Kohlebergleute sind einer Reihe von Lungenerkrankungen und -beschwerden ausgesetzt, die sich aus ihrer Exposition gegenüber Kohlenminenstaub ergeben. Dazu gehören Pneumokoniose, chronische Bronchitis und obstruktive Lungenerkrankung. Auftreten und Schweregrad der Erkrankung hängen von der Intensität und Dauer der Staubexposition ab. Auch die spezifische Zusammensetzung des Grubenstaubs hat Einfluss auf einige gesundheitliche Folgen.
In den entwickelten Ländern, in denen Lungenerkrankungen in der Vergangenheit sehr häufig vorkamen, hat die durch Vorschriften herbeigeführte Verringerung der Staubbelastung seit den 1970er Jahren zu einem erheblichen Rückgang der Krankheitsprävalenz geführt. Darüber hinaus wird in den meisten dieser Länder in den letzten Jahrzehnten eine erhebliche Reduzierung der Arbeitskräfte im Bergbau, die teilweise durch technologische Veränderungen und daraus resultierende Produktivitätssteigerungen verursacht wurde, zu einer weiteren Verringerung der Gesamterkrankungsraten führen. Bergleute in anderen Ländern, wo der Kohlebergbau ein neueres Phänomen ist und Staubkontrollen weniger aggressiv sind, hatten nicht so viel Glück. Dieses Problem wird durch die hohen Kosten der modernen Bergbautechnologie verschärft, die die Beschäftigung einer großen Anzahl von Arbeitern erzwingen, von denen viele einem hohen Krankheitsrisiko ausgesetzt sind.
Im Folgenden wird jede Krankheit oder Störung der Reihe nach betrachtet. Diejenigen, die für den Kohlebergbau spezifisch sind, wie z. B. die Pneumokoniose der Kohlearbeiter, werden im Detail beschrieben; die Beschreibung anderer, wie der obstruktiven Lungenerkrankung, beschränkt sich auf die Aspekte, die sich auf Bergarbeiter und Staubbelastung beziehen.
Pneumokoniose der Kohlenarbeiter
Die Kohlenarbeiter-Pneumokoniose (CWP) ist die am häufigsten mit dem Kohlebergbau verbundene Krankheit. Es ist keine sich schnell entwickelnde Krankheit, die normalerweise mindestens zehn Jahre dauert, bis sie sich manifestiert, und oft viel länger, wenn die Exposition gering ist. In seinen Anfangsstadien ist es ein Indikator für eine übermäßige Lungenstaubretention und kann an sich mit wenigen Symptomen oder Anzeichen verbunden sein. Mit fortschreitendem Vordringen setzt es den Bergmann jedoch einem zunehmenden Risiko der Entwicklung der viel schwerwiegenderen progressiven massiven Fibrose (PMF) aus.
Pathologie
Die klassische Läsion von CWP ist die Kohlenflecke, eine Ansammlung von Staub und staubbeladenen Makrophagen um die Peripherie der respiratorischen Bronchiolen. Die Flecken enthalten minimal Kollagen und sind daher normalerweise nicht tastbar. Sie sind etwa 1 bis 5 mm groß und gehen häufig mit einer Erweiterung der angrenzenden Lufträume einher, die sog fokales Emphysem. Obwohl sie oft sehr zahlreich sind, sind sie normalerweise auf einer Röntgenaufnahme des Brustkorbs nicht erkennbar.
Eine weitere Läsion im Zusammenhang mit CWP ist der Kohleknollen. Diese größeren Läsionen sind tastbar und enthalten eine Mischung aus staubbeladenen Makrophagen, Kollagen und Retikulin. Das Vorhandensein von Kohleknötchen mit oder ohne silikotische Knötchen (siehe unten) weist auf eine Lungenfibrose hin und ist größtenteils für die auf Röntgenaufnahmen des Brustkorbs sichtbaren Trübungen verantwortlich. Makroknötchen (7 bis 20 mm) können sich zu einer fortschreitenden massiven Fibrose zusammenschließen (siehe unten), oder PMF kann sich aus einem einzelnen Makroknötchen entwickeln.
Silikotische Knötchen (beschrieben unter Silikose) wurden bei einer bedeutenden Minderheit von Untertage-Kohlenarbeitern gefunden. Für die meisten liegt die Ursache einfach in der im Kohlenstaub enthaltenen Kieselsäure, obwohl die Exposition gegenüber reiner Kieselsäure bei einigen Jobs sicherlich ein wichtiger Faktor ist (z. B. bei Übertagebohrern, Untertagefahrern und Dachankern).
Radiographie
Der nützlichste Indikator für CWP bei Bergleuten während des Lebens wird mit der routinemäßigen Röntgenaufnahme des Brustkorbs erhalten. Staubablagerungen und die knötchenförmigen Gewebereaktionen schwächen den Röntgenstrahl und führen zu Trübungen auf dem Film. Die Fülle dieser Trübungen kann systematisch beurteilt werden, indem eine standardisierte Methode zur Beschreibung von Röntgenbildern verwendet wird, wie sie von der ILO verbreitet und an anderer Stelle in diesem Kapitel beschrieben wird. Bei dieser Methode werden einzelne Posterior-Anterior-Filme mit Standard-Röntgenaufnahmen verglichen, die eine zunehmende Fülle kleiner Trübungen zeigen, und der Film wird basierend auf seiner Ähnlichkeit mit dem Standard in eine von vier Hauptkategorien (0, 1, 2, 3) eingeteilt. Abhängig von der Einschätzung des Lesers zur Ähnlichkeit des Films mit benachbarten ILO-Kategorien wird auch eine sekundäre Klassifizierung vorgenommen. Andere Aspekte der Trübungen, wie Größe, Form und Region des Auftretens in der Lunge, werden ebenfalls notiert. Einige Länder wie China und Japan haben ähnliche Systeme zur systematischen Beschreibung oder Interpretation von Röntgenbildern entwickelt, die für ihre eigenen Bedürfnisse besonders geeignet sind.
Traditionell klein abgerundet Arten von Opazität wurden mit dem Kohlebergbau in Verbindung gebracht. Neuere Daten deuten darauf hin unregelmäßig Arten können auch durch die Exposition gegenüber Kohlenminenstaub entstehen. Die Trübungen von CWP und Silikose sind auf dem Röntgenbild oft nicht zu unterscheiden. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass größere Trübungen (Typ r) häufiger auf eine Silikose hindeuten.
Es ist wichtig zu beachten, dass eine erhebliche Menge pathologischer Anomalien im Zusammenhang mit einer Pneumokoniose in der Lunge vorhanden sein kann, bevor sie auf der routinemäßigen Röntgenaufnahme des Brustkorbs erkannt werden kann. Dies gilt insbesondere für Makulaablagerungen, wird jedoch mit zunehmender Fülle und Größe der Knötchen zunehmend weniger wahr. Ein begleitendes Emphysem kann auch die Sichtbarkeit von Läsionen auf dem Röntgenbild des Brustkorbs verringern. Die Computertomographie (CT) – insbesondere die hochauflösende Computertomographie (HRCT) – kann die Visualisierung von Anomalien ermöglichen, die auf routinemäßigen Röntgenaufnahmen des Brustkorbs nicht eindeutig erkennbar sind, obwohl die CT für die routinemäßige klinische Diagnose von Lungenerkrankungen der Bergarbeiter nicht erforderlich und nicht für medizinische Zwecke indiziert ist Überwachung von Bergleuten.
Klinische Aspekte
Die Entwicklung von CWP, obwohl ein Marker für eine übermäßige Staubretention in der Lunge, ist an sich oft nicht von offensichtlichen klinischen Anzeichen begleitet. Dies soll jedoch nicht heißen, dass das Einatmen von Kohlengrubenstaub ungefährlich ist, da inzwischen bekannt ist, dass andere Lungenerkrankungen durch Staubexposition entstehen können. Pulmonale Hypertonie wird häufiger bei Bergleuten festgestellt, die in Verbindung mit CWP eine Atemwegsobstruktion entwickeln. Sobald sich CWP entwickelt hat, schreitet es außerdem normalerweise fort, es sei denn, die Staubexposition hört auf, und kann danach fortschreiten. Es setzt den Bergmann auch einem stark erhöhten Risiko der Entwicklung des klinisch bedrohlichen PMF aus, mit der Wahrscheinlichkeit einer anschließenden Beeinträchtigung, Behinderung und vorzeitigen Sterblichkeit.
Krankheitsmechanismen
Die Entwicklung der frühesten Veränderung des CWP, der Staubflecken, repräsentiert die Auswirkungen der Staubablagerung und -akkumulation. Das Folgestadium, also die Knötchenbildung, resultiert aus der entzündlichen und fibrotischen Reaktion der Lunge auf den Staub. Dabei wird seit langem über die Rolle von Silica- und Nicht-Silica-Staub diskutiert. Einerseits ist bekannt, dass Quarzstaub wesentlich giftiger ist als Kohlenstaub. Auf der anderen Seite haben epidemiologische Studien jedoch keine eindeutigen Beweise dafür erbracht, dass die Kieselsäureexposition mit der CWP-Prävalenz oder -Inzidenz im Zusammenhang steht. Tatsächlich scheint es, dass fast eine umgekehrte Beziehung besteht, da die Krankheitsraten dort tendenziell erhöht sind, wo die Kieselsäurewerte niedriger sind (z. B. in Gebieten, in denen Anthrazit abgebaut wird). Kürzlich wurde durch Untersuchungen der Partikeleigenschaften ein gewisses Verständnis dieses Paradoxons gewonnen. Diese Studien weisen darauf hin, dass nicht nur die im Staub vorhandene Menge an Kieselsäure (konventionell mittels Infrarotspektrometrie oder Röntgenbeugung gemessen), sondern auch die Bioverfügbarkeit der Oberfläche der Kieselsäurepartikel mit der Toxizität zusammenhängen kann. Beispielsweise kann die Tonbeschichtung (Okklusion) eine wichtige modifizierende Rolle spielen. Ein weiterer wichtiger Faktor, der derzeit untersucht wird, betrifft die Oberflächenladung in Form von freien Radikalen und die Auswirkungen von „frisch gebrochenem“ gegenüber „gealtertem“ siliziumhaltigem Staub.
Überwachung und Epidemiologie
Die Prävalenz von CWP unter Untertagebergleuten variiert mit der Art der Arbeit, der Amtszeit und dem Alter. Eine kürzlich durchgeführte Studie über US-Kohlenbergleute ergab, dass zwischen 1970 und 1972 etwa 25 bis 40 % der arbeitenden Kohlebergleute nach 1 oder mehr Jahren im Bergbau kleine abgerundete Trübungen der Kategorie 30 oder höher aufwiesen. Diese Prävalenz spiegelt eine Exposition gegenüber 6 mg/m wider3 oder mehr von lungengängigem Staub unter Strebarbeitern vor diesem Zeitpunkt. Einführung eines Staubgrenzwertes von 3 mg/m3 1969 mit einer Reduzierung auf 2 mg/m3 im Jahr 1972 hat zu einem Rückgang der Krankheitsprävalenz auf etwa die Hälfte des früheren Niveaus geführt. Rückgänge im Zusammenhang mit der Staubkontrolle wurden an anderer Stelle festgestellt, beispielsweise im Vereinigten Königreich und in Australien. Leider wurden diese Gewinne durch zeitliche Zunahmen der Prävalenz anderswo ausgeglichen.
Eine Expositions-Wirkungs-Beziehung für die Prävalenz oder Inzidenz von CWP und Staubexposition wurde in einer Reihe von Studien nachgewiesen. Diese haben gezeigt, dass die primäre signifikante Staubexpositionsvariable die Exposition gegenüber gemischtem Grubenstaub ist. Intensive Studien britischer Forscher konnten keinen großen Einfluss der Kieselsäurebelastung feststellen, solange der Kieselsäureanteil weniger als etwa 5 % betrug. Der Kohlerang (prozentualer Kohlenstoffgehalt) ist ein weiterer wichtiger Prädiktor für die CWP-Entwicklung. Studien in den Vereinigten Staaten, dem Vereinigten Königreich, Deutschland und anderswo haben klare Hinweise darauf gegeben, dass die Prävalenz und Inzidenz von CWP deutlich mit dem Kohlegrad zunimmt, wobei diese deutlich größer sind, wenn Anthrazitkohle (hochgradige Kohle) abgebaut wird. Es wurde festgestellt, dass keine anderen Umweltvariablen größere Auswirkungen auf die CWP-Entwicklung haben. Das Alter der Bergleute scheint einen gewissen Einfluss auf die Krankheitsentwicklung zu haben, da ältere Bergleute offenbar einem erhöhten Risiko ausgesetzt sind. Es ist jedoch nicht ganz klar, ob dies bedeutet, dass ältere Bergleute anfälliger sind, ob es sich um einen Verweilzeiteffekt oder einfach um ein Artefakt handelt (der Alterseffekt könnte beispielsweise eine Unterschätzung der Expositionsschätzungen für ältere Bergleute widerspiegeln). Zigarettenrauchen scheint das Risiko einer CWP-Entwicklung nicht zu erhöhen.
Untersuchungen, bei denen Bergleute alle fünf Jahre mit Röntgenaufnahmen des Brustkorbs nachuntersucht wurden, zeigen, dass das Risiko, im Laufe der fünf Jahre PMF zu entwickeln, eindeutig mit der Kategorie der CWP zusammenhängt, wie sie auf der ersten Röntgenaufnahme des Brustkorbs festgestellt wurde. Da das Risiko bei Kategorie 2 viel größer ist als bei Kategorie 1, war früher die gängige Meinung, dass Miner möglichst nicht in Kategorie 2 gelangen sollten. In den meisten Minen gibt es jedoch in der Regel viel mehr Bergleute mit CWP der Kategorie 1 im Vergleich zu Kategorie 2. Das geringere Risiko für Kategorie 1 im Vergleich zu Kategorie 2 wird also etwas durch die größere Anzahl von Bergleuten mit Kategorie 1 ausgeglichen ist klar geworden, dass jeder Pneumokoniose vorgebeugt werden sollte.
Sterblichkeit
Es wurde beobachtet, dass Bergleute als Gruppe ein erhöhtes Sterberisiko durch nicht maligne Atemwegserkrankungen haben, und es gibt Hinweise darauf, dass die Sterblichkeit bei Bergleuten mit CWP etwas höher ist als bei denen im gleichen Alter ohne die Krankheit. Der Effekt ist jedoch geringer als der bei Minern mit PMF beobachtete Exzess (siehe unten).
abwehr
Der einzige Schutz gegen CWP ist die Minimierung der Staubexposition. Wenn möglich, sollte dies durch Staubunterdrückungsmethoden wie Belüftung und Sprühwasser erreicht werden, anstatt durch die Verwendung von Atemschutzgeräten oder administrativen Kontrollen, wie z. B. Mitarbeiterrotation. In dieser Hinsicht gibt es jetzt gute Beweise dafür, dass in einigen Ländern um die 1970er Jahre ergriffene behördliche Maßnahmen zur Verringerung der Staubbelastung zu einer erheblichen Verringerung der Krankheitsraten geführt haben. Die Versetzung von Arbeitnehmern mit frühen Anzeichen von CWP an weniger staubige Arbeitsplätze ist eine umsichtige Maßnahme, obwohl es kaum praktische Beweise dafür gibt, dass solche Programme das Fortschreiten der Krankheit erfolgreich verhindert haben. Aus diesem Grund muss die Staubunterdrückung die primäre Methode zur Krankheitsprävention bleiben.
Die laufende, aggressive Überwachung der Staubexposition und die bewusste Ausübung von Kontrollbemühungen können durch Gesundheitsscreening-Überwachungen von Bergleuten ergänzt werden. Wenn festgestellt wird, dass Bergleute staubbedingte Krankheiten entwickeln, sollten die Bemühungen zur Expositionskontrolle am gesamten Arbeitsplatz intensiviert werden, und Bergleuten mit Staubbelastungen sollte Arbeit in staubarmen Bereichen der Grubenumgebung angeboten werden.
Behandlung
Obwohl mehrere Behandlungsformen versucht wurden, einschließlich der Inhalation von Aluminiumpulver und der Verabreichung von Tetrandin, ist keine Behandlung bekannt, die den fibrotischen Prozess in der Lunge wirksam umkehrt oder verlangsamt. Derzeit wird vor allem in China, aber auch anderswo, eine Ganzlungenlavage mit dem Ziel erprobt, die Gesamtstaubbelastung der Lunge zu reduzieren. Obwohl das Verfahren zur Entfernung einer beträchtlichen Menge Staub führen kann, sind seine Risiken, Vorteile und seine Rolle beim Management der Gesundheit der Bergleute unklar.
Ansonsten sollte die Behandlung darauf abzielen, Komplikationen vorzubeugen, den Funktionsstatus der Bergleute zu maximieren und ihre Symptome zu lindern, sei es aufgrund von CWP oder anderen begleitenden Atemwegserkrankungen. Im Allgemeinen sollten Bergleute, die staubinduzierte Lungenerkrankungen entwickeln, ihre aktuelle Staubbelastung bewerten und die Ressourcen von Regierungen und Arbeitsorganisationen nutzen, um die verfügbaren Wege zu finden, um alle schädlichen Atemwegsbelastungen zu reduzieren. Für Bergleute, die rauchen, ist die Raucherentwöhnung ein erster Schritt im Umgang mit der persönlichen Belastung. Es wird empfohlen, infektiöse Komplikationen chronischer Lungenerkrankungen mit verfügbaren Pneumokokken- und jährlichen Influenza-Impfstoffen zu verhindern. Eine frühzeitige Untersuchung der Symptome einer Lungeninfektion, mit besonderem Augenmerk auf mykobakterielle Erkrankungen, wird ebenfalls empfohlen. Die Behandlung von akuter Bronchitis, Bronchospasmus und dekompensierter Herzinsuffizienz bei Bergarbeitern ist ähnlich wie bei Patienten ohne staubbedingte Erkrankungen.
Progressive massive Fibrose
PMF, manchmal auch als komplizierte Pneumokoniose bezeichnet, wird diagnostiziert, wenn eine oder mehrere große fibrotische Läsionen (deren Definition von der Art der Erkennung abhängt) in einer oder beiden Lungen vorhanden sind. Wie der Name schon sagt, wird PMF im Laufe der Zeit oft schwerer, auch ohne zusätzliche Staubbelastung. Es kann sich auch entwickeln, nachdem die Staubexposition aufgehört hat, und kann oft zu Behinderungen und vorzeitigem Tod führen.
Pathologie
PMF-Läsionen können einseitig oder beidseitig sein und werden am häufigsten in den oberen oder mittleren Lungenlappen gefunden. Die Läsionen bestehen aus Kollagen, Retikulin, Kohlenminenstaub und staubbeladenen Makrophagen, während das Zentrum eine schwarze Flüssigkeit enthalten kann, die gelegentlich kavitiert. US-amerikanische Pathologiestandards verlangen, dass Läsionen eine Größe von 2 cm oder mehr haben, um in chirurgischen oder Autopsieproben als PMF-Entitäten identifiziert zu werden.
Radiologie
Große Trübungen (> 1 cm) auf dem Röntgenbild, verbunden mit einer Vorgeschichte von ausgedehnter Kohlenminenstaub-Exposition, werden als Hinweis auf das Vorhandensein von PMF angesehen. Es ist jedoch wichtig, dass andere Krankheiten wie Lungenkrebs, Tuberkulose und Granulome berücksichtigt werden. Große Trübungen sind normalerweise vor einem Hintergrund kleiner Trübungen zu sehen, aber die Entwicklung von PMF aus einer Fülle der Kategorie 0 wurde über einen Zeitraum von fünf Jahren beobachtet.
Klinische Aspekte
Diagnostische Möglichkeiten für jeden einzelnen Bergmann mit großen Brusttrübungen müssen entsprechend evaluiert werden. Klinisch stabile Bergleute mit bilateralen Läsionen in der typischen oberen Lungenverteilung und mit vorbestehender einfacher CWP können eine geringe diagnostische Herausforderung darstellen. Bergarbeiter mit fortschreitenden Symptomen, Risikofaktoren für andere Erkrankungen (z. B. Tuberkulose) oder atypischen klinischen Merkmalen sollten jedoch einer gründlichen und angemessenen Untersuchung unterzogen werden, bevor der Diagnostiker die Läsionen PMF zuschreibt.
Dyspnoe und andere respiratorische Symptome begleiten PMF häufig, müssen aber nicht unbedingt auf die Krankheit selbst zurückzuführen sein. Herzinsuffizienz (durch pulmonale Hypertonie und Cor pulmonale) ist eine nicht seltene Komplikation.
Krankheitsmechanismen
Trotz umfangreicher Forschung bleibt die eigentliche Ursache der PMF-Entwicklung unklar. Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Hypothesen vorgeschlagen, aber keine ist vollständig zufriedenstellend. Eine prominente Theorie war, dass Tuberkulose eine Rolle spielte. Tatsächlich ist Tuberkulose häufig bei Bergleuten mit PMF vorhanden, insbesondere in den Entwicklungsländern. Es wurde jedoch festgestellt, dass sich PMF bei Bergleuten entwickelt, bei denen es keine Anzeichen von Tuberkulose gab, und es wurde keine erhöhte Tuberkulinreaktivität bei Bergleuten mit Pneumokoniose festgestellt. Trotz Untersuchungen fehlt es an konsistenten Beweisen für die Rolle des Immunsystems bei der PMF-Entwicklung.
Überwachung und Epidemiologie
Wie bei CWP sind die PMF-Werte in Ländern mit strengen Vorschriften und Programmen zur Staubkontrolle zurückgegangen. Eine kürzlich durchgeführte Studie über US-Bergleute ergab, dass etwa 2 % der unter Tage arbeitenden Kohlebergleute PMF nach 30 oder mehr Jahren im Bergbau hatten (obwohl diese Zahl möglicherweise durch das Ausscheiden betroffener Bergleute verfälscht wurde).
Expositions-Wirkungs-Untersuchungen von PMF haben gezeigt, dass die Exposition gegenüber Kohlenminenstaub, die CWP-Kategorie, der Kohlerang und das Alter die primären Determinanten der Krankheitsentwicklung sind. Wie bei CWP haben epidemiologische Studien keine größeren Auswirkungen von Quarzstaub festgestellt. Obwohl früher angenommen wurde, dass sich PMF nur vor dem Hintergrund der geringen Trübungen von CWP entwickelt, wurde kürzlich festgestellt, dass dies nicht der Fall ist. Es wurde gezeigt, dass Bergleute mit einer anfänglichen Röntgenaufnahme des Brustkorbs, die CWP der Kategorie 0 zeigt, über einen Zeitraum von fünf Jahren PMF entwickeln, wobei das Risiko mit ihrer kumulativen Staubexposition zunimmt. Auch Bergleute können nach Beendigung der Staubexposition PMF entwickeln.
Sterblichkeit
PMF führt zu vorzeitiger Sterblichkeit, wobei sich die Prognose mit zunehmendem Krankheitsstadium verschlechtert. Eine kürzlich durchgeführte Studie zeigte, dass Bergleute mit PMF der Kategorie C nur ein Viertel der Überlebensrate über 22 Jahre im Vergleich zu Bergleuten ohne Pneumokoniose hatten. Dieser Effekt zeigte sich über alle Altersgruppen hinweg.
abwehr
Die Vermeidung von Staubexposition ist die einzige Möglichkeit, PMF zu verhindern. Da das Risiko seiner Entwicklung mit zunehmender Kategorie einfacher CWP stark zunimmt, besteht eine Strategie zur Sekundärprävention von PMF darin, dass Bergleute sich regelmäßigen Röntgenaufnahmen des Brustkorbs unterziehen und ihre Exposition beenden oder reduzieren, wenn einfache CWP entdeckt werden. Obwohl dieser Ansatz gültig erscheint und in bestimmten Gerichtsbarkeiten übernommen wurde, wurde seine Wirksamkeit nicht systematisch bewertet.
Behandlung
Es gibt keine bekannte Behandlung für PMF. Die medizinische Versorgung sollte darauf ausgerichtet sein, den Zustand und die damit verbundenen Lungenerkrankungen zu verbessern und gleichzeitig vor infektiösen Komplikationen zu schützen. Obwohl die Aufrechterhaltung der funktionellen Stabilität bei Patienten mit PMF schwieriger sein kann, ähnelt das Management in anderer Hinsicht dem einfachen CWP.
Obstruktive Lungenerkrankung
Es gibt jetzt konsistente und überzeugende Beweise für einen Zusammenhang zwischen Lungenfunktionsverlust und Staubexposition. Verschiedene Studien in verschiedenen Ländern haben den Einfluss der Staubexposition auf die Absolutwerte und zeitlichen Änderungen von Messwerten der Atmungsfunktion untersucht, wie z. B. das forcierte Exspirationsvolumen in einer Sekunde (FEV1), forcierte Vitalkapazität (FVC) und Flussraten. Alle haben Beweise dafür gefunden, dass Staubexposition zu einer Verringerung der Lungenfunktion führt, und die Ergebnisse mehrerer neuerer britischer und US-amerikanischer Untersuchungen waren auffallend ähnlich. Diese weisen darauf hin, dass die Staubexposition am Streb im Laufe eines Jahres im Durchschnitt zu einer Verringerung der Lungenfunktion führt, die dem Rauchen einer halben Packung Zigaretten pro Tag entspricht. Die Studien zeigen auch, dass die Wirkungen variieren, und ein bestimmter Bergarbeiter kann Wirkungen entwickeln, die den vom Zigarettenrauchen zu erwartenden oder schlechteren entsprechen, insbesondere wenn die Person einer höheren Staubbelastung ausgesetzt war.
Die Auswirkungen der Staubexposition wurden sowohl bei Nierauchern als auch bei aktuellen Rauchern festgestellt. Darüber hinaus gibt es keine Hinweise darauf, dass Rauchen die Wirkung der Staubexposition verstärkt. Vielmehr haben Studien im Allgemeinen einen etwas geringeren Effekt bei aktuellen Rauchern gezeigt, ein Ergebnis, das auf eine gesunde Auswahl der Arbeiter zurückzuführen sein könnte. Es ist wichtig zu beachten, dass die Beziehung zwischen Staubexposition und Atmungsabfall unabhängig von einer Pneumokoniose zu bestehen scheint. Das heißt, es ist nicht erforderlich, dass eine Pneumokoniose vorhanden ist, damit die Lungenfunktion reduziert ist. Im Gegenteil, es scheint eher so, dass der eingeatmete Staub auf mehreren Wegen wirken kann, was bei einigen Bergleuten zu Pneumokoniose, bei anderen zu Verstopfungen und bei wieder anderen zu mehreren Folgen führen kann. Im Gegensatz zu Bergleuten mit CWP allein haben Bergleute mit respiratorischen Symptomen eine signifikant niedrigere Lungenfunktion, nach Standardisierung für Alter, Rauchen, Staubbelastung und andere Faktoren.
Jüngste Arbeiten zu Änderungen der Atmungsfunktion beinhalteten die Erforschung von Längsänderungen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass es bei neuen Bergleuten im Laufe der Zeit einen nichtlinearen Rückgangstrend geben kann, wobei einer hohen anfänglichen Verlustrate ein moderaterer Rückgang bei fortgesetzter Exposition folgt. Darüber hinaus gibt es Hinweise darauf, dass Bergleute, die auf den Staub reagieren, sich nach Möglichkeit dafür entscheiden, sich von den stärkeren Expositionen zu entfernen.
Chronische Bronchitis
Atemwegssymptome wie chronischer Husten und Schleimproduktion sind eine häufige Folge der Arbeit im Kohlebergbau, wobei die meisten Studien eine übermäßige Prävalenz im Vergleich zu nicht exponierten Kontrollgruppen zeigen. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass Prävalenz und Inzidenz von Atemwegssymptomen mit kumulativer Staubexposition zunehmen, nachdem Alter und Rauchen berücksichtigt wurden. Das Vorhandensein von Symptomen scheint mit einer Verringerung der Lungenfunktion verbunden zu sein, die über die Staubexposition und andere mutmaßliche Ursachen hinausgeht. Dies deutet darauf hin, dass die Staubexposition bei der Auslösung bestimmter Krankheitsprozesse eine entscheidende Rolle spielen kann, die dann unabhängig von einer weiteren Exposition fortschreiten. Ein Zusammenhang zwischen der Größe der Bronchialdrüsen und der Staubexposition wurde pathologisch nachgewiesen, und es wurde festgestellt, dass die Mortalität durch Bronchitis und Emphysem mit zunehmender kumulativer Staubexposition zunimmt.
Lungenaufblähung
Pathologische Studien haben wiederholt ein Übermaß an Emphysemen bei Bergleuten im Vergleich zu Kontrollgruppen festgestellt. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass der Grad des Emphysems sowohl mit der Staubmenge in der Lunge als auch mit pathologischen Bewertungen der Pneumokoniose zusammenhängt. Darüber hinaus ist es wichtig zu erkennen, dass es Hinweise darauf gibt, dass das Vorhandensein eines Emphysems mit der Staubexposition und dem Prozentsatz des vorhergesagten FEV zusammenhängt1. Daher stimmen diese Ergebnisse mit der Ansicht überein, dass eine Staubexposition zu Behinderungen führen kann, indem sie ein Emphysem verursacht.
Die Form des Emphysems, die am deutlichsten mit dem Kohlebergbau in Verbindung gebracht wird, ist das fokale Emphysem. Diese besteht aus Zonen vergrößerter Lufträume mit einer Größe von 1 bis 2 mm, die an Staubflecken angrenzen, die die respiratorischen Bronchiolen umgeben. Die gegenwärtige Meinung ist, dass das Emphysem eher durch Gewebezerstörung als durch Dehnung oder Dilatation gebildet wird. Abgesehen vom fokalen Emphysem gibt es Hinweise darauf, dass das zentriazinäre Emphysem einen beruflichen Ursprung hat und dass das totale Emphysem (dh das Ausmaß aller Arten) mit der Beschäftigung im Bergbau korreliert, sowohl bei denjenigen, die noch nie geraucht haben, als auch bei den Rauchern. Es gibt keine Hinweise darauf, dass Rauchen die Beziehung zwischen Staubexposition und Emphysem potenziert. Es gibt jedoch Hinweise auf eine umgekehrte Beziehung zwischen dem Kieselsäuregehalt der Lunge und dem Vorhandensein eines Emphysems.
Das Problem des Emphysems ist seit langem umstritten, wobei einige angaben, dass Selektionsverzerrungen und Rauchen die Interpretation pathologischer Studien erschweren. Darüber hinaus sind einige der Ansicht, dass ein fokales Emphysem nur geringfügige Auswirkungen auf die Lungenfunktion hat. Pathologische Studien, die seit den 1980er Jahren durchgeführt wurden, reagieren jedoch auf frühere Kritik und weisen darauf hin, dass die Auswirkungen der Staubexposition für die Gesundheit von Bergleuten möglicherweise bedeutender sind als bisher angenommen. Dieser Standpunkt wird durch neuere Erkenntnisse gestützt, dass die Sterblichkeit durch Bronchitis und Emphyseme mit der kumulativen Staubexposition zusammenhängt.
Silikose
Silikose, obwohl sie eher mit anderen Industrien als dem Kohlebergbau in Verbindung gebracht wird, kann bei Kohlebergleuten auftreten. In Untertagebergwerken wird es am häufigsten bei Arbeitern in bestimmten Berufen gefunden, bei denen es typischerweise zu einer Exposition gegenüber reinem Siliziumdioxid kommt. Zu diesen Arbeitern gehören Dachbohrer, die in den Deckenfelsen bohren, der oft aus Sandstein oder einem anderen Gestein mit hohem Kieselsäuregehalt besteht; Kraftfahrer, Fahrer von Schienenfahrzeugen, die dem Staub ausgesetzt sind, der durch Sand entsteht, der auf die Gleise gelegt wird, um Traktion zu verleihen; und Gesteinsbohrer, die an der Minenerschließung beteiligt sind. Es hat sich gezeigt, dass Gesteinsbohrer in Kohleminen an der Oberfläche in den Vereinigten Staaten besonders gefährdet sind, wobei einige nach nur wenigen Jahren der Exposition eine akute Silikose entwickeln. Basierend auf pathologischen Beweisen, wie unten angegeben, kann ein gewisses Maß an Silikose viel mehr Bergleute befallen als nur diejenigen, die die oben genannten Jobs ausüben.
Silikotische Knötchen in Kohlebergarbeitern ähneln in ihrer Natur denen, die anderswo beobachtet werden, und bestehen aus einem wirbelnden Muster aus Kollagen und Retikulin. Eine große Autopsiestudie hat ergeben, dass etwa 13 % der Bergarbeiter silikotische Knötchen in ihren Lungen hatten. Obwohl ein Beruf (der des Kraftfahrers) eine viel höhere Prävalenz von silikotischen Knötchen aufwies (25 %), gab es bei Bergleuten in anderen Berufen nur geringe Unterschiede in der Prävalenz, was darauf hindeutet, dass die Kieselsäure im gemischten Grubenstaub dafür verantwortlich war.
Im Röntgenbild kann die Silikose nicht zuverlässig von der Kohlenarbeiter-Pneumokoniose unterschieden werden. Es gibt jedoch einige Hinweise darauf, dass der größere Typ kleiner Trübungen (Typ r) auf eine Silikose hinweist.
Rheumatoide Pneumokoniose
Rheumatoide Pneumokoniose, von denen eine Variante aufgerufen wird Caplan-Syndrom, ist der Begriff, der für einen Zustand verwendet wird, der staubexponierte Arbeiter betrifft, die mehrere große Röntgenschatten entwickeln. Pathologisch ähneln diese Läsionen eher Rheumaknoten als PMF-Läsionen und treten oft in einem kurzen Zeitintervall auf. Eine aktive Arthritis oder das Vorhandensein von zirkulierendem Rheumafaktor werden im Allgemeinen gefunden, sind aber gelegentlich nicht vorhanden.
Lungenkrebs
Zu den berufsbedingten Expositionen, denen Bergleute ausgesetzt sind, gehören eine Reihe von Stoffen, die potenziell karzinogen sind. Einige davon sind Kieselerde und Benzo(a)pyrene. Es gibt jedoch keine eindeutigen Beweise für ein Übermaß an Todesfällen durch Lungenkrebs bei Bergleuten. Eine naheliegende Erklärung dafür ist, dass Kohlebergleute wegen der Brand- und Explosionsgefahr das Rauchen unter Tage verboten ist. Die Tatsache, dass keine Expositions-Wirkungs-Beziehung zwischen Lungenkrebs und Staubexposition festgestellt wurde, legt jedoch nahe, dass Kohlenminenstaub keine Hauptursache für Lungenkrebs in der Industrie ist.
Gesetzliche Grenzwerte für die Staubexposition
Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat einen „vorläufigen gesundheitsbasierten Expositionsgrenzwert“ für lungengängigen Kohlenminenstaub (mit weniger als 6 % lungengängigem Quarz) im Bereich von 0.5 bis 4 mg/m empfohlen3. Die WHO schlägt als Kriterium ein PMF-Risiko von 2 zu 1,000 im Laufe eines Arbeitslebens vor und empfiehlt, bei der Festlegung von Grenzwerten umweltbedingte Umweltfaktoren, einschließlich Kohlegehalt, Quarzanteil und Partikelgröße, zu berücksichtigen.
Derzeit basieren die Grenzwerte in den großen Kohle produzierenden Ländern allein auf der Regulierung von Kohlenstaub (z. B. 3.8 mg/m3 im Vereinigten Königreich 5 mg/m3 in Australien und Kanada) oder zur Regulierung einer Mischung aus Kohle und Kieselsäure wie in den Vereinigten Staaten (2 mg/m3 wenn der Quarzprozentsatz 5 oder weniger beträgt, oder (10 mg/m3)/Prozent SiO2) oder in Deutschland (4 mg/m3 wenn der Prozent Quarz 5 oder weniger beträgt, oder 0.15 mg/m3 ansonsten) oder zur Regulierung von reinem Quarz (z. B. Polen mit 0.05 mg/m3 Grenze).