Entzündungsreaktion der Nasenschleimhaut nach beruflicher Exposition gegenüber organischen Stäuben bei Landwirten

Landwirte sind durch ihr Arbeitsumfeld einer erhöhten Konzentration
von organischem Staub, insbesondere Endotoxinen im Stall, bei
erhöhtem Lungenminutenvolumen durch körperliche Arbeit ausgesetzt.
Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, unter Berücksichtigung
der Endotoxinkonzentrationen das broncho-pulmonale System auf
Entzündungsreaktionen zu untersuchen. Insbesondere war hier die
nasale Lavage von Interesse, da hierbei durch eine nicht-invasive
Untersuchungstechnik Rückschlüsse auf den Zustand des
Respirationstraktes gezogen werden können. Zum Vergleich und um
Aussagen über systemische Entzündungsreaktionen zu erhalten, wurden
ausgewählte Entzündungsparameter im peripheren, venösen Blut
quantitativ bestimmt. Die Untersuchung erfolgte an zwei Kollektiven
gesunder Probanden. Es wurden 21 Landwirte mit 24 nicht beruflich
exponierten Personen verglichen und das Auftreten von
respiratorischen und allergischen Symptomen nach Exposition
erfasst. Des Weiteren wurden eine Lungenfunktionsuntersuchung, eine
Blutabnahme und eine Nasallavage zur Evaluierung der häufigsten
Blut- und Entzündungsparameter durchgeführt. Im Plasma wurden die
proinflammatorischen Zytokine TNF-, IL-6 und ENA-78 bestimmt.
Zusätzlich wurde Endotoxin personenbezogen gemessen sowie die
Kohlendioxid- und Ammoniakkonzentrationen im Stall ortsfest
bestimmt. Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Windgeschwindigkeit im
Stall wurden vor Ort am Expositionstag ermittelt. Die gemessenen
Endotoxin Konzentrationen lagen im Bereich von 0,9 EU/m3 bis
20816,3 EU/m3. Die Lungenfunktionswerte zeigten eine signifikante
Erhöhung über die Stallarbeit. VCinsp (vor Expo: 107,7 ± 3,7 %;
nach Expo: 112,4 ± 3,7 %; pw=0,039), FEV1 (vor Expo:111,2 ± 4,0 %;
nach Expo: 114,6 ± 3,8 %; pw=0,042), und MEF50 (vor Expo: 82,0 ±
7,5 %; nach Expo: 88,1 ± 6,2 %; pw=0,044) stiegen signifikant an.
Die Analyse des Differentialblutbildes zeigte das Bild einer
Entzündungsreaktion nach Exposition. Es erhöhte sich signifikant
der Anteil der neutrophilen Granulozyten an den Leukozyten (vor
Expo: 52,7 ± 1,6 %; nach Expo: 62,9 ± 1,6 %; pw=0,003). Lymphozyten
fielen von 35 ± 1,56 % auf 27,5 ± 1,3 % ab (pw=0,003), eosinophile
Granulozyten fielen von 3,5 ± 0,4 % auf 7,3 ± 0,3 % (pw=0,013),
Monozyten von 8,4 ± 0,5 % auf 7,3 ± 0,3 % (pw=0,012), CRP von 0,2 ±
0,04 mg/dl auf 0,15 ± 0,04 mg/dl (pw=0,011). Auch in der
Kontrollgruppe kam es zu einer ähnlichen, ebenfalls signifikanten
Veränderung, diese war jedoch geringer ausgeprägt. Für die Zytokine
im Serum zeigte sich keine statistisch signifikante Veränderung
über die Exposition. Jedoch ergab sich ein positiver Zusammenhang
zwischen der IL-6 Konzentration im Serum und der Höhe der
Endotoxinbelastung im Stall. Dieser Zusammenhang war allerdings
nicht statistisch signifikant (p=0,056). Bei Betrachtung der
Zelldifferenzierung der Nasallavage konnte ein geringer, aber
signifikanter Abfall der Anteile der neutrophilen Granulozyten (vor
Expo: 88 ± 5,7 %; nach Expo: 77 ± 8,7 %; pw=0,047) festgestellt
werden. Außerdem ergab sich ein hochsignifikanter Zusammenhang
zwischen der Höhe der Endotoxinkonzentration und der nasalen
Makrophagen (psp=0,0001), sowie der nasalen Epithelzellen
(psp=0,022). Im Hinblick auf unsere Anfangs gewählte Fragestellung
deutet unser Ergebnis an, dass eine Exposition gegenüber
organischem Staub, insbesondere Endotoxin, zu einer Neutrophilie im
Serum führen kann und bei hohen inhalierten
Endotoxinkonzentrationen auch vermehrt Makrophagen in der
Nasenschleimhaut rekrutiert werden. Da sowohl die
Lungenfunktionsparameter, als auch die systemischen (Serum) und
lokalen (Nasallavage) Entzündungszeichen das Bild einer
Entzündungsreaktion zeigen, kann davon ausgegangen werden, dass die
Lungenfunktion, sowie die systemischen und lokalen Messmethoden
über ausreichende Sensitivität verfügen, um in diesem Studiendesign
Entzündungsreaktionen nachzuweisen. Die Nasallavage konnte im
Feldversuch als eine objektive, kostengünstige, schnelle und gut
tolerable Messmethode zur Darstellung von nasalen
Entzündungsreaktionen etabliert werden.