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7. Nervensystem

Kapitel-Editor: Donna Mergler


Inhaltsverzeichnis

Tabellen und Abbildungen

Nervensystem: Überblick
Donna Mergler und José A. Valciukas

Anatomie und Physiologie
José A. Valciukas

Chemische neurotoxische Mittel
Peter Arlien-Søborg und Leif Simonsen

Manifestationen akuter und früher chronischer Vergiftungen
Donna Mergler

Neurotoxizität am Arbeitsplatz verhindern
Barry Johnson

Klinische Syndrome im Zusammenhang mit Neurotoxizität
Robert G. Feldmann

Messung neurotoxischer Defizite
Donna Mergler

Diagnose
Anna Maria Seppäläinen

Berufliche Neuroepidemiologie
Olaf Axelson

Tische

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

  1. Namen und Hauptfunktionen der einzelnen Hirnnervenpaare
  2. Gruppierung neurotoxischer Wirkungen nach Neurotoxizität
  3. Gase, die mit neurotoxischen Wirkungen in Verbindung gebracht werden
  4. Neurotoxische Metalle und ihre anorganischen Verbindungen
  5. Neurotoxische Monomere
  6. Organische Lösungsmittel im Zusammenhang mit Neurotoxizität
  7. Klassen gängiger neurotoxischer Pestizide
  8. Andere Chemikalien, die mit Neurotoxizität in Verbindung gebracht werden
  9. Checkliste für chronische Symptome
  10. Neurofunktionelle Wirkungen der Exposition gegenüber einigen Neurotoxinen
  11. Chemische Belastungen und damit verbundene neurotoxische Syndrome
  12. Einige „Core“-Batterien zur Bewertung früher neurotoxischer Wirkungen
  13. Entscheidungsbaum für neurotoxische Erkrankungen
  14. Konsistente neurofunktionelle Wirkungen von Expositionen am Arbeitsplatz gegenüber einigen führenden neurotoxischen Substanzen

Zahlen

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Donnerstag, Februar 17 2011 21: 55

Nervensystem: Überblick

Kenntnisse des Nervensystems im Allgemeinen und des Gehirns und des menschlichen Verhaltens im Besonderen sind von größter Bedeutung für diejenigen, die sich für eine sichere und gesunde Umwelt einsetzen. Arbeitsbedingungen und Expositionen, die sich direkt auf die Gehirnfunktionen auswirken, beeinflussen den Geist und das Verhalten. Um Informationen auszuwerten, Entscheidungen zu treffen und konsequent und angemessen auf Wahrnehmungen der Welt zu reagieren, ist es erforderlich, dass das Nervensystem ordnungsgemäß funktioniert und dass das Verhalten nicht durch gefährliche Umstände wie Unfälle (z Leiter) oder Exposition gegenüber gefährlichen Mengen an neurotoxischen Chemikalien.

Eine Schädigung des Nervensystems kann zu Veränderungen des sensorischen Inputs führen (Verlust des Sehvermögens, des Gehörs, des Geruchssinns usw.), die Fähigkeit zur Steuerung von Bewegungen und Körperfunktionen beeinträchtigen und/oder die Fähigkeit des Gehirns, Informationen zu verarbeiten oder zu speichern, beeinträchtigen. Darüber hinaus kann eine veränderte Funktion des Nervensystems Verhaltens- oder psychische Störungen verursachen. Stimmungs- und Persönlichkeitsveränderungen treten häufig nach körperlichen oder organischen Schädigungen des Gehirns auf. Während sich unser Wissen entwickelt, erfahren wir mehr darüber, wie Prozesse des Nervensystems modifiziert werden. Neurotoxische Substanzen können die natürliche Barriere des Gehirns überwinden und direkt in seine komplizierten Funktionen eingreifen. Obwohl einige Substanzen eine besondere Affinität zu bestimmten Bereichen des Nervensystems haben, haben die meisten Neurotoxine weitreichende Wirkungen und zielen auf Zellprozesse ab, die am Membrantransport, internen zellulären chemischen Reaktionen, der Freisetzung sekretorischer Substanzen usw. beteiligt sind.

Schäden an den verschiedenen Komponenten des Nervensystems können auf unterschiedliche Weise auftreten:

  • direkte Körperverletzung durch herabfallende Gegenstände, Kollisionen, Schläge oder übermäßigen Druck auf die Nerven
  • Veränderungen in der inneren Umgebung, wie z. B. unzureichender Sauerstoff aufgrund von Erstickungsanfällen und Hitzeeinwirkung
  • Eingriff in die zellulären Prozesse durch chemische Einwirkung von Substanzen wie Metallen, organischen Lösungsmitteln und Pestiziden

 

Die schleichende und facettenreiche Entwicklung vieler Erkrankungen des Nervensystems erfordert von Personen, die auf dem Gebiet der Arbeitsmedizin arbeiten, unterschiedliche, aber komplementäre Ansätze für das Studium, das Verständnis, die Prävention und die Behandlung des Problems. Frühe Veränderungen können in Gruppen von aktiven, exponierten Arbeitern mit sensitiven Maßen der Beeinträchtigung festgestellt werden. Die Identifizierung einer anfänglichen Funktionsstörung kann zu vorbeugenden Maßnahmen führen. In den letzten Stadien sind gute klinische Kenntnisse erforderlich, und die Differentialdiagnose ist für die angemessene Behandlung und Betreuung behinderter Arbeitnehmer unerlässlich.

Obwohl chemische Substanzen meistens einzeln untersucht werden, sollte nicht vergessen werden, dass an vielen Arbeitsplätzen Mischungen potenziell neurotoxischer Chemikalien verwendet werden, wodurch die Arbeitnehmer einem sogenannten „Cocktail“ ausgesetzt werden. Bei Prozessen wie Drucken, Lackieren, Reinigen, in schlecht belüfteten Büros, in Labors, beim Ausbringen von Pestiziden, in der Mikroelektronik und vielen anderen Bereichen sind Arbeiter chemischen Gemischen ausgesetzt. Obwohl möglicherweise Informationen über jede der Substanzen separat vorliegen, müssen wir die kombinierte Nozitivität und mögliche additive oder sogar synergistische Wirkungen auf das Nervensystem berücksichtigen. In einigen Fällen von Mehrfachexposition kann jede einzelne Chemikalie in sehr geringer Menge vorhanden sein, sogar unterhalb der Nachweisgrenze von Techniken zur Expositionsbewertung; Wenn jedoch alle zusammenaddiert werden, kann die Gesamtkonzentration sehr hoch sein.

Der Leser sollte sich dreier Hauptschwierigkeiten bei der Überprüfung von Fakten über das Nervensystem in diesem Rahmen bewusst sein Enzyklopädie.

Erstens hat sich das Verständnis von Berufskrankheiten, die das Nervensystem und das Verhalten beeinträchtigen, wesentlich verändert, da neue Ansätze zur Betrachtung von Gehirn-Verhaltens-Beziehungen entwickelt wurden. Dem Hauptinteresse der Charakterisierung grober morphologischer Veränderungen, die aufgrund mechanischer Traumata des Nervensystems – insbesondere, aber nicht ausschließlich des Gehirns – auftreten, folgte ein Interesse an der Absorption neurotoxischer Mittel durch das Nervensystem; Interesse am Studium zellulärer Mechanismen der Pathologie des Nervensystems; und schließlich begann die Suche nach den molekularen Grundlagen dieser pathologischen Prozesse zu wachsen. Diese Ansätze existieren heute nebeneinander und alle tragen Informationen zur Bewertung der Arbeitsbedingungen bei, die sich auf das Gehirn, den Geist und das Verhalten auswirken.

Zweitens sind die von Neurowissenschaftlern generierten Informationen überwältigend. Die dritte Auflage des Buches Prinzipien der Neurowissenschaften herausgegeben von Kandel, Schwartz und Kessell, das 1991 erschien – eine der wertvollsten Übersichten auf diesem Gebiet – wiegt 3.5 kg und ist mehr als 1,000 Seiten lang.

Drittens ist es sehr schwierig, das Wissen über die funktionelle Organisation des Nervensystems zu überprüfen, da es für alle Nischen des Arbeitsschutzes gilt. Bis vor etwa 25 Jahren überschnitten sich die theoretischen Ansichten, die die betroffenen Gesundheitsexperten unterstützten, die sich auf die Erkennung, Überwachung, Vorbeugung und klinische Behandlung eines Arbeitnehmers spezialisiert haben, der ein neurotoxisches Mittel aufgenommen hat, manchmal nicht mit den theoretischen Ansichten über die Hirntrauma und die Verhaltensmanifestationen minimaler Hirnschäden. Verhaltensmanifestationen, die angeblich die Folge der Störung spezifischer chemischer Bahnen im Gehirn waren, waren das ausschließliche Gebiet des Neurotoxikologen; Sowohl strukturelle Gewebeschäden bestimmter Regionen des Gehirns als auch entfernte neurale Strukturen, die mit dem Bereich verbunden sind, in dem die Läsionen auftraten, waren Erklärungen, die von Neurologen angeführt wurden. Erst in den letzten Jahren tauchen konvergierende Ansichten auf.

Vor diesem Hintergrund befasst sich dieses Kapitel mit Fragen, die für das Verständnis des Nervensystems und der Auswirkungen der Arbeitsplatzbedingungen auf seine Funktion wichtig sind. Es beginnt mit einer Beschreibung der Anatomie und Physiologie, gefolgt von einem Abschnitt über Neurotoxizität, der Exposition, Folgen und Prävention behandelt.

Da das Nervensystem für das Wohlbefinden des Körpers von zentraler Bedeutung ist, können viele nicht-chemische Gefahren ebenfalls seine normale Funktion beeinträchtigen. Viele davon werden in verschiedenen Kapiteln behandelt, die sich mit diesen Gefahren befassen. Traumatische Kopfverletzungen gehören dazu Erste Hilfe, Hitzestress wird im Artikel „Auswirkungen von Hitzestress und Arbeit in der Hitze“ behandelt, und die Dekompressionskrankheit wird im Artikel „Schwerkraftstress“ behandelt. Hand-Arm-Vibration („Von der Hand übertragene Vibration“) und sich wiederholende Bewegungen („Chronische Folgen, Bewegungsapparat“) im Kapitel Bewegungsapparat, die Risikofaktoren für periphere Neuropathien sind, werden in diesen Abschnitten ebenfalls berücksichtigt Enzyklopädie.

Das Kapitel endet mit einem Rückblick auf spezielle Fragestellungen und einem Ausblick auf zukünftige Forschungsansätze.

 

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Donnerstag, Februar 17 2011 21: 59

Anatomie und Physiologie

Nervenzellen sind die funktionellen Einheiten des Nervensystems. Es wird angenommen, dass das Nervensystem über zehn Milliarden solcher Zellen verfügt, die sog Neuronen und Glia, wobei die Glia in größerer Zahl als Neuronen vorhanden ist.

Das Neuron

Abbildung 1 ist ein idealisiertes Diagramm eines Neurons mit seinen drei wichtigsten Strukturmerkmalen: dem Zellkörper, den Dendriten und dem Axonterminal.

Abbildung 1. Die Anatomie des Neurons

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Die Dendriten sind fein verzweigte Fortsätze, die in der Nähe des Zellkörpers eines Neurons entstehen. Über chemische Botenstoffe, sogenannte Neurotransmitter, erhalten die Dendriten erregende oder hemmende Wirkungen. Das Zytoplasma ist das Material des Zellkörpers, in dem sich die Organellen – einschließlich des Zellkerns – und andere Einschlüsse befinden Abbildung 2. Der Zellkern enthält das Chromatin oder genetisches Material der Zelle.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abbildung 2. Die Organellen

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Der Zellkern der Nervenzelle ist im Vergleich zu anderen lebenden Zellen insofern untypisch, als er zwar die Erbsubstanz Desoxyribonukleinsäure (DNA) enthält, die DNA aber nicht am Prozess der Zellteilung beteiligt ist; das heißt, nach Erreichen der Reife teilen sich Nervenzellen nicht. (Eine Ausnahme von dieser Regel sind die Neuronen in der Nasenschleimhaut (olfaktorisches Epithel).) Der Zellkern ist reich an Ribonukleinsäure (RNA), die für die Proteinsynthese notwendig ist. Drei Arten von Proteinen wurden identifiziert: zytosolische Proteine, die die fibrillären Elemente der Nervenzelle bilden; intrakondriale Proteine, die Energie für die Zellaktivität erzeugen; und Proteine, die Membranen und sekretorische Produkte bilden. Neuronen werden heute als modifizierte sekretorische Zellen betrachtet. Es werden sekretorische Granula gebildet, in synaptischen Vesikeln gespeichert und später als Neurotransmittersubstanzen, die chemischen Botenstoffe zwischen Nervenzellen, freigesetzt.

Die fibrillären Elemente, die das Skelett des Neurons bilden, nehmen an der trophischen Funktion des Neurons teil, indem sie als Übertragungsvehikel fungieren. Der axonale Transport kann anterograd (Zellkörper zum Axonterminal) und retrograd (Axonterminal zum Zellkörper) erfolgen. Von den dicksten bis zu den dünnsten werden drei Arten von fibrillären Elementen erkannt: Mikrotubuli, Neurofilamente und Mikrofilamente.

Gliazellen

Im Gegensatz zu Neuronen übertragen Gliazellen selbst keine elektrischen Nachrichten. Es gibt zwei Arten von Gliazellen: die Makroglia und dem microglia. Die Makroglia ist ein Name, der mindestens drei Arten von Zellen gegeben wird: Astrozyten, Oligodendrozyten und Ependymzellen. Mikrogliazellen sind in erster Linie Fresszellen zum Entfernen von Trümmern, nachdem Nervenschäden oder Infektionen aufgetreten sind.

Die Gliazellen haben auch charakteristische mikroskopische und ultramikroskopische Merkmale. Gliazellen unterstützen Neuronen physisch, aber auch eine Reihe physiologischer Eigenschaften beginnt man jetzt zu verstehen. Zu den wichtigsten Neuron-Glia-Wechselwirkungen gehört die Rolle der Gliazelle bei der Versorgung der Neuronen mit Nährstoffen, der Entfernung von Fragmenten von Neuronen nach ihrem Tod und, was am wichtigsten ist, ihrem Beitrag zum Prozess der chemischen Kommunikation. Gliazellen können sich im Gegensatz zu Neuronen teilen und sich somit selbst reproduzieren. Tumore des Nervensystems beispielsweise resultieren aus einer abnormalen Vermehrung von Gliazellen.

Myelin

Was bei der makroskopischen Betrachtung von Nervengewebe als „graue Substanz“ und „weiße Substanz“ erscheint, hat eine mikroskopische und biochemische Grundlage. Mikroskopisch gesehen enthält die graue Substanz die neuronalen Zellkörper, während sich in der weißen Substanz Nervenfasern oder Axone befinden. Das „weiße“ Aussehen ist auf eine Hülle zurückzuführen, die aus einer Fettsubstanz namens Myelin besteht, die diese Fasern bedeckt. Das Myelin der peripheren Nerven stammt von der Membran der Schwann-Zelle, die das Axon umhüllt. Das Myelin der Fasern im Zentralnervensystem wird von den Membranen der Oligodendrozyten (einer Vielzahl von Gliazellen) bereitgestellt. Oligodendrozyten myelinisieren normalerweise mehrere Axone, während die Schwann-Zelle nur mit einem Axon assoziiert ist. Zwischen kontinuierlichen Schwann-Zellen oder Oligodendrozyten besteht eine Diskontinuität der Myelinscheide, die als Ranvier-Knoten bezeichnet wird. Es wird geschätzt, dass in der längsten zentralen motorischen Bahn bis zu 2,000 Schwann-Zellen die Myelinhülle bilden. Myelin, dessen Rolle darin besteht, die Ausbreitung des Aktionspotentials zu erleichtern, kann ein spezifisches Ziel für neurotoxische Mittel sein. Eine morphologische Klassifikation neurotoxischer Substanzen beschreibt charakteristische neuropathologische Veränderungen des Myelins als Myelinopathien.

Trophische Funktion des Neurons

Zu den normalen Funktionen des Neurons gehören die Proteinsynthese, der axonale Transport, die Erzeugung und Weiterleitung des Aktionspotentials, die synaptische Übertragung sowie die Bildung und Aufrechterhaltung des Myelins. Einige der grundlegenden trophischen Funktionen des Neurons wurden bereits im 19. Jahrhundert durch Schneiden der Axone (Axotomie) beschrieben. Unter den aufgedeckten Prozessen war einer der wichtigsten die Wallersche Degeneration – nach Waller, dem englischen Physiologen, der sie beschrieb.

Die Wallersche Degeneration bietet eine gute Gelegenheit, bekannte Veränderungen in Organellen als Folge von entweder traumatischen oder toxischen Schäden zu beschreiben. Übrigens sind die Begriffe, die verwendet werden, um die Wallersche Degeneration zu beschreiben, die durch traumatische Axotomie hervorgerufen wird, die gleichen, die verwendet werden, um Veränderungen zu beschreiben, die von neurotoxischen Mitteln herrühren. Auf zellulärer Ebene sind neuropathologische Veränderungen, die aus einer toxischen Schädigung von Nervengewebe resultieren, weitaus komplexer als diejenigen, die als Folge einer traumatischen Schädigung auftreten. Erst vor kurzem wurden Veränderungen in Neuronen beobachtet, die von neurotoxischen Mitteln beeinflusst wurden.

1 Stunden nach dem Schneiden des Axons ist das auffälligste Merkmal das Anschwellen beider Seiten des mechanischen Traumas. Schwellungen resultieren aus der Ansammlung von Flüssigkeiten und membranösen Elementen auf beiden Seiten der Verletzungsstelle. Diese Veränderungen sind denen nicht unähnlich, die auf einer regenüberfluteten Einbahnstraße beobachtet werden, wenn Fahrzeuge auf beiden Seiten des überfluteten Gebiets anhalten. In dieser Analogie sind ins Stocken geratene Fahrzeuge die Schwellung. Nach einigen Tagen kommt es zur Regeneration der umhüllten Axone, dh der mit Myelin bedeckten Axone. Sprossen wachsen aus dem proximalen Stumpf und bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von 3 bis XNUMX mm pro Tag. Unter günstigen Bedingungen erreichen Sprossen den distalen (vom Zellkörper entfernten) Stumpf. Wenn die Renervation – das Zusammenfügen der Stümpfe – abgeschlossen ist, sind die grundlegenden Merkmale der normalen Übertragung wiederhergestellt. Der Zellkörper des verletzten Neurons erfährt tiefgreifende strukturelle Veränderungen bei der Proteinsynthese und dem axonalen Transport.

Wenn man sagt, dass die molekulare Neurobiologie eine junge Disziplin ist, ist die Neurobiologie der neurotoxischen Prozesse noch jünger und steckt noch in den Kinderschuhen. Zwar sind die molekularen Wirkungsgrundlagen vieler Neurotoxine und pharmakologischer Wirkstoffe heute gut verstanden. Aber mit einigen bemerkenswerten Ausnahmen (z. B. Blei, Methylquecksilber, Acrylamid) ist die molekulare Grundlage der Toxizität der überwiegenden Mehrheit der umwelt- und neurotoxischen Stoffe unbekannt. Anstatt die molekulare Neurobiologie einer ausgewählten Gruppe von berufs- und umweltbedingten Neurotoxika zu beschreiben, müssen wir daher immer noch auf die vergleichsweise zahlreichen Strategien und Beispiele aus der klassischen Neuropharmakologie oder aus der Arbeit in der modernen Arzneimittelherstellung verweisen.

Neurotransmitter

Ein Neurotransmitter ist eine chemische Substanz, die, wenn sie durch das Aktionspotential aus den Axonenden freigesetzt wird, die momentane Änderung des elektrischen Potentials erzeugt, wenn eine andere Nervenfaser stimuliert wird. Neurotransmitter stimulieren oder hemmen benachbarte Neuronen oder Effektororgane wie Muskeln und Drüsen. Bekannte Neurotransmitter und ihre neuronalen Bahnen werden jetzt intensiv untersucht, und ständig werden neue entdeckt. Einige neurologische und psychiatrische Erkrankungen werden heute als durch chemische Veränderungen in der Neurotransmission verursacht angesehen – zum Beispiel Myasthenia gravis, Parkinson-Krankheit, bestimmte Formen affektiver Störungen wie Depressionen, schwere Verzerrungen von Denkprozessen wie bei Schizophrenie und Alzheimer-Krankheit. Obwohl ausgezeichnete isolierte Berichte über die Wirkung mehrerer umweltbedingter und berufsbedingter neurotoxischer Mittel auf die Neurotransmission veröffentlicht wurden, ist der Wissensbestand im Vergleich zu dem über neuropsychiatrische Erkrankungen dürftig. Pharmakologische Studien von hergestellten Arzneimitteln erfordern ein Verständnis dafür, wie Arzneimittel die Neurotransmission beeinflussen. Arzneimittelherstellung und Neurotransmissionsforschung sind daher eng miteinander verbunden. Die wechselnden Ansichten über die Wirkung von Drogen wurden von Feldman und Quenzer (1984) zusammengefasst.

Die Wirkungen von neurotoxischen Mitteln auf die Neurotransmission werden dadurch gekennzeichnet, wo im Nervensystem sie wirken, ihre chemischen Rezeptoren, den zeitlichen Verlauf ihrer Wirkungen, ob neurotoxische Mittel die Neurotransmission erleichtern, blockieren oder hemmen oder ob neurotoxische Mittel die Beendigung oder Entfernung der Neurotransmission verändern Die pharmakologische Wirkung von Neurotransmittern.

Eine Schwierigkeit, auf die Neurowissenschaftler stoßen, ist die Notwendigkeit, bekannte Prozesse, die auf molekularer Ebene im Neuron ablaufen, mit Ereignissen auf zellulärer Ebene zu verknüpfen, die wiederum erklären können, wie normale und pathologische neuropsychologische Veränderungen auftreten, wie im Folgenden klar dargelegt wird weitgehend noch gilt: „Auf molekularer Ebene ist oft eine Erklärung der Wirkung eines Arzneimittels möglich; Auf zellulärer Ebene ist manchmal eine Erklärung möglich, aber auf Verhaltensebene ist unsere Unwissenheit erschreckend“ (Cooper, Bloom und Roth 1986).

Die Hauptbestandteile des Nervensystems

Die Kenntnis der Hauptkomponenten des Nervensystems ist wesentlich für das Verständnis der groben neuropsychologischen Manifestationen einer neurotoxischen Erkrankung, die Begründung für die Verwendung spezifischer Techniken zur Bewertung von Funktionen des Nervensystems und das Verständnis der pharmakologischen Mechanismen der neurotoxischen Wirkung. Aus funktioneller Sicht kann das Nervensystem in zwei große Kompartimente unterteilt werden: Das somatisches Nervensystem übermittelt sensorische Informationen (Berührung, Temperatur, Schmerz und Position der Gliedmaßen – selbst bei geschlossenen Augen) von den Körpersegmenten und trägt die Nervenbahnen, die die Bewegung der Skelettmuskulatur innervieren und steuern, wie z. B. die der Arme, Finger, Beine und Zehen. Das viszerales Nervensystem steuert innere Organe, die normalerweise nicht unter dem Einfluss von Blutgefäßen stehen, die Erweiterung und Verengung der Pupillen der Augen und so weiter.

Aus anatomischer Sicht müssen vier Hauptkomponenten identifiziert werden: die Zentralnervensystems, der Periphäres Nervensystem einschließlich Hirnnerven, die autonomes System und dem neuroendokrines System.

Das zentrale Nervensystem

Das Zentralnervensystem enthält das Gehirn und das Rückenmark Abbildung 3. Das Gehirn liegt in der Schädelhöhle und wird durch die Hirnhäute geschützt. Es ist in drei Hauptkomponenten unterteilt; in aufsteigender Reihenfolge – das heißt, vom kaudalen (Schwanz) zum zervikalen (Kopf) Teil des Nervensystems – sind dies das Hinterhirn (auch Rhombencephalon genannt), das Mittelhirn (das Meszenzphalon) und das Vorderhirn (das Proscencephalon).

Abbildung 3. Die zentralen und peripheren Bereiche des Nervensystems

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Das Hinterhirn

Die drei Hauptbestandteile des Hinterhirns sind die Medulla oblongata, die Brücke und das Kleinhirn Abbildung 4.

Abbildung 4. Das Gehirn von einer lateralen Seite.

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Die Medulla oblongata enthält neurale Strukturen, die die Herzfrequenz und Atmung steuern, manchmal das Ziel von neurotoxischen Mitteln und Medikamenten, die zum Tod führen. Die zwischen der Medulla oblongata und dem Mittelhirn gelegene Pons (Brücke) leitet ihren Namen von der großen Anzahl von Fasern ab, die ihre vordere Seite auf dem Weg zu den Kleinhirnhemisphären durchqueren. Das Kleinhirn – auf Lateinisch „kleines Gehirn“ – ist charakteristisch gewellt. Das Kleinhirn empfängt sensorische Informationen und sendet motorische Botschaften, die für die motorische Koordination unerlässlich sind. Es ist (neben anderen Funktionen) für die Ausführung feiner Bewegungen zuständig. Diese Planung – oder Programmierung – erfordert ein angemessenes Timing von sensorischen Eingaben und motorischen Reaktionen. Das Kleinhirn ist oft das Ziel zahlreicher neurotoxischer Mittel – zum Beispiel alkoholischer Getränke, vieler industrieller Lösungsmittel, Blei – die die motorischen Reaktionen beeinflussen.

Das Mittelhirn

Das Mittelhirn ist ein schmaler Teil des Gehirns, der das Hinterhirn mit dem Vorderhirn verbindet. Strukturen des Mittelhirns sind das zerebrale Aquädukt, das Tectum, die Hirnstiele, die Substantia nigra und der rote Kern. Das zerebrale Aquädukt ist ein Kanal, der den dritten mit dem vierten Ventrikel (flüssigkeitsgefüllte Hohlräume des Gehirns) verbindet; Durch diese Öffnung fließt der Liquor cerebrospinalis (CSF).

Das Vorderhirn

Dieser Teil des Gehirns ist unterteilt in Zwischenhirn („Zwischenhirn“) und Großhirn. Die Hauptregionen des Zwischenhirns sind der Thalamus und der Hypothalamus. „Thalamus“ bedeutet „innerer Raum“. Die Thalami bestehen aus neuronalen Gruppierungen, sogenannten Kernen, die fünf Hauptfunktionen haben:

  • Empfängt sensorische Informationen und sendet sie an primäre Bereiche der Großhirnrinde
  • Senden von Informationen über laufende Bewegungen an motorische Bereiche der Großhirnrinde
  • Senden von Informationen über die Aktivität des limbischen Systems an Bereiche der Großhirnrinde, die mit diesem System in Verbindung stehen
  • Senden von Informationen über intrathalamische Aktivität an Assoziationsbereiche der Großhirnrinde
  • Senden von Informationen über die Aktivität der retikulären Formation im Hirnstamm an weite Bereiche der Großhirnrinde.

 

Der Name Hypothalamus bedeutet „unter dem Thalamus“. Er bildet die Basis des dritten Ventrikels, ein wichtiger Bezugspunkt für die Bildgebung des Gehirns. Der Hypothalamus ist eine komplexe, winzige neurale Struktur, die für viele Aspekte des Verhaltens wie grundlegende biologische Antriebe, Motivation und Emotionen verantwortlich ist. Es ist das Bindeglied zwischen dem Nervensystem und dem neuroendokrinen System, das weiter unten beschrieben wird. Die Hypophyse (auch Hypophyse genannt) ist durch Neuronen mit den Kernen des Hypothalamus verbunden. Es ist allgemein bekannt, dass die Nervenzellen des Hypothalamus viele neurosekretorische Funktionen erfüllen. Der Hypothalamus ist mit vielen anderen wichtigen Regionen des Gehirns verbunden, einschließlich des Rheinzephalons – der primitiven Hirnrinde, die ursprünglich mit dem Riechen verbunden war – und dem limbischen System, einschließlich des Hippocampus.

Die Großhirnrinde ist der größte Bestandteil des Gehirns und besteht aus zwei Großhirnhemisphären, die durch eine Masse weißer Substanz, den so genannten Corpus callosum, verbunden sind. Die Großhirnrinde ist die Oberflächenschicht jeder Großhirnhemisphäre. Tiefe Sulci in der Großhirnrinde – die zentralen und lateralen Sulci Abbildung 4 – werden als Referenzpunkte genommen, um anatomische Regionen des Gehirns zu trennen. Der Frontallappen liegt vor dem Sulcus centralis. Der Parietallappen beginnt an der Rückseite des Sulcus centralis und liegt neben dem Okzipitallappen, der den hinteren Teil des Gehirns einnimmt. Der Temporallappen beginnt gut innerhalb der Faltung des lateralen Sulcus und erstreckt sich in die ventralen Aspekte der Gehirnhälften. Zwei wichtige Bestandteile des Großhirns sind die Basalganglien und das limbische System.

Die Basalganglien sind Zellkerne, also Ansammlungen von Nervenzellen, die sich in der Mitte des Gehirns befinden. Die Basalganglien umfassen Hauptzentren des extrapyramidalen motorischen Systems. (Das Pyramidensystem, dem der Begriff gegenübergestellt wird, ist an der freiwilligen Steuerung der Bewegung beteiligt.) Das extrapyramidale System wird selektiv von vielen neurotoxischen Wirkstoffen (z. B. Mangan) beeinflusst. In den letzten zwei Jahrzehnten wurden wichtige Entdeckungen hinsichtlich der Rolle gemacht, die diese Zellkerne bei mehreren neuralen degenerativen Erkrankungen (z. B. Parkinson-Krankheit, Chorea Huntington) spielen.

Das limbische System besteht aus verschlungenen neuralen Strukturen, die sich in viele Richtungen verzweigen und Verbindungen zu vielen „alten“ Regionen des Gehirns herstellen, insbesondere zum Hypothalamus. Es ist an der Kontrolle des emotionalen Ausdrucks beteiligt. Es wird angenommen, dass der Hippocampus eine Struktur ist, in der viele Gedächtnisprozesse ablaufen.

Das Rückenmark

Das Rückenmark ist eine weißliche Struktur, die sich im Wirbelkanal befindet. Es ist in vier Regionen unterteilt: zervikal, thorakal, lumbal und sakral-steißbein. Die beiden am leichtesten erkennbaren Merkmale des Rückenmarks sind die graue Substanz, die die Zellkörper der Neuronen enthält, und die weiße Substanz, die die myelinisierten Axone der Neuronen enthält. Die ventrale Region der grauen Substanz des Rückenmarks enthält Nervenzellen, die die Motorik regulieren; Der mittlere Bereich des Brustrückenmarks ist mit autonomen Funktionen verbunden. Der dorsale Teil erhält sensorische Informationen von den Spinalnerven.

Das periphere Nervensystem

Das periphere Nervensystem umfasst jene Neuronen, die außerhalb des zentralen Nervensystems liegen. Der Begriff peripher beschreibt die anatomische Verteilung dieses Systems, aber funktionell ist es künstlich. Die Zellkörper der peripheren motorischen Fasern befinden sich beispielsweise innerhalb des zentralen Nervensystems. In der experimentellen, klinischen und epidemiologischen Neurotoxikologie wird der Begriff Periphäres Nervensystem (PNS) beschreibt ein System, das selektiv anfällig für die Wirkung toxischer Stoffe ist und sich regenerieren kann.

Die Spinalnerven

Die ventralen und dorsalen Wurzeln sind dort, wo die peripheren Nerven in das Rückenmark eintreten und es entlang seiner Länge verlassen. Angrenzende Wirbel enthalten Öffnungen, damit Wurzelfasern, die die Spinalnerven bilden, den Spinalkanal verlassen können. Es gibt 31 Paare von Spinalnerven, die nach der Region der Wirbelsäule benannt sind, mit der sie verbunden sind: 8 zervikale, 12 thorakale, 5 lumbale, 5 sakrale und 1 Steißbein. Eine Metamera ist eine Körperregion, die von einem Spinalnerv innerviert wird Abbildung 5.

Abbildung 5. Die segmentale Verteilung der Spinalnerven (die Metamera).

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Durch die sorgfältige Untersuchung der motorischen und sensorischen Funktionen von Metameren können Neurologen auf die Stelle von Läsionen schließen, an denen Schäden aufgetreten sind.

 

 

 

 

 

 

 

Tabelle 1. Namen und Hauptfunktionen der einzelnen Hirnnervenpaare

Nerv1 Leitet Impulse Funktionen
I. Olfaktorisch Von der Nase zum Gehirn Geruchssinn
II. Optik Vom Auge zum Gehirn Vision
III. Okulomotorik Vom Gehirn bis zu den Augenmuskeln Augenbewegungen
IV. Trochlea Vom Gehirn bis zu den äußeren Augenmuskeln Augenbewegungen
V. Trigeminus
(oder trifacial)
Von Haut und Schleimhaut des Kopfes und von den Zähnen bis zum Gehirn; auch vom Gehirn bis zu den Kaumuskeln Empfindungen von Gesicht, Kopfhaut und Zähnen; Kaubewegungen
VI. Abducens Vom Gehirn bis zu den äußeren Augenmuskeln Augen nach außen richten
VII. Gesichts Von den Geschmacksknospen der Zunge bis zum Gehirn; vom Gehirn bis zu den Gesichtsmuskeln Geschmackssinn; Kontraktion der Gesichtsmuskeln
VIII. Akustisch Vom Ohr bis zum Gehirn Hören; Gefühl von Gleichgewicht
IX. Glossopharynx Von der Kehle und den Geschmacksknospen der Zunge bis zum Gehirn; auch vom Gehirn zu Halsmuskeln und Speicheldrüsen Rachen-, Geschmacks-, Schluckbewegungen, Speichelsekretion
X. Vagus Von Rachen, Kehlkopf und Organen in Brust- und Bauchhöhle bis zum Gehirn; auch vom Gehirn zu den Halsmuskeln und zu den Organen in der Brust- und Bauchhöhle Empfindungen von Hals, Kehlkopf und für Brust- und Bauchorgane; Schlucken, Stimmbildung, Verlangsamung des Herzschlags, Beschleunigung der Peristaltik
XI. Zubehör für die Wirbelsäule Vom Gehirn bis zu bestimmten Schulter- und Nackenmuskeln Schulterbewegungen; Drehbewegungen des Kopfes
XII. Hypoglossus Vom Gehirn bis zu den Zungenmuskeln Zungenbewegungen

1 Die Anfangsbuchstaben der Wörter des folgenden Satzes sind die Anfangsbuchstaben der Namen von Hirnnerven: „Auf den winzigen Kreiseln des alten Olymp sahen ein Finne und ein Deutscher etwas Hopfen“. Viele Generationen von Schülern haben diesen oder einen ähnlichen Satz verwendet, um sich die Namen der Hirnnerven zu merken.

 

Die Hirnnerven

Hirnstamm ist ein umfassender Begriff, der die Region des Nervensystems bezeichnet, die das Medulla, die Pons und das Mittelhirn umfasst. Der Hirnstamm ist eine Fortsetzung des Rückenmarks nach oben und vorne (ventral). In dieser Region treten die meisten Hirnnerven aus und ein. Es gibt 12 Hirnnervenpaare; Tabelle 1 beschreibt den Namen und die Hauptfunktion jedes Paares und Abbildung 6 zeigt den Eingang und Ausgang einiger Hirnnerven im Gehirn.

Abbildung 6. Das von unten gezeigte Gehirn mit den Ein- und Ausgängen vieler Hirnnerven.

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Das autonome Nervensystem

Das vegetative Nervensystem ist der Teil des Nervensystems, der die Aktivität der viszeralen Komponenten des menschlichen Körpers steuert. Es wird als „autonom“ bezeichnet, weil es seine Funktionen automatisch ausführt, was bedeutet, dass seine Funktion nicht einfach nach Belieben gesteuert werden kann. Aus anatomischer Sicht besteht das vegetative System aus zwei Hauptkomponenten: dem sympathischen und dem parasympathischen Nervensystem. Die sympathischen Nerven, die die viszerale Aktivität steuern, entspringen den thorakalen und lumbalen Teilen des Rückenmarks; parasympathische Nerven entspringen dem Hirnstamm und dem sakralen Teil des Rückenmarks.

Aus physiologischer Sicht kann keine allgemeingültige Aussage getroffen werden, wie das sympathische und das parasympathische Nervensystem verschiedene Körperorgane steuern. In den meisten Fällen werden viszerale Organe von beiden Systemen innerviert, und jeder Typ hat einen gegensätzlichen Effekt in einem System von Checks and Balances. Das Herz beispielsweise wird von Sympathikusnerven innerviert, deren Erregung eine Beschleunigung des Herzschlags bewirkt, und von Parasympathikusnerven, deren Erregung eine Verlangsamung des Herzschlags bewirkt. Jedes System kann die Organe, die es innerviert, stimulieren oder hemmen. In anderen Fällen werden Organe überwiegend oder ausschließlich von dem einen oder anderen System kontrolliert. Eine lebenswichtige Funktion des vegetativen Nervensystems ist die Aufrechterhaltung der Homöostase (stabiler Gleichgewichtszustand) und die Anpassung des tierischen Körpers an seine äußere Umgebung. Homöostase ist der Gleichgewichtszustand der Körperfunktionen, der durch einen aktiven Prozess erreicht wird; die Kontrolle von Körpertemperatur, Wasser und Elektrolyten sind Beispiele für homöostatische Prozesse.

Aus pharmakologischer Sicht gibt es keinen einzigen Neurotransmitter, der mit sympathischen oder parasympathischen Funktionen assoziiert ist, wie früher angenommen wurde. Die alte Ansicht, Acetylcholin sei der vorherrschende Botenstoff des autonomen Systems, musste aufgegeben werden, als neue Klassen von Neurotransmittern und Neuromodulatoren gefunden wurden (z. B. Dopamin, Serotonin, Purine und verschiedene Neuropeptide).

Neurowissenschaftler haben kürzlich die Verhaltenssicht des autonomen Nervensystems wiederbelebt. Das vegetative Nervensystem ist an der beim Menschen noch vorhandenen Kampf-oder-Flucht-Instinktreaktion beteiligt, die zum größten Teil die Grundlage für die physiologischen Stressreaktionen ist. Über das vegetative Nervensystem sind Wechselwirkungen zwischen dem Nervensystem und immunologischen Funktionen möglich. Emotionen, die aus dem vegetativen Nervensystem stammen, können über die Skelettmuskulatur ausgedrückt werden.

Die autonome Steuerung der glatten Muskulatur

Die Muskeln der Eingeweide – mit Ausnahme des Herzens – sind die glatten Muskeln. Der Herzmuskel hat Eigenschaften sowohl der Skelett- als auch der glatten Muskulatur. Wie die Skelettmuskulatur enthält auch die glatte Muskulatur die beiden Proteine ​​Aktin und in kleineren Anteilen Myosin. Im Gegensatz zu Skelettmuskeln weisen sie nicht die reguläre Organisation von Sarkolemen auf, der kontraktilen Einheit der Muskelfaser. Das Herz ist insofern einzigartig, als es myogene Aktivität erzeugen kann – selbst nachdem seine neuralen Innervationen durchtrennt wurden, kann es sich selbst kontrahieren und mehrere Stunden lang entspannen.

Die neuromuskuläre Kopplung in der glatten Muskulatur unterscheidet sich von der der Skelettmuskulatur. In der Skelettmuskulatur ist die neuromuskuläre Synapse die Verbindung zwischen dem Nerv und den Muskelfasern. In der glatten Muskulatur gibt es keine neuromuskuläre Verbindung; Die Nervenenden dringen in den Muskel ein und breiten sich in alle Richtungen aus. Elektrische Ereignisse innerhalb der glatten Muskulatur sind daher viel langsamer als die in der Skelettmuskulatur. Schließlich hat die glatte Muskulatur die einzigartige Eigenschaft, spontane Kontraktionen zu zeigen, wie sie der Darm zeigt. Das vegetative Nervensystem reguliert weitgehend die spontane Aktivität der glatten Muskulatur.

Die zentralen Komponenten des vegetativen Nervensystems

Die Hauptaufgabe des autonomen Nervensystems besteht darin, die Aktivität der glatten Muskulatur, des Herzens, der Drüsen im Verdauungstrakt, der Schweißdrüsen sowie der Nebennieren und anderer endokriner Drüsen zu regulieren. Das autonome Nervensystem hat eine zentrale Komponente – den Hypothalamus, der sich an der Basis des Gehirns befindet – wo viele autonome Funktionen integriert sind. Vor allem sind die zentralen Komponenten des vegetativen Systems direkt an der Regulation biologischer Triebe (Temperaturregulation, Hunger, Durst, Sex, Wasserlassen, Stuhlgang usw.), Motivation, Emotion und in hohem Maße an „psychologischen“ Funktionen beteiligt wie Stimmungen, Affekte und Gefühle.

Neuroendokrines System

Drüsen sind die Organe des endokrinen Systems. Sie werden als endokrine Drüsen bezeichnet, weil ihre chemischen Botschaften im Inneren des Körpers direkt in den Blutkreislauf abgegeben werden (im Gegensatz zu exokrinen Drüsen wie Schweißdrüsen, deren Sekrete an der äußeren Oberfläche des Körpers erscheinen). Das endokrine System sorgt durch chemische Botenstoffe, die als Hormone bezeichnet werden, für eine langsame, aber lang anhaltende Kontrolle über Organe und Gewebe. Hormone sind die wichtigsten Regulatoren des Körperstoffwechsels. Aber aufgrund enger Verbindungen zwischen dem zentralen, peripheren und autonomen Nervensystem, dem neuroendokrines System– ein Begriff, der solch komplexe Verbindungen erfasst – wird heute als starker Modifikator der Struktur und Funktion des menschlichen Körpers und Verhaltens angesehen.

Hormone wurden als chemische Botenstoffe definiert, die von Zellen in den Blutkreislauf freigesetzt werden, um ihre Wirkung auf entfernte Zielzellen auszuüben. Bis vor kurzem wurden Hormone von den oben diskutierten Neurotransmittern unterschieden. Letztere sind chemische Botenstoffe, die von Neuronen auf eine Synapse zwischen den Nervenenden und einem anderen Neuron oder einem Effektor (dh einem Muskel oder einer Drüse) freigesetzt werden. Mit der Entdeckung, dass klassische Neurotransmitter wie Dopamin auch als Hormone wirken können, ist die Unterscheidung zwischen Neurotransmittern und Hormonen jedoch immer weniger klar. Aus rein anatomischen Überlegungen können daher Hormone, die von Nervenzellen stammen, als Neurohormone bezeichnet werden. Aus funktioneller Sicht kann das Nervensystem als ein echtes neurosekretorisches System betrachtet werden.

Der Hypothalamus steuert endokrine Funktionen durch eine Verbindung mit der Hypophyse (auch Hypophyse genannt, eine winzige Drüse an der Basis des Gehirns). Bis Mitte der 1950er Jahre wurden die endokrinen Drüsen als separates System angesehen, das von der Hypophyse gesteuert wird, die oft als „Meisterdrüse“ bezeichnet wird. Zu dieser Zeit wurde eine neurovaskuläre Hypothese aufgestellt, die die funktionelle Rolle der hypothalamischen/hypophysären Faktoren bei der Kontrolle der endokrinen Funktion feststellte. Aus dieser Sicht stellt der endokrine Hypothalamus den letzten gemeinsamen neuroendokrinen Weg bei der Kontrolle des endokrinen Systems bereit. Es ist nun fest etabliert, dass das endokrine System selbst durch das zentrale Nervensystem sowie die endokrinen Inputs reguliert wird. Daher, Neuroendokrinologie ist nun ein geeigneter Begriff, um die Disziplin zu beschreiben, die die wechselseitige integrierte Rolle des Nervensystems und des endokrinen Systems bei der Kontrolle physiologischer Prozesse untersucht.

Mit zunehmendem Verständnis der Neuroendokrinologie lösen sich ursprüngliche Trennungen auf. Der Hypothalamus, der sich über der Hypophyse befindet und mit ihr verbunden ist, ist das Bindeglied zwischen dem Nerven- und dem endokrinen System, und viele seiner Nervenzellen erfüllen sekretorische Funktionen. Es ist auch mit anderen wichtigen Regionen des Gehirns verbunden, darunter das Rheinzephalon – der primitive Cortex, der ursprünglich mit dem Geruchssinn oder dem Geruchssinn verbunden war – und dem limbischen System, das mit Emotionen verbunden ist. Im Hypothalamus werden Hormone produziert, die von der hinteren Hypophyse freigesetzt werden. Der Hypothalamus produziert auch Substanzen, die als freisetzende und hemmende Hormone bezeichnet werden. Diese wirken auf die Adenohypophyse und bewirken, dass sie die Produktion von Hypophysenvorderlappenhormonen verstärkt oder hemmt, die auf anderswo gelegene Drüsen wirken (Schilddrüse, Nebennierenrinde, Eierstöcke, Hoden und andere).

 

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Donnerstag, Februar 17 2011 22: 30

Chemische neurotoxische Mittel

Definition von Neurotoxizität

Neurotoxizität bezieht sich auf die Fähigkeit, schädliche Wirkungen im Zentralnervensystem, peripheren Nerven oder Sinnesorganen hervorzurufen. Eine Chemikalie gilt als neurotoxisch, wenn sie in der Lage ist, ein konsistentes Muster neuraler Dysfunktion oder eine Veränderung der Chemie oder Struktur des Nervensystems zu induzieren.

Neurotoxizität manifestiert sich im Allgemeinen als ein Kontinuum von Symptomen und Wirkungen, die von der Art der Chemikalie, der Dosis, der Expositionsdauer und den Eigenschaften der exponierten Person abhängen. Der Schweregrad der beobachteten Wirkungen sowie die Hinweise auf Neurotoxizität nehmen durch die Stufen 1 bis 6 zu, wie in Tabelle 1 gezeigt. Kurzfristige oder niedrig dosierte Exposition gegenüber einer neurotoxischen Chemikalie kann zu subjektiven Symptomen wie Kopfschmerzen und Schwindel führen. aber die Wirkung ist normalerweise reversibel. Mit zunehmender Dosis können neurologische Veränderungen auftreten und schließlich irreversible morphologische Veränderungen erzeugt werden. Der Grad der Anomalie, der erforderlich ist, um auf die Neurotoxizität eines chemischen Wirkstoffs hinzuweisen, ist umstritten. Gemäß der Definition wird ein konsistentes Muster einer neuralen Dysfunktion oder Veränderung in der Chemie oder Struktur des Nervensystems in Betracht gezogen, wenn es gut dokumentierte Beweise für anhaltende Auswirkungen auf Stufe 3, 4, 5 oder 6 in Tabelle 1 gibt. Diese Stufen spiegeln wider die Gewichtung der Beweise durch verschiedene Anzeichen von Neurotoxizität. Zu den neurotoxischen Substanzen gehören natürlich vorkommende Elemente wie Blei, Quecksilber und Mangan; biologische Verbindungen wie Tetrodotoxin (aus dem Kugelfisch, einer japanischen Delikatesse) und Domoinsäure (aus kontaminierten Muscheln); und synthetische Verbindungen, darunter viele Pestizide, industrielle Lösungsmittel und Monomere.

Tabelle 1. Gruppierung neurotoxischer Wirkungen, um ihre relative Stärke für die Feststellung von Neurotoxizität widerzuspiegeln

Niveau

Gruppierung

Erklärung/Beispiele

6

Morphologische Veränderungen

Morphologische Veränderungen umfassen Zelltod und Axonopathie sowie subzelluläre morphologische Veränderungen.

5

Neurologische Veränderungen

Neurologische Veränderungen umfassen auffällige Befunde bei neurologischen Untersuchungen einzelner Personen.

4

Physiologische/Verhaltensänderungen

Physiologische/Verhaltensänderungen umfassen experimentelle Befunde an Gruppen von Tieren oder Menschen, wie beispielsweise Änderungen der evozierten Potenziale und des EEG oder Änderungen in psychologischen und Verhaltenstests.

3

Biochemische Veränderungen

Biochemische Veränderungen umfassen Veränderungen relevanter biochemischer Parameter (z. B. Transmitterspiegel, GFA-Proteingehalt (glial fibrillary acidic protein) oder Enzymaktivitäten).

21

Irreversible, subjektive Symptome

Subjektive Symptome. Keine Hinweise auf Anomalien bei neurologischen, psychologischen oder anderen medizinischen Untersuchungen.

11

Reversible, subjektive Symptome

Subjektive Symptome. Keine Hinweise auf Anomalien bei neurologischen, psychologischen oder anderen medizinischen Untersuchungen.

1 Nur Menschen
Quelle: Modifiziert nach Simonsen et al. 1994.

In den Vereinigten Staaten sind zwischen 50,000 und 100,000 Chemikalien im Handel, und jedes Jahr werden 1,000 bis 1,600 neue Chemikalien zur Bewertung eingereicht. Mehr als 750 Chemikalien und mehrere Klassen oder Gruppen chemischer Verbindungen stehen im Verdacht, neurotoxisch zu sein (O'Donoghue 1985), aber die meisten Chemikalien wurden nie auf neurotoxische Eigenschaften getestet. Die meisten der heute verfügbaren bekannten neurotoxischen Chemikalien wurden durch Fallberichte oder durch Unfälle identifiziert.

Obwohl neurotoxische Chemikalien häufig für bestimmte Verwendungszwecke hergestellt werden, kann die Exposition aus mehreren Quellen stammen – Verwendung in Privathaushalten, in der Landwirtschaft und in der Industrie oder durch verschmutztes Trinkwasser und so weiter. A priori feststehende Vorurteile darüber, welche neurotoxischen Verbindungen in welchen Berufen zu erwarten sind, sollten daher mit Vorsicht betrachtet werden, und die folgenden Zitate sollten als mögliche Beispiele angesehen werden, darunter einige der häufigsten neurotoxischen Chemikalien (Arlien-Søborg 1992; O 'Donoghue 1985; Spencer und Schaumburg 1980; WHO 1978).

Symptome der Neurotoxizität

Das Nervensystem reagiert im Allgemeinen ziemlich stereotyp auf die Exposition gegenüber neurotoxischen Substanzen Abbildung 1. Einige typische Syndrome sind unten angegeben.

Abbildung 1. Neurologische und Verhaltenseffekte der Exposition gegenüber neurotoxischen Chemikalien.

NER030T2

Polyneuropathie

Dies wird durch eine Beeinträchtigung der motorischen und sensorischen Nervenfunktion verursacht, die zu einer Schwäche der Muskulatur führt, wobei die Paresen normalerweise peripher in den oberen und unteren Extremitäten (Hände und Füße) am ausgeprägtesten sind. Vorangehende oder gleichzeitige Parästhesien (Kribbeln oder Taubheitsgefühl in den Fingern und Zehen) können auftreten. Dies kann zu Schwierigkeiten beim Gehen oder bei der Feinkoordination von Händen und Fingern führen. Schwermetalle, Lösungsmittel und Pestizide können neben anderen Chemikalien zu einer solchen Behinderung führen, auch wenn der toxische Mechanismus dieser Verbindungen völlig anders sein kann.

Enzephalopathie

Dies wird durch eine diffuse Beeinträchtigung des Gehirns verursacht und kann zu Müdigkeit führen; Beeinträchtigung des Lernens, des Gedächtnisses und der Konzentrationsfähigkeit; Angst, Depression, erhöhte Reizbarkeit und emotionale Instabilität. Solche Symptome können sowohl auf eine frühe diffuse degenerative Hirnerkrankung als auch auf eine berufsbedingte chronische toxische Enzephalopathie hinweisen. Oft können auch eine erhöhte Häufigkeit von Kopfschmerzen, Schwindel, Veränderungen des Schlafmusters und eine verminderte sexuelle Aktivität in den frühen Stadien der Krankheit vorhanden sein. Solche Symptome können sich nach längerer, geringer Exposition gegenüber verschiedenen Chemikalien wie Lösungsmitteln, Schwermetallen oder Schwefelwasserstoff entwickeln und werden auch bei mehreren Demenzerkrankungen beobachtet, die nicht mit der Arbeit zusammenhängen. In einigen Fällen können spezifischere neurologische Symptome beobachtet werden (z. B. Parkinsonismus mit Zittern, Muskelsteifheit und Verlangsamung der Bewegungen oder zerebelläre Symptome wie Zittern und verminderte Koordination von Handbewegungen und Gang). Solche Krankheitsbilder können nach Exposition gegenüber bestimmten Chemikalien wie Mangan oder MPTP (1-Methyl-4-Phenyl-1,2,3,6-Tetrahydropyridin) im ersteren Zustand und Toluol oder Quecksilber im letzteren Zustand beobachtet werden.

Gase

Eine Vielzahl von Chemikalien mit völlig unterschiedlichen chemischen Strukturen sind bei Normaltemperatur Gase und haben sich als neurotoxisch erwiesen Tabelle 3. Einige von ihnen sind selbst in sehr geringen Dosen extrem giftig und wurden sogar als Kampfgase verwendet (Phosgen und Cyanid); andere erfordern hohe Dosen über längere Zeiträume, um Symptome hervorzurufen (z. B. Kohlendioxid). Einige werden zur Vollnarkose verwendet (z. B. Lachgas); andere werden in großem Umfang in der Industrie und in Desinfektionsmitteln (z. B. Formaldehyd) verwendet. Erstere können nach wiederholter geringer Exposition irreversible Veränderungen im Nervensystem hervorrufen, letztere offenbar nur akute Symptome hervorrufen. Die Exposition in kleinen Räumen mit schlechter Belüftung ist besonders gefährlich. Einige der Gase sind geruchlos, was sie besonders gefährlich macht (z. B. Kohlenmonoxid). Wie in Tabelle 2 gezeigt, sind einige Gase wichtige Bestandteile in der industriellen Produktion, während andere das Ergebnis einer unvollständigen oder vollständigen Verbrennung sind (z. B. CO und CO2 beziehungsweise). Dies ist in Bergbau, Stahlwerken, Kraftwerken usw. zu beobachten, kann aber auch in Privathäusern mit unzureichender Belüftung auftreten. Wesentlich für die Behandlung ist es, die weitere Exposition zu stoppen und frische Luft oder Sauerstoff und in schweren Fällen künstliche Beatmung bereitzustellen.

Tabelle 2. Mit neurotoxischen Wirkungen assoziierte Gase

Chemical

Beispiele für Expositionsquellen

Ausgewählte Branchen in Gefahr

Effekte1

Kohlendioxid (CO2 )

Schweißen; Fermentation; Herstellung, Lagerung und Verwendung von Trockeneis

Metallindustrie; Bergbau; Brauereien

M: Gefäße erweitern

A: Kopfschmerzen; Dyspnoe; Tremor; Bewusstseinsverlust

C: Kaum etwas

Kohlenmonoxid (CO)

Autoreparatur; Schweißen; Metallschmelzen; Treiber; Feuerwehrleute

Metallindustrie; Bergbau; Transport; Kraftwerk

M: Sauerstoffentzug

A: Kopfschmerzen; Schläfrigkeit; Bewusstseinsverlust

Schwefelwasserstoff (H2S)

Begasung von Gewächshäusern; düngen; Fischer; Entladen von Fischen; Abwasserbehandlung

Landwirtschaft; Angeln; Kanalarbeiten

M: Blockieren des oxidativen Stoffwechsels

A: Bewusstlosigkeit

C: Enzephalopathie

Cyanid (HCN)

Elektroschweißen; galvanische Oberflächenbehandlung mit Nickel; Kupfer und Silber; Begasung von Schiffen, Häusern, Lebensmitteln und Erde in Gewächshäusern

Metallindustrie; Chemieindustrie; Kindergarten; Bergbau; Gaswerk

M: Blockierung von Atmungsenzymen

A: Dyspnoe; fallender Blutdruck; Krämpfe; Bewusstseinsverlust; Tod

C: Enzephalopathie; Ataxia; Neuropathie (z. B. nach dem Verzehr von Cavasava)

Berufsunfähigkeit ungewiss

Lachgas (N2O)

Vollnarkose während der Operation; leichte Narkose bei Zahnpflege und Entbindung

Krankenhäuser (Anästhesie); Zahnärzte; Hebamme

M: Akute Veränderung der Nervenzellmembran; Degeneration von Nervenzellen nach Langzeitexposition

A: Benommenheit; Schläfrigkeit; Bewusstseinsverlust

C: Taubheit von Fingern und Zehen; reduzierte Koordination; Enzephalopathie

1 M: Mechanismus; A: akute Wirkungen; C: chronische Wirkungen.
Neuropathie: Funktionsstörung motorischer und sensorischer peripherer Nervenfasern.
Enzephalopathie: Funktionsstörung des Gehirns aufgrund einer generalisierten Beeinträchtigung des Gehirns.
Ataxie: beeinträchtigte motorische Koordination.

 

Metallindustrie

In der Regel steigt die Toxizität von Metallen mit zunehmendem Atomgewicht, wobei Blei und Quecksilber besonders giftig sind. Metalle kommen in der Natur normalerweise in geringen Konzentrationen vor, aber in bestimmten Branchen werden sie in großen Mengen verwendet (siehe Tabelle 3) und können ein Berufsrisiko für die Arbeitnehmer darstellen. Darüber hinaus werden erhebliche Mengen an Metallen im Abwasser gefunden und können zu Umweltrisiken für die Anwohner in der Nähe der Anlagen, aber auch in größerer Entfernung führen. Oft werden die Metalle (oder zum Beispiel organische Quecksilberverbindungen) in die Nahrungskette aufgenommen und reichern sich in Fischen, Vögeln und Tieren an, was ein Risiko für Verbraucher darstellt. Die Toxizität und die Art und Weise, wie die Metalle vom Organismus verarbeitet werden, können von der chemischen Struktur abhängen. Reine Metalle können durch Einatmen oder Hautkontakt von Dämpfen (Quecksilber) und/oder kleinen Partikeln (Blei) oder oral (Blei) aufgenommen werden. Anorganische Quecksilberverbindungen (zB HgCl2) werden hauptsächlich durch den Mund aufgenommen, während organische Metallverbindungen (z. B. Tetraethylblei) hauptsächlich durch Einatmen oder durch Hautkontakt aufgenommen werden. Die Körperbelastung kann sich bis zu einem gewissen Grad in der Metallkonzentration im Blut oder Urin widerspiegeln. Dies ist die Grundlage für das biologische Monitoring. Bei der Behandlung ist zu beachten, dass insbesondere Blei nur sehr langsam aus Ablagerungen im Körper freigesetzt wird. Die Menge an Blei in Knochen wird normalerweise über 50 Jahre nur um 10 % reduziert. Diese Freisetzung kann durch die Verwendung von Chelatbildnern beschleunigt werden: BAL (Dimercapto-1-propanol), Ca-EDTA oder Penicillamin.

Tabelle 3. Mit Neurotoxizität assoziierte Metalle und ihre anorganischen Verbindungen

Chemical

Beispiele für Expositionsquellen

Ausgewählte Branchen in Gefahr

Effekte1

Führen (Lead)

Schmelzen; Löten; Schleif; Reparatur; Verglasung; Weichmacher

Metallarbeiten; Bergbau; Speicheranlagen; Autoreparatur; Werften; Glasarbeiter; Keramik; Keramik; Plastik

M: Beeinträchtigung des oxidativen Stoffwechsels von Nervenzellen und Glia

A: Bauchschmerzen; Kopfschmerzen; Enzephalopathie; Anfälle

C: Enzephalopathie; Polyneuropathie, einschließlich Fallhand

Quecksilber-Elementar

Elektrolyse; elektrische Instrumente (Gyroskop; Manometer; Thermometer; Batterie; Glühbirne; Röhren usw.); Amalgamfüllung

Chloralkali-Pflanzen; Bergbau; Elektronik; Zahnheilkunde; Polymerherstellung; Papier- und Zellstoffindustrie

M: Beeinträchtigung an mehreren Stellen in Nervenzellen

A: Lungenentzündung; Kopfschmerzen; beeinträchtigte Sprache

C: Zahnfleischentzündung; Appetitlosigkeit; Enzephalopathie; einschließlich Zittern; Reizbarkeit

Kalomel Hg2Cl2

 

Laboratories

A: Niedrige akute Toxizität, chronisch toxische Wirkungen, siehe oben

HgCl sublimieren2

Desinfektion

Krankenhäuser; Kliniken; Labore

M: Akute tubuläre und glomeruläre Nierendegeneration. Sehr giftig selbst in kleinen oralen Dosen, tödlich bis zu 30 mg/kg Gewicht

C: Siehe oben.

Mangan

Schmelzen (Stahllegierung); Schneiden; Schweißen in Stahl; trockene Batterien

Manganabbau; Stahl- und Aluminiumproduktion; Metallindustrie; Batterieproduktion; Chemieindustrie; Ziegelei

M: Nicht bekannt, mögliche Veränderungen von Dopamin und Katecholamin in den Basalganglien im Zentrum des Gehirns

A: Dysphorie

C: Enzephalopathie einschließlich Parkinsonismus; Psychose; Appetitlosigkeit; Reizbarkeit; Kopfschmerzen; die Schwäche

Aluminium

Metallurgie; Schleif; Polieren

Metallindustrie

M: Unbekannt

C: Möglicherweise Enzephalopathie

1 M: Mechanismus; A: akute Wirkungen; C: chronische Wirkungen.
Neuropathie: Funktionsstörung motorischer und sensorischer peripherer Nervenfasern.
Enzephalopathie: Funktionsstörung des Gehirns aufgrund einer generalisierten Beeinträchtigung des Gehirns.

 

Monomere

Monomere bilden eine große, heterogene Gruppe reaktiver Chemikalien, die für die chemische Synthese und Herstellung von Polymeren, Harzen und Kunststoffen verwendet werden. Monomere umfassen polyhalogenierte aromatische Verbindungen wie z p-Chlorbenzol und 1,2,4-Trichlorbenzol; ungesättigte organische Lösungsmittel wie Styrol und Vinyltoluol, Acrylamid und verwandte Verbindungen, Phenole, ɛ-Caprolactam und ζ-Aminobutyrolactam. Einige der weit verbreiteten neurotoxischen Monomere und ihre Wirkung auf das Nervensystem sind in Tabelle 3 aufgeführt. Eine berufliche Exposition gegenüber neurotoxischen Monomeren kann in Industrien stattfinden, die chemische Produkte und Kunststoffprodukte herstellen, transportieren und verwenden. Beim Umgang mit Polymeren, die Restmonomere enthalten, und beim Formen in Werften und Zahnkliniken findet eine erhebliche Exposition gegenüber neurotoxischen Monomeren statt. Bei Kontakt mit diesen Monomeren kann eine Aufnahme während der Inhalation (z. B. Schwefelkohlenstoff und Styrol) oder durch Hautkontakt (z. B. Acrylamid) erfolgen. Da Monomere eine heterogene Gruppe von Chemikalien sind, sind mehrere unterschiedliche Toxizitätsmechanismen wahrscheinlich. Dies spiegelt sich in Unterschieden in den Symptomen wider (Tabelle 4).

Tabelle 4. Neurotoxische Monomere

Compounds

Beispiele für Expositionsquellen

Ausgewählte Branchen in Gefahr

Effekte1

Acrylamid

Mitarbeiter, die dem Monomer ausgesetzt sind

Polymerherstellung; Tunnel- und Bohrarbeiten

M: Beeinträchtigter axonaler Transport

C: Polyneuropathie; Schwindel; Zittern und Ataxie

Acrylnitril

Unfälle in Labors und Industrien; Hausbegasung

Polymer- und Gummiherstellung; chemische Synthese

A: Übererregbarkeit; Speichelfluss; Erbrechen; Zyanose; Ataxia; Schwierigkeiten beim Atmen

Schwefelkohlenstoff

Herstellung von Gummi und Viskose

Gummi- und Viskoseindustrie

M: Eine Beeinträchtigung des axonalen Transports und der Enzymaktivität ist wahrscheinlich

C: Periphere Neuropathie; Enzephalopathie; Kopfschmerzen; Schwindel; Magen-Darm-Störungen

Styrol

Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffen; Monomerherstellung und -transport; Verwendung von styrolhaltigen Harzen und Beschichtungen

Chemieindustrie; Glasfaser-Produktion; Polymerindustrie

M: Unbekannt

A: Depression des zentralen Nervensystems; Kopfschmerzen

C: Polyneuropathie; Enzephalopathie; Schwerhörigkeit

Vinyltoluol

Harzproduktion; Insektizide Verbindungen

Chemie- und Polymerindustrie

C: Polyneuropathie; reduzierte motorische Nervenleitgeschwindigkeit

1 M: Mechanismus; A: akute Wirkungen; C: chronische Wirkungen.
Neuropathie: Funktionsstörung motorischer und sensorischer peripherer Nervenfasern.
Enzephalopathie: Funktionsstörung des Gehirns aufgrund einer generalisierten Beeinträchtigung des Gehirns.
Ataxie: beeinträchtigte motorische Koordination.

 

Organische Lösungsmittel

Organische Lösungsmittel ist eine gebräuchliche Bezeichnung für eine große Gruppe von mehr als 200 lipophilen chemischen Verbindungen, die in der Lage sind, Fette, Öle, Wachse, Harze, Gummi, Asphalt, Zellulosefäden und Kunststoffe zu lösen. Sie sind bei Raumtemperatur normalerweise Flüssigkeiten mit Siedepunkten unter 200 bis 250 °C und verdampfen leicht. Sie werden hauptsächlich über die Lunge aufgenommen, einige können aber auch die Haut durchdringen. Aufgrund ihrer Lipophilie werden sie in fettreiche Organe verteilt. So finden sich hohe Konzentrationen in Körperfett, Knochenmark, Leber und Gehirn, die ebenfalls als Lösungsmittelreservoirs fungieren können. Der Verteilungskoeffizient Oktanol/Wasser kann Aufschluss darüber geben, ob mit hohen Hirnkonzentrationen zu rechnen ist. Der Mechanismus der Toxizität ist noch nicht bekannt, aber es wurden mehrere Möglichkeiten ins Auge gefasst: Blockierung wichtiger Enzyme beim metabolischen Abbau von Glukose und damit Verringerung der für die neuronale Verarbeitung verfügbaren Energie; Verringerung der Energiebildung in den Mitochondrien; Veränderung neuronaler Membranen, was zu einer Beeinträchtigung der Ionenkanalfunktion führt; Verlangsamung des axonalen Flusses. Methylenchlorid wird zu CO verstoffwechselt, das den Sauerstofftransport im Blut blockiert. Große Gruppen von Arbeitnehmern in den unterschiedlichsten Berufen sind täglich oder zumindest häufig exponiert (siehe Tabelle 5). In einigen Ländern ist der Verbrauch von organischen Lösungsmitteln in einigen Berufen aufgrund hygienischer Verbesserungen und Substitution zurückgegangen (z. B. Anstreicher, Arbeiter in der grafischen Industrie, Metallarbeiter), während sich in anderen Berufen das Expositionsmuster geändert hat, aber die Gesamtmenge an organischen Lösungsmitteln ist unverändert geblieben. Beispielsweise wurde Trichlorethylen durch 1,1,1-Trichlorethan und Freon ersetzt. So sind Lösemittel an vielen Arbeitsplätzen noch immer ein großes hygienisches Problem. Menschen sind besonders gefährdet, wenn sie in kleinen Räumen mit schlechter Belüftung und hohen Temperaturen exponiert sind, was die Verdunstung erhöht. Körperliche Arbeit erhöht die pulmonale Aufnahme von Lösungsmitteln. In mehreren Ländern (insbesondere in den nordischen Ländern) wurde Arbeitnehmern, die nach längerer Exposition gegenüber Lösungsmitteln in geringer Konzentration eine chronische toxische Enzephalopathie entwickelt haben, eine Entschädigung gewährt.

Tabelle 5. Mit Neurotoxizität assoziierte organische Lösungsmittel

Chemical

Beispiele für Expositionsquellen

Ausgewählte Branchen in Gefahr

Effekte1

Chlorierte Kohlenwasserstoffe: Trichlorethylen;

1,1,1-Trichlorethan; Tetrachlorethylen

Entfetten; Galvanik; malen; Drucken; Reinigung; Vollnarkose und leichte Anästhesie

Metallindustrie; grafische Industrie; elektronische Industrie; chemische Reinigungen; Anästhesisten

M: Unbekannt

A: Pränarkotische Symptome

C: Enzephalopathie; Polyneuropathie; Trigeminusaffektion (TRI); Schwerhörigkeit

Methylenchlorid

Extraktion, einschließlich Extraktion von Koffein; Farbentferner

Nahrungsmittelindustrie; Maler; grafische Industrie

M: Stoffwechsel ® CO

A: Pränarkotische Symptome; Koma

C: Enzephalopathie

Methylchlorid

Herstellung und Reparatur von Kühlschränken

Kühlschrank-Produktion; Gummiindustrie; Kunststoffindustrie

M: Unbekannt

A: Pränarkotische Symptome; Bewusstseinsverlust; Tod

C: Enzephalopathie

Toluol

Drucken; Reinigung; Entfetten; Galvanik; malen; Spritzlackierung

Grafische Industrie; elektronische Industrie

M: Unbekannt

A: Pränarkotische Symptome

C: Enzephalopathie; zerebelläre Dysfunktion; Polyneuropathie; Schwerhörigkeit; visuelle Störung

Xylen

Drucken; Synthese von Phthalsäureanhydrid; malen; histologische Laborverfahren

Grafische Industrie; Kunststoffindustrie; Histologische Laboratorien

M: Unbekannt

A: Pränarkotische Symptome

C: Enzephalopathie; visuelle Störung; Schwerhörigkeit

Styrol

Polymerisation; Formteil

Kunststoffindustrie; Glasfaserproduktion

M: Unbekannt

A: Pränarkotische Symptome

C: Enzephalopathie; Polyneuropathie; Schwerhörigkeit

Hexacarbone: n-Hexan;

Methylbutylketon (MBK);

Methylethylketon (MEK)

Kleben; Drucken; Kunststoffbeschichtung; malen; Extraktion

Leder- und Schuhindustrie; grafische Industrie; Maler; Labore

M: Beeinträchtigung des axonalen Transports

A: Pränarkotisch

C: Polyneuropathie; Enzephalopathie

Verschiedene Lösungsmittel: Freon 113

Herstellung und Reparatur von Kühlschränken; chemische Reinigung; Entfetten

Kühlschrank-Produktion; Metallindustrie; elektronische Industrie; chemische Reinigung

M: Unbekannt

A: Leichte pränarkotische Symptome

C: Enzephalopathie

Diethylether; Halothan

Allgemeinanästhesie (Krankenschwestern; Ärzte)

Krankenhäuser; Kliniken

M: Unbekannt

A: Pränarkotische Symptome

C: Enzephalopathie

Schwefelkohlenstoff

Siehe Monomere

Siehe Monomere

Siehe Monomere

Mischungen: Testbenzin und Verdünnung

Malen; Entfetten; Reinigung; Drucken; Imprägnierung; Oberflächenbehandlung

Metallindustrie; grafische Industrie; Holzindustrie; Maler

M: Unbekannt

A: Pränarkotische Symptome

C: Enzephalopathie

 1 M: Mechanismus; A: akute Wirkungen; C: chronische Wirkungen.

Neuropathie: Funktionsstörung motorischer und sensorischer peripherer Nervenfasern.
Enzephalopathie: Funktionsstörung des Gehirns aufgrund einer generalisierten Beeinträchtigung des Gehirns

 

Pestizide

Pestizide wird als Oberbegriff für jede Chemikalie verwendet, die dazu bestimmt ist, Gruppen von Pflanzen oder Tieren zu töten, die eine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellen oder wirtschaftliche Verluste verursachen können. Es umfasst Insektizide, Fungizide, Rodentizide, Begasungsmittel und Herbizide. Ungefähr 5 Milliarden Pfund Pestizidprodukte, die aus mehr als 600 Pestizidwirkstoffen bestehen, werden jährlich weltweit in der Landwirtschaft verwendet. Organophosphor-, Carbamat- und Organochlor-Pestizide haben zusammen mit Pyrethroiden, Chlorphenoxy-Herbiziden und organischen Metallverbindungen, die als Fungizide verwendet werden, neurotoxische Eigenschaften (Tabelle 6). Unter den vielen verschiedenen Chemikalien, die als Rodentizide verwendet werden, sind einige (z. B. Strychnin, Zinkphosphid und Thallium) auch neurotoxisch. Die berufliche Exposition gegenüber neurotoxischen Pestiziden ist hauptsächlich mit landwirtschaftlichen Arbeiten wie dem Umgang mit Pestiziden und der Arbeit mit behandelten Pflanzen verbunden, aber Kammerjäger, Mitarbeiter in der Pestizidherstellung und -formulierung, Straßen- und Eisenbahnarbeiter sowie Arbeiter in Gewächshäusern, Forstwirtschaft und Baumschulen können einem erheblichen Risiko ausgesetzt sein auch neurotoxischen Pestiziden ausgesetzt zu sein. Kinder, die einen erheblichen Teil der landwirtschaftlichen Arbeitskräfte ausmachen, sind besonders gefährdet, da ihr Nervensystem noch nicht voll entwickelt ist. Die akuten Wirkungen von Pestiziden sind im Allgemeinen gut beschrieben, und lang anhaltende Wirkungen bei wiederholter Exposition oder einmaliger Exposition in hoher Dosis werden oft beobachtet (Tabelle 6), aber die Wirkung einer wiederholten subklinischen Exposition ist ungewiss.

Tabelle 6. Klassen üblicher neurotoxischer Pestizide, Exposition, Wirkungen und damit verbundene Symptome

Compounds

Beispiele für Expositionsquellen

Ausgewählte Branchen in Gefahr

Effekte1

Organo-Phosphor-Verbindungen: Beomyl; Dämon; Dichlorvos; Ethylparathion; Mevinphos; Phosfolan; Terbufos; Malathion

Handhabung; Behandlung von Feldfrüchten; Arbeiten mit behandelten Pflanzen; Hafenarbeiter

Landwirtschaft; Forstwirtschaft; chemisch; Gartenarbeit

M: Acetylcholinesterase-Hemmung

A: Hyperaktivität; neuromuskuläre Lähmung; Sehbehinderung; Atembeschwerden; Unruhe; die Schwäche; Erbrechen; Krämpfe

Carbamate: Aldicarb; Carbaryl; Carbofuran; Propoxur

   

M: Axonopathie mit verzögerter Neurotoxizität2

C: Polyneuropathie; Taubheit und Kribbeln in den Füßen; Muskelschwäche; sensorische Störung; Lähmung

Organochlor: Aldrin; Dieldrin; DDT; Endrin; Heptachlor; Lindan; Methoxychlor; Mirex; Toxaphen

Siehe oben

Siehe oben

A: Erregbarkeit; Auffassung; Schwindel; Kopfschmerzen; Verwirrtheit; Gleichgewichtsverlust; die Schwäche; Ataxia; Zittern; Krämpfe; Koma

C: Enzephalopathie

Pyrethroiden

Siehe oben

Siehe oben

M: Änderung des Flusses von Natriumionen durch die Nervenzellmembran

A: Wiederholtes Feuern der Nervenzelle; Tremor; Konvulsion

2,4-D

Herbizid

Landwirtschaft

C: Polyneuropathie

Triethylzinnhydroxid

Oberflächenbehandlung; Umgang mit behandeltem Holz

Holz und Holzprodukte

A: Kopfschmerzen; die Schwäche; Lähmung; Sehstörungen

C: Polyneuropathie; ZNS-Effekte

Methylbromid

Ausräuchern

Gewächshäuser; Insektizid; Herstellung von Kühlschränken

M: Unbekannt

A: Seh- und Sprachstörungen; Delirium; Konvulsion

C: Enzephalopathie

1 M: Mechanismus; A: akute Wirkungen; C: chronische Wirkungen.
Neuropathie: Funktionsstörung motorischer und sensorischer peripherer Nervenfasern.
Enzephalopathie: Funktionsstörung des Gehirns aufgrund einer generalisierten Beeinträchtigung des Gehirns.
Ataxie: beeinträchtigte motorische Koordination.
2 Hauptsächlich Phosphate oder Phosphonate.

 

Andere Chemikalien

Mehrere verschiedene Chemikalien, die nicht in die oben genannten Gruppen passen, besitzen ebenfalls Neurotoxizität. Einige davon werden als Pestizide, aber auch in verschiedenen industriellen Prozessen verwendet. Einige haben gut dokumentierte akute und chronische neurotoxische Wirkungen; andere haben offensichtliche akute Wirkungen, aber die chronischen Wirkungen sind nur unzureichend untersucht. Beispiele für diese Chemikalien, ihre Verwendungen und Wirkungen sind in Tabelle 7 aufgeführt.

Tabelle 7. Andere mit Neurotoxizität assoziierte Chemikalien

Chemical

Beispiele für Expositionsquellen

Ausgewählte Branchen in Gefahr

Effekte1

Borsäure

Schweißen; Flussmittel; Erhaltung

Metall; Glas

A: Delirium; Konvulsion

C: ZNS-Depression.

Disulfiram

Biowissenschaften

Gummi

C: Ermüdung; periphere Neuropathie; Schläfrigkeit

Hexachlorophen

Antibakterielle Seifen

Chemical

C: ZNS-Ödem; Schädigung der peripheren Nerven

Hydrazin

Reduktionsmittel

Chemisch; Heer

A: Aufregung; Appetitlosigkeit; Tremor; Konvulsion

Phenol/Kresol

Antiseptika

Kunststoffe; Harze; chemisch; Krankenhäuser; Labore

M: Denaturiert Proteine ​​und Enzyme

A: Reflexverlust; die Schwäche; Tremor; Schwitzen; Koma

C: Appetitlosigkeit; Geistesstörung; Klingeln in den Ohren

Pyridin

Ethanol-Denaturierung

Chemisch; Textil-

A: ZNS-Depression; mentale Depression; Ermüdung; Appetitverlust

C: Reizbarkeit; Schlafstörungen; Polyneuropathie; doppeltes Sehen

Tetraethyl Blei

Benzinzusatz

Chemisch; Transport

C: Reizbarkeit; die Schwäche; Tremor; Sehschwierigkeiten

Arsin

Batterien; Insektizid; schmelzen

Schmelzen; Glasarbeiten; Keramik; Herstellung von Papier

M: Beeinträchtigung der Enzymfunktion

A: Reduzierte Empfindung; Parese; Konvulsion; Koma

C: Motorische Beeinträchtigung; Ataxia; Verlust des Vibrationsgefühls; Polyneuropathie

Lithium

Ölzusatz; pharmazeutisch

Petrochemischer Markt

A / C: Appetitlosigkeit; Klingeln in den Ohren; verschwommenes Sehen; Tremor; Ataxia

Selenium

Schmelzen; Herstellung von Gleichrichtern; Vulkanisation; Schneidöle; Antioxidans

Elektronisch; Glashütten; Metallindustrie; Gummiindustrie

A: Delirium; Anosmie

C: Geruch nach Knoblauch; Polyneuropathie; Nervosität

Thallium

Rodentizid

Glas; Glasprodukte

A: Appetitverlust; Müdigkeit; Schläfrigkeit; metallischer Geschmack; Taubheit; Ataxia

Tellur

Schmelzen; Gummi-Produktion; Katalysator

Metall; chemisch; Gummi; elektronisch

A: Kopfschmerzen; Schläfrigkeit; Neuropathie

C: Geruch nach Knoblauch; metallischer Geschmack; Parkinsonismus; Depression

Vanadium

Schmelzen

Bergbau; Stahlproduktion; Chemieindustrie

A: Appetitverlust; Klingeln in den Ohren; Schläfrigkeit, Zittern

C: Depression; Tremor; Blindheit

1 M: Mechanismus; A: akute Wirkungen; C: chronische Wirkungen.
Neuropathie: Funktionsstörung motorischer und sensorischer peripherer Nervenfasern.
Enzephalopathie: Funktionsstörung des Gehirns aufgrund einer generalisierten Beeinträchtigung des Gehirns.
Ataxie: beeinträchtigte motorische Koordination

 

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Das aktuelle Wissen über die kurz- und langfristigen Manifestationen einer Exposition gegenüber neurotoxischen Substanzen stammt aus experimentellen Tierstudien und Humankammerstudien, epidemiologischen Studien an aktiven und pensionierten und/oder kranken Arbeitern, klinischen Studien und Berichten sowie Großkatastrophen , wie jene, die in Bhopal nach einem Leck von Methylisocyanat und in Minamata aufgrund einer Methylquecksilbervergiftung auftraten.

Die Exposition gegenüber neurotoxischen Stoffen kann Sofortwirkungen (akut) und/oder Langzeitwirkungen (chronisch) hervorrufen. In beiden Fällen können die Wirkungen reversibel sein und mit der Zeit nach Verringerung oder Beendigung der Exposition verschwinden oder zu dauerhaften, irreversiblen Schäden führen. Die Schwere der akuten und chronischen Beeinträchtigung des Nervensystems hängt von der Expositionsdosis ab, die sowohl die Menge als auch die Dauer der Exposition umfasst. Wie Alkohol und Freizeitdrogen können viele neurotoxische Substanzen anfangs erregend sein, ein Gefühl von Wohlbefinden oder Euphorie hervorrufen und/oder motorische Funktionen beschleunigen; Wenn die Dosis mengenmäßig oder zeitlich zunimmt, werden dieselben Neurotoxine das Nervensystem dämpfen. In der Tat wird Narkose (ein Zustand der Benommenheit oder Betäubung) durch eine große Anzahl neurotoxischer Substanzen hervorgerufen, die bewusstseinsverändernd sind und das zentrale Nervensystem schwächen.

Akute Vergiftung

Akute Wirkungen spiegeln die unmittelbare Reaktion auf die chemische Substanz wider. Die Schwere der Symptome und daraus resultierenden Störungen hängt von der Menge ab, die das Nervensystem erreicht. Bei leichter Exposition sind die akuten Wirkungen mild und vorübergehend und verschwinden, wenn die Exposition aufhört. Kopfschmerzen, Müdigkeit, Benommenheit, Konzentrationsschwierigkeiten, Trunkenheitsgefühle, Euphorie, Reizbarkeit, Schwindel und verlangsamte Reflexe sind die Arten von Symptomen, die auftreten, wenn man neurotoxischen Chemikalien ausgesetzt ist. Obwohl diese Symptome reversibel sind, treten die Symptome auch wieder auf, wenn die Exposition Tag für Tag wiederholt wird. Da die neurotoxische Substanz nicht sofort aus dem Körper ausgeschieden wird, können die Symptome auch nach der Arbeit bestehen bleiben. Gemeldete Symptome an einem bestimmten Arbeitsplatz spiegeln gut eine chemische Störung des Nervensystems wider und sollten als Warnsignal für eine mögliche Überexposition betrachtet werden; es sollten vorbeugende Maßnahmen zur Reduzierung der Exposition eingeleitet werden.

Wenn die Exposition sehr hoch ist, wie es bei Verschüttungen, Lecks, Explosionen und anderen Unfällen vorkommen kann, sind die Symptome und Anzeichen einer Vergiftung schwächend (starke Kopfschmerzen, geistige Verwirrtheit, Übelkeit, Schwindel, Koordinationsstörungen, verschwommenes Sehen, Bewusstlosigkeit); Wenn die Exposition hoch genug ist, können die Auswirkungen langanhaltend sein und möglicherweise zu Koma und Tod führen.

Akute pestizidbedingte Erkrankungen sind bei Landarbeitern in Lebensmittel produzierenden Ländern, wo große Mengen toxischer Substanzen als Insektizide, Fungizide, Nematizide und Herbizide verwendet werden, weit verbreitet. Organophosphate, Carbamate, Organochlorine, Pyrethrum, Pyrethrin, Paraquat und Diquat gehören zu den Hauptkategorien von Pestiziden; Es gibt jedoch Tausende von Pestizidformulierungen, die Hunderte verschiedener Wirkstoffe enthalten. Einige Pestizide wie Maneb enthalten Mangan, während andere in organischen Lösungsmitteln gelöst sind. Zusätzlich zu den oben genannten Symptomen kann eine akute Organophosphat- und Carbamatvergiftung von Speichelfluss, Inkontinenz, Krämpfen, Muskelzuckungen, Durchfall, Sehstörungen sowie Atembeschwerden und Herzrasen begleitet sein; diese resultieren aus einem Überschuss des Neurotransmitters Acetylcholin, der auftritt, wenn diese Substanzen eine Chemikalie namens Cholinesterase angreifen. Die Cholinesterase im Blut nimmt proportional zum Grad der akuten Organophosphat- oder Carbamatvergiftung ab.

Bei manchen Substanzen, wie z. B. Organophosphor-Pestiziden und Kohlenmonoxid, kann eine hochgradige akute Exposition zu einer verzögerten Verschlechterung bestimmter Teile des Nervensystems führen. Bei Ersterem können einige Wochen nach der Exposition Taubheit und Kribbeln, Schwäche und Ungleichgewicht auftreten, während bei Letzterem eine verzögerte neurologische Verschlechterung mit Symptomen von geistiger Verwirrtheit, Ataxie, motorischer Koordinationsstörung und Parese eintreten kann. Wiederholte akute Episoden hoher Kohlenmonoxidspiegel wurden mit Parkinsonismus im späteren Leben in Verbindung gebracht. Es ist möglich, dass eine hohe Exposition gegenüber bestimmten neurotoxischen Chemikalien mit einem erhöhten Risiko für neurodegenerative Erkrankungen im späteren Leben einhergeht.

Chronische Vergiftung

Die Erkenntnis der Gefahren neurotoxischer Chemikalien hat viele Länder dazu veranlasst, die zulässigen Belastungsgrenzen zu reduzieren. Für die meisten Chemikalien ist jedoch noch unbekannt, bei welcher Konzentration keine nachteiligen Auswirkungen bei längerer Exposition auftreten. Die wiederholte Exposition gegenüber niedrigen bis mittleren Konzentrationen neurotoxischer Substanzen über viele Monate oder Jahre hinweg kann die Funktionen des Nervensystems auf heimtückische und fortschreitende Weise verändern. Fortgesetzte Eingriffe in molekulare und zelluläre Prozesse führen zu langsamen Veränderungen neurophysiologischer und psychologischer Funktionen, die in den frühen Stadien unbemerkt bleiben können, da in den Schaltkreisen des Nervensystems große Reserven vorhanden sind und Schäden in den ersten Stadien durch neues Lernen kompensiert werden können.

Daher wird eine anfängliche Schädigung des Nervensystems nicht notwendigerweise von funktionellen Störungen begleitet und kann reversibel sein. Mit fortschreitendem Schaden werden jedoch Symptome und Anzeichen, die oft unspezifischer Natur sind, offensichtlich, und Personen können einen Arzt aufsuchen. Schließlich kann die Beeinträchtigung so schwerwiegend werden, dass sich ein klares, im Allgemeinen irreversibles klinisches Syndrom manifestiert.

Abbildung 1 schematisiert das Kontinuum der gesundheitlichen Verschlechterung im Zusammenhang mit der Exposition gegenüber neurotoxischen Substanzen. Das Fortschreiten der neurotoxischen Dysfunktion hängt sowohl von der Dauer als auch von der Konzentration der Exposition (Dosis) ab und kann durch andere Faktoren am Arbeitsplatz, den individuellen Gesundheitszustand und die Anfälligkeit sowie den Lebensstil beeinflusst werden, insbesondere durch Alkoholkonsum und die Exposition gegenüber neurotoxischen Substanzen, die bei Hobbys verwendet werden, wie z Klebstoffe für die Möbelmontage oder den Kunststoffmodellbau, Farben und Farbentferner.

Abbildung 1. Gesundheitsverschlechterung auf einem Kontinuum mit zunehmender Dosierung

NER040F1

Es werden verschiedene Strategien zur Identifizierung neurotoxinbedingter Krankheiten bei einzelnen Arbeitern und zur Überwachung einer frühen Verschlechterung des Nervensystems bei aktiven Arbeitern angewandt. Die klinische Diagnose stützt sich auf eine Konstellation von Anzeichen und Symptomen, die mit der Kranken- und Expositionsgeschichte einer Person gekoppelt sind; Andere Ursachen als die Exposition müssen systematisch ausgeschlossen werden. Für die Überwachung der frühen Dysfunktion bei aktiven Arbeitern ist das Gruppenportrait der Dysfunktion wichtig. Meistens ist das für die Gruppe beobachtete Dysfunktionsmuster dem klinisch bei der Krankheit beobachteten Muster der Beeinträchtigung ähnlich. Es ist ungefähr so, als würde man frühe, leichte Veränderungen zusammenfassen, um ein Bild davon zu erhalten, was mit dem Nervensystem passiert. Das Muster oder Profil der gesamten frühen Reaktion liefert einen Hinweis auf die Spezifität und die Art der Wirkung der jeweiligen neurotoxischen Substanz oder Mischung. An Arbeitsplätzen mit potenzieller Exposition gegenüber neurotoxischen Stoffen kann sich die Gesundheitsüberwachung von Arbeitnehmergruppen als besonders nützlich für die Prävention und Maßnahmen am Arbeitsplatz erweisen, um die Entwicklung schwererer Erkrankungen zu vermeiden (siehe Abbildung 2). Weltweit durchgeführte Arbeitsplatzstudien mit aktiven Arbeitern, die bestimmten neurotoxischen Substanzen oder Mischungen verschiedener Chemikalien ausgesetzt waren, haben wertvolle Informationen über frühe Manifestationen von Funktionsstörungen des Nervensystems in Gruppen von exponierten Arbeitern geliefert.

Abbildung 2. Neurotoxizität am Arbeitsplatz verhindern.

NER090F1

Frühe Symptome einer chronischen Vergiftung

Veränderte Stimmungszustände sind meistens die ersten Symptome der anfänglichen Veränderungen in der Funktion des Nervensystems. Reizbarkeit, Euphorie, plötzliche Stimmungsschwankungen, übermäßige Müdigkeit, feindselige Gefühle, Ängstlichkeit, Depression und Anspannung gehören zu den Stimmungszuständen, die am häufigsten mit neurotoxischen Expositionen in Verbindung gebracht werden. Andere Symptome sind Gedächtnisprobleme, Konzentrationsschwierigkeiten, Kopfschmerzen, verschwommenes Sehen, Trunkenheitsgefühle, Schwindel, Langsamkeit, Kribbeln in Händen oder Füßen, Libidoverlust und so weiter. Obwohl diese Symptome in den frühen Stadien normalerweise nicht stark genug sind, um die Arbeit zu beeinträchtigen, spiegeln sie ein vermindertes Wohlbefinden wider und beeinträchtigen die Fähigkeit, familiäre und soziale Beziehungen in vollem Umfang zu genießen. Aufgrund der unspezifischen Natur dieser Symptome neigen Arbeitnehmer, Arbeitgeber und Arbeitsmediziner häufig dazu, sie zu ignorieren und nach anderen Ursachen als der Exposition am Arbeitsplatz zu suchen. Tatsächlich können solche Symptome zu einer bereits schwierigen persönlichen Situation beitragen oder diese verschlimmern.

An Arbeitsplätzen, an denen neurotoxische Substanzen verwendet werden, sollten sich Arbeitnehmer, Arbeitgeber und Arbeitsschutzpersonal besonders der Symptomatologie einer frühen Vergiftung bewusst sein, die auf eine Anfälligkeit des Nervensystems gegenüber einer Exposition hinweist. Für Arbeitsplatzstudien und die Überwachung von Arbeitsplätzen, an denen neurotoxische Substanzen verwendet werden, wurden Symptomfragebögen entwickelt. Tabelle 1 enthält ein Beispiel für einen solchen Fragebogen.

 


Tabelle 1. Checkliste für chronische Symptome

 

Symptome, die im letzten Monat aufgetreten sind

1. Sind Sie aufgrund der Art von Aktivität, die Sie ausüben, leichter ermüdet als erwartet?

2. Haben Sie sich benommen oder schwindelig gefühlt?

3. Hatten Sie Konzentrationsschwierigkeiten?

4. Waren Sie verwirrt oder desorientiert?

5. Hatten Sie Probleme, sich an Dinge zu erinnern?

6. Haben Ihre Angehörigen bemerkt, dass Sie Probleme haben, sich an Dinge zu erinnern?

7. Mussten Sie sich Notizen machen, um sich an Dinge zu erinnern?

8. Ist es Ihnen schwer gefallen, die Bedeutung von Zeitungen zu verstehen?

9. Haben Sie sich gereizt gefühlt?

10. Haben Sie sich deprimiert gefühlt?

11. Hatten Sie Herzklopfen, auch wenn Sie sich nicht anstrengen?

12. Hatten Sie einen Anfall?

13. Haben Sie öfter als sonst geschlafen?

14. Hatten Sie Schwierigkeiten beim Einschlafen?

15. Wurden Sie von Koordinationsstörungen oder Gleichgewichtsverlust geplagt?

16. Hatten Sie Muskelkraftverlust in Ihren Beinen oder Füßen?

17. Hatten Sie Muskelkraftverlust in Ihren Armen oder Händen?

18. Hatten Sie Schwierigkeiten, Ihre Finger zu bewegen oder Dinge zu greifen?

19. Hatten Sie Taubheit und Kribbeln in den Fingern, die länger als einen Tag anhielten?

20. Hatten Sie ein Taubheitsgefühl in den Händen und ein Kribbeln in den Zehen, das länger als einen Tag anhielt?

21. Hatten Sie mindestens einmal pro Woche Kopfschmerzen?

22. Hatten Sie Schwierigkeiten, von der Arbeit nach Hause zu fahren, weil Sie sich schwindelig oder müde fühlten?

23. Haben Sie sich von den bei der Arbeit verwendeten Chemikalien „high“ gefühlt?

24. Hatten Sie eine geringere Alkoholtoleranz (brauchen Sie weniger, um betrunken zu werden)?

Quelle: Entnommen aus Johnson 1987.


 

Frühe motorische, sensorische und kognitive Veränderungen bei chronischer Vergiftung

Mit zunehmender Exposition können bei Arbeitern, die neurotoxischen Substanzen ausgesetzt sind, Veränderungen der motorischen, sensorischen und kognitiven Funktionen beobachtet werden, die keine klinischen Anzeichen einer Anomalie aufweisen. Da das Nervensystem komplex ist und bestimmte Bereiche anfällig für bestimmte Chemikalien sind, während andere empfindlich auf die Wirkung einer großen Anzahl toxischer Stoffe reagieren, kann ein breites Spektrum von Funktionen des Nervensystems durch einen einzelnen toxischen Stoff oder eine Mischung davon beeinträchtigt werden Neurotoxine. Reaktionszeit, Hand-Augen-Koordination, Kurzzeitgedächtnis, visuelles und auditives Gedächtnis, Aufmerksamkeit und Wachsamkeit, manuelle Geschicklichkeit, Wortschatz, Aufmerksamkeitswechsel, Griffstärke, Motorgeschwindigkeit, Handstabilität, Stimmung, Farbsehen, vibrotaktile Wahrnehmung, Hören und Riechen gehören zu den vielen Funktionen, die nachweislich durch verschiedene neurotoxische Substanzen verändert werden.

Wichtige Informationen über die Art der frühen Defizite, die sich aus der Exposition ergeben, wurden durch den Vergleich der Leistung zwischen exponierten und nicht exponierten Arbeitnehmern und in Bezug auf das Ausmaß der Exposition geliefert. Anger (1990) bietet einen ausgezeichneten Überblick über die Forschung zum neurologischen Verhalten am Arbeitsplatz bis 1989. Tabelle 2, die diesem Artikel entnommen wurde, liefert ein Beispiel für die Art von neurofunktionellen Defiziten, die in Gruppen von aktiven Arbeitern, die einigen der am meisten ausgesetzt waren, beständig beobachtet wurden gängige neurotoxische Substanzen.

Tabelle 2. Kontinuierliche neurofunktionelle Wirkungen von Expositionen am Arbeitsplatz gegenüber einigen führenden neurotoxischen Substanzen

 

Gemischte organische Lösungsmittel

Schwefelkohlenstoff

Styrol

Organophos-
phate

Führen (Lead)

Merkur

Erwerb

+

 

 

+

 

Beeinflussen

+

 

+

 

+

 

Kategorisierung

+

 

 

 

 

 

Programmierung

+

+

 

 

+

+

Farbsehen

+

 

+

 

 

 

Konzeptverschiebung

+

 

 

 

 

 

Ablenkbarkeit

 

 

 

 

+

 

Intelligenz

+

+

 

+

+

+

Memory

+

+

+

+

+

+

Motor Koordination

+

+

+

 

+

+

Motordrehzahl

+

+

+

 

+

+

Nahezu visuelle Kontrastempfindlichkeit

+

 

 

 

 

 

Geruchswahrnehmungsschwelle

+

 

 

 

 

 

Geruchsidentifikation

+

 

 

 

+

 

Persönlichkeit

+

+

 

 

 

+

Räumliche Beziehungen

+

+

 

 

+

 

Vibrotaktile Schwelle

+

 

 

+

 

+

Wachsamkeit

+

+

 

 

+

 

Sichtfeld

 

 

 

 

+

+

Wortschatz

 

 

 

 

+

 

Quelle: Adaptiert von Anger 1990.

Obwohl der Verlust in diesem Stadium des Kontinuums von Wohlbefinden zu Krankheit nicht im klinisch abnormalen Bereich liegt, können mit solchen Veränderungen gesundheitliche Folgen verbunden sein. Zum Beispiel können eine verminderte Wachsamkeit und verminderte Reflexe die Arbeiter einer größeren Unfallgefahr aussetzen. Der Geruch wird verwendet, um Lecks zu identifizieren und die Sättigung (Patronendurchbruch) zu maskieren, und ein akuter oder chronischer Geruchsverlust macht es weniger geeignet, eine potenziell gefährliche Situation zu erkennen. Stimmungsschwankungen können die zwischenmenschlichen Beziehungen bei der Arbeit, in der Gesellschaft und zu Hause beeinträchtigen. Diese Anfangsstadien der Verschlechterung des Nervensystems, die beobachtet werden können, indem man Gruppen exponierter Arbeiter untersucht und sie mit nicht exponierten Arbeitern oder in Bezug auf ihren Expositionsgrad vergleicht, spiegeln ein vermindertes Wohlbefinden wider und können auf das Risiko ernsterer neurologischer Erkrankungen hinweisen Probleme in der Zukunft.

Psychische Gesundheit bei chronischer Vergiftung

Neuropsychiatrische Störungen werden seit langem der Exposition gegenüber neurotoxischen Substanzen zugeschrieben. Klinische Beschreibungen reichen von affektiven Störungen, einschließlich Angst und Depression, bis hin zu Manifestationen von psychotischem Verhalten und Halluzinationen. Akute hochgradige Exposition gegenüber vielen Schwermetallen, organischen Lösungsmitteln und Pestiziden kann Delirium hervorrufen. „Manganwahnsinn“ wurde bei Personen mit Langzeitexposition gegenüber Mangan beschrieben, und das bekannte „Mad Hater“-Syndrom resultiert aus einer Quecksilbervergiftung. Die toxische Enzephalopathie Typ 2a, gekennzeichnet durch anhaltende Persönlichkeitsveränderungen mit Müdigkeit, emotionaler Labilität, Impulskontrolle und allgemeiner Stimmung und Motivation, wurde mit der Exposition gegenüber organischen Lösungsmitteln in Verbindung gebracht. Es gibt zunehmend Hinweise aus klinischen und bevölkerungsbezogenen Studien, dass Persönlichkeitsstörungen im Laufe der Zeit bestehen bleiben, lange nachdem die Exposition beendet wurde, obwohl sich andere Arten von Beeinträchtigungen bessern können.

Auf dem Kontinuum von Wohlbefinden bis Krankheit sind Stimmungsschwankungen, Reizbarkeit und übermäßige Müdigkeit oft die allerersten Anzeichen einer übermäßigen Exposition gegenüber neurotoxischen Substanzen. Obwohl neuropsychiatrische Symptome routinemäßig in Arbeitsplatzstudien erfasst werden, werden diese selten als psychisches Gesundheitsproblem mit möglichen Folgen für das psychische und soziale Wohlbefinden dargestellt. Zum Beispiel wirken sich Änderungen des psychischen Gesundheitszustands auf das eigene Verhalten aus und tragen zu schwierigen zwischenmenschlichen Beziehungen und Meinungsverschiedenheiten zu Hause bei; diese wiederum können den seelischen Zustand verschlimmern. An Arbeitsplätzen mit Mitarbeiterhilfsprogrammen, die Mitarbeitern bei persönlichen Problemen helfen sollen, kann die Unkenntnis der potenziellen psychischen Auswirkungen einer Exposition gegenüber neurotoxischen Substanzen zu einer Behandlung führen, die sich eher mit den Auswirkungen als mit der Ursache befasst. Es ist interessant festzustellen, dass unter den vielen gemeldeten Ausbrüchen von „Massenhysterie“ oder psychogenen Erkrankungen Branchen mit Exposition gegenüber neurotoxischen Substanzen überrepräsentiert sind. Es ist möglich, dass diese Substanzen, die größtenteils nicht gemessen wurden, zu den berichteten Symptomen beigetragen haben.

Psychische Manifestationen einer Neurotoxin-Exposition können denen ähneln, die durch psychosoziale Stressoren verursacht werden, die mit einer schlechten Arbeitsorganisation verbunden sind, sowie psychologische Reaktionen auf Unfälle, sehr belastende Ereignisse und schwere Vergiftungen, die als posttraumatische Belastungsstörung bezeichnet werden (wie an anderer Stelle in diesem Artikel beschrieben). Enzyklopädie). Ein gutes Verständnis der Beziehung zwischen psychischen Gesundheitsproblemen und Arbeitsbedingungen ist wichtig, um angemessene vorbeugende und heilende Maßnahmen einzuleiten.

Allgemeine Überlegungen zur Beurteilung früher neurotoxischer Dysfunktionen

Bei der Beurteilung einer frühen Funktionsstörung des Nervensystems bei aktiven Arbeitern müssen eine Reihe von Faktoren berücksichtigt werden. Erstens lassen viele der untersuchten neuropsychologischen und neurophysiologischen Funktionen mit zunehmendem Alter nach; einige werden durch die Kultur oder das Bildungsniveau beeinflusst. Diese Faktoren müssen berücksichtigt werden, wenn die Beziehung zwischen Exposition und Veränderungen des Nervensystems betrachtet wird. Dies kann durch den Vergleich von Gruppen mit ähnlichem soziodemografischem Status oder durch statistische Bereinigungsverfahren erfolgen. Es gibt jedoch einige Fallstricke, die vermieden werden sollten. Beispielsweise haben ältere Arbeitnehmer möglicherweise eine längere Arbeitsgeschichte, und es wurde vermutet, dass einige neurotoxische Substanzen das Altern beschleunigen können. Berufliche Segregation kann schlecht ausgebildete Arbeitnehmer, Frauen und Minderheiten auf Arbeitsplätze mit höherer Exposition beschränken. Zweitens können auch Alkoholkonsum, Rauchen und Drogen, die alle neurotoxische Substanzen enthalten, die Symptome und die Leistungsfähigkeit beeinträchtigen. Ein gutes Verständnis des Arbeitsplatzes ist wichtig, um die verschiedenen Faktoren aufzudecken, die zu Funktionsstörungen des Nervensystems beitragen, und um vorbeugende Maßnahmen umzusetzen.

 

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Donnerstag Juni 09 2011 12: 20

Neurotoxizität am Arbeitsplatz verhindern

Ein Arbeitnehmer, der keiner neurotoxischen Substanz ausgesetzt ist, wird durch diese Substanz niemals nachteilige neurotoxische Auswirkungen auf die Gesundheit entwickeln. Null-Exposition führt zu vollständigem Schutz vor neurotoxischen Auswirkungen auf die Gesundheit. Dies ist die Essenz aller primärpräventiven Maßnahmen.

Toxizitätsprüfung

Neue chemische Verbindungen, die am Arbeitsplatz und im beruflichen Umfeld eingeführt werden, sollten bereits auf Neurotoxizität getestet worden sein. Das Versäumnis, Toxizitätstests vor dem Inverkehrbringen durchzuführen, kann zu Kontakten mit Arbeitern und potenziell schwerwiegenden gesundheitsschädlichen Auswirkungen führen. Die Einführung von Methyl-n-butylketon an einem Arbeitsplatz in den Vereinigten Staaten ist ein klassisches Beispiel für die möglichen Gefahren der Einführung ungetesteter Neurotoxine am Arbeitsplatz (Spencer und Schaumburg 1980).

Steuereinheit

Technische Kontrollen (z. B. Belüftungssysteme, geschlossene Produktionsanlagen) sind die besten Mittel, um die Exposition der Arbeiter unter den zulässigen Expositionsgrenzen zu halten. Geschlossene chemische Prozesse, die verhindern, dass alle Giftstoffe in die Arbeitsumgebung freigesetzt werden, sind ideal. Wenn dies nicht möglich ist, sind geschlossene Lüftungssysteme, die Umgebungsluftdämpfe abführen und so konstruiert sind, dass sie kontaminierte Luft von den Arbeitern wegziehen, nützlich, wenn sie gut konstruiert, angemessen gewartet und ordnungsgemäß betrieben werden.

Persönliche Schutzausrüstung

In Situationen, in denen technische Kontrollen nicht verfügbar sind, um den Kontakt der Arbeitnehmer mit Neurotoxinen zu reduzieren, muss persönliche Schutzausrüstung bereitgestellt werden. Da es viele Neurotoxine am Arbeitsplatz gibt und die Expositionswege je nach Arbeitsplatz und Arbeitsbedingungen unterschiedlich sind, muss die Art der persönlichen Schutzausrüstung sorgfältig für die jeweilige Situation ausgewählt werden. Beispielsweise kann das neurotoxische Blei seine Toxizität entfalten, wenn bleihaltiger Staub eingeatmet wird und wenn Bleipartikel in Nahrung oder Wasser aufgenommen werden. Daher muss die persönliche Schutzausrüstung vor beiden Expositionswegen schützen. Dies würde Atemschutzgeräte und persönliche Hygienemaßnahmen bedeuten, um den Verzehr von mit Blei kontaminierten Lebensmitteln oder Getränken zu verhindern. Bei vielen Neurotoxinen (wie industriellen Lösungsmitteln) ist die Aufnahme der Substanz durch intakte Haut ein Hauptexpositionsweg. Undurchlässige Handschuhe, Schürzen und andere geeignete Ausrüstung müssen daher bereitgestellt werden, um Hautabsorption zu verhindern. Dies wäre zusätzlich zu technischen Kontrollen oder persönlicher Atemschutzausrüstung. Die Anpassung der persönlichen Schutzausrüstung an die jeweilige auszuführende Arbeit muss sorgfältig geplant werden.


Administrative Kontrollen

Administrative Kontrollen bestehen aus Bemühungen des Managements, Gefahren am Arbeitsplatz durch Planung, Schulung, Mitarbeiterrotation auf Baustellen, Änderungen in Produktionsprozessen und Produktsubstitution (Urie 1992) sowie die strikte Einhaltung aller bestehenden Vorschriften zu reduzieren.
Das Recht der Arbeitnehmer auf Information

Während der Arbeitgeber die Verantwortung dafür trägt, einen Arbeitsplatz oder eine Arbeitserfahrung bereitzustellen, die die Gesundheit der Arbeitnehmer nicht beeinträchtigt, haben die Arbeitnehmer die Verantwortung, die Arbeitsplatzregeln zu befolgen, die sie schützen sollen. Arbeitnehmer müssen in der Lage sein zu wissen, welche Maßnahmen sie ergreifen müssen, um sich selbst zu schützen. Das bedeutet, dass Arbeitnehmer das Recht haben, über die Neurotoxizität von Stoffen, mit denen sie in Kontakt kommen, zu erfahren und welche Schutzmaßnahmen sie ergreifen können.

Überwachung der Gesundheit der Arbeitnehmer

Wo es die Umstände zulassen, sollten Arbeitnehmer regelmäßig medizinisch untersucht werden. Eine regelmäßige Begutachtung durch Arbeitsmediziner oder andere Fachärzte stellt eine arbeitsmedizinische Überwachung dar. Bei Arbeitern, die bekanntermaßen mit oder in der Nähe von Neurotoxinen arbeiten, sollten die Ärzte über die Auswirkungen der Exposition informiert sein. Beispielsweise führt eine geringe Exposition gegenüber vielen organischen Lösungsmitteln zu Symptomen von Müdigkeit, Schlafstörungen, Kopfschmerzen und Gedächtnisstörungen. Bei hohen Bleidosen wären ein Herabfallen des Handgelenks und eine Beeinträchtigung peripherer Nerven Anzeichen einer Bleivergiftung. Jegliche Anzeichen und Symptome einer neurotoxischen Vergiftung sollten dazu führen, dass der Arbeiter in einen Bereich versetzt wird, der frei von neurotoxischen Stoffen ist, und Anstrengungen unternommen werden, um die Konzentration des neurotoxischen Stoffs am Arbeitsplatz zu reduzieren.

 

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Neurotoxische Syndrome, die durch Substanzen verursacht werden, die das Nervengewebe nachteilig beeinflussen, bilden eine der zehn führenden Berufskrankheiten in den Vereinigten Staaten. Neurotoxische Wirkungen bilden die Grundlage für die Festlegung von Grenzwertkriterien für etwa 40 % der Arbeitsstoffe, die vom United States National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) als gefährlich eingestuft werden.

Ein Neurotoxin ist jede Substanz, die in der Lage ist, die normale Funktion von Nervengewebe zu stören, irreversible Zellschäden zu verursachen und/oder zum Zelltod führt. Abhängig von seinen besonderen Eigenschaften greift ein bestimmtes Neurotoxin ausgewählte Stellen oder spezifische zelluläre Elemente des Nervensystems an. Diese unpolaren Verbindungen haben eine größere Lipidlöslichkeit und haben somit einen besseren Zugang zum Nervengewebe als hochpolare und weniger lipidlösliche Chemikalien. Die Art und Größe der Zellen und der verschiedenen Neurotransmittersysteme, die in verschiedenen Regionen des Gehirns betroffen sind, angeborene schützende Entgiftungsmechanismen sowie die Integrität von Zellmembranen und intrazellulären Organellen beeinflussen alle die neurotoxischen Reaktionen.

Neuronen (die funktionelle Zelleinheit des Nervensystems) haben eine hohe Stoffwechselrate und sind am stärksten von neurotoxischen Schäden bedroht, gefolgt von Oligodendrozyten, Astrozyten, Mikroglia und Zellen des Kapillarendothels. Veränderungen in der Zellmembranstruktur beeinträchtigen die Erregbarkeit und behindern die Impulsübertragung. Toxische Wirkungen verändern die Proteinform, den Flüssigkeitsgehalt und die Ionenaustauschfähigkeit von Membranen, was zu einer Schwellung von Neuronen, Astrozyten und einer Schädigung der empfindlichen Zellen führt, die die Blutkapillaren auskleiden. Die Störung von Neurotransmittermechanismen blockiert den Zugang zu postsynaptischen Rezeptoren, erzeugt falsche Neurotransmitterwirkungen und verändert die Synthese, Speicherung, Freisetzung, Wiederaufnahme oder enzymatische Inaktivierung natürlicher Neurotransmitter. Somit werden klinische Manifestationen der Neurotoxizität durch eine Reihe unterschiedlicher Faktoren bestimmt: die physikalischen Eigenschaften der neurotoxischen Substanz, die Expositionsdosis, die Anfälligkeit des zellulären Ziels, die Fähigkeit des Organismus, das Toxin zu metabolisieren und auszuscheiden, und durch die reparative Fähigkeiten der betroffenen Strukturen und Mechanismen. Tabelle 1 listet verschiedene chemische Expositionen und ihre neurotoxischen Syndrome auf.

Tabelle 1. Chemische Belastungen und damit verbundene neurotoxische Syndrome

Neurotoxin

Expositionsquellen

Klinische Diagnose

Ort der Pathologie1

Metallindustrie

Arsen

Pestizide; Pigmente; Antifouling-Farbe; Galvanikindustrie; Meeresfrüchte; Hütten; Halbleiter

Akut: Enzephalopathie

Chronisch: periphere Neuropathie

Unbekannt (a)

Axon (c)

Führen (Lead)

Lot; Leitender Schuss; illegaler Whisky; Insektizide; Karosseriewerkstatt; Herstellung von Akkumulatoren; Gießereien, Hütten; Farbe auf Bleibasis; Bleirohre

Akut: Enzephalopathie

Chronisch: Enzephalopathie und periphere Neuropathie

Blutgefäße (a)

Axon (c)

Mangan

Eisen-, Stahlindustrie; Schweißarbeiten; Metallveredelung; Düngemittel; Hersteller von Feuerwerkskörpern, Streichhölzern; Hersteller von Trockenbatterien

Akut: Enzephalopathie

Chronisch: Parkinsonismus

Unbekannt (a)

Basalganglienneuronen (c)

Merkur

Wissenschaftliche Instrumente; elektrische Ausrüstung; Amalgame; Galvanikindustrie; Fotografie; Filz machen

Akut: Kopfschmerzen, Übelkeit, Auftreten von Tremor

Chronisch: Ataxie, periphere Neuropathie, Enzephalopathie

Unbekannt (a)

Axon (c)

Unbekannt (c)

Zinn

Konservenindustrie; Lot; elektronische Bauteile; Polyvinylkunststoffe; Fungizide

Akut: Gedächtnisstörungen, Krampfanfälle, Orientierungslosigkeit

Chronisch: Enzephalomyelopathie

Neuronen des limbischen Systems (a & c)

Myelin (c)

Lösungsmittel

Schwefelkohlenstoff

Hersteller von Viskose; Konservierungsmittel; Textilien; Gummizement; Lacke; Galvanoindustrie

Akut: Enzephalopathie

Chronisch: periphere Neuropathie, Parkinsonismus

Unbekannt (a)

Axon (c)

Unbekannt

n-Hexan,

Methylbutylketon

Farben; Lacke; Lacke; Verbindungen zur Metallreinigung; schnell trocknende Tinten; Farbentferner; Leime, Klebstoffe

Akut: Narkose

Chronisch: periphere Neuropathie, unbekannt (a) Axon (c),

 

Perchlorethylen

Abbeizmittel; Entfetter; Extraktionsmittel; Textilreinigungsindustrie; Textilindustrie

Akut: Narkose

Chronisch: periphere Neuropathie, Enzephalopathie

Unbekannt (a)

Axon (c)

Unbekannt

Toluol

Gummi-Lösungsmittel; Reinigungskraft; Klebstoffe; Hersteller von Benzol; Benzin, Flugkraftstoffe; Farben, Farbverdünner; Lacke

Akut: Narkose

Chronisch: Ataxie, Enzephalopathie

Unbekannt (a)

Kleinhirn (c)

Unbekannt

Trichlorethylen

Entfetter; Malerindustrie; Lacke; Fleckenentferner; Prozess der Entkoffeinierung; Textilreinigungsindustrie; Gummilösungsmittel

Akut: Narkose

Chronisch: Enzephalopathie, kraniale Neuropathie

Unbekannt (a)

Unbekannt (c)

Axon (c)

 Insektizide

 Organophosphate

 Herstellung und Anwendung in der Agrarindustrie

 Akut: cholinerge Vergiftung

 Chronisch: Ataxie, Paralyse, periphere Neuropathie

 Acetylcholinesterase (a)

 Lange Rückenmarksbahnen (c)

 Axon (c)

 Carbamate

 Herstellung und Anwendung von Flohpulvern in der Agrarindustrie

 Akut: cholinerge Vergiftung. Chronisch: Tremor, periphere Neuropathie

 Acetylcholinesterase (a)

 Dopaminerges System (c)

 1 (a), akut; (c), chronisch.

Quelle: Modifiziert von Feldman 1990, mit Genehmigung des Herausgebers.

 

Um eine Diagnose eines neurotoxischen Syndroms zu stellen und es von neurologischen Erkrankungen nicht-neurotoxischer Ätiologie zu unterscheiden, ist ein Verständnis der Pathogenese der neurologischen Symptome und der beobachteten Anzeichen und Symptome erforderlich; ein Bewusstsein dafür, dass bestimmte Substanzen das Nervengewebe beeinflussen können; Dokumentation der Exposition; Nachweis des Vorhandenseins von Neurotoxin und/oder Metaboliten in Geweben einer betroffenen Person; und sorgfältige Abgrenzung eines zeitlichen Zusammenhangs zwischen der Exposition und dem Auftreten von Symptomen mit anschließendem Rückgang der Symptome nach Beendigung der Exposition.

Der Nachweis, dass eine bestimmte Substanz eine toxische Dosis erreicht hat, fehlt in der Regel nach dem Auftreten von Symptomen. Sofern keine Umweltüberwachung stattfindet, ist ein hoher Verdachtsindex erforderlich, um Fälle von neurotoxikologischen Verletzungen zu erkennen. Das Identifizieren von Symptomen, die sich auf das zentrale und/oder das periphere Nervensystem beziehen, kann dem Kliniker helfen, sich auf bestimmte Substanzen als mögliche Übeltäter zu konzentrieren, die eine größere Vorliebe für den einen oder anderen Teil des Nervensystems haben. Krämpfe, Schwäche, Zittern/Zucken, Anorexie (Gewichtsverlust), Gleichgewichtsstörung, Depression des zentralen Nervensystems, Narkose (ein Zustand von Benommenheit oder Bewusstlosigkeit), Sehstörungen, Schlafstörungen, Ataxie (Unfähigkeit, willkürliche Muskelbewegungen zu koordinieren), Müdigkeit und Taststörungen sind häufig berichtete Symptome nach Exposition gegenüber bestimmten Chemikalien. Konstellationen von Symptomen bilden Syndrome, die mit einer Exposition gegenüber Neurotoxinen assoziiert sind.

Verhaltenssyndrome

Bei einigen Arbeitern wurden Störungen mit überwiegend verhaltensbezogenen Merkmalen beschrieben, die von akuter Psychose, Depression und chronischer Apathie reichen. Es ist wichtig, Gedächtnisstörungen im Zusammenhang mit anderen neurologischen Erkrankungen, wie Alzheimer-Krankheit, Arteriosklerose oder Vorhandensein eines Gehirntumors, von den kognitiven Defiziten zu unterscheiden, die mit der Exposition gegenüber giftigen organischen Lösungsmitteln, Metallen oder Insektiziden verbunden sind. Vorübergehende Bewusstseinsstörungen oder epileptische Anfälle mit oder ohne begleitender motorischer Beteiligung müssen als Primärdiagnose getrennt von ähnlich auftretenden Bewusstseinsstörungen im Zusammenhang mit neurotoxischen Wirkungen identifiziert werden. Subjektive und verhaltensbedingte Toxizitätssyndrome wie Kopfschmerzen, Schwindel, Müdigkeit und Persönlichkeitsveränderungen manifestieren sich als leichte Enzephalopathie mit Rausch und können auf eine Exposition gegenüber Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Blei, Zink, Nitraten oder gemischten organischen Lösungsmitteln hinweisen. Standardisierte neuropsychologische Tests sind notwendig, um Elemente der kognitiven Beeinträchtigung bei Patienten mit Verdacht auf toxische Enzephalopathie zu dokumentieren, und diese müssen von jenen demenziellen Syndromen unterschieden werden, die durch andere Pathologien verursacht werden. Spezifische Tests, die in den diagnostischen Testbatterien verwendet werden, müssen eine breite Auswahl an kognitiven Funktionstests umfassen, die Vorhersagen über die Funktionsfähigkeit und das tägliche Leben des Patienten liefern, sowie Tests, die sich zuvor als empfindlich gegenüber den Wirkungen bekannter Neurotoxine erwiesen haben. Diese standardisierten Batterien müssen Tests enthalten, die an Patienten mit bestimmten Arten von Hirnschäden und strukturellen Defiziten validiert wurden, um diese Zustände klar von neurotoxischen Wirkungen zu trennen. Darüber hinaus müssen Tests interne Kontrollmaßnahmen umfassen, um den Einfluss von Motivation, Hypochondrie, Depression und Lernschwierigkeiten zu erkennen, und eine Sprache enthalten, die kulturelle sowie bildungsbezogene Hintergrundeffekte berücksichtigt.

Es besteht ein Kontinuum von leichten bis schweren Beeinträchtigungen des Zentralnervensystems, die bei Patienten auftreten, die toxischen Substanzen ausgesetzt sind:

    • Organisches affektives Syndrom (Typ-I-Effekt), bei denen leichte affektive Störungen als Hauptbeschwerden des Patienten vorherrschen, mit Merkmalen, die am ehesten mit denen organischer affektiver Störungen des depressiven Typs übereinstimmen. Dieses Syndrom scheint reversibel zu sein, nachdem die Exposition gegenüber dem auslösenden Agens beendet wurde.
    • Milde chronische toxische Enzephalopathie, bei der zusätzlich zu Stimmungsstörungen die Beeinträchtigung des Zentralnervensystems stärker ausgeprägt ist. Die Patienten haben Hinweise auf Störungen des Gedächtnisses und der psychomotorischen Funktion, die durch neuropsychologische Tests bestätigt werden können. Darüber hinaus können Merkmale räumlicher Sehbehinderung und abstrakter Begriffsbildung erkennbar sein. Aktivitäten des täglichen Lebens und Arbeitsleistung sind beeinträchtigt.
    • Anhaltende Persönlichkeits- oder Stimmungsänderung (Typ-IIA-Effekt) or Beeinträchtigung der intellektuellen Funktion (Typ II) kann gesehen werden. Bei leichter chronischer toxischer Enzephalopathie ist der Verlauf schleichend. Die Merkmale können nach Beendigung der Exposition bestehen bleiben und allmählich verschwinden, während bei einigen Personen eine anhaltende funktionelle Beeinträchtigung beobachtet werden kann. Wenn die Exposition andauert, kann die Enzephalopathie zu einem schwereren Stadium fortschreiten.
    • In schwere chronische toxische Enzephalopathie (Typ-III-Effekt) Demenz mit globaler Verschlechterung des Gedächtnisses und anderen kognitiven Problemen werden festgestellt. Die klinischen Wirkungen der toxischen Enzephalopathie sind nicht spezifisch für ein bestimmtes Mittel. Die mit Toluol, Blei und Arsen assoziierte chronische Enzephalopathie unterscheidet sich nicht von der anderer toxischer Ätiologien. Das Vorhandensein anderer assoziierter Befunde (Sehstörungen mit Methylalkohol) kann jedoch helfen, Syndrome nach bestimmten chemischen Ätiologien zu differenzieren.

           

          Arbeitnehmer, die Lösungsmitteln über längere Zeit ausgesetzt sind, können dauerhafte Störungen der Funktion des Zentralnervensystems aufweisen. Da über ein Übermaß an subjektiven Symptomen wie Kopfschmerzen, Müdigkeit, Gedächtnisstörungen, Appetitlosigkeit und diffuse Brustschmerzen berichtet wurde, ist es oft schwierig, diesen Effekt im Einzelfall zu bestätigen. Eine epidemiologische Studie zum Vergleich von Anstreichern, die Lösungsmitteln ausgesetzt waren, mit nicht exponierten Industriearbeitern zeigte beispielsweise, dass Maler bei psychologischen Tests, die die intellektuelle Leistungsfähigkeit und psychomotorische Koordination messen, signifikant niedrigere Durchschnittswerte aufwiesen als Referenzpersonen. Die Maler zeigten auch bei Gedächtnis- und Reaktionszeittests deutlich schlechtere Leistungen als erwartet. Unterschiede zwischen Arbeitern, die mehrere Jahre Düsentreibstoff ausgesetzt waren, und nicht exponierten Arbeitern in Tests, die besondere Aufmerksamkeit und eine hohe sensorische Motorgeschwindigkeit erforderten, waren ebenfalls offensichtlich. Auch bei Autolackierern wurde über Beeinträchtigungen der psychischen Leistungsfähigkeit und Persönlichkeitsveränderungen berichtet. Dazu gehörten das visuelle und verbale Gedächtnis, die Verringerung der emotionalen Reaktivität und die schlechte Leistung bei verbalen Intelligenztests.

          Zuletzt ein umstrittenes neurotoxisches Syndrom, multiple chemische Empfindlichkeit, wurde beschrieben. Solche Patienten entwickeln eine Vielzahl von Merkmalen, die mehrere Organsysteme betreffen, wenn sie selbst geringen Mengen verschiedener Chemikalien ausgesetzt sind, die am Arbeitsplatz und in der Umwelt vorkommen. Stimmungsstörungen sind gekennzeichnet durch Depression, Müdigkeit, Reizbarkeit und Konzentrationsschwäche. Diese Symptome treten erneut auf, wenn sie vorhersagbaren Stimuli ausgesetzt werden, durch Auslösung durch Chemikalien verschiedener struktureller und toxikologischer Klassen, und in Konzentrationen, die viel niedriger sind als diejenigen, die in der Allgemeinbevölkerung unerwünschte Reaktionen hervorrufen. Viele der Symptome der multiplen Chemikaliensensibilität werden von Personen geteilt, die nur eine leichte Form von Stimmungsstörungen, Kopfschmerzen, Müdigkeit, Reizbarkeit und Vergesslichkeit zeigen, wenn sie sich in einem Gebäude mit schlechter Belüftung und mit Ausgasung flüchtiger Substanzen aus synthetischen Baumaterialien befinden und Teppiche. Die Symptome verschwinden, wenn sie diese Umgebungen verlassen.

          Bewusstseinsstörungen, Krampfanfälle und Koma

          Wenn dem Gehirn Sauerstoff entzogen wird – zum Beispiel in Gegenwart von Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Methan oder Stoffen, die die Gewebeatmung blockieren, wie Blausäure, oder solche, die eine massive Imprägnierung des Nervs verursachen, wie bestimmte organische Lösungsmittel –, kommt es zu Störungen der Bewusstsein kann die Folge sein. Dem Verlust des Bewusstseins können Krampfanfälle bei Arbeitern vorausgehen, die Anticholinesterase-Substanzen wie Organophosphat-Insektiziden ausgesetzt sind. Krampfanfälle können auch bei Bleienzephalopathie auftreten, die mit einer Hirnschwellung einhergeht. Manifestationen akuter Toxizität nach einer Organophosphatvergiftung haben Manifestationen des autonomen Nervensystems, die dem Auftreten von Schwindel, Kopfschmerzen, verschwommenem Sehen, Myose, Brustschmerzen, erhöhten Bronchialsekreten und Krampfanfällen vorausgehen. Diese parasympathischen Wirkungen werden durch die hemmende Wirkung dieser toxischen Substanzen auf die Cholinesterase-Aktivität erklärt.

          Bewegungsstörungen

          Bei Arbeitern, die Mangan, Kohlenmonoxid, Schwefelkohlenstoff und der Toxizität eines Meperidin-Nebenprodukts, 1-Methyl-4-Phenyl-1,2,3,6, ausgesetzt waren, wurden Verlangsamung der Bewegung, erhöhter Muskeltonus und Haltungsstörungen beobachtet -Tetrahydropyridin (MPTP). Manchmal scheinen die Personen an der Parkinson-Krankheit zu leiden. Parkinsonismus als Folge einer Giftstoffexposition hat Merkmale anderer nervöser Störungen wie Chorea und Athetose. Der typische „Pillenrollen“-Tremor ist in diesen Fällen nicht zu sehen, und in der Regel sprechen die Fälle nicht gut auf das Medikament Levodopa an. Dyskinesie (Beeinträchtigung der Willenskraft) kann ein häufiges Symptom einer Brommethanvergiftung sein. Krampfhafte Bewegungen der Finger, des Gesichts, der peribukkalen Muskeln und des Nackens sowie Krämpfe der Extremitäten können beobachtet werden. Tremor tritt häufig nach einer Quecksilbervergiftung auf. Ein deutlicherer Tremor in Verbindung mit Ataxie (mangelnde Koordination der Muskeltätigkeit) wird bei Personen nach Inhalation von Toluol festgestellt.

          Opsoklonus ist eine abnormale Augenbewegung, die in alle Richtungen ruckartig ist. Dies wird häufig bei Hirnstammenzephalitis beobachtet, kann aber auch ein Merkmal nach einer Chlordecon-Exposition sein. Die Anomalie besteht aus unregelmäßigen Ausbrüchen abrupter, unwillkürlicher, schneller, gleichzeitiger Zuckungen beider Augen in konjugierter Weise, möglicherweise multidirektional bei schwer betroffenen Personen.

          Kopfschmerzen

          Häufige Beschwerden über Kopfschmerzen nach Exposition gegenüber verschiedenen Metalldämpfen wie Zink und anderen Lösungsmitteldämpfen können aus Vasodilatation (Erweiterung der Blutgefäße) sowie Hirnödem (Schwellung) resultieren. Das Erleben von Schmerzen ist diesen Zuständen gemeinsam, ebenso wie Kohlenmonoxid-, Hypoxie- (niedriger Sauerstoff-) oder Kohlendioxid-Zustände. Es wird angenommen, dass das „Sick-Building-Syndrom“ Kopfschmerzen verursacht, weil überschüssiges Kohlendioxid in einem schlecht belüfteten Bereich vorhanden ist.

          Periphere Neuropathie

          Periphere Nervenfasern, die motorischen Funktionen dienen, beginnen in Motoneuronen im Vorderhorn des Rückenmarks. Die motorischen Axone erstrecken sich peripher zu den Muskeln, die sie innervieren. Eine sensorische Nervenfaser hat ihren Nervenzellkörper im Hinterwurzelganglion oder in der dorsalen grauen Substanz des Rückenmarks. Nach Erhalt von Informationen aus der Peripherie, die an distalen Rezeptoren erkannt werden, werden Nervenimpulse zentral zu den Nervenzellkörpern geleitet, wo sie sich mit Rückenmarksbahnen verbinden, die Informationen an den Hirnstamm und die zerebralen Hemisphären übertragen. Einige sensorische Fasern haben unmittelbare Verbindungen mit motorischen Fasern innerhalb des Rückenmarks, was eine Grundlage für Reflexaktivität und schnelle motorische Reaktionen auf schädliche Empfindungen bildet. Diese sensomotorischen Beziehungen bestehen in allen Teilen des Körpers; Die Hirnnerven sind die Äquivalente der peripheren Nerven, die eher im Hirnstamm als in den Neuronen des Rückenmarks entstehen. Sensorische und motorische Nervenfasern wandern zusammen in Bündeln und werden als periphere Nerven bezeichnet.

          Toxische Wirkungen peripherer Nervenfasern können unterteilt werden in solche, die hauptsächlich Axone (Axonopathien) betreffen, solche, die an distalem sensomotorischen Verlust beteiligt sind, und solche, die hauptsächlich Myelinscheiden- und Schwann-Zellen betreffen. Axonopathien treten in frühen Stadien in den unteren Extremitäten auf, wo die Axone am längsten und am weitesten vom Nervenzellkörper entfernt sind. Zufällige Demyelinisierung tritt in Segmenten zwischen Knoten von Ranvier auf. Wenn ein ausreichender axonaler Schaden auftritt, folgt eine sekundäre Demyelinisierung; Solange die Axone erhalten bleiben, kann eine Regeneration von Schwann-Zellen und eine Remyelinisierung stattfinden. Ein bei toxischen Neuropathien häufig beobachtetes Muster ist die distale Axonopathie mit sekundärer segmentaler Demyelinisierung. Der Verlust von Myelin verringert die Geschwindigkeit der Weiterleitung von Nervenimpulsen. Daher resultiert aus einer Schädigung der motorischen und sensorischen Fasern ein allmähliches Einsetzen von intermittierendem Kribbeln und Taubheitsgefühl, das zu Gefühlslosigkeit und unangenehmen Empfindungen, Muskelschwäche und Atrophie fortschreitet. Reduzierte oder fehlende Sehnenreflexe und anatomisch konsistente Muster von Sensibilitätsverlusten, die die unteren Extremitäten mehr als die oberen betreffen, sind Merkmale einer peripheren Neuropathie.

          In den distalen Extremitäten können motorische Schwächen festgestellt werden, die zu einem unsicheren Gang und der Unfähigkeit, Gegenstände zu greifen, fortschreiten. Die distalen Anteile der Extremitäten sind stärker betroffen, aber schwere Fälle können auch proximale Muskelschwäche oder -atrophie hervorrufen. Streckmuskelgruppen sind vor den Beugern beteiligt. Die Symptome können manchmal auch nach Beendigung der Exposition einige Wochen lang fortschreiten. Die Verschlechterung der Nervenfunktion kann mehrere Wochen nach Entfernung der Exposition bestehen bleiben.

          Je nach Art und Schweregrad der Neuropathie ist eine elektrophysiologische Untersuchung der peripheren Nerven sinnvoll, um eine Funktionseinschränkung zu dokumentieren. Eine Verlangsamung der Leitungsgeschwindigkeit, reduzierte Amplituden von sensorischen oder motorischen Aktionspotentialen oder verlängerte Latenzen können beobachtet werden. Eine Verlangsamung der motorischen oder sensorischen Leitungsgeschwindigkeiten ist im Allgemeinen mit einer Demyelinisierung von Nervenfasern verbunden. Die Erhaltung normaler Werte der Leitungsgeschwindigkeit bei Vorliegen einer Muskelatrophie deutet auf eine axonale Neuropathie hin. Ausnahmen treten auf, wenn bei axonaler Neuropathie ein fortschreitender Verlust von motorischen und sensorischen Nervenfasern auftritt, der die maximale Leitungsgeschwindigkeit als Folge des Herausfallens von schneller leitenden Nervenfasern mit größerem Durchmesser beeinflusst. Regenerierende Fasern treten in frühen Stadien der Genesung bei Axonopathien auf, bei denen die Reizleitung insbesondere in den distalen Segmenten verlangsamt ist. Die elektrophysiologische Untersuchung von Patienten mit toxischen Neuropathien sollte Messungen der motorischen und sensorischen Leitungsgeschwindigkeit in den oberen und unteren Extremitäten umfassen. Besonderes Augenmerk sollte auf die primär sensorisch leitenden Eigenschaften des Nervus suralis im Bein gelegt werden. Dies ist von großem Wert, wenn der Nervus suralis anschließend für eine Biopsie verwendet wird, wodurch eine anatomische Korrelation zwischen der Histologie der herausgezogenen Nervenfasern und den Leitungseigenschaften bereitgestellt wird. Eine differenzielle elektrophysiologische Untersuchung der Leitungsfähigkeit proximaler Segmente im Vergleich zu distalen Segmenten eines Nervs ist nützlich, um eine distale toxische Axonopathie zu identifizieren oder einen neuropathischen Leitungsblock zu lokalisieren, der wahrscheinlich auf eine Demyelinisierung zurückzuführen ist.

          Das Verständnis der Pathophysiologie einer vermuteten neurotoxischen Polyneuropathie ist von großem Wert. Beispielsweise sind bei Patienten mit einer durch n-Hexan und Methylbutylketon verursachten Neuropathie die motorischen Nervenleitgeschwindigkeiten reduziert, aber in einigen Fällen können die Werte in den normalen Bereich fallen, wenn nur die am schnellsten feuernden Fasern stimuliert und als gemessenes Ergebnis verwendet werden . Da neurotoxische Hexacarbon-Lösungsmittel eine axonale Degeneration verursachen, treten sekundäre Veränderungen im Myelin auf und erklären die allgemeine Verringerung der Leitungsgeschwindigkeit trotz des Werts innerhalb des normalen Bereichs, der durch die erhaltenen leitenden Fasern erzeugt wird.

          Elektrophysiologische Techniken umfassen andere spezielle Tests als die direkten Leitungsgeschwindigkeits-, Amplituden- und Latenzstudien. Somatosensorisch evozierte Potentiale, auditiv evozierte Potentiale und visuell evozierte Potentiale sind Möglichkeiten, die Eigenschaften der sensorischen Leitungssysteme sowie spezifischer Hirnnerven zu untersuchen. Afferent-efferente Schaltkreise können getestet werden, indem Blinkreflextests verwendet werden, die die Reaktionen der innervierten Hirnnerven vom 5. Hirnnerv bis zum 7. Hirnnerv umfassen; H-Reflexe beinhalten segmentale motorische Reflexbahnen. Die Vibrationsstimulation selektiert größere Fasern aus kleineren Faserbeteiligungen. Es stehen gut kontrollierte elektronische Techniken zur Verfügung, um die zum Auslösen einer Reaktion erforderliche Schwelle zu messen und dann die Ausbreitungsgeschwindigkeit dieser Reaktion sowie die Amplitude der Muskelkontraktion oder die Amplitude und das Muster eines hervorgerufenen sensorischen Aktionspotentials zu bestimmen . Alle physiologischen Ergebnisse müssen im Lichte des klinischen Bildes und mit einem Verständnis des zugrunde liegenden pathophysiologischen Prozesses bewertet werden.

          Konklusion

          Die Abgrenzung eines neurotoxischen Syndroms von einer primären neurologischen Erkrankung stellt den Arzt im beruflichen Umfeld vor große Herausforderungen. Es ist notwendig und lohnend, eine gute Anamnese zu erheben, ein hohes Maß an Misstrauen aufrechtzuerhalten und eine angemessene Nachverfolgung einer Einzelperson sowie von Gruppen von Personen zu gewährleisten. Die frühzeitige Erkennung von Krankheiten im Zusammenhang mit Giftstoffen in ihrer Umgebung oder einer bestimmten beruflichen Exposition ist von entscheidender Bedeutung, da eine ordnungsgemäße Diagnose dazu führen kann, dass eine Person frühzeitig von den Gefahren einer andauernden Exposition gegenüber einer giftigen Substanz befreit wird, wodurch mögliche irreversible neurologische Schäden verhindert werden. Darüber hinaus kann die Anerkennung der frühesten betroffenen Fälle in einem bestimmten Umfeld zu Änderungen führen, die andere schützen, die noch nicht betroffen sind.

           

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          Donnerstag, Februar 17 2011 23: 31

          Messung neurotoxischer Defizite

          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

          Neurobehavioral Core Test Battery (NCTB)+

          Testauftrag

          Agency for Toxic Substances and Disease Registry Adult Environmental Neurobehavioural Test Battery (AENTB)+

          Funktionsbereich

          Test

           

          Funktionsbereich

          Test

          Motorischer Stand

          Zielen (Verfolgtes Zielen II)

          1

          Vision

          Sehschärfe, nahezu Kontrastempfindlichkeit

          Aufmerksamkeit/Reaktionsgeschwindigkeit

          Einfache Reaktionszeit

          2

           

          Farbsehen (Lanthony D-15 entsättigter Test)

          Wahrgenommene Motordrehzahl

          Ziffernsymbol (WAIS-R)

          3

          Somatosensorisch

          Vibrotaktile Wahrnehmungsschwelle

          Manuelle Geschicklichkeit

          Santa Ana (Helsinki-Version)

          4

          Motorstärke

          Dynamometer (einschließlich Ermüdungsbewertung)

          Visuelle Wahrnehmung/Erinnerung

          Benton Visuelle Retention

          5

          Motor Koordination

          Santa Ana

          Auditives Gedächtnis

          Ziffernspanne (WAIS-R, WMS)

          6

          Höhere intellektuelle Funktion

          Raven Progressive Matrizen (überarbeitet)

          Beeinflussen

          POMS (Stimmungsprofil)

          7

          Motor Koordination

          Fingertapping-Test (eine Hand)1

             

          8

          Daueraufmerksamkeit (kognitiv), Schnelligkeit (motorisch)

          Einfache Reaktionszeit (SRT) (erweitert)1

             

          9

          Kognitive Kodierung

          Symbol-Ziffer mit verzögertem Abruf1

             

          10

          Lernen und Gedächtnis

          Lernen von Seriennummern1

             

          11

          Index des Bildungsniveaus

          Wortschatz1

             

          12

          Stimmung

          Stimmungsskala1

          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.

           

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          Donnerstag, Februar 17 2011 23: 33

          Diagnose

          Die Diagnose einer neurotoxischen Erkrankung ist nicht einfach. Die Fehler sind normalerweise zweierlei Art: Entweder wird nicht erkannt, dass ein neurotoxischer Stoff die Ursache neurologischer Symptome ist, oder neurologische (und insbesondere neurologische Verhaltens-)Symptome werden fälschlicherweise als Folge einer beruflichen, neurotoxischen Exposition diagnostiziert. Beide Fehler können gefährlich sein, da eine frühzeitige Diagnose im Falle einer neurotoxischen Erkrankung wichtig ist und die beste Behandlung darin besteht, eine weitere Exposition für den Einzelfall zu vermeiden und den Zustand anderer Arbeitnehmer zu überwachen, um zu verhindern, dass sie derselben ausgesetzt werden Achtung. Andererseits kann am Arbeitsplatz manchmal unangemessene Besorgnis entstehen, wenn ein Arbeitnehmer behauptet, schwerwiegende Symptome zu haben und eine Chemikalienexposition als Ursache vermutet, in Wirklichkeit aber entweder der Arbeitnehmer irrt oder die Gefahr für andere nicht wirklich besteht. Es gibt auch praktische Gründe für korrekte Diagnoseverfahren, da in vielen Ländern die Diagnose und Behandlung von Berufskrankheiten und der durch diese Krankheiten verursachten Arbeitsunfähigkeit und Invalidität von der Versicherung abgedeckt sind; somit kann der finanzielle Ausgleich angefochten werden, wenn die diagnostischen Kriterien nicht stichhaltig sind. Ein Beispiel für einen Entscheidungsbaum für die neurologische Beurteilung ist in Tabelle 1 angegeben.


          Tabelle 1. Entscheidungsbaum für neurotoxische Erkrankungen

          I. Maßgebliche Expositionshöhe, -dauer und -art

          II. Angemessene Symptome verstärken schleichend die Symptome des zentralen (ZNS) oder peripheren (PNS) Nervensystems

          III. Anzeichen und zusätzliche Tests ZNS-Dysfunktion: neurologische, psychologische Tests PNS-Dysfunktion: quantitativer sensorischer Test, Nervenleitungsstudien

          IV. Andere Krankheiten, die in der Differentialdiagnose ausgeschlossen wurden


          Exposition und Symptome

          Akute neurotoxische Syndrome treten hauptsächlich in Unfallsituationen auf, wenn Arbeiter kurzzeitig sehr hohen Konzentrationen einer Chemikalie oder einer Mischung von Chemikalien im Allgemeinen durch Einatmen ausgesetzt sind. Die üblichen Symptome sind Schwindel, Unwohlsein und möglicherweise Bewusstlosigkeit als Folge einer Depression des zentralen Nervensystems. Wenn die Person von der Exposition entfernt wird, verschwinden die Symptome ziemlich schnell, es sei denn, die Exposition war so intensiv, dass sie lebensbedrohlich ist, in diesem Fall können Koma und Tod folgen. In diesen Situationen Erkennen der Gefahr sollen am Arbeitsplatz auftreten, und das Opfer sollte sofort an die frische Luft gebracht werden.

          Im Allgemeinen treten neurotoxische Symptome nach Kurzzeit- oder Langzeitexposition und häufig bei relativ geringen beruflichen Expositionsniveaus auf. In diesen Fällen können akute Symptome bei der Arbeit aufgetreten sein, aber das Vorhandensein akuter Symptome ist nicht notwendig, um die Diagnose einer chronischen toxischen Enzephalopathie oder toxischen Neuropathie zu stellen. Allerdings berichten Patienten am Ende eines Arbeitstages häufig über Kopfschmerzen, Benommenheit oder Schleimhautreizungen, die jedoch zunächst in der Nacht, am Wochenende oder im Urlaub verschwinden. Eine nützliche Checkliste findet sich in Tabelle 2.

          Tabelle 2. Kontinuierliche neurofunktionelle Wirkungen von Expositionen am Arbeitsplatz gegenüber einigen führenden neurotoxischen Substanzen

           

          Gemischte organische Lösungsmittel

          Schwefelkohlenstoff

          Styrol

          Organophos-
          phate

          Führen (Lead)

          Merkur

          Erwerb

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          Beeinflussen

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          Kategorisierung

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          Programmierung

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          Farbsehen

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          Konzeptverschiebung

          +






          Ablenkbarkeit





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          Intelligenz

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          Memory

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          Motor Koordination

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          Motordrehzahl

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          Nahezu visuelle Kontrastempfindlichkeit

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          Geruchswahrnehmungsschwelle

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          Geruchsidentifikation

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          Persönlichkeit

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          Räumliche Beziehungen

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          Vibrotaktile Schwelle

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          Wachsamkeit

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          Sichtfeld





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          Wortschatz





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          Quelle: Adaptiert von Anger 1990.

          Unter der Annahme, dass der Patient neurotoxischen Chemikalien ausgesetzt war, beginnt die Diagnose einer neurotoxischen Erkrankung mit den Symptomen. 1985 diskutierte eine gemeinsame Arbeitsgruppe der Weltgesundheitsorganisation und des Nordischen Ministerrates die Frage der chronischen Vergiftung durch organische Lösungsmittel und stellte eine Reihe von Kernsymptomen fest, die in den meisten Fällen zu finden sind (WHO/Nordic Council 1985). Die Kernsymptome sind Ermüdbarkeit, Gedächtnisverlust, Konzentrationsschwierigkeiten und Antriebslosigkeit. Diese Symptome beginnen in der Regel nach einer grundlegenden Persönlichkeitsveränderung, die sich allmählich entwickelt und sich auf Energie, Intellekt, Emotion und Motivation auswirkt. Unter anderen Symptomen einer chronischen toxischen Enzephalopathie sind Depression, Dysphorie, emotionale Labilität, Kopfschmerzen, Reizbarkeit, Schlafstörungen und Schwindel (Vertigo). Besteht auch eine Beteiligung des peripheren Nervensystems, kommt es zu Taubheitsgefühl und möglicherweise Muskelschwäche. Solche chronischen Symptome halten mindestens ein Jahr nach Beendigung der Exposition an.

          Klinische Untersuchung und Prüfung

          Die klinische Untersuchung sollte eine neurologische Untersuchung umfassen, bei der auf die Beeinträchtigung höherer Nervenfunktionen wie Gedächtnis, Kognition, logisches Denken und Emotion geachtet werden sollte; zu beeinträchtigten Kleinhirnfunktionen, wie Tremor, Gang, Stand und Koordination; und auf periphere Nervenfunktionen, insbesondere Vibrationsempfindlichkeit und andere Empfindungstests. Psychologische Tests können objektive Maße für höhere Funktionen des Nervensystems liefern, einschließlich Psychomotorik, Kurzzeitgedächtnis, verbales und nonverbales Denken und Wahrnehmungsfunktionen. Bei der individuellen Diagnose sollten die Tests einige Tests umfassen, die einen Hinweis auf das prämorbide intellektuelle Niveau der Person geben. Anamnestische schulische und frühere berufliche Leistungen sowie eventuell früher durchgeführte psychologische Tests, beispielsweise im Zusammenhang mit dem Wehrdienst, können bei der Einschätzung des normalen Leistungsniveaus der Person helfen.

          Das periphere Nervensystem kann mit quantitativen Tests sensorischer Modalitäten, Vibration und Thermosensibilität untersucht werden. Nervenleitgeschwindigkeitsstudien und Elektromyographie können Neuropathie oft in einem frühen Stadium aufdecken. Bei diesen Tests sollte besonderes Augenmerk auf sensorische Nervenfunktionen gelegt werden. Die Amplitude des sensorischen Aktionspotentials (SNAP) nimmt bei axonalen Neuropathien häufiger ab als die sensorische Leitungsgeschwindigkeit, und die meisten toxischen Neuropathien sind axonaler Natur. Neuroradiologische Untersuchungen wie Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) liefern in der Regel keine Hinweise auf eine chronische toxische Enzephalopathie, können aber bei der Differentialdiagnose hilfreich sein.

          Bei der Differentialdiagnose sollten andere neurologische und psychiatrische Erkrankungen berücksichtigt werden. Eine Demenz anderer Ätiologie sollte ebenso ausgeschlossen werden wie Depressionen und Stresssymptome unterschiedlicher Ursache. Eine psychiatrische Beratung kann erforderlich sein. Alkoholmissbrauch ist ein relevanter Störfaktor; Übermäßiger Alkoholkonsum verursacht ähnliche Symptome wie Lösungsmittelexposition, und andererseits gibt es Veröffentlichungen, die darauf hinweisen, dass Lösungsmittelexposition Alkoholmissbrauch auslösen kann. Andere Ursachen für Neuropathie müssen ebenfalls ausgeschlossen werden, insbesondere Einklemmungsneuropathien, Diabetes und Nierenerkrankungen; auch Alkohol verursacht Neuropathie. Die Kombination von Enzephalopathie und Neuropathie ist eher toxischen Ursprungs als eine von beiden allein.

          In der endgültigen Entscheidung sollte die Exposition erneut bewertet werden. Gab es eine relevante Exposition unter Berücksichtigung des Ausmaßes, der Dauer und der Qualität der Exposition? Lösungsmittel verursachen eher ein psychoorganisches Syndrom oder eine toxische Enzephalopathie; Hexacarbone verursachen jedoch normalerweise zuerst Neuropathie. Blei und einige andere Metalle verursachen Neuropathie, obwohl eine ZNS-Beteiligung später festgestellt werden kann.

           

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          Donnerstag, Februar 17 2011 23: 36

          Berufliche Neuroepidemiologie

          Olaf Axelson*

          *Adaptiert von Axelson 1996.

          Durch klinische Beobachtungen entstanden frühe Erkenntnisse über die neurotoxischen Wirkungen beruflicher Expositionen. Die beobachteten Wirkungen waren mehr oder weniger akut und betrafen die Exposition gegenüber Metallen wie Blei und Quecksilber oder Lösungsmitteln wie Schwefelkohlenstoff und Trichlorethylen. Mit der Zeit wurden jedoch chronischere und klinisch weniger offensichtliche Wirkungen von neurotoxischen Wirkstoffen durch moderne Untersuchungsmethoden und systematische Studien an größeren Gruppen bewertet. Dennoch war die Interpretation der Ergebnisse umstritten und wurde diskutiert, wie z. B. die chronischen Auswirkungen einer Lösungsmittelexposition (Arlien-Søborg 1992).

          Die Schwierigkeiten bei der Interpretation chronischer neurotoxischer Wirkungen hängen sowohl von der Vielfalt und Unbestimmtheit der Symptome und Anzeichen als auch von dem damit verbundenen Problem ab, eine geeignete Krankheitseinheit für schlüssige epidemiologische Studien zu definieren. Beispielsweise können die chronischen Wirkungen bei Lösungsmittelexposition Gedächtnis- und Konzentrationsprobleme, Müdigkeit, Initiativlosigkeit, Affekthaftung, Reizbarkeit und manchmal Schwindel, Kopfschmerzen, Alkoholunverträglichkeit und verminderte Libido umfassen. Neurophysiologische Methoden haben auch verschiedene funktionelle Störungen aufgedeckt, die wiederum schwer zu einer einzelnen Krankheitseinheit zu kondensieren sind.

          In ähnlicher Weise scheint eine Vielzahl von neurologischen Verhaltenseffekten auch aufgrund anderer beruflicher Expositionen aufzutreten, wie z. B. mäßige Bleiexposition oder Schweißen mit einer gewissen Exposition gegenüber Aluminium, Blei und Mangan oder Exposition gegenüber Pestiziden. Wiederum gibt es auch neurophysiologische oder neurologische Anzeichen, unter anderem Polyneuropathie, Tremor und Gleichgewichtsstörungen bei Personen, die Organochlor, Organophosphor und anderen Insektiziden ausgesetzt sind.

          Angesichts der epidemiologischen Probleme, die mit der Definition einer Krankheitsentität aus den vielen genannten Arten von neurologischen Verhaltenseffekten verbunden sind, ist es auch selbstverständlich geworden, einige klinisch mehr oder weniger gut definierte neuropsychiatrische Störungen in Bezug auf berufliche Expositionen zu betrachten.

          Seit den 1970er Jahren haben sich mehrere Studien speziell auf die Lösungsmittelexposition und das psychoorganische Syndrom konzentriert, wenn es zu Behinderungen kommt. In jüngerer Zeit haben auch Alzheimer-Demenz, multiple Sklerose, Parkinson-Krankheit, amyotrophe Lateralsklerose und verwandte Zustände das Interesse der Berufsepidemiologie auf sich gezogen.

          In Bezug auf die Lösungsmittelexposition und das psychoorganische Syndrom (oder toxische chronische Enzephalopathie in der klinischen Arbeitsmedizin, wenn die Exposition diagnostisch berücksichtigt wird) war das Problem der Definition einer angemessenen Krankheitseinheit offensichtlich und führte zunächst zu Überlegungen im Block die Diagnosen Enzephalopathie, Demenz und Hirnatrophie, aber auch Neurose, Neurasthenie und Nervositas wurden aufgenommen, da sie in der medizinischen Praxis nicht notwendigerweise voneinander unterschieden werden (Axelson, Hane und Hogstedt 1976). Kürzlich wurden auch spezifischere Krankheitsentitäten wie organische Demenz und zerebrale Atrophie mit Lösungsmittelexposition in Verbindung gebracht (Cherry, Labréche und McDonald 1992). Die Ergebnisse waren jedoch nicht ganz konsistent, da in einer groß angelegten Fall-Referenz-Studie in den Vereinigten Staaten mit nicht weniger als 3,565 Fällen verschiedener neuropsychiatrischer Störungen und 83,245 Krankenhaus-Referenten kein Übermaß an „präseniler Demenz“ auftrat (Brackbill, Maizlish und Fischbach 1990). Im Vergleich zu Maurern gab es jedoch bei weißen männlichen Malern, mit Ausnahme von Sprühmalern, einen Überschuss an behindernden neuropsychiatrischen Störungen um etwa 45 %.

          Berufsbedingte Expositionen scheinen auch für spezifischere Störungen als das psychoorganische Syndrom eine Rolle zu spielen. So wurde 1982 erstmals in der italienischen Schuhindustrie auf einen Zusammenhang zwischen Multipler Sklerose und Lösungsmittelbelastung durch Klebstoffe hingewiesen (Amaducci et al. 1982). Dieser Zusammenhang wurde durch weitere Studien in Skandinavien (Flodin et al. 1988; Landtblom et al. 1993; Grönning et al. 1993) und anderswo erheblich verstärkt, so dass 13 Studien mit einigen Informationen zur Lösungsmittelexposition in einer Übersichtsarbeit berücksichtigt werden konnten ( Landtblom et al. 1996). Zehn dieser Studien lieferten genügend Daten, um in eine Metaanalyse aufgenommen zu werden, die ein etwa zweifaches Risiko für Multiple Sklerose bei Personen mit Lösungsmittelexposition zeigten. Einige Studien bringen Multiple Sklerose auch mit radiologischen Arbeiten, Schweißen und Arbeiten mit Phenoxy-Herbiziden in Verbindung (Flodin et al. 1988; Landtblom et al. 1993). Die Parkinson-Krankheit scheint in ländlichen Gebieten häufiger vorzukommen (Goldsmith et al. 1990), insbesondere in jüngeren Jahren (Tanner 1989). Interessanterweise zeigte eine Studie aus Calgary, Kanada, ein dreifaches Risiko für Herbizidbelastung (Semchuk, Love und Lee 1992).

          Alle Fallpersonen, die sich an spezifische Expositionen erinnerten, berichteten von einer Exposition gegenüber Phenoxy-Herbiziden oder Thiocarbamaten. Einer von ihnen erinnerte sich an die Exposition gegenüber Paraquat, das MPTP (N-Methyl-4-Phenyl-1,2,3,6-Tetrahydropyridin), einem Auslöser eines Parkinson-ähnlichen Syndroms, chemisch ähnlich ist. Ein solches Syndrom wurde bisher jedoch noch nicht bei Paraquat-Arbeitern festgestellt (Howard 1979). Fallbezogene Studien aus Kanada, China, Spanien und Schweden haben einen Zusammenhang mit der Exposition gegenüber nicht näher bezeichneten Industriechemikalien, Pestiziden und Metallen, insbesondere Mangan, Eisen und Aluminium, aufgezeigt (Zayed et al. 1990).

          In einer Studie aus den USA zeigte sich im Zusammenhang mit Schweißen und Löten ein erhöhtes Risiko für Motoneuronerkrankungen (umfasst amyotrophe Lateralsklerose, progressive bulbäre Parese und progressive Muskelatrophie) (Armon et al. 1991). Als Risikofaktor traten auch das Schweißen, Arbeiten mit Strom und auch Arbeiten mit Imprägniermitteln in einer schwedischen Studie auf (Gunnarsson et al. 1992). Die Vererbbarkeit für neurodegenerative Erkrankungen und Schilddrüsenerkrankungen zeigte in Kombination mit Lösungsmittelexposition und männlichem Geschlecht ein Risiko von bis zu 15.6. Auch andere Studien weisen darauf hin, dass die Exposition gegenüber Blei und Lösungsmitteln von Bedeutung sein könnte (Campbell, Williams und Barltrop 1970; Hawkes, Cavanagh und Fox 1989; Chio, Tribolo und Schiffer 1989; Sienko et al. 1990).

          Für die Alzheimer-Krankheit ergab eine Metaanalyse von elf Fallstudien (Graves et al. 1991) keinen eindeutigen Hinweis auf ein berufliches Risiko, neuerdings wurde jedoch ein erhöhtes Risiko mit Arbeitertätigkeiten in Verbindung gebracht (Fratiglioni et al. 1993 ). Eine andere neue Studie, die auch die ältesten Altersgruppen umfasste, deutete darauf hin, dass die Lösungsmittelexposition ein ziemlich starker Risikofaktor sein könnte (Kukull et al. 1995). Die jüngste Vermutung, dass die Alzheimer-Krankheit mit der Exposition gegenüber elektromagnetischen Feldern zusammenhängen könnte, war vielleicht sogar noch überraschender (Sobel et al. 1995). Diese beiden Studien werden wahrscheinlich das Interesse an mehreren neuen Untersuchungen entlang der angegebenen Linien wecken.

          Vor dem Hintergrund aktueller Perspektiven in der beruflichen Neuroepidemiologie scheint es daher, wie kurz skizziert, Anlass zu geben, zusätzliche arbeitsbezogene Studien zu verschiedenen, bisher mehr oder weniger vernachlässigten, neurologischen und neuropsychiatrischen Erkrankungen durchzuführen. Es ist nicht unwahrscheinlich, dass verschiedene berufliche Expositionen einige beitragende Wirkungen haben, so wie wir es bei vielen Krebsarten gesehen haben. Darüber hinaus können, wie in der ätiologischen Krebsforschung, aus der Berufsepidemiologie neue Hinweise auf die letztendlichen Ursachen oder Auslösemechanismen hinter einigen der schwerwiegenden neurologischen Erkrankungen gewonnen werden.

           

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