Neurofunktionelle Testbatterien

Subklinische neurologische Anzeichen und Symptome werden seit langem bei aktiven Arbeitern festgestellt, die Neurotoxinen ausgesetzt sind; jedoch konzentrierten sich die Forschungsbemühungen erst seit Mitte der 1960er Jahre auf die Entwicklung empfindlicher Testbatterien, die in der Lage sind, subtile, leichte Veränderungen zu erkennen, die in den frühen Stadien des Rausches in Wahrnehmungs-, psychomotorischen, kognitiven, sensorischen und motorischen Funktionen vorhanden sind , und beeinflussen.

Die erste neurobehaviorale Testbatterie zur Verwendung in Arbeitsplatzstudien wurde von Helena Hänninen entwickelt, einer Pionierin auf dem Gebiet neurobehavioraler Defizite im Zusammenhang mit toxischer Exposition (Hänninen-Testbatterie) (Hänninen und Lindstrom 1979). Seitdem gibt es weltweite Bemühungen, neurobehaviorale Testbatterien zu entwickeln, zu verfeinern und in einigen Fällen zu computerisieren. Anger (1990) beschreibt fünf neurobehaviorale Testbatterien am Arbeitsplatz aus Australien, Schweden, Großbritannien, Finnland und den Vereinigten Staaten sowie zwei neurotoxische Screening-Batterien aus den Vereinigten Staaten, die in Studien an Arbeitern verwendet wurden, die Neurotoxinen ausgesetzt waren. Darüber hinaus wurden das computergestützte neurobehaviorale Bewertungssystem (NES) und das schwedische Leistungsbewertungssystem (SPES) weltweit in großem Umfang eingesetzt. Es gibt auch Testbatterien zur Beurteilung sensorischer Funktionen, darunter Messungen des Sehens, der vibrotaktilen Wahrnehmungsschwelle, des Geruchs, des Gehörs und des Schwankens (Mergler 1995). Studien zu verschiedenen neurotoxischen Wirkstoffen, bei denen die eine oder andere dieser Batterien verwendet wurde, haben wesentlich zu unserem Wissen über frühe neurotoxische Beeinträchtigungen beigetragen; Studienübergreifende Vergleiche waren jedoch schwierig, da unterschiedliche Tests verwendet werden und Tests mit ähnlichen Namen unter Verwendung eines anderen Protokolls durchgeführt werden können.

In einem Versuch, Informationen aus Studien über neurotoxische Substanzen zu standardisieren, wurde der Begriff einer „Core“-Batterie von einem Arbeitsausschuss der Weltgesundheitsorganisation (WHO) vorgeschlagen (Johnson 1987). Basierend auf dem Wissen zum Zeitpunkt des Treffens (1985) wurde eine Reihe von Tests ausgewählt, um die Neurobehavioral Core Test Battery (NCTB) zu bilden, eine relativ kostengünstige, von Hand verabreichte Batterie, die in vielen Ländern erfolgreich eingesetzt wurde (Anger et al. 1993). Die Tests, aus denen diese Batterie besteht, wurden so ausgewählt, dass sie bestimmte Bereiche des Nervensystems abdecken, von denen zuvor gezeigt wurde, dass sie empfindlich auf neurotoxische Schäden reagieren. Eine neuere Kernbatterie, die sowohl handverabreichte als auch computerisierte Tests umfasst, wurde von einer Arbeitsgruppe der United States Agency for Toxic Substances and Disease Registry (Hutchison et al. 1992) vorgeschlagen. Beide Batterien sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1. Beispiele für "Core"-Batterien zur Bewertung früher neurotoxischer Wirkungen

¹ Verfügbar in computerisierter Version; WAIS = Wechsler Adult Intelligence Scale; WMS = Wechsler-Speicherskala.

Die Autoren beider Core-Batterien betonen, dass die Batterien zwar nützlich sind, um Ergebnisse zu standardisieren, sie aber keinesfalls eine vollständige Bewertung der Funktionen des Nervensystems liefern. Je nach Art der Exposition sollten zusätzliche Tests durchgeführt werden; Beispielsweise würde eine Testbatterie zur Bewertung von Funktionsstörungen des Nervensystems bei Mangan-exponierten Arbeitern mehr Tests der motorischen Funktionen umfassen, insbesondere solche, die schnelle Wechselbewegungen erfordern, während eine für Methylquecksilber-exponierte Arbeiter Gesichtsfeldtests umfassen würde. Die Auswahl der Tests für einen bestimmten Arbeitsplatz sollte auf der Grundlage des aktuellen Wissensstandes über die Wirkung des bestimmten Toxins oder der bestimmten Toxine, denen die Personen ausgesetzt sind, getroffen werden.

Anspruchsvollere Testbatterien, die von geschulten Psychologen verabreicht und interpretiert werden, sind ein wichtiger Bestandteil der klinischen Bewertung einer neurotoxischen Vergiftung (Hart 1988). Es umfasst Tests der intellektuellen Fähigkeiten, Aufmerksamkeit, Konzentration und Orientierung, des Gedächtnisses, der visuell-perzeptiven, konstruktiven und motorischen Fähigkeiten, der Sprache, der konzeptionellen und exekutiven Funktionen und des psychischen Wohlbefindens sowie eine Bewertung möglicher Simulationen. Das Leistungsprofil des Patienten wird im Lichte der vergangenen und gegenwärtigen medizinischen und psychologischen Vorgeschichte sowie der Expositionsgeschichte untersucht. Die endgültige Diagnose basiert auf einer Konstellation von Defiziten, die in Abhängigkeit von der Art der Exposition interpretiert werden.

Maße des emotionalen Zustands und der Persönlichkeit

Studien zur Wirkung neurotoxischer Substanzen beinhalten in der Regel affektive oder Persönlichkeitsstörungen in Form von Symptomfragebögen, Stimmungsskalen oder Persönlichkeitsindizes. Das oben beschriebene NCTB enthält das Profile of Mood States (POMS), ein quantitatives Stimmungsmaß. Unter Verwendung von 65 qualifizierenden Adjektiven von Stimmungszuständen der letzten 8 Tage werden die Grade von Anspannung, Depression, Feindseligkeit, Kraft, Müdigkeit und Verwirrung abgeleitet. Die meisten vergleichenden Arbeitsplatzstudien zur neurotoxischen Exposition weisen auf Unterschiede zwischen exponierten und nicht exponierten Personen hin. Eine kürzlich durchgeführte Studie an Arbeitern, die Styrol ausgesetzt waren, zeigt Dosis-Wirkungs-Beziehungen zwischen dem Mandelsäurespiegel im Urin nach der Schicht, einem biologischen Indikator für Styrol, und Skalenwerten für Anspannung, Feindseligkeit, Müdigkeit und Verwirrung (Sassine et al. 1996).

Längere und ausgefeiltere Affekt- und Persönlichkeitstests wie der Minnesota Multiphasic Personality Index (MMPI), die sowohl emotionale Zustände als auch Persönlichkeitsmerkmale widerspiegeln, wurden hauptsächlich für die klinische Bewertung, aber auch in Arbeitsplatzstudien verwendet. Der MMPI bietet ebenfalls eine Bewertung von Symptomübertreibung und inkonsistenten Reaktionen. In einer Studie mit Mikroelektronik-Arbeitern, die in der Vorgeschichte neurotoxischen Substanzen ausgesetzt waren, zeigten die Ergebnisse des MMPI klinisch signifikante Ausmaße an Depressionen, Angstzuständen, somatischen Sorgen und Denkstörungen (Bowler et al. 1991).

Elektrophysiologische Maßnahmen

Elektrische Aktivität, die durch die Übertragung von Informationen entlang von Nervenfasern und von einer Zelle zur anderen erzeugt wird, kann aufgezeichnet und zur Bestimmung dessen verwendet werden, was im Nervensystem von Personen mit toxischen Belastungen passiert. Eine Störung der neuronalen Aktivität kann die Übertragung verlangsamen oder das elektrische Muster verändern. Elektrophysiologische Aufzeichnungen erfordern präzise Instrumente und werden am häufigsten in einem Labor oder Krankenhaus durchgeführt. Es wurden jedoch Anstrengungen unternommen, tragbarere Geräte zur Verwendung bei Studien am Arbeitsplatz zu entwickeln.

Elektrophysiologische Messungen zeichnen eine globale Reaktion einer großen Anzahl von Nervenfasern und/oder Fasern auf, und es muss eine beträchtliche Menge an Schaden vorhanden sein, bevor sie angemessen aufgezeichnet werden kann. Daher können bei den meisten neurotoxischen Substanzen Symptome sowie sensorische, motorische und kognitive Veränderungen in der Regel in Gruppen von exponierten Arbeitern festgestellt werden, bevor elektrophysiologische Unterschiede beobachtet werden. Bei der klinischen Untersuchung von Personen mit Verdacht auf neurotoxische Erkrankungen geben elektrophysiologische Methoden Aufschluss über Art und Ausmaß der Schädigung des Nervensystems. Eine Übersicht über elektrophysiologische Techniken, die beim Nachweis einer frühen Neurotoxizität beim Menschen verwendet werden, wird von Seppalaïnen (1988) bereitgestellt.

Mittels Elektroneurographie (ENG) wird die Nervenleitgeschwindigkeit von sensorischen (zum Gehirn gehenden) und motorischen (vom Gehirn weggehenden) Nerven gemessen. Durch Stimulation an verschiedenen anatomischen Positionen und Aufzeichnung an einer anderen kann die Leitungsgeschwindigkeit berechnet werden. Diese Technik kann Informationen über die großen myelinisierten Fasern liefern; Eine Verlangsamung der Leitungsgeschwindigkeit tritt auf, wenn eine Demyelinisierung vorhanden ist. Verringerte Leitungsgeschwindigkeiten wurden häufig bei bleiexponierten Arbeitern ohne neurologische Symptome beobachtet (Maizlish und Feo 1994). Langsame Leitungsgeschwindigkeiten peripherer Nerven wurden auch mit anderen Neurotoxinen wie Quecksilber, Hexacarbonen, Schwefelkohlenstoff, Styrol, Methyl-n-butylketon, Methylethylketon und bestimmten Lösungsmittelmischungen in Verbindung gebracht. Der Trigeminusnerv (ein Gesichtsnerv) wird durch Trichlorethylen-Exposition beeinträchtigt. Wenn die toxische Substanz jedoch hauptsächlich auf dünn myelinisierte oder nicht myelinisierte Fasern einwirkt, bleiben die Leitungsgeschwindigkeiten normalerweise normal.

Elektromyographie (EMG) wird zur Messung der elektrischen Aktivität in Muskeln verwendet. Bei Arbeitern, die Stoffen wie n-Hexan, Schwefelkohlenstoff, Methyl-n-butylketon, Quecksilber und bestimmten Pestiziden ausgesetzt waren, wurden elektromyografische Anomalien beobachtet. Diese Veränderungen werden oft von Veränderungen der ENG und Symptomen einer peripheren Neuropathie begleitet.

Veränderungen in den Gehirnwellen werden durch Elektroenzephalographie (EEG) nachgewiesen. Bei Patienten mit Vergiftung durch organische Lösungsmittel wurden lokale und diffuse Anomalien langsamer Wellen beobachtet. Einige Studien berichten von dosisabhängigen EEG-Veränderungen bei aktiven Arbeitern, die organischen Lösungsmittelgemischen, Styrol und Schwefelkohlenstoff ausgesetzt waren. Organochlor-Pestizide können epileptische Anfälle mit EEG-Anomalien verursachen. EEG-Veränderungen wurden bei Langzeitexposition gegenüber Organophosphor- und Zinkphosphid-Pestiziden berichtet.

Evozierte Potentiale (EP) bieten ein weiteres Mittel zur Untersuchung der Aktivität des Nervensystems als Reaktion auf einen sensorischen Stimulus. Messelektroden werden an dem spezifischen Bereich des Gehirns platziert, der auf die jeweiligen Reize reagiert, und die Latenz und Amplitude des ereignisbezogenen langsamen Potenzials werden aufgezeichnet. Als Reaktion auf visuelle, auditive und somatosensorische Stimuli wurden für ein breites Spektrum neurotoxischer Substanzen eine erhöhte Latenzzeit und/oder verringerte Spitzenamplituden beobachtet.

Die Elektrokardiographie (EKG oder EKG) zeichnet Veränderungen in der elektrischen Leitung des Herzens auf. Obwohl es in Studien zu neurotoxischen Substanzen nicht oft verwendet wird, wurden bei Personen, die Trichlorethylen ausgesetzt waren, Veränderungen in den EKG-Wellen beobachtet. Elektrookulographische (EOG) Aufzeichnungen der Augenbewegungen haben Veränderungen bei Arbeitern mit Bleiexposition gezeigt.

Bildgebende Verfahren des Gehirns

In den letzten Jahren wurden verschiedene Techniken zur Bildgebung des Gehirns entwickelt. Computertomographische (CT) Bilder zeigen die Anatomie des Gehirns und des Rückenmarks. Sie wurden verwendet, um zerebrale Atrophie bei Arbeitern und Patienten zu untersuchen, die Lösungsmitteln ausgesetzt waren; die Ergebnisse sind jedoch nicht konsistent. Die Magnetresonanztomographie (MRT) untersucht das Nervensystem mit einem starken Magnetfeld. Klinisch ist es besonders sinnvoll, eine alternative Diagnose, wie z. B. Hirntumoren, auszuschließen. Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET), die Bilder biochemischer Prozesse liefert, wurde erfolgreich eingesetzt, um durch Manganvergiftung induzierte Veränderungen im Gehirn zu untersuchen. Die Single-Photon-Emissions-Computertomographie (SPECT) liefert Informationen über den Hirnstoffwechsel und könnte sich als wichtiges Werkzeug erweisen, um zu verstehen, wie Neurotoxine auf das Gehirn wirken. Diese Techniken sind alle sehr kostspielig und in den meisten Krankenhäusern oder Labors auf der ganzen Welt nicht ohne weiteres verfügbar.

Zurück