Abstract

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.