiert sind und in letzter Zeit keinen Meeresorganismus verzehrt haben, übersteigt die Summe dieser drei Arsenspezies in der Regel 10 µg/g Kreatinin im Urin nicht. Höhere Werte finden sich in geografischen Gebieten, in denen das Trinkwasser erhebliche Mengen an Arsen enthält.

                                                    Es wurde geschätzt, dass ohne den Verzehr von Meeresfrüchten eine zeitlich gewichtete durchschnittliche Exposition gegenüber 50 und 200 μg/m3 anorganisches Arsen führt zu mittleren Urinkonzentrationen der Summe der Metaboliten (Asi, MMA, DMA) in Urinproben nach der Schicht von 54 bzw. 88 μg/g Kreatinin.

                                                    Bei Exposition gegenüber weniger löslichen anorganischen Arsenverbindungen (z. B. Galliumarsenid) spiegelt die Bestimmung von Arsen im Urin die resorbierte Menge, nicht aber die dem Körper (Lunge, Magen-Darm-Trakt) zugeführte Gesamtdosis wider.

                                                    Arsen im Haar ist ein guter Indikator für die Menge an anorganischem Arsen, die während der Wachstumsphase des Haares aufgenommen wird. Organisches Arsen marinen Ursprungs scheint im Haar nicht in gleichem Maße aufgenommen zu werden wie anorganisches Arsen. Die Bestimmung der Arsenkonzentration entlang der Haarlänge kann wertvolle Informationen über den Expositionszeitpunkt und die Expositionsdauer liefern. Die Bestimmung von Arsen in Haaren wird jedoch nicht empfohlen, wenn die Umgebungsluft mit Arsen belastet ist, da dann nicht mehr zwischen körpereigenem Arsen und äußerlich auf dem Haar abgelagertem Arsen unterschieden werden kann. Der Arsengehalt im Haar liegt normalerweise unter 1 mg/kg. Arsen in Nägeln hat die gleiche Bedeutung wie Arsen in Haaren.

                                                    Wie der Urinspiegel kann auch der Arsenspiegel im Blut die kürzlich absorbierte Arsenmenge widerspiegeln, aber die Beziehung zwischen der Intensität der Arsenexposition und seiner Konzentration im Blut wurde noch nicht untersucht.

                                                    Beryllium

                                                    Die Inhalation ist der Hauptaufnahmeweg von Beryllium für beruflich exponierte Personen. Eine Langzeitexposition kann zur Einlagerung beträchtlicher Berylliummengen im Lungengewebe und im Skelett, dem endgültigen Speicherort, führen. Die Elimination von resorbiertem Beryllium erfolgt hauptsächlich über den Urin und nur in geringem Maße über die Faeces.

                                                    Beryllium-Konzentrationen können in Blut und Urin bestimmt werden, aber derzeit können diese Analysen nur als qualitative Tests verwendet werden, um die Exposition gegenüber dem Metall zu bestätigen, da nicht bekannt ist, inwieweit die Konzentrationen von Beryllium in Blut und Urin durch die letzten Tage beeinflusst werden können Exposition und um die bereits im Körper gespeicherte Menge. Darüber hinaus ist es schwierig, die begrenzten veröffentlichten Daten zur Ausscheidung von Beryllium bei exponierten Arbeitern zu interpretieren, da die äußere Exposition in der Regel nicht ausreichend charakterisiert ist und die Analysemethoden unterschiedliche Empfindlichkeiten und Genauigkeiten aufweisen. Normale Urin- und Serumspiegel von Beryllium liegen wahrscheinlich darunter
                                                    2 μg/g Kreatinin bzw. 0.03 μg/100 ml.

                                                    Der Befund einer normalen Berylliumkonzentration im Urin ist jedoch kein ausreichender Beweis, um die Möglichkeit einer früheren Exposition gegenüber Beryllium auszuschließen. Tatsächlich wurde bei Arbeitern nicht immer eine erhöhte Ausscheidung von Beryllium im Urin festgestellt, obwohl sie in der Vergangenheit Beryllium ausgesetzt waren und infolgedessen eine pulmonale Granulomatose entwickelt haben, eine Krankheit, die durch multiple Granulome gekennzeichnet ist, d die Lungen.

                                                    Cadmium

                                                    Im beruflichen Umfeld erfolgt die Aufnahme von Cadmium hauptsächlich durch Inhalation. Die gastrointestinale Absorption kann jedoch erheblich zur internen Cadmiumdosis beitragen. Eine wichtige Eigenschaft von Cadmium ist seine lange biologische Halbwertszeit im Körper, die über XNUMX % liegt
                                                    10 Jahre. Cadmium ist im Gewebe hauptsächlich an Metallothionein gebunden. Im Blut ist es hauptsächlich an rote Blutkörperchen gebunden. Angesichts der Anreicherungseigenschaft von Cadmium sollte jedes biologische Überwachungsprogramm chronisch gegenüber Cadmium exponierter Bevölkerungsgruppen versuchen, sowohl die aktuelle als auch die integrierte Exposition zu bewerten.

                                                    Mittels Neutronenaktivierung ist dies derzeit möglich in vivo Messungen der akkumulierten Cadmiummengen in den Hauptspeicherorten Niere und Leber. Diese Techniken werden jedoch nicht routinemäßig eingesetzt. In der Gesundheitsüberwachung von Arbeitern in der Industrie oder in großangelegten Studien an der Allgemeinbevölkerung wird die Exposition gegenüber Cadmium bisher meist indirekt durch Messung des Metalls in Urin und Blut bewertet.

                                                    Die detaillierte Kinetik der Wirkung von Cadmium beim Menschen ist noch nicht vollständig aufgeklärt, aber für praktische Zwecke können die folgenden Schlussfolgerungen bezüglich der Bedeutung von Cadmium in Blut und Urin formuliert werden. Bei neu exponierten Arbeitern steigt der Cadmiumgehalt im Blut allmählich an und erreicht nach vier bis sechs Monaten eine der Expositionsintensität entsprechende Konzentration. Bei Personen mit andauernder Cadmiumexposition über einen längeren Zeitraum spiegelt die Konzentration von Cadmium im Blut hauptsächlich die durchschnittliche Aufnahme während der letzten Monate wider. Der relative Einfluss der Cadmium-Körperbelastung auf den Cadmiumspiegel im Blut kann bei Personen, die eine große Menge Cadmium angesammelt haben und von der Exposition entfernt wurden, wichtiger sein. Nach Beendigung der Exposition sinkt der Cadmiumspiegel im Blut relativ schnell mit einer anfänglichen Halbwertszeit von zwei bis drei Monaten. Je nach Körperbelastung kann der Spiegel jedoch höher bleiben als bei Kontrollpersonen. Mehrere Studien an Menschen und Tieren haben gezeigt, dass der Cadmiumspiegel im Urin wie folgt interpretiert werden kann: in Abwesenheit einer akuten Überexposition gegenüber Cadmium und solange die Speicherfähigkeit der Nierenrinde nicht überschritten wird oder eine Cadmium-induzierte Nephropathie hat noch nicht aufgetreten ist, steigt der Cadmiumspiegel im Urin progressiv mit der in den Nieren gespeicherten Cadmiummenge an. Unter solchen Bedingungen, die vor allem in der Allgemeinbevölkerung und bei mäßig Cadmium-exponierten Arbeitern vorherrschen, besteht eine signifikante Korrelation zwischen Cadmium im Urin und Cadmium in den Nieren. Bei zu hoher Cadmium-Exposition kommt es zu einer fortschreitenden Sättigung der Cadmium-Bindungsstellen im Organismus und trotz kontinuierlicher Exposition pendelt sich die Cadmium-Konzentration in der Nierenrinde ein.

                                                    Ab diesem Stadium kann das aufgenommene Cadmium nicht mehr in diesem Organ zurückgehalten werden und wird schnell mit dem Urin ausgeschieden. In diesem Stadium wird die Konzentration von Cadmium im Urin sowohl von der Körperbelastung als auch von der jüngsten Aufnahme beeinflusst. Wenn die Exposition fortgesetzt wird, können einige Personen Nierenschäden entwickeln, die zu einem weiteren Anstieg des Cadmiumgehalts im Urin führen, da in der Niere gespeichertes Cadmium freigesetzt und die Reabsorption von zirkulierendem Cadmium verringert wird. Nach einer Episode akuter Exposition können die Cadmiumspiegel im Urin jedoch schnell und kurzzeitig ansteigen, ohne dass dies eine Zunahme der Körperbelastung widerspiegelt.

                                                    Neuere Studien weisen darauf hin, dass Metallothionein im Urin die gleiche biologische Bedeutung hat. Zwischen der Konzentration von Metallothionein und Cadmium im Urin wurden unabhängig von der Expositionsintensität und dem Zustand der Nierenfunktion gute Korrelationen beobachtet.

                                                    Die normalen Cadmiumspiegel im Blut und im Urin liegen normalerweise unter 0.5 μg/100 ml und
                                                    2 μg/g Kreatinin. Sie sind bei Rauchern höher als bei Nichtrauchern. Bei Arbeitern, die chronisch Cadmium ausgesetzt sind, ist das Risiko einer Nierenfunktionsstörung vernachlässigbar, wenn der Cadmiumspiegel im Urin niemals 10 μg/g Kreatinin übersteigt. Eine Anreicherung von Cadmium im Körper, die zu einer über diesen Wert hinausgehenden Urinausscheidung führen würde, sollte verhindert werden. Einige Daten deuten jedoch darauf hin, dass bestimmte Nierenmarker (deren gesundheitliche Bedeutung noch unbekannt ist) bei Cadmiumwerten im Urin zwischen 3 und 5 μg/g Kreatinin anormal werden können, sodass es vernünftig erscheint, einen niedrigeren biologischen Grenzwert von 5 μg/g Kreatinin vorzuschlagen . Für Blut wurde ein biologischer Grenzwert von 0.5 μg/100 ml für Langzeitexposition vorgeschlagen. Es ist jedoch möglich, dass bei der allgemeinen Bevölkerung, die Cadmium über Lebensmittel oder Tabak ausgesetzt ist, oder bei älteren Menschen, die normalerweise an einer Abnahme der Nierenfunktion leiden, der kritische Wert in der Nierenrinde niedriger sein kann.

                                                    Chrom

                                                    Die Toxizität von Chrom ist hauptsächlich auf seine sechswertigen Verbindungen zurückzuführen. Die Absorption von sechswertigen Verbindungen ist relativ höher als die Absorption von dreiwertigen Verbindungen. Die Ausscheidung erfolgt hauptsächlich über den Urin.

                                                    Bei nicht beruflich gegenüber Chrom exponierten Personen übersteigt die Chromkonzentration im Serum und im Urin in der Regel 0.05 µg/100 ml bzw. 2 µg/g Kreatinin nicht. Eine kürzlich erfolgte Exposition gegenüber löslichen sechswertigen Chromsalzen (z. B. in Galvanisierern und Edelstahlschweißern) kann durch Überwachung des Chromgehalts im Urin am Ende der Arbeitsschicht beurteilt werden. Von mehreren Autoren durchgeführte Studien legen folgende Beziehung nahe: eine TWA-Exposition von 0.025 oder 0.05 mg/m3 Sechswertiges Chrom ist mit einer durchschnittlichen Konzentration am Ende der Expositionszeit von 15 bzw. 30 µg/g Kreatinin verbunden. Diese Beziehung gilt nur auf Gruppenbasis. Nach Exposition gegenüber 0.025 mg/m3 sechswertiges Chrom, liegt der untere 95%-Vertrauensgrenzwert bei etwa 5 μg/g Kreatinin. Eine andere Studie unter Edelstahlschweißern hat ergeben, dass eine Chromkonzentration im Urin in der Größenordnung von 40 μg/l einer durchschnittlichen Exposition gegenüber 0.1 mg/m entspricht3 Chromtrioxid.

                                                    Sechswertiges Chrom durchdringt leicht Zellmembranen, aber sobald es sich in der Zelle befindet, wird es zu dreiwertigem Chrom reduziert. Die Konzentration von Chrom in Erythrozyten könnte ein Indikator für die Expositionsintensität gegenüber sechswertigem Chrom während der Lebensdauer der roten Blutkörperchen sein, dies gilt jedoch nicht für dreiwertiges Chrom.

                                                    Inwieweit die Überwachung von Chrom im Urin zur Abschätzung des Gesundheitsrisikos sinnvoll ist, muss noch beurteilt werden.

                                                    Cobalt

                                                    Nach Aufnahme durch Inhalation und in gewissem Umfang auch über den oralen Weg wird Kobalt (mit einer biologischen Halbwertszeit von einigen Tagen) hauptsächlich mit dem Urin ausgeschieden. Die Exposition gegenüber löslichen Kobaltverbindungen führt zu einer Erhöhung der Kobaltkonzentration in Blut und Urin.

                                                    Die Kobaltkonzentrationen im Blut und im Urin werden hauptsächlich durch eine kürzlich erfolgte Exposition beeinflusst. Bei nicht beruflich exponierten Personen liegt Kobalt im Urin normalerweise unter 2 μg/g Kreatinin und Serum/Plasma-Kobalt unter 0.05 μg/100 ml.

                                                    Für TWA-Expositionen von 0.1 mg/m3 und 0.05 mg/m3wurden mittlere Urinspiegel im Bereich von etwa 30 bis 75 μg/l bzw. 30 bis 40 μg/l berichtet (unter Verwendung von Proben am Ende der Schicht). Der Zeitpunkt der Probenahme ist wichtig, da der Kobaltspiegel im Urin während der Arbeitswoche fortschreitend ansteigt.

                                                    Bei Arbeitern, die in einer Raffinerie Kobaltoxiden, Kobaltsalzen oder Kobaltmetallpulver ausgesetzt waren, ein TWA von 0.05 mg/m3 hat zu einer durchschnittlichen Kobaltkonzentration von 33 bzw. 46 μg/g Kreatinin im Urin geführt, der am Ende der Schicht am Montag bzw. Freitag gesammelt wurde.

                                                    Führen (Lead)

                                                    Anorganisches Blei, ein kumulatives Toxin, das von der Lunge und dem Magen-Darm-Trakt absorbiert wird, ist eindeutig das Metall, das am ausführlichsten untersucht wurde; Daher ist von allen Metallkontaminanten die Zuverlässigkeit der Methoden zur Bewertung der jüngsten Exposition oder Körperbelastung durch biologische Methoden für Blei am größten.

                                                    In einer Steady-State-Expositionssituation gilt Blei im Vollblut als der beste Indikator für die Bleikonzentration in Weichgeweben und damit für eine kürzlich erfolgte Exposition. Der Anstieg des Blutbleispiegels (Pb-B) wird jedoch mit zunehmender Bleiexposition immer geringer. Bei längerer beruflicher Exposition ist die Beendigung der Exposition aufgrund der kontinuierlichen Freisetzung von Blei aus Gewebedepots nicht unbedingt mit einer Rückkehr von Pb-B auf einen Wert vor der Exposition (Hintergrund) verbunden. Die normalen Bleispiegel im Blut und Urin liegen im Allgemeinen unter 20 μg/100 ml bzw. 50 μg/g Kreatinin. Diese Werte können durch die Ernährungsgewohnheiten und den Wohnort der Probanden beeinflusst werden. Die WHO hat 40 μg/100 ml als maximal tolerierbare individuelle Blutbleikonzentration für erwachsene männliche Arbeiter und 30 μg/100 ml für Frauen im gebärfähigen Alter vorgeschlagen. Bei Kindern wurden niedrigere Bleikonzentrationen im Blut mit nachteiligen Wirkungen auf das Zentralnervensystem in Verbindung gebracht. Der Bleispiegel im Urin steigt mit zunehmendem Pb-B exponentiell an und spiegelt im Steady-State hauptsächlich die jüngste Exposition wider.

                                                    Die nach Verabreichung eines Chelatbildners (z. B. CaEDTA) im Urin ausgeschiedene Bleimenge spiegelt den mobilisierbaren Bleipool wider. Bei Kontrollpersonen übersteigt die Bleimenge, die innerhalb von 24 Stunden nach intravenöser Verabreichung von einem Gramm EDTA im Urin ausgeschieden wird, in der Regel 600 μg nicht. Es scheint, dass unter konstanter Exposition die chelatierbaren Bleiwerte hauptsächlich den Bleipool im Blut und in den Weichgeweben widerspiegeln, wobei nur ein kleiner Teil aus Knochen stammt.

                                                    Zur Messung der Bleikonzentration in Knochen (Phalangen, Schienbein, Fersenbein, Wirbel) wurde ein Röntgenfluoreszenzverfahren entwickelt, aber derzeit beschränkt die Nachweisgrenze des Verfahrens seine Anwendung auf beruflich exponierte Personen.

                                                    Die Bestimmung von Blei in Haaren wurde als Methode zur Bewertung des mobilisierbaren Bleipools vorgeschlagen. Im beruflichen Umfeld ist es jedoch schwierig, zwischen endogen in das Haar eingebautem und einfach an der Oberfläche adsorbiertem Blei zu unterscheiden.

                                                    Die Bestimmung der Bleikonzentration im zirkumpulpalen Dentin von Milchzähnen (Milchzähnen) wurde zur Abschätzung der Bleibelastung in der frühen Kindheit herangezogen.

                                                    Auch Parameter, die die Beeinflussung biologischer Prozesse durch Blei widerspiegeln, können zur Beurteilung der Bleiexpositionsintensität herangezogen werden. Die derzeit verwendeten biologischen Parameter sind Coproporphyrin im Urin (COPRO-U), Delta-Aminolävulinsäure im Urin (ALA-U), Erythrozyten-Protoporphyrin (EP oder Zink-Protoporphyrin), Delta-Aminolävulinsäure-Dehydratase (ALA-D), und Pyrimidin-5'-Nukleotidase (P5N) in roten Blutkörperchen. In Steady-State-Situationen sind die Veränderungen dieser Parameter positiv (COPRO-U, ALA-U, EP) oder negativ (ALA-D, P5N) mit Bleiblutspiegeln korreliert. Die Urinausscheidung von COPRO (meist das III-Isomer) und ALA beginnt anzusteigen, wenn die Bleikonzentration im Blut einen Wert von etwa 40 μg/100 ml erreicht. Erythrozyten-Protoporphyrin beginnt bei Blutbleispiegeln von etwa 35 µg/100 ml bei Männern und 25 µg/100 ml bei Frauen signifikant anzusteigen. Nach Beendigung der beruflichen Bleiexposition bleibt das Erythrozyten-Protoporphyrin überproportional zum aktuellen Bleigehalt im Blut erhöht. In diesem Fall korreliert der EP-Wert besser mit der Menge an chelatierbarem Blei, das im Urin ausgeschieden wird, als mit dem Blei im Blut.

                                                    Ein leichter Eisenmangel führt auch zu einer erhöhten Protoporphyrin-Konzentration in den roten Blutkörperchen. Die Enzyme der roten Blutkörperchen, ALA-D und P5N, reagieren sehr empfindlich auf die hemmende Wirkung von Blei. Im Bereich von Blutbleiwerten von 10 bis 40 µg/100 ml besteht eine enge negative Korrelation zwischen der Aktivität beider Enzyme und dem Blutblei.

                                                    Alkylblei

                                                    In einigen Ländern werden Tetraethylblei und Tetramethylblei als Antiklopfmittel in Autokraftstoffen verwendet. Blei im Blut ist kein guter Indikator für eine Exposition gegenüber Tetraalkylblei, während Blei im Urin nützlich zu sein scheint, um das Risiko einer Überexposition abzuschätzen.

                                                    Mangan

                                                    Im beruflichen Umfeld gelangt Mangan hauptsächlich über die Lunge in den Körper; Die Resorption über den Gastrointestinaltrakt ist gering und hängt wahrscheinlich von einem homöostatischen Mechanismus ab. Die Manganausscheidung erfolgt über die Galle, wobei nur geringe Mengen mit dem Urin ausgeschieden werden.

                                                    Die normalen Konzentrationen von Mangan in Urin, Blut und Serum oder Plasma liegen normalerweise unter 3 μg/g Kreatinin, 1 μg/100 ml bzw. 0.1 μg/100 ml.

                                                    Es scheint, dass auf individueller Basis weder Mangan im Blut noch Mangan im Urin mit externen Expositionsparametern korrelieren.

                                                    Offensichtlich besteht kein direkter Zusammenhang zwischen der Mangankonzentration in biologischem Material und der Schwere einer chronischen Manganvergiftung. Es ist möglich, dass nach beruflicher Exposition gegenüber Mangan bereits bei biologischen Konzentrationen in der Nähe der Normalwerte frühe nachteilige Wirkungen auf das Zentralnervensystem festgestellt werden.

                                                    Metallisches Quecksilber und seine anorganischen Salze

                                                    Die Inhalation stellt den Hauptaufnahmeweg von metallischem Quecksilber dar. Die gastrointestinale Resorption von metallischem Quecksilber ist vernachlässigbar. Anorganische Quecksilbersalze können sowohl über die Lunge (Inhalation von anorganischem Quecksilberaerosol) als auch über den Magen-Darm-Trakt aufgenommen werden. Die kutane Aufnahme von metallischem Quecksilber und seinen anorganischen Salzen ist möglich.

                                                    Die biologische Halbwertszeit von Quecksilber liegt in der Niere in der Größenordnung von zwei Monaten, ist aber im Zentralnervensystem viel länger.

                                                    Anorganisches Quecksilber wird hauptsächlich mit den Faeces und Urin ausgeschieden. Kleine Mengen werden über Speichel-, Tränen- und Schweißdrüsen ausgeschieden. Quecksilber kann auch in den wenigen Stunden nach der Exposition gegenüber Quecksilberdampf in der ausgeatmeten Luft nachgewiesen werden. Unter chronischen Expositionsbedingungen besteht, zumindest auf Gruppenbasis, ein Zusammenhang zwischen der Intensität der kürzlichen Exposition gegenüber Quecksilberdampf und der Konzentration von Quecksilber im Blut oder Urin. Die frühen Untersuchungen, bei denen statische Proben zur Überwachung der allgemeinen Arbeitsraumluft verwendet wurden, zeigten eine durchschnittliche Quecksilber-Luft, Hg-Luft, Konzentration von 100 μg/m3 entspricht durchschnittlichen Quecksilberwerten im Blut (Hg–B) und im Urin (Hg–U) von 6 μg Hg/100 ml bzw. 200 bis 260 μg/l. Neuere Beobachtungen, insbesondere solche, die den Beitrag der äußeren Mikroumgebung in der Nähe der Atemwege der Arbeiter bewerten, weisen darauf hin, dass die Luft (μg/m3)/Urin (μg/g Kreatinin)/Blut (μg/100ml) Quecksilber-Verhältnis beträgt etwa 1/1.2/0.045. Mehrere epidemiologische Studien an Arbeitern, die Quecksilberdämpfen ausgesetzt waren, haben gezeigt, dass bei Langzeitexposition die kritischen Wirkungsspiegel von Hg–U und Hg–B etwa 50 μg/g Kreatinin bzw. 2 μg/100 ml betragen.

                                                    Einige neuere Studien scheinen jedoch darauf hinzudeuten, dass bereits bei einem Quecksilbergehalt im Urin von unter 50 μg/g Kreatinin Anzeichen von unerwünschten Wirkungen auf das zentrale Nervensystem oder die Niere beobachtet werden können.

                                                    Normale Harn- und Blutspiegel liegen im Allgemeinen unter 5 μg/g Kreatinin bzw. 1 μg/100 ml. Diese Werte können durch Fischverzehr und die Anzahl der Quecksilberamalgamfüllungen in den Zähnen beeinflusst werden.

                                                    Organische Quecksilberverbindungen

                                                    Die organischen Quecksilberverbindungen werden auf allen Wegen leicht aufgenommen. Im Blut sind sie hauptsächlich in roten Blutkörperchen zu finden (ca. 90 %). Zu unterscheiden sind jedoch die kurzkettigen Alkylverbindungen (hauptsächlich Methylquecksilber), die sehr stabil und resistent gegen Biotransformation sind, und die Aryl- bzw. Alkoxyalkylderivate, die anorganisches Quecksilber freisetzen in vivo. Bei den letztgenannten Verbindungen ist wahrscheinlich die Quecksilberkonzentration im Blut sowie im Urin ein Hinweis auf die Expositionsintensität.

                                                    Unter Steady-State-Bedingungen korreliert Quecksilber im Vollblut und im Haar mit der Belastung des Körpers durch Methylquecksilber und mit dem Risiko von Anzeichen einer Methylquecksilbervergiftung. Bei Personen, die chronisch gegenüber Alkylquecksilber exponiert sind, können die ersten Anzeichen einer Vergiftung (Parästhesien, Empfindungsstörungen) auftreten, wenn die Quecksilberkonzentration im Blut 20 μg/100 ml bzw. 50 μg/g im Haar übersteigt.

                                                    Super

                                                    Nickel ist kein kumulatives Toxin und fast die gesamte aufgenommene Menge wird hauptsächlich über den Urin ausgeschieden, mit einer biologischen Halbwertszeit von 17 bis 39 Stunden. Bei nicht beruflich exponierten Personen liegen die Urin- und Plasmakonzentrationen von Nickel üblicherweise unter 2 µg/g Kreatinin bzw. 0.05 µg/100 ml.

                                                    Die Nickelkonzentrationen im Plasma und im Urin sind gute Indikatoren für eine kürzlich erfolgte Exposition gegenüber metallischem Nickel und seinen löslichen Verbindungen (z. B. während der Galvanisierung von Nickel oder der Herstellung von Nickelbatterien). Werte innerhalb normaler Bereiche weisen normalerweise auf eine nicht signifikante Exposition hin, und erhöhte Werte weisen auf eine Überexposition hin.

                                                    Für Arbeiter, die gegenüber löslichen Nickelverbindungen exponiert sind, wurde vorläufig ein biologischer Grenzwert von 30 μg/g Kreatinin (Ende der Schicht) für Nickel im Urin vorgeschlagen.

                                                    Bei Arbeitern, die schwerlöslichen oder unlöslichen Nickelverbindungen ausgesetzt sind, weisen erhöhte Konzentrationen in Körperflüssigkeiten im Allgemeinen auf eine signifikante Absorption oder fortschreitende Freisetzung aus der in der Lunge gespeicherten Menge hin; jedoch können erhebliche Nickelmengen in den Atemwegen (Nasenhöhlen, Lunge) abgelagert werden, ohne dass die Plasma- oder Urinkonzentration signifikant ansteigt. Daher müssen „normale“ Werte mit Vorsicht interpretiert werden und bedeuten nicht notwendigerweise, dass kein Gesundheitsrisiko besteht.

                                                    Selenium

                                                    Selen ist ein essentielles Spurenelement. Lösliche Selenverbindungen scheinen leicht über die Lunge und den Magen-Darm-Trakt aufgenommen zu werden. Selen wird hauptsächlich über den Urin ausgeschieden, kann aber bei sehr hoher Exposition auch als Dimethylselenid-Dampf in die Atemluft ausgeschieden werden. Normale Selenkonzentrationen in Serum und Urin hängen von der täglichen Aufnahme ab, die in verschiedenen Teilen der Welt erheblich variieren kann, aber normalerweise unter 15 μg/100 ml bzw. 25 μg/g Kreatinin liegt. Die Konzentration von Selen im Urin spiegelt hauptsächlich die jüngste Exposition wider. Der Zusammenhang zwischen der Intensität der Exposition und der Selenkonzentration im Urin ist noch nicht geklärt.

                                                    Es scheint, dass die Konzentration in Plasma (oder Serum) und Urin hauptsächlich eine kurzfristige Exposition widerspiegelt, während der Selengehalt der Erythrozyten eher eine langfristige Exposition widerspiegelt.

                                                    Die Messung von Selen im Blut oder Urin gibt Aufschluss über den Selenstatus. Derzeit wird es häufiger verwendet, um einen Mangel als eine Überbelichtung zu erkennen. Da die verfügbaren Daten zum Gesundheitsrisiko einer Langzeitexposition gegenüber Selen und zum Zusammenhang zwischen potenziellem Gesundheitsrisiko und Gehalten in biologischen Medien zu begrenzt sind, kann kein biologischer Grenzwert vorgeschlagen werden.

                                                    Vanadium

                                                    In der Industrie wird Vanadium hauptsächlich über die Lunge aufgenommen. Die orale Resorption scheint gering zu sein (weniger als 1 %). Vanadium wird mit einer biologischen Halbwertszeit von etwa 20 bis 40 Stunden im Urin und in geringerem Maße im Stuhl ausgeschieden. Vanadium im Urin scheint ein guter Indikator für eine kürzliche Exposition zu sein, aber die Beziehung zwischen Aufnahme und Vanadiumspiegel im Urin ist noch nicht ausreichend belegt. Es wurde vermutet, dass der Unterschied zwischen den Vanadiumkonzentrationen im Urin nach der Schicht und vor der Schicht die Beurteilung der Exposition während des Arbeitstages ermöglicht, während Vanadium im Urin zwei Tage nach Beendigung der Exposition (Montagmorgen) die Akkumulation des Metalls im Körper widerspiegeln würde . Bei nicht beruflich exponierten Personen liegt die Vanadiumkonzentration im Urin meist unter 1 µg/g Kreatinin. Für Vanadium im Urin wurde ein vorläufiger biologischer Grenzwert von 50 µg/g Kreatinin (Ende der Schicht) vorgeschlagen.

                                                     

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                                                    Montag, Februar 28 2011 20: 21

                                                    Organische Lösungsmittel

                                                    Einleitung

                                                    Organische Lösungsmittel sind flüchtig und im Allgemeinen in Körperfett löslich (lipophil), obwohl einige von ihnen, z. B. Methanol und Aceton, auch wasserlöslich (hydrophil) sind. Sie wurden nicht nur in der Industrie, sondern auch in Konsumgütern wie Farben, Tinten, Verdünnern, Entfettern, Trockenreinigungsmitteln, Fleckenentfernern, Abwehrmitteln und so weiter in großem Umfang eingesetzt. Obwohl es möglich ist, ein biologisches Monitoring anzuwenden, um gesundheitliche Auswirkungen zu erkennen, z. B. Auswirkungen auf die Leber und die Niere, zum Zwecke der Gesundheitsüberwachung von Arbeitnehmern, die beruflich organischen Lösungsmitteln ausgesetzt sind, ist es am besten, stattdessen ein biologisches Monitoring zu verwenden für „ „Exposition“-Überwachung, um die Gesundheit der Arbeitnehmer vor der Toxizität dieser Lösungsmittel zu schützen, da dies ein Ansatz ist, der sensibel genug ist, um Warnungen auszusprechen, lange bevor gesundheitliche Auswirkungen auftreten können. Das Screening von Arbeitnehmern auf eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Lösungsmitteltoxizität kann ebenfalls zum Schutz ihrer Gesundheit beitragen.

                                                    Zusammenfassung der Toxikokinetik

                                                    Organische Lösungsmittel sind im Allgemeinen unter Standardbedingungen flüchtig, obwohl die Flüchtigkeit von Lösungsmittel zu Lösungsmittel unterschiedlich ist. Daher ist der Hauptexpositionsweg in industriellen Umgebungen die Inhalation. Die Absorptionsrate durch die Alveolarwand der Lunge ist viel höher als die durch die Wand des Verdauungstrakts, und eine Lungenabsorptionsrate von etwa 50 % wird als typisch für viele gebräuchliche Lösungsmittel wie Toluol angesehen. Einige Lösungsmittel, z. B. Schwefelkohlenstoff und N,N-Dimethylformamid, können in flüssigem Zustand in so großen Mengen intakte menschliche Haut durchdringen, dass sie toxisch wirken.

                                                    Bei der Aufnahme dieser Lösungsmittel wird ein Teil ohne Biotransformation über die Atemluft ausgeatmet, der größere Teil jedoch aufgrund ihrer Lipophilie in lipidreichen Organen und Geweben verteilt. Die Biotransformation findet hauptsächlich in der Leber statt (und in geringem Umfang auch in anderen Organen), und das Lösungsmittelmolekül wird hydrophiler, typischerweise durch einen Oxidationsprozess mit anschließender Konjugation, um als Metabolit(e) über die Niere in den Urin ausgeschieden zu werden ). Ein kleiner Teil kann unverändert mit dem Urin ausgeschieden werden.

                                                    Somit stehen aus praktischer Sicht drei biologische Materialien, Urin, Blut und Atemluft, für die Expositionsüberwachung von Lösungsmitteln zur Verfügung. Ein weiterer wichtiger Faktor bei der Auswahl biologischer Materialien für die Expositionsüberwachung ist die Geschwindigkeit des Verschwindens der absorbierten Substanz, für die die biologische Halbwertszeit oder die Zeit, die eine Substanz benötigt, um auf die Hälfte ihrer ursprünglichen Konzentration abzunehmen, ein quantitativer Parameter ist. Beispielsweise verschwinden Lösungsmittel viel schneller aus der ausgeatmeten Luft als entsprechende Metaboliten aus dem Urin, was bedeutet, dass sie eine viel kürzere Halbwertszeit haben. Innerhalb von Metaboliten im Urin variiert die biologische Halbwertszeit in Abhängigkeit davon, wie schnell die Ausgangsverbindung metabolisiert wird, so dass die Probenahmezeit in Bezug auf die Exposition oft von entscheidender Bedeutung ist (siehe unten). Eine dritte Überlegung bei der Auswahl eines biologischen Materials ist die Spezifität der zu analysierenden Zielchemikalie in Bezug auf die Exposition. Beispielsweise ist Hippursäure ein seit langem verwendeter Marker für Toluol-Exposition, aber sie wird nicht nur auf natürliche Weise vom Körper gebildet, sondern kann auch aus nicht-beruflichen Quellen wie einigen Lebensmittelzusatzstoffen stammen und gilt nicht mehr als zuverlässig Markierung, wenn die Toluolbelastung gering ist (weniger als 50 cm3/m3). Im Allgemeinen wurden Metaboliten im Urin am häufigsten als Indikatoren für die Exposition gegenüber verschiedenen organischen Lösungsmitteln verwendet. Lösungsmittel im Blut wird als qualitatives Expositionsmaß analysiert, da es normalerweise kürzer im Blut verbleibt und eher eine akute Exposition widerspiegelt, während Lösungsmittel in der Ausatemluft zur Abschätzung der durchschnittlichen Exposition schwierig zu verwenden ist, da die Konzentration in der Atemluft so abnimmt schnell nach Beendigung der Exposition. Lösungsmittel im Urin ist ein vielversprechender Kandidat als Expositionsmaß, bedarf jedoch weiterer Validierung.

                                                    Biologische Expositionstests für organische Lösungsmittel

                                                    Bei der Anwendung der biologischen Überwachung auf Lösungsmittelexposition ist die Probenahmezeit wichtig, wie oben angegeben. Tabelle 1 zeigt empfohlene Probenahmezeiten für gängige Lösungsmittel bei der Überwachung der täglichen beruflichen Exposition. Wenn das Lösungsmittel selbst analysiert werden soll, sollte darauf geachtet werden, dass ein möglicher Verlust (z. B. Verdunstung in die Raumluft) sowie eine Kontamination (z. B. Auflösen aus der Raumluft in die Probe) während des Probenhandhabungsprozesses verhindert werden. Falls die Proben zu einem entfernten Labor transportiert oder vor der Analyse gelagert werden müssen, ist darauf zu achten, dass sie nicht verloren gehen. Für Metaboliten wird das Einfrieren empfohlen, während für die Analyse des Lösungsmittels selbst eine Kühlung (aber kein Einfrieren) in einem luftdichten Behälter ohne Luftraum (oder besser noch in einem Headspace-Fläschchen) empfohlen wird. In der chemischen Analytik ist die Qualitätskontrolle für verlässliche Ergebnisse unerlässlich (Details siehe Artikel „Qualitätssicherung“ in diesem Kapitel). Bei der Berichterstattung über die Ergebnisse sollte die Ethik respektiert werden (siehe Kapitel Ethische Fragen anderswo in der Enzyklopädie).

                                                    Tabelle 1. Einige Beispiele für Zielchemikalien für die biologische Überwachung und Probenahmezeit

                                                    Lösungsmittel

                                                    Zielchemikalie

                                                    Urin/Blut

                                                    Abtastzeit1

                                                    Schwefelkohlenstoff

                                                    2-Thiothiazolidin-4-carbonsäure

                                                    Urin

                                                    D F

                                                    N,N-Dimethylformamid

                                                    N-Methylformamid

                                                    Urin

                                                    M Di W Do F

                                                    2-Ethoxyethanol und sein Acetat

                                                    Ethoxyessigsäure

                                                    Urin

                                                    Do F (Ende der letzten Schicht)

                                                    Hexane

                                                    2,4-Hexandion

                                                    Hexane

                                                    Urin

                                                    Blut

                                                    M Di W Do F

                                                    Bestätigung der Exposition

                                                    Methanol

                                                    Methanol

                                                    Urin

                                                    M Di W Do F

                                                    Styrol

                                                    Mandelsäure

                                                    Phenylglyoxylsäure

                                                    Styrol

                                                    Urin

                                                    Urin

                                                    Blut

                                                    D F

                                                    D F

                                                    Bestätigung der Exposition

                                                    Toluol

                                                    Hippursäure

                                                    o-Kresol

                                                    Toluol

                                                    Toluol

                                                    Urin

                                                    Urin

                                                    Blut

                                                    Urin

                                                    Tu W Do F

                                                    Tu W Do F

                                                    Bestätigung der Exposition

                                                    Tu W Do F

                                                    Trichlorethylen

                                                    Trichloressigsäure

                                                    (TCA)

                                                    Gesamttrichlorverbindungen (Summe aus TCA und freiem und konjugiertem Trichlorethanol)

                                                    Trichlorethylen

                                                    Urin

                                                    Urin

                                                    Blut

                                                    D F

                                                    D F

                                                    Bestätigung der Exposition

                                                    Xylole2

                                                    Methylhippursäuren

                                                    Xylole

                                                    Urin

                                                    Blut

                                                    Tu W Do F

                                                    Tu W Do F

                                                    1 Ende der Arbeitsschicht, sofern nicht anders angegeben: Wochentage geben bevorzugte Probenahmetage an.
                                                    2 Drei Isomere, entweder einzeln oder in beliebiger Kombination.

                                                    Quelle: Zusammengefasst aus WHO 1996.

                                                     

                                                    Für viele Lösungsmittel sind eine Reihe analytischer Verfahren etabliert. Die Methoden variieren je nach Zielchemikalie, aber die meisten der kürzlich entwickelten Methoden verwenden Gaschromatographie (GC) oder Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) zur Trennung. Für eine gute Qualitätskontrolle bei der chemischen Analyse wird die Verwendung eines Autosamplers und Datenprozessors empfohlen. Wenn ein Lösungsmittel selbst im Blut oder im Urin analysiert werden soll, ist eine Anwendung der Headspace-Technik in der GC (Headspace-GC) sehr praktisch, insbesondere wenn das Lösungsmittel flüchtig genug ist. Tabelle 2 zeigt einige Beispiele für etablierte Methoden für gängige Lösungsmittel.

                                                    Tabelle 2. Einige Beispiele für Analysemethoden zur biologischen Überwachung der Exposition gegenüber organischen Lösungsmitteln

                                                    Lösungsmittel

                                                    Zielchemikalie

                                                    Blut/Urin

                                                    Analytische Methode

                                                    Schwefelkohlenstoff

                                                    2-Thiothiazolidin-4-
                                                    Carbonsäure

                                                    Urin

                                                    Hochleistungs-Flüssigkeitschromatograph mit UV-Detektion

                                                    (UV-HPLC)

                                                    N, N-Dimethylformamid

                                                    N-Methylformamid

                                                    Urin

                                                    Gaschromatograph mit flammenthermionischer Detektion (FTD-GC)

                                                    2-Ethoxyethanol und sein Acetat

                                                    Ethoxyessigsäure

                                                    Urin

                                                    Extraktion, Derivatisierung und Gaschromatograph mit Flammenionisationsdetektion (FID-GC)

                                                    Hexane

                                                    2,4-Hexandion

                                                    Hexane

                                                    Urin

                                                    Blut

                                                    Extraktion, (Hydrolyse) und FID-GC

                                                    Headspace-FID-GC

                                                    Methanol

                                                    Methanol

                                                    Urin

                                                    Headspace-FID-GC

                                                    Styrol

                                                    Mandelsäure

                                                    Phenylglyoxylsäure

                                                    Styrol

                                                    Urin

                                                    Urin

                                                    Blut

                                                    Entsalzung und UV-HPLC

                                                    Entsalzung und UV-HPLC

                                                    Headspace-FID-GC

                                                    Toluol

                                                    Hippursäure

                                                    o-Kresol

                                                    Toluol

                                                    Toluol

                                                    Urin

                                                    Urin

                                                    Blut

                                                    Urin

                                                    Entsalzung und UV-HPLC

                                                    Hydrolyse, Extraktion und FID-GC

                                                    Headspace-FID-GC

                                                    Headspace-FID-GC

                                                    Trichlorethylen

                                                    Trichloressigsäure
                                                    (TCA)

                                                    Gesamttrichlorverbindungen (Summe aus TCA und freiem und konjugiertem Trichlorethanol)

                                                    Trichlorethylen

                                                    Urin

                                                    Urin

                                                    Blut

                                                    Kolorimetrie oder Veresterung und Gaschromatograph mit Elektroneneinfangdetektion (ECD-GC)

                                                    Oxidation und Kolorimetrie oder Hydrolyse, Oxidation, Veresterung und ECD-GC

                                                    Headspace-ECD-GC

                                                    Xylole

                                                    Methylhippursäuren (drei Isomere, entweder einzeln oder in Kombination)

                                                    Urin

                                                    Headspace-FID-GC

                                                    Quelle: Zusammengefasst aus WHO 1996.

                                                    Evaluierung

                                                    Eine lineare Beziehung der Expositionsindikatoren (aufgeführt in Tabelle 2) mit der Intensität der Exposition gegenüber entsprechenden Lösungsmitteln kann entweder durch eine Befragung von Arbeitern, die beruflich gegenüber Lösungsmitteln exponiert sind, oder durch experimentelle Exposition von menschlichen Probanden hergestellt werden. Dementsprechend haben zB die ACGIH (1994) und die DFG (1994) den biologischen Expositionsindex (BEI) bzw. den biologischen Toleranzwert (BAT) als den beruflichen äquivalenten Werten in den biologischen Proben festgelegt Expositionsgrenzwerte für luftgetragene Chemikalien, dh Schwellenwert (TLV) bzw. maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK). Es ist jedoch bekannt, dass die Konzentration der Zielchemikalie in Proben, die von nicht exponierten Personen entnommen wurden, variieren kann, was beispielsweise lokale Gepflogenheiten (z. B. Lebensmittel) widerspiegelt, und dass ethnische Unterschiede im Lösungsmittelstoffwechsel bestehen können. Es ist daher wünschenswert, Grenzwerte durch die Untersuchung der betroffenen lokalen Bevölkerung festzulegen.

                                                    Bei der Bewertung der Ergebnisse sollten eine nichtberufliche Exposition gegenüber dem Lösungsmittel (z. B. durch Verwendung von lösungsmittelhaltigen Verbraucherprodukten oder absichtliches Einatmen) und eine Exposition gegenüber Chemikalien, die zu denselben Metaboliten führen (z. B. einige Lebensmittelzusatzstoffe), sorgfältig ausgeschlossen werden. Falls eine große Lücke zwischen der Intensität der Dampfexposition und den Ergebnissen der biologischen Überwachung besteht, kann der Unterschied auf die Möglichkeit einer Hautabsorption hinweisen. Zigarettenrauchen unterdrückt den Metabolismus einiger Lösungsmittel (z. B. Toluol), während eine akute Ethanolaufnahme den Methanolmetabolismus kompetitiv unterdrücken kann.

                                                     

                                                    Zurück

                                                    Montag, Februar 28 2011 20: 25

                                                    Genotoxische Chemikalien

                                                    Beim humanbiologischen Monitoring werden Proben von Körperflüssigkeiten oder anderem leicht zugänglichem biologischem Material zur Messung der Exposition gegenüber bestimmten oder unspezifischen Stoffen und/oder deren Metaboliten oder zur Messung der biologischen Wirkungen dieser Exposition verwendet. Die biologische Überwachung ermöglicht die Abschätzung der individuellen Gesamtexposition durch verschiedene Expositionswege (Lunge, Haut, Magen-Darm-Trakt) und verschiedene Expositionsquellen (Luft, Ernährung, Lebensstil oder Beruf). Es ist auch bekannt, dass in komplexen Expositionssituationen, wie sie an Arbeitsplätzen sehr häufig anzutreffen sind, unterschiedliche Expositionsmittel miteinander interagieren können, wobei die Wirkung der einzelnen Verbindungen entweder verstärkt oder gehemmt wird. Und da sich Individuen in ihrer genetischen Konstitution unterscheiden, zeigen sie Variabilität in ihrer Reaktion auf chemische Belastungen. Daher kann es sinnvoller sein, direkt bei den exponierten Personen oder Gruppen nach frühen Wirkungen zu suchen, als zu versuchen, potenzielle Gefahren der komplexen Expositionsmuster anhand von Daten zu einzelnen Verbindungen vorherzusagen. Dies ist ein Vorteil des genetischen Biomonitorings für frühe Auswirkungen, ein Ansatz, der Techniken verwendet, die sich auf zytogenetische Schäden, Punktmutationen oder DNA-Addukte in menschlichem Ersatzgewebe konzentrieren (siehe Artikel „Allgemeine Prinzipien“ in diesem Kapitel).

                                                    Was ist Genotoxizität?

                                                    Die Genotoxizität chemischer Stoffe ist ein intrinsischer chemischer Charakter, der auf dem elektrophilen Potenzial des Stoffs basiert, an solche nukleophilen Stellen in den zellulären Makromolekülen wie Desoxyribonukleinsäure, DNA, dem Träger der Erbinformation, zu binden. Genotoxizität ist somit eine Toxizität, die sich im genetischen Material von Zellen manifestiert.

                                                    Die Definition von Genotoxizität, wie sie in einem Konsensbericht (IARC 1992) diskutiert wird, ist weit gefasst und umfasst sowohl direkte als auch indirekte Auswirkungen auf die DNA: (1) die Induktion von Mutationen (Gen, Chromosomen, Genom, Rekombination) auf molekularer Ebene Ereignissen ähneln, von denen bekannt ist, dass sie an der Karzinogenese beteiligt sind, (2) indirekten Surrogatereignissen im Zusammenhang mit Mutagenese (z. B. ungeplante DNA-Synthese (UDS) und Schwesterchromatidaustausch (SCE) oder (3) DNA-Schäden (z. B. die Bildung von Addukten). ), was schließlich zu Mutationen führen kann.

                                                    Genotoxizität, Mutagenität und Karzinogenität

                                                    Mutationen sind dauerhafte erbliche Veränderungen in den Zelllinien, entweder horizontal in den somatischen Zellen oder vertikal in den Keimzellen (Geschlechtszellen) des Körpers. Das heißt, Mutationen können durch Veränderungen in Körperzellen den Organismus selbst betreffen oder durch Veränderung der Geschlechtszellen an andere Generationen weitergegeben werden. Die Genotoxizität geht somit der Mutagenität voraus, obwohl der größte Teil der Genotoxizität repariert wird und sich nie als Mutationen ausdrückt. Somatische Mutationen werden auf zellulärer Ebene induziert und können sich, falls sie zu Zelltod oder bösartigen Erkrankungen führen, als verschiedene Erkrankungen des Gewebes oder des Organismus selbst manifestieren. Es wird angenommen, dass somatische Mutationen mit Alterungseffekten oder mit der Induktion atherosklerotischer Plaques zusammenhängen (siehe Abbildung 1 und das Kapitel über Krebs).

                                                    Abbildung 1. Schematische Darstellung des wissenschaftlichen Paradigmas in der genetischen Toxikologie und Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit

                                                    BMO050F1

                                                    Mutationen in der Keimzelllinie können auf die Zygote – die befruchtete Eizelle – übertragen und in der Nachkommengeneration exprimiert werden (siehe auch Kapitel Geschlechtsorgane). Die wichtigsten Mutationsstörungen bei Neugeborenen werden durch Fehlsegregation von Chromosomen während der Gametogenese (der Entwicklung von Keimzellen) induziert und führen zu schweren Chromosomensyndromen (z. B. Trisomie 21 oder Down-Syndrom und Monosomie X oder Turner-Syndrom).

                                                    Das Paradigma der Genotoxikologie von der Exposition gegenüber erwarteten Wirkungen kann vereinfacht werden, wie in Abbildung 1 dargestellt.

                                                     

                                                     

                                                    Die Beziehung zwischen Genotoxizität und Karzinogenität wird durch verschiedene indirekte Forschungsfakten gut unterstützt, wie in Abbildung 2 dargestellt. 

                                                    Abbildung 2. Die Wechselbeziehungen zwischen Genotoxizität und Karzinogenität    

                                                    BMO050T1 

                                                    Diese Korrelation bildet die Grundlage für die Anwendung von Biomarkern für Genotoxizität, die bei der Überwachung von Menschen als Indikatoren für das Krebsrisiko verwendet werden sollen.

                                                    Genetische Toxizität bei der Gefahrenidentifikation

                                                    Die Rolle genetischer Veränderungen bei der Karzinogenese unterstreicht die Bedeutung genetischer Toxizitätstests bei der Identifizierung potenzieller Karzinogene. Es wurden verschiedene Kurzzeittestmethoden entwickelt, die in der Lage sind, einige der mutmaßlich krebsentstehungsrelevanten Endpunkte der Genotoxizität zu erfassen.

                                                    Es wurden mehrere umfangreiche Erhebungen durchgeführt, um die Kanzerogenität von Chemikalien mit Ergebnissen zu vergleichen, die aus der Untersuchung von Chemikalien in Kurzzeittests gewonnen wurden. Die allgemeine Schlussfolgerung war, dass kein einziger validierter Test Informationen zu allen oben genannten genetischen Endpunkten liefern kann; Es ist notwendig, jede Chemikalie in mehr als einem Assay zu testen. Auch der Wert von Kurzzeittests zur genetischen Toxizität für die Vorhersage chemischer Kanzerogenität wurde wiederholt diskutiert und überprüft. Auf der Grundlage solcher Überprüfungen kam eine Arbeitsgruppe der Internationalen Agentur für Krebsforschung (IARC) zu dem Schluss, dass die meisten menschlichen Karzinogene in routinemäßig verwendeten Kurzzeittests wie z Salmonellen Assay und die Chromosomenaberrationsassays (Tabelle 1). Es muss jedoch beachtet werden, dass die epigenetischen Karzinogene – wie etwa hormonell aktive Verbindungen, die die genotoxische Aktivität erhöhen können, ohne selbst genotoxisch zu sein – nicht durch Kurzzeittests nachgewiesen werden können, die nur die intrinsische genotoxische Aktivität einer Substanz messen.

                                                    Tabelle 1. Genotoxizität von Chemikalien, bewertet in den Ergänzungen 6 und 7 der IARC-Monographien (1986)

                                                    Karzinogenitätsklassifizierung

                                                    Verhältnis der Beweise für Genotoxizität/Karzinogenität

                                                    %

                                                    1: menschliche Karzinogene

                                                    24/30

                                                    80

                                                    2A: wahrscheinliche menschliche Karzinogene

                                                    14/20

                                                    70

                                                    2B: mögliche menschliche Karzinogene

                                                    72/128

                                                    56

                                                    3: nicht klassifizierbar

                                                    19/66

                                                    29

                                                     

                                                    Genetisches Biomonitoring

                                                    Die genetische Überwachung nutzt Methoden der genetischen Toxikologie zur biologischen Überwachung genetischer Wirkungen oder zur Bewertung der genotoxischen Exposition in einer Gruppe von Personen mit definierter Exposition an einem Arbeitsplatz oder durch Umwelt oder Lebensstil. Somit hat das genetische Monitoring das Potenzial zur Früherkennung genotoxischer Expositionen in einer Personengruppe und ermöglicht die Identifizierung von Hochrisikopopulationen und damit von Interventionsprioritäten. Die Verwendung prädiktiver Biomarker in einer exponierten Population ist gerechtfertigt, um Zeit zu sparen (im Vergleich zu epidemiologischen Techniken) und unnötige Endeffekte, nämlich Krebs, zu verhindern (Abbildung 3).

                                                    Abbildung 3. Die Vorhersagekraft von Biomarkern ermöglicht es, vorbeugende Maßnahmen zu ergreifen, um Gesundheitsrisiken in der menschlichen Bevölkerung zu verringern

                                                    BMO050F2

                                                    Die derzeit für das Biomonitoring genotoxischer Expositionen und frühen biologischen Wirkungen verwendeten Methoden sind in Tabelle 2 aufgeführt. Die für das Biomonitoring verwendeten Proben müssen mehrere Kriterien erfüllen, einschließlich der Notwendigkeit, dass sie sowohl leicht erhältlich als auch mit dem Zielgewebe vergleichbar sind.

                                                    Tabelle 2. Biomarker bei der genetischen Überwachung der Genotoxizitätsexposition und die am häufigsten verwendeten Zell-/Gewebeproben.

                                                    Marker der genetischen Überwachung

                                                    Zell-/Gewebeproben

                                                    Chromosomenaberrationen (CA)

                                                    Lymphozyten

                                                    Austausch von Schwesterchromatiden (SCE)

                                                    Lymphozyten

                                                    Mikronuklei (MN)

                                                    Lymphozyten

                                                    Punktmutationen (z. B. HPRT-Gen)

                                                    Lymphozyten und andere Gewebe

                                                    DNA-Addukte

                                                    Aus Zellen/Geweben isolierte DNA

                                                    Proteinaddukte

                                                    Hämoglobin, Albumin

                                                    DNA-Strangbrüche

                                                    Aus Zellen/Geweben isolierte DNA

                                                    Aktivierung von Onkogenen

                                                    DNA oder spezifische Proteine ​​isoliert

                                                    Mutationen/Onkoproteine

                                                    Verschiedene Zellen und Gewebe

                                                    DNA-Reparatur

                                                    Isolierte Zellen aus Blutproben

                                                     

                                                    Zu den molekular erkennbaren DNA-Schäden gehören die Bildung von DNA-Addukten und die Reorganisation der DNA-Sequenz. Derartige Schäden können durch Messungen von DNA-Addukten mit verschiedenen Techniken nachgewiesen werden, beispielsweise entweder 32P-Postlabelling oder der Nachweis von monoklonalen Antikörpern gegen DNA-Addukte. Die Messung von DNA-Strangbrüchen wird herkömmlicherweise unter Verwendung von alkalischen Elutions- oder Unwinding-Assays durchgeführt. Mutationen können durch Sequenzieren der DNA eines spezifischen Gens, beispielsweise des HPRT-Gens, nachgewiesen werden.

                                                    Es sind mehrere methodologische Berichte erschienen, die die Techniken von Tabelle 2 im Detail diskutieren (CEC 1987; IARC 1987, 1992, 1993).

                                                    Die Genotoxizität kann auch indirekt durch die Messung von Proteinaddukten, dh in Hämoglobin anstelle von DNA, oder die Überwachung der DNA-Reparaturaktivität überwacht werden. Als Messstrategie kann die Überwachungsaktivität entweder einmalig oder kontinuierlich sein. In allen Fällen müssen die Ergebnisse für die Entwicklung sicherer Arbeitsbedingungen verwendet werden.

                                                    Zytogenetisches Biomonitoring

                                                    Eine theoretische und empirische Begründung verbindet Krebs mit Chromosomenschäden. Mutationsereignisse, die die Aktivität oder Expression von Wachstumsfaktorgenen verändern, sind Schlüsselschritte in der Karzinogenese. Viele Arten von Krebs wurden mit spezifischen oder unspezifischen Chromosomenaberrationen in Verbindung gebracht. Bei mehreren erblichen Erkrankungen des Menschen ist die Chromosomeninstabilität mit einer erhöhten Anfälligkeit für Krebs verbunden.

                                                    Die zytogenetische Überwachung von Personen, die krebserzeugenden und/oder erbgutverändernden Chemikalien oder Strahlung ausgesetzt sind, kann Auswirkungen auf das Erbgut der betroffenen Personen ans Licht bringen. Chromosomenaberrationsstudien an Personen, die ionisierender Strahlung ausgesetzt waren, werden seit Jahrzehnten für die biologische Dosimetrie verwendet, aber gut dokumentierte positive Ergebnisse liegen bisher nur für eine begrenzte Anzahl chemischer Karzinogene vor.

                                                    Mikroskopisch erkennbare Chromosomenschäden umfassen sowohl strukturelle Chromosomenaberrationen (CA), bei denen eine grobe Veränderung der Morphologie (Form) eines Chromosoms aufgetreten ist, als auch durch Schwesterchromatid-Austausch (SCE). SCE ist der symmetrische Austausch von Chromosomenmaterial zwischen zwei Schwesterchromatiden. Mikronuklei (MN) können entweder aus azentrischen Chromosomenfragmenten oder aus nacheilenden ganzen Chromosomen entstehen. Diese Arten von Änderungen sind in Abbildung 4 dargestellt.

                                                    Abbildung 4. Menschliche Lymphozytenchromosomen in der Metaphase, die eine induzierte Chromosomenmutation zeigen (Pfeil zeigt auf ein azentrisches Fragment)

                                                    BMO050F3

                                                    Periphere Blutlymphozyten beim Menschen sind geeignete Zellen zur Verwendung in Überwachungsstudien, da sie leicht zugänglich sind und die Exposition über eine relativ lange Lebensdauer integrieren können. Die Exposition gegenüber einer Vielzahl von chemischen Mutagenen kann zu einer erhöhten Häufigkeit von CAs und/oder SCEs in Blutlymphozyten von exponierten Personen führen. Auch das Schadensausmaß korreliert grob mit der Exposition, obwohl dies nur bei wenigen Chemikalien nachgewiesen werden konnte.

                                                    Wenn zytogenetische Tests an peripheren Blutlymphozyten zeigen, dass das genetische Material beschädigt wurde, können die Ergebnisse zur Risikoabschätzung nur auf Bevölkerungsebene verwendet werden. Eine erhöhte Häufigkeit von CAs in einer Population sollte als Hinweis auf ein erhöhtes Krebsrisiko angesehen werden, aber zytogenetische Tests erlauben als solche keine individuelle Risikovorhersage von Krebs.

                                                    Die gesundheitliche Bedeutung somatischer genetischer Schäden, wie sie durch das schmale Fenster einer Probe peripherer Blutlymphozyten gesehen wird, hat wenig oder keine Bedeutung für die Gesundheit eines Individuums, da die meisten Lymphozyten, die genetische Schäden tragen, absterben und ersetzt werden.

                                                    Probleme und ihre Beherrschung in Human-Biomonitoring-Studien

                                                    Ein strenges Studiendesign ist bei der Anwendung jeder Human-Biomonitoring-Methode erforderlich, da viele interindividuelle Faktoren, die nicht mit der/den interessierenden spezifischen chemischen Exposition(en) zusammenhängen, die untersuchten biologischen Reaktionen beeinflussen können. Da Human-Biomonitoring-Studien in vielerlei Hinsicht langwierig und schwierig sind, ist eine sorgfältige Vorplanung sehr wichtig. Bei der Durchführung zytogenetischer Studien am Menschen sollte die experimentelle Bestätigung des chromosomenschädigenden Potenzials des/der Expositionsmittel(s) immer eine experimentelle Voraussetzung sein.

                                                    In zytogenetischen Biomonitoring-Studien wurden zwei Haupttypen von Variationen dokumentiert. Die erste umfasst technische Faktoren im Zusammenhang mit Diskrepanzen beim Ablesen der Objektträger und mit Kulturbedingungen, insbesondere mit der Art des Mediums, der Temperatur und der Konzentration von Chemikalien (wie Bromdesoxyuridin oder Cytochalasin-B). Außerdem können die Probenahmezeiten die Ausbeute an Chromosomenaberrationen und möglicherweise auch die Ergebnisse der SCE-Inzidenz durch Veränderungen in Subpopulationen von T- und B-Lymphozyten verändern. Bei Mikronukleus-Analysen beeinflussen methodische Unterschiede (z. B. Verwendung von Cytochalasin-B-induzierten zweikernigen Zellen) ganz deutlich die Bewertungsergebnisse.

                                                    Die durch chemische Exposition in der DNA von Lymphozyten induzierten Läsionen, die zur Bildung von strukturellen Chromosomenaberrationen, Schwesterchromatidaustausch und Mikrokernen führen, müssen bestehen bleiben in vivo bis das Blut abgenommen wird und dann in vitro bis der kultivierte Lymphozyt mit der DNA-Synthese beginnt. Daher ist es wichtig, die Zellen direkt nach der ersten Teilung (im Fall von Chromosomenaberrationen oder Mikronuklei) oder nach der zweiten Teilung (Schwesterchromatidaustausch) zu punkten, um die beste Schätzung des induzierten Schadens zu erhalten.

                                                    Das Scoring ist ein äußerst wichtiges Element im zytogenetischen Biomonitoring. Die Objektträger müssen randomisiert und kodiert werden, um so weit wie möglich eine Voreingenommenheit des Scorers zu vermeiden. Konsistente Bewertungskriterien, Qualitätskontrolle und standardisierte statistische Analysen und Berichterstattung sollten beibehalten werden. Die zweite Kategorie der Variabilität ist auf Bedingungen zurückzuführen, die mit den Probanden verbunden sind, wie Alter, Geschlecht, Medikation und Infektionen. Individuelle Variationen können auch durch genetische Anfälligkeit für Umwelteinflüsse verursacht werden.

                                                    Es ist entscheidend, eine gleichzeitige Kontrollgruppe zu erhalten, die so genau wie möglich auf interne Faktoren wie Geschlecht und Alter sowie auf Faktoren wie Raucherstatus, Virusinfektionen und Impfungen, Alkohol- und Drogenkonsum und Exposition gegenüber Röntgenstrahlen abgestimmt ist . Darüber hinaus ist es notwendig, qualitative (Berufskategorie, Expositionsjahre) und quantitative (z. B. Atemzonenluftproben für chemische Analysen und spezifische Metaboliten, falls möglich) Schätzungen der Exposition gegenüber dem/den mutmaßlich genotoxischen Stoff(en) am Arbeitsplatz zu erhalten. Besonderes Augenmerk sollte auf eine ordnungsgemäße statistische Behandlung der Ergebnisse gelegt werden.

                                                    Relevanz des genetischen Biomonitorings für die Krebsrisikobewertung

                                                    Die Zahl der Mittel, von denen wiederholt gezeigt wurde, dass sie zytogenetische Veränderungen beim Menschen hervorrufen, ist noch immer relativ begrenzt, aber die meisten bekannten Karzinogene verursachen Schäden in Lymphozytenchromosomen.

                                                    Das Ausmaß des Schadens ist eine Funktion der Expositionshöhe, wie dies beispielsweise bei Vinylchlorid, Benzol, Ethylenoxid und alkylierenden Antikrebsmitteln gezeigt wurde. Auch wenn die zytogenetischen Endpunkte im Hinblick auf den Nachweis von Expositionen, die in heutigen beruflichen Situationen auftreten, nicht sehr empfindlich oder spezifisch sind, haben positive Ergebnisse solcher Tests oft dazu geführt, dass Hygienekontrollen durchgeführt wurden, selbst wenn kein direkter Hinweis auf somatische Chromosomenschäden vorliegt nachteilige gesundheitliche Folgen.

                                                    Die meisten Erfahrungen mit der Anwendung des zytogenetischen Biomonitorings stammen aus beruflichen Situationen mit „hoher Exposition“. Sehr wenige Expositionen wurden durch mehrere unabhängige Studien bestätigt, und die meisten davon wurden unter Verwendung von Chromosomenaberrations-Biomonitoring durchgeführt. Die Datenbank der International Agency for Research on Cancer listet in ihren aktualisierten Bänden 43–50 der IARC-Monographien insgesamt 14 berufsbedingte Karzinogene in den Gruppen 1, 2A oder 2B auf, für die in den meisten Fällen positive humanzytogenetische Daten vorliegen unterstützt durch entsprechende Tierzytogenetik (Tabelle 3). Diese begrenzte Datenbasis deutet darauf hin, dass karzinogene Chemikalien tendenziell klastogen sind und dass klastogene Wirkung tendenziell mit bekannten menschlichen Karzinogenen in Verbindung gebracht wird. Es ist jedoch ganz klar, dass nicht alle Karzinogene bei Menschen oder Versuchstieren zytogenetische Schäden hervorrufen in vivo. Fälle, in denen die Tierdaten positiv und die Humanbefunde negativ sind, können Unterschiede in der Expositionshöhe darstellen. Auch die komplexen und langfristigen Expositionen des Menschen bei der Arbeit sind möglicherweise nicht mit kurzfristigen Tierversuchen vergleichbar.

                                                    Tabelle 3. Bewiesene, wahrscheinliche und mögliche Karzinogene beim Menschen, für die eine berufliche Exposition besteht und für die zytogenetische Endpunkte sowohl bei Menschen als auch bei Versuchstieren gemessen wurden

                                                     

                                                    Zytogene Befunde1

                                                     

                                                    Humans

                                                    Tiere

                                                    Agent/Exposition

                                                    CA

                                                    SCE

                                                    MN

                                                    CA

                                                    SCE

                                                    MN

                                                    GRUPPE 1, Menschliche Karzinogene

                                                    Arsen und Arsenverbindungen

                                                    ?

                                                    ?

                                                    +

                                                     

                                                    +

                                                    Asbest

                                                    ?

                                                     

                                                    -

                                                     

                                                    -

                                                    Benzol

                                                    +

                                                     

                                                     

                                                    +

                                                    +

                                                    +

                                                    Bis(chlormethyl)ether und Chlormethylmethylether (technische Qualität)

                                                    (+)

                                                     

                                                     

                                                    -

                                                     

                                                     

                                                    Cyclophosphamid

                                                    +

                                                    +

                                                     

                                                    +

                                                    +

                                                    +

                                                    Sechswertige Chromverbindungen

                                                    +

                                                    +

                                                     

                                                    +

                                                    +

                                                    +

                                                    Melphalan

                                                    +

                                                    +

                                                     

                                                    +

                                                     

                                                     

                                                    Nickelverbindungen

                                                    +

                                                    -

                                                     

                                                    ?

                                                     

                                                     

                                                    Radon

                                                    +

                                                     

                                                     

                                                    -

                                                     

                                                     

                                                    Tabakrauch

                                                    +

                                                    +

                                                    +

                                                     

                                                    +

                                                     

                                                    Vinylchlorid

                                                    +

                                                    ?

                                                     

                                                    +

                                                    +

                                                    +

                                                    GRUPPE 2A, Wahrscheinliche menschliche Karzinogene

                                                    Acrylnitril

                                                    -

                                                     

                                                     

                                                    -

                                                     

                                                    -

                                                    Adriamycin

                                                    +

                                                    +

                                                     

                                                    +

                                                    +

                                                    +

                                                    Cadmium und Cadmiumverbindungen

                                                    -

                                                    (-)

                                                     

                                                    -

                                                     

                                                     

                                                    Cisplatin

                                                    +

                                                     

                                                    +

                                                    +

                                                     

                                                    Epichlorhydrin

                                                    +

                                                     

                                                     

                                                    ?

                                                    +

                                                    -

                                                    Ethylendibromid

                                                    -

                                                    -

                                                     

                                                    -

                                                    +

                                                    -

                                                    Ethylenoxid

                                                    +

                                                    +

                                                    +

                                                    +

                                                    +

                                                    +

                                                    Formaldehyd

                                                    ?

                                                    ?

                                                     

                                                    -

                                                     

                                                    -

                                                    GRUPPE 2B, Mögliche menschliche Karzinogene

                                                    Chlorphenoxy-Herbizide (2,4-D und 2,4,5-T)

                                                    -

                                                    -

                                                     

                                                    +

                                                    +

                                                    -

                                                    DDT

                                                    ?

                                                     

                                                     

                                                    +

                                                     

                                                    -

                                                    Dimethylformamid

                                                    (+)

                                                     

                                                     

                                                     

                                                    -

                                                    -

                                                    Bleiverbindungen

                                                    ?

                                                    ?

                                                     

                                                    ?

                                                    -

                                                    ?

                                                    Styrol

                                                    +

                                                    ?

                                                    +

                                                    ?

                                                    +

                                                    +

                                                    2,3,7,8-Tetrachlordibenzo-para-dioxin

                                                    ?

                                                     

                                                     

                                                    -

                                                    -

                                                    -

                                                    Schweißrauch

                                                    +

                                                    +

                                                     

                                                    -

                                                    -

                                                     

                                                    1 CA, Chromosomenaberration; SCE, Schwesterchromatid-Austausch; MN, Mikronuklei.
                                                    (–) = negativer Zusammenhang für eine Studie; – = negative Beziehung;
                                                    (+) = positive Beziehung für eine Studie; + = positive Beziehung;
                                                    ? = nicht schlüssig; leerer Bereich = nicht untersucht

                                                    Quelle: IARC, 1987; aktualisiert durch die Bände 43–50 der IARC-Monographien.

                                                     

                                                    Studien zur Genotoxizität bei exponierten Menschen umfassen verschiedene andere Endpunkte als chromosomale Endpunkte, wie z. B. DNA-Schäden, DNA-Reparaturaktivität und Addukte in DNA und Proteinen. Einige dieser Endpunkte können für die Vorhersage einer karzinogenen Gefahr relevanter sein als andere. Stabile genetische Veränderungen (z. B. chromosomale Umlagerungen, Deletionen und Punktmutationen) sind von hoher Relevanz, da bekannt ist, dass diese Arten von Schäden mit der Karzinogenese zusammenhängen. Die Bedeutung von DNA-Addukten hängt von ihrer chemischen Identifizierung und dem Nachweis ab, dass sie aus der Exposition resultieren. Einige Endpunkte, wie SCE, UDS, SSB, DNA-Strangbruch, sind potenzielle Indikatoren und/oder Marker für genetische Ereignisse; ihr Wert wird jedoch in Ermangelung eines mechanistischen Verständnisses ihrer Fähigkeit, zu genetischen Ereignissen zu führen, reduziert. Der relevanteste genetische Marker beim Menschen wäre eindeutig die Induktion einer spezifischen Mutation, die direkt mit Krebs bei Nagetieren in Verbindung gebracht wurde, die dem untersuchten Mittel ausgesetzt waren (Abbildung 5).

                                                    Abbildung 5. Relevanz verschiedener genetischer Biomonitoring-Effekte für das potenzielle Krebsrisiko

                                                    BMO050T5

                                                    Ethische Überlegungen zum genetischen Biomonitoring

                                                    Schnelle Fortschritte bei molekulargenetischen Techniken, die beschleunigte Sequenzierung des menschlichen Genoms und die Identifizierung der Rolle von Tumorsuppressorgenen und Proto-Onkogenen bei der menschlichen Karzinogenese werfen ethische Fragen bei der Interpretation, Kommunikation und Verwendung dieser Art von Genen auf persönliche Informationen. Sich schnell verbessernde Techniken zur Analyse menschlicher Gene werden bald die Identifizierung von noch mehr vererbten Anfälligkeitsgenen in gesunden, asymptomatischen Personen ermöglichen (US Office of Technology Assessment 1990), die sich zur Verwendung beim genetischen Screening eignen.

                                                    Viele Fragen von sozialem und ethischem Interesse werden aufgeworfen, wenn die Anwendung des genetischen Screenings bald Realität wird. Bereits heute werden etwa 50 genetische Merkmale des Stoffwechsels, der Enzympolymorphismen und der DNA-Reparatur für spezifische Krankheitsempfindlichkeiten vermutet, und für etwa 300 genetische Krankheiten steht ein diagnostischer DNA-Test zur Verfügung. Soll überhaupt ein genetisches Screening am Arbeitsplatz durchgeführt werden? Wer entscheidet, wer getestet wird, und wie werden die Informationen bei Einstellungsentscheidungen verwendet? Wer hat Zugang zu den Informationen aus dem genetischen Screening und wie werden die Ergebnisse den betroffenen Personen mitgeteilt? Viele dieser Fragen sind stark mit gesellschaftlichen Normen und vorherrschenden ethischen Werten verknüpft. Das Hauptziel muss die Verhütung von Krankheiten und menschlichem Leid sein, aber der eigene Wille und die ethischen Prämissen des Einzelnen müssen respektiert werden. Einige der relevanten ethischen Fragen, die rechtzeitig vor Beginn jeder Arbeitsplatz-Biomonitoring-Studie beantwortet werden müssen, sind in Tabelle 4 aufgeführt und werden auch im Kapitel diskutiert Ethische Fragen.

                                                    Tabelle 4. Einige ethische Grundsätze in Bezug auf die Notwendigkeit des Wissens in berufsgenetischen Biomonitoring-Studien

                                                     

                                                    Gruppen, denen Informationen gegeben werden

                                                    Informationen gegeben

                                                    Personen untersucht

                                                    Arbeitsmedizinische Einheit

                                                    Arbeitgeber

                                                    Was wird studiert

                                                         

                                                    Warum wird die Studie durchgeführt

                                                         

                                                    Gibt es Risiken

                                                         

                                                    Vertraulichkeitsprobleme

                                                         

                                                    Bereitschaft für mögliche hygienische Verbesserungen, Expositionsreduktionen angezeigt

                                                         

                                                     

                                                    In die Planungsphase jeder genetischen Biomonitoring-Studie müssen Zeit und Mühe investiert werden, und alle erforderlichen Parteien – die Arbeitnehmer, Arbeitgeber und das medizinische Personal des kooperierenden Arbeitsplatzes – müssen vor der Studie gut informiert und die Ergebnisse bekannt gegeben werden sie auch nach dem Studium. Bei richtiger Sorgfalt und zuverlässigen Ergebnissen kann genetisches Biomonitoring dazu beitragen, sicherere Arbeitsplätze zu gewährleisten und die Gesundheit der Arbeitnehmer zu verbessern.

                                                     

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                                                    Montag, Februar 28 2011 20: 35

                                                    Pestizide

                                                    Einleitung

                                                    Die Exposition des Menschen gegenüber Pestiziden weist unterschiedliche Merkmale auf, je nachdem, ob sie während der industriellen Produktion oder Verwendung auftritt (Tabelle 1). Die Formulierung kommerzieller Produkte (durch Mischen von Wirkstoffen mit anderen Beistoffen) hat einige Expositionsmerkmale gemeinsam mit der Verwendung von Pestiziden in der Landwirtschaft. Da die Formulierung typischerweise von kleinen Industrien durchgeführt wird, die viele verschiedene Produkte in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen herstellen, sind die Arbeiter für kurze Zeit jedem von mehreren Pestiziden ausgesetzt. Im öffentlichen Gesundheitswesen und in der Landwirtschaft ist die Verwendung einer Vielzahl von Verbindungen im Allgemeinen die Regel, obwohl in einigen spezifischen Anwendungen (z. B. Baumwollentlaubung oder Malariakontrollprogramme) ein einziges Produkt verwendet werden kann.

                                                    Tabelle 1. Vergleich der Expositionseigenschaften bei der Herstellung und Verwendung von Pestiziden

                                                     

                                                    Exposition gegenüber der Produktion

                                                    Exposition bei der Verwendung

                                                    Dauer der Exposition

                                                    Kontinuierlich und verlängert

                                                    Variabel und intermittierend

                                                    Grad der Exposition

                                                    Ziemlich konstant

                                                    Extrem variabel

                                                    Art der Exposition

                                                    Zu einer oder wenigen Verbindungen

                                                    Zu zahlreichen Verbindungen entweder nacheinander oder gleichzeitig

                                                    Aufnahme durch die Haut

                                                    Einfach zu kontrollieren

                                                    Variabel je nach Arbeitsablauf

                                                    Umgebungsüberwachung

                                                    Nützlich

                                                    Selten informativ

                                                    Biologische Überwachung

                                                    Ergänzend zur Umgebungsüberwachung

                                                    Sehr nützlich, wenn verfügbar

                                                    Quelle: WHO 1982a, modifiziert.

                                                    Die Messung biologischer Expositionsindikatoren ist besonders nützlich für Pestizidanwender, bei denen die herkömmlichen Techniken der Expositionsbewertung durch Überwachung der Umgebungsluft kaum anwendbar sind. Die meisten Pestizide sind fettlösliche Substanzen, die in die Haut eindringen. Das Auftreten einer perkutanen (Haut-)Absorption macht die Verwendung von biologischen Indikatoren sehr wichtig bei der Beurteilung des Expositionsniveaus unter diesen Umständen.

                                                    Organophosphat-Insektizide

                                                    Biologische Wirkungsindikatoren:

                                                    Cholinesterasen sind die Zielenzyme, die für die Toxizität von Organophosphaten (OP) gegenüber Insekten- und Säugetierspezies verantwortlich sind. Es gibt zwei Haupttypen von Cholinesterasen im menschlichen Organismus: Acetylcholinesterase (ACHE) und Plasmacholinesterase (PCHE). OP verursacht beim Menschen toxische Wirkungen durch die Hemmung der synaptischen Acetylcholinesterase im Nervensystem. Acetylcholinesterase kommt auch in roten Blutkörperchen vor, deren Funktion unbekannt ist. Plasmacholinesterase ist ein allgemeiner Begriff, der eine inhomogene Gruppe von Enzymen umfasst, die in Gliazellen, Plasma, Leber und einigen anderen Organen vorhanden sind. PCHE wird durch OPs gehemmt, aber seine Hemmung erzeugt keine bekannten funktionellen Störungen.

                                                    Die Hemmung der ACHE- und PCHE-Aktivität im Blut korreliert stark mit der Intensität und Dauer der OP-Exposition. Blut-ACHE, das dasselbe molekulare Ziel wie dasjenige ist, das für die akute OP-Toxizität im Nervensystem verantwortlich ist, ist ein spezifischerer Indikator als PCHE. Die Empfindlichkeit von Blut-ACHE und PCHE gegenüber OP-Hemmung variiert jedoch zwischen den einzelnen OP-Verbindungen: bei der gleichen Blutkonzentration hemmen einige mehr ACHE und andere mehr PCHE.

                                                    Es besteht eine vernünftige Korrelation zwischen der ACHE-Aktivität im Blut und den klinischen Anzeichen einer akuten Toxizität (Tabelle 2). Die Korrelation ist tendenziell besser, da die Hemmungsrate schneller ist. Wenn die Hemmung langsam eintritt, wie bei chronischen Expositionen auf niedrigem Niveau, kann die Korrelation mit Krankheit gering oder gar nicht vorhanden sein. Es muss beachtet werden, dass die Hemmung von Blut-ACHE keine Vorhersage für chronische oder verzögerte Wirkungen ist.

                                                    Tabelle 2. Schweregrad und Prognose der akuten OP-Toxizität bei verschiedenen Graden der ACHE-Hemmung

                                                    SCHMERZEN

                                                    Hemmung (%)

                                                    Mechanisierungsgrad

                                                    Vergiftung

                                                    Klinische Symptome

                                                    Prognose

                                                    50-60

                                                    Mild

                                                    Schwäche, Kopfschmerzen, Schwindel, Übelkeit, Speichelfluss, Tränenfluss, Miosis, mäßiger Bronchialkrampf

                                                    Rekonvaleszenz in 1-3 Tagen

                                                    60-90

                                                    Moderat

                                                    Plötzliche Schwäche, Sehstörungen, übermäßiger Speichelfluss, Schwitzen, Erbrechen, Durchfall, Bradykardie, Hypertonie, Zittern der Hände und des Kopfes, Gangstörungen, Miosis, Brustschmerzen, Zyanose der Schleimhäute

                                                    Rekonvaleszenz in 1-2 Wochen

                                                    90-100

                                                    Schwer

                                                    Abruptes Zittern, generalisierte Krämpfe, psychische Störungen, intensive Zyanose, Lungenödem, Koma

                                                    Tod durch Atem- oder Herzversagen

                                                     

                                                    Variationen der ACHE- und PCHE-Aktivitäten wurden bei gesunden Menschen und bei bestimmten physiopathologischen Zuständen beobachtet (Tabelle 3). Somit kann die Sensitivität dieser Tests bei der Überwachung der OP-Exposition erhöht werden, indem individuelle Präexpositionswerte als Referenz verwendet werden. Die Cholinesterase-Aktivitäten nach der Exposition werden dann mit den individuellen Ausgangswerten verglichen. Referenzwerte für die Populationscholinesteraseaktivität sollten nur verwendet werden, wenn die Cholinesterasespiegel vor der Exposition nicht bekannt sind (Tabelle 4).

                                                    Tabelle 3. Variationen der ACHE- und PCHE-Aktivitäten bei gesunden Menschen und bei ausgewählten physiopathologischen Zuständen

                                                    Anforderungen

                                                    ACHE-Aktivität

                                                    PCHE-Aktivität

                                                     

                                                    Gesunde Menschen

                                                    Interindividuelle Variation1

                                                    10-18%

                                                    15-25%

                                                    Intraindividuelle Variation1

                                                    3-7%

                                                    6%

                                                    Geschlechtsunterschiede

                                                    Nein

                                                    10–15 % höher bei Männern

                                                    Alter

                                                    Bis 6 Monate reduziert

                                                     

                                                    Körpermasse

                                                     

                                                    Positive Korrelation

                                                    Serum Cholesterin

                                                     

                                                    Positive Korrelation

                                                    Saisonale Unterschiede

                                                    Nein

                                                    Nein

                                                    Zirkadiane Variation

                                                    Nein

                                                    Nein

                                                    Menstruation

                                                     

                                                    Verringert

                                                    Schwangerschaft

                                                     

                                                    Verringert

                                                     

                                                    Pathologische Zustände

                                                    Reduzierte Aktivität

                                                    Leukämie, Neubildung

                                                    Leber erkrankung; Urämie; Krebs; Herzfehler; allergische Reaktionen

                                                    Erhöhte Aktivität

                                                    Polyzythämie; Thalassämie; andere angeborene Blutdyskrasie

                                                    Hyperthyreose; andere Zustände mit hoher Stoffwechselrate

                                                    1 Quelle: Augustinsson 1955 und Gage 1967.

                                                    Tabelle 4. Mit ausgewählten Methoden gemessene Cholinesterase-Aktivitäten von gesunden Menschen ohne OP-Exposition

                                                    Versandart

                                                    Geschlecht

                                                    SCHMERZEN*

                                                    PCE*

                                                    Michel1 (DpH/h)

                                                    männlich

                                                    weiblich

                                                    0.77 0.08 ±

                                                    0.75 0.08 ±

                                                    0.95 0.19 ±

                                                    0.82 0.19 ±

                                                    Titrimetrisch1 (mmol/min ml)

                                                    männlich Weiblich

                                                    13.2 0.31 ±

                                                    4.90 0.02 ±

                                                    Ellman ist modifiziert2 (UI/ml)

                                                    männlich

                                                    weiblich

                                                    4.01 0.65 ±

                                                    3.45 0.61 ±

                                                    3.03 0.66 ±

                                                    3.03 0.68 ±

                                                    * Mittelwert, ± Standardabweichung.
                                                    Quelle: 1 Gesetze 1991.    2 Alciniet al. 1988.

                                                    Blutproben sollten vorzugsweise innerhalb von zwei Stunden nach der Exposition entnommen werden. Die Venenpunktion wird der Entnahme von Kapillarblut aus einem Finger oder Ohrläppchen vorgezogen, da die Entnahmestelle mit Pestiziden kontaminiert sein kann, die sich bei exponierten Personen auf der Haut befinden. Es werden drei aufeinanderfolgende Proben empfohlen, um für jeden Arbeiter vor der Exposition einen normalen Ausgangswert festzulegen (WHO 1982b).

                                                    Zur Bestimmung von ACHE und PCHE im Blut stehen mehrere Analysemethoden zur Verfügung. Als Referenzmethode soll laut WHO die spektrophotometrische Methode nach Ellman (Ellman et al. 1961) dienen.

                                                    Biologische Expositionsindikatoren.

                                                    Die Bestimmung von Metaboliten im Urin, die von der Alkylphosphateinheit des OP-Moleküls stammen, oder von Rückständen, die durch die Hydrolyse der P-X-Bindung entstehen (Abbildung 1), wurde zur Überwachung der OP-Exposition verwendet.

                                                    Abbildung 1. Hydrolyse von OP-Insektiziden

                                                    BMO060F1

                                                    Alkylphosphat-Metaboliten.

                                                    Die im Urin nachweisbaren Alkylphosphat-Metaboliten und die Hauptausgangsverbindung, von der sie abstammen können, sind in Tabelle 5 aufgeführt. Alkylphosphate im Urin sind empfindliche Indikatoren für die Exposition gegenüber OP-Verbindungen: Die Ausscheidung dieser Metaboliten im Urin ist normalerweise bei einer Expositionshöhe von nachweisbar welche Hemmung der Plasma- oder Erythrozyten-Cholinesterase nicht nachweisbar ist. Die Urinausscheidung von Alkylphosphaten wurde für verschiedene Expositionsbedingungen und für verschiedene OP-Verbindungen gemessen (Tabelle 6). Die Existenz einer Beziehung zwischen externen Dosen von OP und Alkylphosphat-Konzentrationen im Urin wurde in einigen Studien festgestellt. In einigen Studien wurde auch ein signifikanter Zusammenhang zwischen Cholinesterase-Aktivität und Alkylphosphatspiegeln im Urin nachgewiesen.

                                                    Tabelle 5. Im Urin nachweisbare Alkylphosphate als Metaboliten von OP-Pestiziden

                                                    Metabolite

                                                    Abkürzung

                                                    Hauptstammverbindungen

                                                    Monomethylphosphat

                                                    MMP

                                                    Malathion, Parathion

                                                    Dimethylphosphat

                                                    DMP

                                                    Dichlorvos, Trichlorfon, Mevinphos, Malaoxon, Dimethoat, Fenchlorphos

                                                    Diethylphosphat

                                                    DEP

                                                    Paraoxon, Demeton-Oxon, Diazinon-Oxon, Dichlorfenthion

                                                    Dimethylthiophosphat

                                                    DMTP

                                                    Fenitrothion, Fenchlorphos, Malathion, Dimethoat

                                                    Diethylthiophosphat

                                                    DETP

                                                    Diazinon, Demethon, Parathion, Fenchlorphos

                                                    Dimethyldithiophosphat

                                                    DMDTP

                                                    Malathion, Dimethoat, Azinphos-methyl

                                                    Diethyldithiophosphat

                                                    DEDTP

                                                    Disulfoton, Phorat

                                                    Phenylphosphorsäure

                                                     

                                                    Leptophos, EPN

                                                    Tabelle 6. Beispiele für Konzentrationen von Alkylphosphaten im Urin, gemessen unter verschiedenen OP-Expositionsbedingungen

                                                    Compounds

                                                    Bedingung der Exposition

                                                    Expositionsweg

                                                    Metabolitenkonzentrationen1 (mg/L)

                                                    Parathion2

                                                    Nicht tödliche Vergiftung

                                                    Mündlich

                                                    DEP = 0.5

                                                    DETP = 3.9

                                                    Disulfoton2

                                                    Formulierer

                                                    Dermal/Inhalation

                                                    DEP = 0.01-4.40

                                                    DETP = 0.01–1.57

                                                    DEDTP = <0.01-05

                                                    Phorate2

                                                    Formulierer

                                                    Dermal/Inhalation

                                                    DEP = 0.02-5.14

                                                    DETP = 0.08–4.08

                                                    DEDTP = <0.01–0.43

                                                    Malathion3

                                                    Pflanzenschutzspritzen

                                                    dermal

                                                    DMDTP = <0.01

                                                    Fenitrothion3

                                                    Pflanzenschutzspritzen

                                                    dermal

                                                    DMP = 0.01-0.42

                                                    DMTP = 0.02–0.49

                                                    Monocrotophos4

                                                    Pflanzenschutzspritzen

                                                    Dermal/Inhalation

                                                    DMP = < 0.04–6.3/24 h

                                                    1 Abkürzungen siehe Tabelle 27.12 [BMO12TE].
                                                    2 Dillon und Ho 1987.
                                                    3 Richter 1993.
                                                    4 van Sittert und Dumas 1990.

                                                     Alkylphosphate werden in der Regel innerhalb kurzer Zeit mit dem Urin ausgeschieden. Zur Metabolitenbestimmung eignen sich Proben, die kurz nach Feierabend entnommen werden.

                                                    Die Messung von Alkylphosphaten im Urin erfordert ein ziemlich ausgeklügeltes analytisches Verfahren, basierend auf der Derivatisierung der Verbindungen und dem Nachweis durch Gas-Flüssigkeits-Chromatographie (Shafik et al. 1973a; Reid und Watts 1981).

                                                    Hydrolyserückstände.

                                                    p-Nitrophenol (PNP) ist der phenolische Metabolit von Parathion, Methylparathion und Ethylparathion, EPN. Die Messung von PNP im Urin (Cranmer 1970) ist weit verbreitet und hat sich bei der Bewertung der Exposition gegenüber Parathion als erfolgreich erwiesen. PNP im Urin korreliert gut mit der absorbierten Dosis von Parathion. Bei PNP-Konzentrationen im Urin von bis zu 2 mg/l verursacht die Resorption von Parathion keine Symptome, und es wird eine geringe oder keine Verringerung der Cholinesterase-Aktivitäten beobachtet. Die Ausscheidung von PNP erfolgt schnell und die PNP-Spiegel im Urin werden 48 Stunden nach der Exposition unbedeutend. Daher sollten Urinproben bald nach der Exposition gesammelt werden.

                                                    Carbamate

                                                    Biologische Wirkungsindikatoren.

                                                    Carbamat-Pestizide umfassen Insektizide, Fungizide und Herbizide. Die Toxizität von insektiziden Carbamaten beruht auf der Hemmung von synaptischem Schmerz, während bei herbiziden und fungiziden Carbamaten andere Toxizitätsmechanismen beteiligt sind. Somit kann nur die Exposition gegenüber Carbamat-Insektiziden durch den Assay der Cholinesterase-Aktivität in roten Blutkörperchen (ACHE) oder Plasma (PCHE) überwacht werden. ACHE ist normalerweise empfindlicher gegenüber Carbamat-Inhibitoren als PCHE. Cholinerge Symptome wurden gewöhnlich bei Carbamat-exponierten Arbeitern mit einer ACHE-Aktivität im Blut von weniger als 70 % des individuellen Ausgangswertes beobachtet (WHO 1982a).

                                                    Die Hemmung von Cholinesterasen durch Carbamate ist schnell reversibel. Daher können falsch negative Ergebnisse erhalten werden, wenn zwischen Exposition und biologischer Probenahme oder zwischen Probenahme und Analyse zu viel Zeit vergeht. Um solche Probleme zu vermeiden, wird empfohlen, Blutproben innerhalb von vier Stunden nach der Exposition zu entnehmen und zu analysieren. Den Analysemethoden, die die Bestimmung der Cholinesterase-Aktivität unmittelbar nach der Blutentnahme ermöglichen, ist der Vorzug zu geben, wie für Organophosphate diskutiert.

                                                    Biologische Expositionsindikatoren.

                                                    Die Messung der Urinausscheidung von Carbamat-Metaboliten als Methode zur Überwachung der Exposition des Menschen wurde bisher nur auf wenige Verbindungen und in begrenzten Studien angewendet. Tabelle 7 fasst die relevanten Daten zusammen. Da Carbamate zeitnah mit dem Urin ausgeschieden werden, eignen sich zeitnah nach Expositionsende entnommene Proben zur Metabolitenbestimmung. Analytische Verfahren zur Messung von Carbamat-Metaboliten im Urin wurden von Dawson et al. (1964); DeBernardinis und Wargin (1982) und Verberk et al. (1990).

                                                    Tabelle 7. In Feldstudien gemessene Konzentrationen von Carbamat-Metaboliten im Urin

                                                    Compounds

                                                    Biologische Kennzahl

                                                    Bedingung der Exposition

                                                    Umweltkonzentrationen

                                                    Die Ergebnisse

                                                    Bibliographie

                                                    Carbaryl

                                                    a-Naphthol

                                                    a-Naphthol

                                                    a-Naphthol

                                                    Formulierer

                                                    Mischer/Applikatoren

                                                    nicht exponierte Bevölkerung

                                                    0.23–0.31 mg/mXNUMX3

                                                    x = 18.5 mg/l1 , max. Ausscheidungsrate = 80 mg/Tag

                                                    x = 8.9 mg/l, Bereich = 0.2–65 mg/l

                                                    Bereich = 1.5–4 mg/l

                                                    WER 1982a

                                                    Pirimicarb

                                                    Metaboliten I2 und V3

                                                    Applikatoren

                                                     

                                                    Bereich = 1–100 mg/l

                                                    Verberk et al. 1990

                                                    1 Systemische Vergiftungen wurden gelegentlich berichtet.
                                                    2 2-Dimethylamino-4-hydroxy-5,6-dimethylpyrimidin.
                                                    3 2-Methylamino-4-hydroxy-5,6-dimethylpyrimidin.
                                                    x = Standardabweichung.

                                                    Dithiocarbamate

                                                    Biologische Expositionsindikatoren.

                                                    Dithiocarbamate (DTC) sind weit verbreitete Fungizide, die chemisch in drei Klassen eingeteilt werden: Thiurame, Dimethyldithiocarbamate und Ethylen-bis-dithiocarbamate.

                                                    Schwefelkohlenstoff (CS2) und sein Hauptmetabolit 2-Thiothiazolidin-4-Carbonsäure (TTCA) sind Metaboliten, die fast allen DTC gemeinsam sind. Ein signifikanter Anstieg der Urinkonzentrationen dieser Verbindungen wurde bei verschiedenen Expositionsbedingungen und bei verschiedenen DTC-Pestiziden beobachtet. Ethylenthioharnstoff (ETU) ist ein wichtiger Harnmetabolit von Ethylen-bis-dithiocarbamaten. Es kann auch als Verunreinigung in Marktformulierungen vorhanden sein. Da festgestellt wurde, dass ETU bei Ratten und anderen Arten teratogen und karzinogen ist und mit Schilddrüsentoxizität in Verbindung gebracht wurde, wurde es in großem Umfang zur Überwachung der Ethylen-bis-dithiocarbamat-Exposition eingesetzt. ETU ist nicht verbindungsspezifisch, da es von Maneb, Mancozeb oder Zineb abgeleitet sein kann.

                                                    Die Messung der im DTC vorhandenen Metalle wurde als alternativer Ansatz zur Überwachung der DTC-Exposition vorgeschlagen. Bei Mancozeb-exponierten Arbeitern wurde eine erhöhte Manganausscheidung im Urin beobachtet (Tabelle 8).

                                                    Tabelle 8. In Feldstudien gemessene Konzentrationen von Dithiocarbamat-Metaboliten im Urin

                                                    Compounds

                                                    Biologische Kennzahl

                                                    Zustand von

                                                    Belichtung

                                                    Umweltkonzentrationen*

                                                    ± Standardabweichung

                                                    Ergebnisse ± Standardabweichung

                                                    Bibliographie

                                                    Ziram

                                                    Schwefelkohlenstoff (CS2)

                                                    TTCA1

                                                    Formulierer

                                                    Formulierer

                                                    1.03 ± 0.62 mg/mXNUMX3

                                                    3.80 ± 3.70 mg/l

                                                    0.45 ± 0.37 mg/l

                                                    Maroniet al. 1992

                                                    Maneb/Mancozeb

                                                    ETU2

                                                    Applikatoren

                                                     

                                                    Bereich = < 0.2–11.8 mg/l

                                                    Kurttio et al. 1990

                                                    Mancozeb

                                                    Mangan

                                                    Applikatoren

                                                    57.2 mg/m3

                                                    Präexposition: 0.32 ± 0.23 mg/g Kreatinin;

                                                    nach Exposition: 0.53 ± 0.34 mg/g Kreatinin

                                                    Canossaet al. 1993

                                                    * Mittleres Ergebnis nach Maroni et al. 1992.
                                                    1 TTCA = 2-Thiothiazolidin-4-Carbonsäure.
                                                    2 ETU = Ethylenthioharnstoff.

                                                     CS2, TTCA und Mangan werden häufig im Urin nicht exponierter Personen gefunden. Daher wird die Messung der Urinspiegel dieser Verbindungen vor der Exposition empfohlen. Urinproben sollten morgens nach Beendigung der Exposition gesammelt werden. Analytische Methoden für die Messung von CS2, TTCA und ETU wurden von Maroni et al. (1992).

                                                    Synthetische Pyrethroide

                                                    Biologische Expositionsindikatoren.

                                                    Synthetische Pyrethroide sind den natürlichen Pyrethrinen ähnliche Insektizide. Metaboliten im Urin, die für die Anwendung bei der biologischen Expositionsüberwachung geeignet sind, wurden durch Studien mit freiwilligen Probanden identifiziert. Der saure Metabolit 3-(2,2'-Dichlor-vinyl)-2,2'-dimethyl-cyclopropancarbonsäure (Cl2CA) wird sowohl von Personen ausgeschieden, denen Permethrin und Cypermethrin oral verabreicht wurden, als auch von dem Bromanalog (Br2CA) von mit Deltamethrin behandelten Probanden. Bei den mit Cypermethrin behandelten Probanden wurde auch ein Phenoxymetabolit, 4-Hydroxyphenoxybenzoesäure (4-HPBA), identifiziert. Diese Tests wurden jedoch wegen der erforderlichen komplexen Analysetechniken nicht oft zur Überwachung beruflicher Expositionen eingesetzt (Eadsforth, Bragt und van Sittert 1988; Kolmodin-Hedman, Swensson und Akerblom 1982). Bei Anwendern, die Cypermethrin ausgesetzt waren, lagen die Urinspiegel von Cl2Es wurde festgestellt, dass CA im Bereich von 0.05 bis 0.18 mg/l liegt, während bei Formulierern, die a-Cypermethrin ausgesetzt waren, 4-HPBA-Konzentrationen im Urin unter 0.02 mg/l liegen.

                                                    Für Metabolitenbestimmungen wird eine 24-stündige Urinsammelperiode empfohlen, die nach Expositionsende beginnt.

                                                    Organochlore

                                                    Biologische Expositionsindikatoren.

                                                    Organochlorinsektizide (OC) wurden in den 1950er und 1960er Jahren weit verbreitet eingesetzt. Anschließend wurde die Verwendung vieler dieser Verbindungen in vielen Ländern wegen ihrer Persistenz und der daraus resultierenden Kontamination der Umwelt eingestellt.

                                                    Ein biologisches Monitoring der OC-Exposition kann durch die Bestimmung von intakten Pestiziden oder deren Metaboliten im Blut oder Serum erfolgen (Dale, Curley und Cueto 1966; Barquet, Morgade und Pfaffenberger 1981). Nach der Resorption wird Aldrin schnell zu Dieldrin metabolisiert und kann als Dieldrin im Blut gemessen werden. Endrin hat im Blut eine sehr kurze Halbwertszeit. Daher ist die Endrin-Blutkonzentration nur zur Bestimmung der jüngsten Expositionswerte von Nutzen. Auch die Bestimmung des Urinmetaboliten Anti-12-hydroxy-endrin hat sich zur Überwachung der Endrin-Exposition bewährt (van Sittert und Tordoir 1987) .

                                                    Für einige OC-Verbindungen wurden signifikante Korrelationen zwischen der Konzentration biologischer Indikatoren und dem Einsetzen toxischer Wirkungen nachgewiesen. Fälle von Toxizität aufgrund einer Aldrin- und Dieldrin-Exposition wurden mit Dieldrin-Konzentrationen im Blut über 200 μg/l in Verbindung gebracht. Als oberer kritischer Wert für neurologische Symptome wurde eine Lindankonzentration im Blut von 20 µg/l angegeben. Bei Arbeitern mit Blutendrinkonzentrationen unter 50 μg/l wurden keine akuten Nebenwirkungen berichtet. Das Fehlen früher Nebenwirkungen (Induktion von mikrosomalen Leberenzymen) wurde bei wiederholter Exposition gegenüber Endrin bei anti-12-Hydroxy-Endrin-Konzentrationen im Urin unter 130 μg/g Kreatinin und bei wiederholter Exposition gegenüber DDT bei DDT- oder DDE-Serumkonzentrationen unter 250 gezeigt μg/l.

                                                    OC kann in geringen Konzentrationen im Blut oder Urin der Allgemeinbevölkerung gefunden werden. Beispiele für beobachtete Werte sind: Lindan-Blutkonzentrationen bis 1 μg/l, Dieldrin bis 10 μg/l, DDT oder DDE bis 100 μg/l und Anti-12-hydroxy-endrin bis 1 μg/g Kreatinin. Daher wird eine Ausgangsbeurteilung vor der Exposition empfohlen.

                                                    Bei exponierten Personen sollten Blutproben unmittelbar nach dem Ende einer einzelnen Exposition entnommen werden. Bei Langzeitexposition ist der Zeitpunkt der Entnahme der Blutprobe nicht kritisch. Am Ende der Exposition sollten Urinproben zur Metabolitenbestimmung im Urin entnommen werden.

                                                    Triazine

                                                    Biologische Expositionsindikatoren.

                                                    Die Messung der Urinausscheidung von Triazin-Metaboliten und der unmodifizierten Ausgangsverbindung wurde in begrenzten Studien an Probanden durchgeführt, die Atrazin ausgesetzt waren. Abbildung 2 zeigt die Ausscheidungsprofile von Atrazin-Metaboliten im Urin eines Arbeiters in der Produktion mit einer dermalen Exposition gegenüber Atrazin im Bereich von 174 bis 275 μmol/Arbeitsschicht (Catenacci et al. 1993). Da andere Chlortriazine (Simazin, Propazin, Terbuthylazin) dem gleichen Biotransformationsweg wie Atrazin folgen, können die Konzentrationen von dealkylierten Triazin-Metaboliten bestimmt werden, um die Exposition gegenüber allen Chlortriazin-Herbiziden zu überwachen. 

                                                    Abbildung 2. Urinausscheidungsprofile von Atrazin-Metaboliten

                                                    BMO060F2

                                                    Die Bestimmung nicht modifizierter Verbindungen im Urin kann als qualitative Bestätigung der Art der Verbindung, die die Exposition verursacht hat, nützlich sein. Für die Metabolitenbestimmung wird eine 24-Stunden-Urinsammelperiode empfohlen, die zu Beginn der Exposition beginnt.

                                                    Kürzlich wurde unter Verwendung eines enzymgebundenen Immunadsorptionstests (ELISA-Test) ein Mercaptursäurekonjugat von Atrazin als sein Hauptmetabolit im Urin bei exponierten Arbeitern identifiziert. Diese Verbindung wurde in Konzentrationen gefunden, die mindestens zehnmal höher sind als die aller dealkylierten Produkte. Ein Zusammenhang zwischen der kumulativen dermalen und inhalativen Exposition und der Gesamtmenge des über einen Zeitraum von 10 Tagen ausgeschiedenen Mercaptursäure-Konjugats wurde beobachtet (Lucas et al. 10).

                                                     

                                                     

                                                     

                                                     

                                                    Cumarin-Derivate

                                                    Biologische Wirkungsindikatoren.

                                                    Cumarin-Rodentizide hemmen die Aktivität der Enzyme des Vitamin-K-Zyklus in der Leber von Säugetieren einschließlich des Menschen (Abbildung 3) und bewirken so eine dosisabhängige Verringerung der Synthese von Vitamin-K-abhängigen Gerinnungsfaktoren, nämlich Faktor II (Prothrombin) , VII, IX und X. Antikoagulatorische Wirkungen treten auf, wenn die Plasmaspiegel der Gerinnungsfaktoren unter etwa 20 % des Normalwerts gefallen sind.

                                                    Abbildung 3. Vitamin-K-Zyklus

                                                    BMO060F3

                                                    Diese Vitamin-K-Antagonisten wurden in Verbindungen der sogenannten „ersten Generation“ (z. B. Warfarin) und der „zweiten Generation“ (z. B. Brodifacoum, Difenacoum) eingeteilt, wobei letztere durch eine sehr lange biologische Halbwertszeit (100 bis 200 Tage) gekennzeichnet sind ).

                                                    Die Bestimmung der Prothrombinzeit wird häufig zur Überwachung der Exposition gegenüber Cumarinen verwendet. Dieser Test reagiert jedoch nur auf eine Abnahme des Gerinnungsfaktors um etwa 20 % der normalen Plasmaspiegel. Der Test ist nicht geeignet, um frühe Wirkungen einer Exposition zu erkennen. Zu diesem Zweck wird die Bestimmung der Prothrombinkonzentration im Plasma empfohlen.

                                                    Diese Tests könnten in Zukunft durch die Bestimmung von Gerinnungsfaktorvorläufern (PIVKA) ersetzt werden, also Substanzen, die nur bei einer Blockade des Vitamin-K-Kreislaufs durch Cumarine im Blut nachweisbar sind.

                                                    Bei längerer Exposition ist der Zeitpunkt der Blutentnahme nicht kritisch. Bei akuter Überexposition sollte wegen der Latenz der gerinnungshemmenden Wirkung ein biologisches Monitoring für mindestens fünf Tage nach dem Ereignis durchgeführt werden. Um die Sensitivität dieser Tests zu erhöhen, wird die Messung der Ausgangswerte vor der Exposition empfohlen.

                                                    Biologische Expositionsindikatoren.

                                                    Die Messung von unmodifizierten Cumarinen im Blut wurde als Test zur Überwachung der menschlichen Exposition vorgeschlagen. Die Erfahrung mit der Anwendung dieser Indizes ist jedoch sehr begrenzt, hauptsächlich weil die analytischen Techniken viel komplexer (und weniger standardisiert) sind im Vergleich zu denen, die zur Überwachung der Auswirkungen auf das Gerinnungssystem erforderlich sind (Chalermchaikit, Felice und Murphy 1993).

                                                    Phenoxy-Herbizide

                                                    Biologische Expositionsindikatoren.

                                                    Phenoxy-Herbizide werden in Säugetieren kaum biotransformiert. Beim Menschen werden mehr als 95 % einer Dosis von 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure (2,4-D) innerhalb von fünf Tagen unverändert im Urin ausgeschieden, und 2,4,5-Trichlorphenoxyessigsäure (2,4,5-T) und 4-Chlor-2-methylphenoxyessigsäure (MCPA) werden innerhalb weniger Tage nach oraler Aufnahme ebenfalls größtenteils unverändert über den Urin ausgeschieden. Die Messung unveränderter Verbindungen im Urin wurde zur Überwachung der beruflichen Exposition gegenüber diesen Herbiziden angewendet. In Feldstudien wurden Werte im Urin von exponierten Arbeitern im Bereich von 0.10 bis 8 μg/l für 2,4-D, von 0.05 bis 4.5 μg/l für 2,4,5-T und von unter 0.1 μg/l gefunden auf 15 μg/l für MCPA. Für die Bestimmung unveränderter Verbindungen wird eine 24-stündige Urinsammlung ab Expositionsende empfohlen. Analytische Verfahren zur Messung von Phenoxy-Herbiziden im Urin wurden von Draper (1982) beschrieben.

                                                    Quartäre Ammoniumverbindungen

                                                    Biologische Expositionsindikatoren.

                                                    Diquat und Paraquat sind vom menschlichen Organismus kaum biotransformierbare Herbizide. Aufgrund ihrer hohen Wasserlöslichkeit werden sie ohne Weiteres unverändert im Urin ausgeschieden. Bei Paraquat-exponierten Arbeitern wurden häufig Urinkonzentrationen unterhalb der analytischen Nachweisgrenze (0.01 μg/l) beobachtet; während in tropischen Ländern nach unsachgemäßem Umgang mit Paraquat Konzentrationen bis zu 0.73 μg/l gemessen wurden. Diquat-Konzentrationen im Urin unter der analytischen Nachweisgrenze (0.047 μg/l) wurden bei Personen mit dermaler Exposition von 0.17 bis 1.82 μg/h und inhalativer Exposition von weniger als 0.01 μg/h berichtet. Idealerweise sollte eine 24-Stunden-Urinprobenahme am Ende der Exposition für die Analyse verwendet werden. Wenn dies nicht praktikabel ist, kann eine Stichprobe am Ende des Arbeitstages verwendet werden.

                                                    Die Bestimmung des Paraquat-Spiegels im Serum ist für prognostische Zwecke im Falle einer akuten Vergiftung nützlich: Patienten mit Serum-Paraquat-Spiegeln von bis zu 0.1 μg/l XNUMX Stunden nach der Einnahme werden wahrscheinlich überleben.

                                                    Die analytischen Methoden zur Bestimmung von Paraquat und Diquat wurden von Summers (1980) zusammengefasst.

                                                    Verschiedene Pestizide

                                                    4,6-Dinitro-o-kresol (DNOC).

                                                    DNOC ist ein Herbizid, das 1925 eingeführt wurde, aber die Verwendung dieser Verbindung wurde aufgrund ihrer hohen Toxizität für Pflanzen und Menschen zunehmend verringert. Da die Blut-DNOC-Konzentrationen bis zu einem gewissen Grad mit der Schwere gesundheitlicher Beeinträchtigungen korrelieren, wurde die Messung von unverändertem DNOC im Blut zur Überwachung beruflicher Expositionen und zur Beurteilung des klinischen Verlaufs von Vergiftungen vorgeschlagen.

                                                    Pentachlorphenol.

                                                    Pentachlorphenol (PCP) ist ein Breitbandbiozid mit pestizider Wirkung gegen Unkräuter, Insekten und Pilze. Messungen von unverändertem PCP im Blut oder Urin wurden als geeignete Indizes zur Überwachung beruflicher Expositionen empfohlen (Colosio et al. 1993), da diese Parameter signifikant mit der PCP-Körperbelastung korrelieren. Bei Arbeitern mit längerer PCP-Exposition ist der Zeitpunkt der Blutentnahme nicht kritisch, während Urinfleckproben am Morgen nach der Exposition entnommen werden sollten.

                                                    Eine Methode mit mehreren Rückständen zur Messung von halogenierten und nitrophenolischen Pestiziden wurde von Shafik et al. (1973b) beschrieben.

                                                    Andere Tests, die für die biologische Überwachung der Pestizidexposition vorgeschlagen werden, sind in Tabelle 9 aufgeführt.

                                                    Tabelle 9. Andere in der Literatur vorgeschlagene Indizes für die biologische Überwachung der Pestizidexposition

                                                    Compounds

                                                    Biologische Kennzahl

                                                     

                                                    Urin

                                                    Blut

                                                    Bromophos

                                                    Bromophos

                                                    Bromophos

                                                    Captan

                                                    Tetrahydrophthalimid

                                                     

                                                    Carbofuran

                                                    3-Hydroxycarbofuran

                                                     

                                                    Chlordimeform

                                                    4-Chlor-o-Toluidinderivate

                                                     

                                                    Chlorbenzilat

                                                    p,p-1-Dichlorbenzophenon

                                                     

                                                    Dichlorpropen

                                                    Mercaptursäure-Metabolite

                                                     

                                                    Fenitrothion

                                                    p-Nitrokresol

                                                     

                                                    Ferbam

                                                     

                                                    Thirami

                                                    Fluazifop-Butyl

                                                    Fluazifop

                                                     

                                                    Flufenoxuron

                                                     

                                                    Flufenoxuron

                                                    Glyphosat

                                                    Glyphosat

                                                     

                                                    Malathion

                                                    Malathion

                                                    Malathion

                                                    Organozinnverbindungen

                                                    Zinn

                                                    Zinn

                                                    Trifenomorph

                                                    Morpholin, Triphenylcarbinol

                                                     

                                                    Ziram

                                                     

                                                    Thirami

                                                     

                                                    Schlussfolgerungen

                                                    Biologische Indikatoren zur Überwachung der Pestizidexposition wurden in einer Reihe von experimentellen und Feldstudien angewendet.

                                                    Einige Tests, wie die für Cholinesterase im Blut oder für ausgewählte unmodifizierte Pestizide im Urin oder Blut, wurden durch umfangreiche Erfahrung validiert. Für diese Tests wurden Grenzwerte für die biologische Exposition vorgeschlagen (Tabelle 10). Andere Tests, insbesondere solche für Metabolite aus Blut oder Urin, unterliegen größeren Einschränkungen aufgrund von analytischen Schwierigkeiten oder aufgrund von Einschränkungen bei der Interpretation der Ergebnisse.

                                                    Tabelle 10. Empfohlene biologische Grenzwerte (Stand 1996)

                                                    Compounds

                                                    Biologische Kennzahl

                                                    BEI1

                                                    BAT2

                                                    HBBL3

                                                    BLV4

                                                    ACHE-Hemmer

                                                    SCHMERZ im Blut

                                                    70%

                                                    70%

                                                    70%,

                                                     

                                                    DNOC

                                                    DNOC im Blut

                                                       

                                                    20mg/l,

                                                     

                                                    Lindan

                                                    Lindan im Blut

                                                     

                                                    0.02mg / l

                                                    0.02mg / l

                                                     

                                                    Parathion

                                                    PNP im Urin

                                                    0.5mg / l

                                                    0.5mg / l

                                                       

                                                    Pentachlorphenol (PCP)

                                                    PCP im Urin

                                                    PCP im Plasma

                                                    2 mg / l

                                                    5 mg / l

                                                    0.3mg / l

                                                    1 mg / l

                                                       

                                                    Dieldrin/Aldrin

                                                    Dieldrin im Blut

                                                         

                                                    100 mg / l

                                                    Endrin

                                                    Anti-12-Hydroxy-Endrin im Urin

                                                         

                                                    130 mg / l

                                                    DDT

                                                    DDT- und DDEin-Serum

                                                         

                                                    250 mg / l

                                                    Cumarine

                                                    Prothrombinzeit im Plasma

                                                    Prothrombinkonzentration im Plasma

                                                         

                                                    10 % über dem Ausgangswert

                                                    60 % der Basis

                                                    MCPA

                                                    MCPA im Urin

                                                         

                                                    0.5 mg / l

                                                    2,4-D

                                                    2,4-D im Urin

                                                         

                                                    0.5 mg / l

                                                    1 Biologische Expositionsindizes (BEIs) werden von der American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH 1995) empfohlen.
                                                    2 Biologische Toleranzwerte (BVT) werden von der Deutschen Kommission zur Untersuchung gesundheitsgefährdender Arbeitsstoffe (DFG 1992) empfohlen.
                                                    3 Health-based Biological Limits (HBBLs) werden von einer WHO-Studiengruppe empfohlen (WHO 1982a).
                                                    4 Biologische Grenzwerte (BLVs) werden von einer Studiengruppe des Wissenschaftlichen Ausschusses für Pestizide der Internationalen Kommission für Arbeitsmedizin vorgeschlagen (Tordoir et al. 1994). Wird dieser Wert überschritten, ist eine Bewertung der Arbeitsbedingungen erforderlich.

                                                    Dieser Bereich befindet sich in einer rasanten Entwicklung, und angesichts der enormen Bedeutung der Verwendung biologischer Indikatoren zur Bewertung der Exposition gegenüber diesen Stoffen werden ständig neue Tests entwickelt und validiert.

                                                     

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                                                    HAFTUNGSAUSSCHLUSS: Die ILO übernimmt keine Verantwortung für auf diesem Webportal präsentierte Inhalte, die in einer anderen Sprache als Englisch präsentiert werden, der Sprache, die für die Erstproduktion und Peer-Review von Originalinhalten verwendet wird. Bestimmte Statistiken wurden seitdem nicht aktualisiert die Produktion der 4. Auflage der Encyclopaedia (1998)."

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