Упркос бројним студијама, улога хемијских фактора у изазивању кардиоваскуларних болести је и даље спорна, али је вероватно мала. Прорачун етиолошке улоге хемијских професионалних фактора за кардиоваскуларне болести за данско становништво резултирао је вредношћу испод 1% (Кристенсен 1994). За неколико материјала као што су угљен-дисулфид и органска једињења азота, ефекат на кардиоваскуларни систем је општепризнат (Кристенсен 1994). Чини се да олово утиче на крвни притисак и цереброваскуларни морбидитет. Угљен моноксид (Веир и Фабиано 1982) несумњиво има акутне ефекте, посебно у изазивању ангине пекторис код већ постојеће исхемије, али вероватно не повећава ризик од основне артериосклерозе, као што се дуго сумњало. Други материјали као што су кадмијум, кобалт, арсен, антимон, берилијум, органски фосфати и растварачи су у дискусији, али још увек нису довољно документовани. Кристенсен (1989, 1994) даје критички преглед. Избор релевантних делатности и индустријских грана може се наћи у табели 1.
Табела 1. Избор делатности и индустријских грана које могу бити повезане са кардиоваскуларним опасностима
|
Опасних материја |
Погођен/употреба гране занимања |
|
Угљен-дисулфид (ЦС2 ) |
Производња рајона и синтетичких влакана, гуме, |
|
Органска нитро-једињења |
производња експлозива и муниције, |
|
Угљенмоноксид (ЦО) |
Запослени у великим индустријским сагоревањем |
|
Довести |
Топљење руде олова и секундарне сировине |
|
Угљоводоници, халогенизовани угљоводоници |
Растварачи (боје, лакови) |
Подаци о изложености и ефектима важних студија за угљен-дисулфид (ЦС2), угљен моноксид (ЦО) и нитроглицерин су дати у хемијском делу Енциклопедија. Овај списак јасно показује да проблеми укључивања, комбиноване изложености, различито разматрање фактора сложености, промена величине циља и стратегија процене играју значајну улогу у налазима, тако да остају неизвесности у закључцима ових епидемиолошких студија.
У таквим ситуацијама јасне патогенетске концепције и сазнања могу подржати сумњиве везе и тиме допринети извођењу и поткрепљивању последица, укључујући и превентивне мере. Ефекти угљен-дисулфида су познати на метаболизам липида и угљених хидрата, на функционисање штитне жлезде (покретање хипотиреозе) и на метаболизам коагулације (подстицање агрегације тромбоцита, инхибирање активности плазминогена и плазмина). Промене крвног притиска, као што је хипертензија, углавном се могу пратити васкуларним променама у бубрезима, директна узрочна веза са високим крвним притиском услед угљен-дисулфида још увек није искључена са сигурношћу, а сумња се на директан (реверзибилан) токсични ефекат на миокард или сметње у метаболизму катехоламина. Успешна 15-годишња интервентна студија (Нурминен и Хернберг 1985) документује реверзибилност ефекта на срце: смањење изложености је скоро одмах праћено смањењем кардиоваскуларног морталитета. Поред јасно директних кардиотоксичних ефеката, код изложених су доказане артериосклеротичне промене у мозгу, оку, бубрезима и коронарној васкулатури које се могу сматрати основом енцефалопатија, анеуризме у пределу мрежњаче, нефропатија и хроничне исхемијске болести срца. то ЦС2. Етничке и нутритивно повезане компоненте ометају патомеханизам; ово је јасно стављено до знања у упоредним студијама финских и јапанских радника у вискозној области. У Јапану су констатоване васкуларне промене у пределу мрежњаче, док су у Финској доминирали кардиоваскуларни ефекти. Анеуризматичне промене у васкулатури ретине примећене су при концентрацијама угљен-дисулфида испод 3 ппм (Фајен, Албригхт и Леффингвелл 1981). Смањење изложености на 10 ппм јасно је смањило кардиоваскуларни морталитет. Ово не појашњава дефинитивно да ли су кардиотоксични ефекти дефинитивно искључени при дозама мањим од 10 ппм.
Акутни токсични ефекти органских нитрата укључују проширење вазе, праћено падом крвног притиска, убрзаним откуцајима срца, пегастим еритемом (црвеницом), ортостатском вртоглавицом и главобољом. Пошто је полуживот органског нитрата кратак, тегобе се убрзо повуку. Обично се код акутне интоксикације не очекују озбиљни здравствени проблеми. Такозвани синдром повлачења јавља се када се експозиција прекине код запослених са дуготрајном изложеношћу органским нитратима, са периодом латенције од 36 до 72 сата. Ово укључује болести које се крећу од ангине пекторис до акутног инфаркта миокарда и случајева изненадне смрти. У испитиваним смртним случајевима често нису документоване коронарне склеротичне промене. Стога се сумња да је узрок „повратни вазоспазам“. Када се уклони ефекат проширења вазе нитрата, долази до ауторегулативног повећања отпора у вази, укључујући коронарне артерије, што даје горе наведене резултате. У одређеним епидемиолошким студијама, сумње на повезаност између трајања изложености и интензитета органских нитрата и исхемијске болести срца сматрају се неизвесним, а патогенетска веродостојност за њих недостаје.
Што се тиче олова, металног олова у облику прашине, токсиколошки су важне соли двовалентног олова и органска једињења олова. Олово напада контрактилни механизам васа мишићних ћелија и изазива васкуларне грчеве, који се сматрају узроцима низа симптома интоксикације оловом. Међу њима је и привремена хипертензија која се јавља са оловном коликом. Трајни висок крвни притисак услед хроничне интоксикације оловом може се објаснити вазоспазмом, као и променама бубрега. У епидемиолошким студијама примећена је повезаност са дужим временима излагања између излагања олову и повећаног крвног притиска, као и повећаном инциденцом цереброваскуларних болести, док је било мало доказа о повећаним кардиоваскуларним болестима.
Епидемиолошки подаци и патогенетска истраживања до сада нису дала јасне резултате о кардиоваскуларној токсичности других метала као што су кадмијум, кобалт и арсен. Међутим, хипотеза да халогенизовани угљоводоник делује као иритант миокарда сматра се извесном. Механизам покретања повремено опасне аритмије од ових материјала вероватно потиче од осетљивости миокарда на епинефрин, који делује као природни носач за аутономни нервни систем. Још увек се расправља о томе да ли постоји директан срчани ефекат као што је смањена контрактилност, супресија центара за формирање импулса, пренос импулса или оштећење рефлекса као резултат иригације у региону горњих дисајних путева. Сензибилизујући потенцијал угљоводоника очигледно зависи од степена халогенације и од врсте халогена који садржи, док се за угљоводонике супституисане хлором претпоставља да имају јачи ефекат сензибилизације од једињења флуора. Максимални ефекат на миокард за угљоводонике који садрже хлор се јавља на око четири атома хлора по молекулу. Кратколанчани несупституисани угљоводоници имају већу токсичност од оних са дужим ланцима. Мало се зна о дозама појединачних супстанци које изазивају аритмију, пошто су извештаји о људима углавном описи случајева изложености високим концентрацијама (случајно излагање и „шмркање“). Према Реинхардту и др. (1971), бензен, хептан, хлороформ и трихлоретилен су посебно осетљиви, док угљен-тетрахлорид и халотан имају мање аритмогено дејство.
Токсични ефекти угљен моноксида су резултат хипоксемије ткива, која је резултат повећаног стварања ЦО-Хб (ЦО има 200 пута већи афинитет према хемоглобину него кисеоник) и резултирајућег смањеног ослобађања кисеоника у ткива. Поред нерава, срце је један од органа који посебно критички реагују на овакву хипоксемију. Настала акутна срчана обољења су више пута испитивана и описана према времену излагања, учесталости дисања, старости и претходним болестима. Док се код здравих субјеката кардиоваскуларни ефекти прво јављају при концентрацијама ЦО-Хб од 35 до 40%, болести ангине пекторис могу се експериментално произвести код пацијената са исхемијском болешћу срца већ при концентрацијама ЦО-Хб између 2 и 5% током физичког излагања (Клеинман ет ал. други 1989; Хиндерлитер и други 1989). Смртоносни инфаркти су примећени код оних са претходним обољењима при 20% ЦО-Хб (Аткинс и Бакер 1985).
Ефекти дуготрајног излагања ниским концентрацијама ЦО и даље су предмет контроверзи. Док су експерименталне студије на животињама можда показале атерогени ефекат хипоксије зидова вазе или директним ефектом ЦО на зид вазе (повећана васкуларна пермеабилност), карактеристике протока крви (појачана агрегација тромбоцита) или метаболизам липида, недостаје одговарајући доказ за људе. Повећани кардиоваскуларни морталитет међу радницима у тунелима (СМР 1.35, 95% ЦИ 1.09-1.68) се вероватније може објаснити акутном изложеношћу него хроничним ефектима ЦО (Стерн ет ал. 1988). Улога ЦО у кардиоваскуларним ефектима пушења цигарета такође није јасна.