böckelmann i. arnold i. ferl th. pfister e. a. institut für arbeitsmedizin und hygiene der...
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Böckelmann I. Arnold I. Ferl Th. Pfister E. A.
Institut für Arbeitsmedizin und Hygiene
der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Schadstoffbedingte Beeinflussung des Herzrhythmus Schadstoffbedingte Beeinflussung des Herzrhythmus bei gesunden langjährig exponierten Arbeitnehmernbei gesunden langjährig exponierten Arbeitnehmern
42. Jahrestagung der DGAUM 10.- 13. April 2002
Chronische ToxizitätChronische Toxizität
periphere und zentrale Neuropathie
Anemie Leber Mutagenität chronische Nephropathie Gicht Kardiotoxizität Hypertension
42. Jahrestagung der DGAUM 10.- 13. April 2002
bleiinduziertebleiinduzierte Polyneuropathie oder
Enzephalopathie hämopoetisches System Immunsystem Atemwege Leber Mutagenität Nieren Haut kardiovaskuläres System
autonomes Nervensystem???
lösemittelinduzierte
Erkrankungen durch Blei oder
seine Verbindungen
Polyneuropathie oder Enzephalopathie durch organische Lösemittel oderderen Gemische
42. Jahrestagung der DGAUM 10.- 13. April 2002
Gesetzliche Grundlagen zur Prävention
PublikationenPublikationen
Murata K, Araki S. Am J Ind Med. 1991;20: 663-671
Teruya K, Sakurai H, Omae K, Higashi T, Muto T, Kaneko Y. Int Arch Occup Environ Health. 1991;62: 549-553
Araki S, Murata K, Yokohama K. Annales Acad. Med.Singapore 1994;23: 710- 718
Matikainen E, Juntunen J. J Neurol Neurosurg Psychiatry 1985;48: 1021-1024
42. Jahrestagung der DGAUM 10.- 13. April 2002
Definition HRVDefinition HRV
42. Jahrestagung der DGAUM 10.- 13. April 2002
Unter der Herzfrequenzvariabilität (HRV - heart rate variability)
versteht man die Schwankungen jeweils zweier aufeinanderfolgender
normaler Herzschläge
Informationsgehalt der HRVInformationsgehalt der HRV
sympathische Tonuslage
parasympathische Tonuslage
sympathiko-vagale Balance
42. Jahrestagung der DGAUM 10.- 13. April 2002
• Lebensalter
• Geschlecht
• Konstitution
• Trainingszustand, Leistungsvermögen des Herzens
• Belastungen (mentale, psychische, körperliche)
• Körperlage
• Tageszeit, zirkadiane Rhythmik
• arterielle und kardiopulmonale Baroreflexe
• thorakale Druckänderungen
• Atemform
• Temperatur
• Umweltkontakte
• neurotoxische Stoffe
Beeinflussung der HRV
42. Jahrestagung der DGAUM 10.- 13. April 2002
• symp. u. parasymp. Aktivität der Herznerven
• Pharmaka (Narkosemittel, Atropin, -Blocker)
• Alkohol, Rauchen
time-domain-Indices:
Hf, SAa,
NN, SDNN, rMSSD
phase-domain-Indices:Plot-Länge, Plot-Breite
frequency-domain-Indices:
VLF -, LF - und HF-Band%
NN min NN max
24-h-NN-Intervall-Histogramm
42. Jahrestagung der DGAUM 10.- 13. April 2002
Phasenbereich
NNii [ms]
NNi-1 [ms]
Lorenz-Plot-Länge
Lorenz-Plot-Breite
Methoden der HRV-AnalyseMethoden der HRV-Analyse
LF
LSP
VLF HF
ZielZiel
Objektivierung des Einflusses langjährig, beruflich
aufgenommener neurotoxischer Stoffe auf die HRV
42. Jahrestagung der DGAUM 10.- 13. April 2002
1. Studie
Bleiexponierte
Kontrollpersonen
n = 97
n = 27
2. Studie
Bleiexponierte
Lösemittelexponierte
Kontrollpersonen
n = 28
n = 38 (aktuell-)
n = 42
3. Studie
Lösemittelexponierte
Kontrollpersonen
n = 42 (aktuell-) n = 21 (ehemalig-)
n = 29
LU (n = 23)
42. Jahrestagung der DGAUM 10.- 13. April 2002
ProbandenProbanden
LU (n = 17)
• Laborversuch (Ruhe, mentale Belastung, Erholung) • Langzeit-EKG (L-EKG)
freiwillige Teilnahme Mindestalter von 25 Jahren klinisch gesund mindestens 5-jährige Tätigkeit
an entsprechenden Arbeitsplätzen
Erkrankungen des ZNS Diabetes mellitus manifeste art. Hypertonie, Herzinsuffizienz Drogenkonsum Medikamentenmissbrauch Alkoholabusus in der Freizeit kein Umgang
mit neurotoxischen Stoffen
Ein- und Ausschlusskriterien
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Expositionsdaten
42. Jahrestagung der DGAUM 10.- 13. April 2002
Blei mittlerer LWAE-Wert
0,14 ± 0,11 mg/m³
mittlerer TWA-Wert30,7 ± 9,9 µg/dl
MAK = 0,1 mg/m³
BAT = 70 µg/dl
Lösemittel fehlende Anfgaben zu LM-Exposition in vergangenen
Jahren
aktuelle Biomonitoring einzelner Stoffe - unter dem Grenzbereich
17 Jahre
Expositionsdauer
16,8 Jahre (aktuell LM-Exp.)20,4 Jahre (ehemalig LM-Exp.)
Ergebnisse (Querschnittsunterschung) - Zeitbereich
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10
15
20
25
30
35
40
60 65 70 75 80 85 90
Hf [min-1]
SA
a [m
s]
BLMPK
B
R
E R
B
E
R EB B
R E
R = Ruhe-, B = Belastungs- und E = Erholungsphase
Laborversuch
42. Jahrestagung der DGAUM 10.- 13. April 2002
Ergebnisse (Querschnittsunterschung) - Phasenbereich
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
LP-Länge LP-Breite
BLMPK
[ms]Phasenbereich
NN ii [ms]
NN i-1 [ms]
Lorenz-Plot-Länge
Lorenz-Plot-Breite
L-EKG
t
t
Ergebnisse (Längsschnittsunterschung) - Blei
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Ruhe Belastung Erholung
Hf [min-1] Test Retest p
63.6 ± 8.973.3 ± 13.2
0.006
69.4 ± 10.377.1 ± 11.2
0.015
64.2 ± 7.675.0 ± 13
0.002
SAa [ms] Test Retest p
36.2 ± 15.420.4 ± 10.0
0.001
25.0 ± 9.917.3 ± 7.3
0.009
31.7 ± 13.417.7 ± 8.2
0.002
Laborversuch
Ergebnisse (Längsschnittsunterschung) - Blei
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10
15
20
25
30
35
40
60 65 70 75 80
Hf [min-1]
SA
a [
ms]
Test
Retest
B
B
R
E
R
E
Laborversuch
Parameter Test/Retest p
Hf [min-1]76.5 ± 10.672.9 ± 10.9 0.032
SAa [ms]29.7 ± 16.330.0 ± 15.3 n.s.
NN [ms]758.1 ± 68.2744.6 ± 94.6
n.s.
SDNN [ms]218.6 ± 67.4160.6 ± 44.9
0.001
RMSSD [ms]39.6 ± 19.241.3 ± 24.2
n.s.
LP-Länge [ms]1286.6 ± 336.71196.0 ± 261.8
0.031
LP-Breite [ms]437.0 ± 200.3317.5 ± 142.7
0.002
Ergebnisse (Längsschnittsunterschung) - Lösemittel (akt.)
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statische Betrachtung: keine HRV-Verminderung
dynamische Betrachtung: verzögerte Tonusveränderung
fortschreitende Reduzierung des Herzrhythmus
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Ergebnisse (Zusammenfassung)
Blei Lösemittel
Querschnittsunterschung
Längsschnittsunterschung
Zukunft der HRV-Analyse in der Arbeitsmedizin... Zukunft der HRV-Analyse in der Arbeitsmedizin...
42. Jahrestagung der DGAUM 10.- 13. April 2002
als Indikator einer neurotoxischen Schädigung geeignet, wenn man sich auf die Dynamik des sich unter Belastungs-änderungen einstellenden vegetativen Tonus bezieht
beim Nachweis einer neurotoxischen Frühschädigung sowie
der BK-Begutachtung für die Arbeitsmedizin zu empfehlen
wegen ihrer Nichtinvasivität, Rückwirkungsfreiheit bei der
Aufzeichnung und Verfügbarkeit moderner Analyse- und
Auswerttechniken für die praktische Arbeitsmedizin kein
Problem
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bei weiteren Fall-Kontroll-Studien sollte man auf statische Querschnittsuntersuchungen verzichten
Längsschnittsuntersuchungen planen
SchlussfolgerungSchlussfolgerung