Transcranial sonography and measurement of intima- media- thickness in workers exposed to carbon disulfide
Transcranial sonography and measurement of intima- media- thickness in workers exposed to carbon disulfide
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Original abstract
Hintergrund und Ziele: Schwefelkohlenstoff (CS2) ist ein organisches Lösungsmittel, das heutzutage vor allem in der chemischen Industrie zur Viskoseherstellung verwendet wird und dessen toxische Wirkung für den menschlichen Körper seit circa sechs Jahrzehnten genauer erforscht wird. Neben akuten Vergiftungen mit zentralnervöser Depression und Koma sind vor allem chronische Auswirkungen auf das zentrale und periphere Nervensystem sowie auf das kardiovaskuläre System zu beobachten. In der vorliegenden Studie wurde der Einfluss von CS2 auf arteriosklerotische Veränderungen der Gefäßwand sowie zerebrale Veränderungen untersucht. Probanden und Methoden: Aus einem Betrieb der Viskoseherstellung in Deutschland wurden 426 freiwillige Probanden rekrutiert, von denen 289 dem CS2 exponiert, 137 demselben nicht exponiert waren. Im Zuge der umfangreichen arbeitsmedizinischen und neurologischen Untersuchungen wurden bei allen Probanden mittels B- Bild Sonographie die Intima- Media- Dicke der beiden Arteriae Carotis communes als frühes Zeichen einer arteriosklerotischen Veränderung gemessen. Desweiteren erfolgte die Bestimmung der Größe des dritten Ventrikels zur Detektion einer etwaigen Hirnatrophie und die Vermessung der Substantia nigra Fläche (SN) zur Abgrenzung neurologischer Symptome von einem eventuellen idiopathischen Parkinsonsyndrom. Die gemessenen Werte wurden mit Hilfe einer multiplen linearen Regressionsanalyse ausgewertet. Diese Analyse erfolgte in vier verschiedenen Berechnungsmodellen der jeweiligen CS2- Konzentration. Ergebnisse: Die gemessene Fläche der SN und die Größe des dritten Ventrikels zeigten keinerlei signifikanten Zusammenhang mit der CS2- Exposition. Ein signifikanter Zusammenhang (p<0,05) bestand zwischen der positiven Familienanamnese für eine Parkinsonerkrankung und der Größe der SN Fläche. Außerdem fand sich ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Alter und einer vorliegenden arteriellen Hypertonie der Probanden und der Größe des dritten Ventrikels. Bei der Bestimmung der Intima- Media- Dicke zeigte sich ein signifikanter Zusammenhang (p<0,05) mit der längsten CS2- Expositionsdauer, ein hochsignifikanter Zusammenhang (p=0,0065) mit der kumulativen CS2- Exposition und ein starker Zusammenhang (p=0,068) mit dem TTCA (2-Thio-1,3-thiazolidin-4-carboxylsäure)- Spiegel im Urin. Außerdem fand sich jeweils ein signifikanter Zusammenhang (p<0,05) mit dem Alter, dem Body Mass Index, der Anzahl der Pack Years und in zwei Modellen auch mit dem LDL- Cholesterinspiegel der Probanden. Praktische Schlussfolgerungen: Unter den vorliegenden CS2- Konzentionen ist nicht von einem Einfluss von CS2 auf eine Echogenitätsvermehrung der SN oder einer erhöhten Vulnerabilität bei bestehender Hyperechogenität derselben auszugehen. Ebenso wenig von einer erhöhten Rate an Hirnatrophie. CS2 hat auch schon bei den vorliegenden Konzentrationen einen negativen Einfluss auf die arterielle Gefäßwand, die in Hinblick auf die Effektstärke mit einem zehnjährigen Gefäßalterungsprozess oder einer Zigarettenanamnese von 40 Pack Years vergleichbar ist. Nicht gleichzusetzten sind die in der Literatur daraus abgeleiteten Risiken für die Entwicklung eines kardiovaskulären Ereignisses, da die hier untersuchten Probanden im Kollektiv sehr viel jünger und gesünder waren. Dieser unbestreitbare Einfluss auf das vaskuläre System unter dem bestehenden AGW sollte in weiteren Studien untersucht werden. Background and Purposes: Carbon disulfide (CS2) is an organic solvent that is used in the chemical industry in the process of viscose production. Its toxicity for the human body has been subject of investigation for around six decades. Besides acute intoxications with depression of the central nervous system and coma, chronic effects on the central and peripheral nervous system as well as on the cardiovascular system can be seen. Objective of this investigation was to examine the influence of CS2 on arteriosclerotic variances in the vascular wall as well as on cerebral changes. Methods: The cohort included 426 volunteers out of a rayon plant in Germany, of whom 289 were exposed to CS2. All participants underwent thorough neurological and occupational health examination. Sonography of the intima-media-thickness (IMT) of the carotid arteries as an early sign of arteriosclerosis was performed. Additionally the assessment of the size of the third ventricle for the detection of a putative brain atrophy as well as the measurement of the Substantia Nigra (SN) area for the distinction of neurological symptoms from an idiopathic Parkinson syndrome was executed. The measured values were calculated using a multiple linear regression analysis. This analysis included four different calculation models for CS2-concentration. Results: The area of the SN and the size of the third ventricle showed no significant relation with the exposure to CS2. A significant relation (p<0,05) between a positive family history of parkinson´s disease and the size of the SN was revealed. Additionally we showed a significant relationship between the age and an existing arterial hypertension and the size of the third ventricle. Regarding the assessment of the IMT a significant correlation (p<0,05) with the longest CS2 exposure time was shown as well as a highly significant correlation (p=0,0065) with the cumulative CS2 exposure and a strong correlation (p=0,068) with the TTCA (2-Thio-1,3-thiazolidin-4-carboxylsäure) urine level. Further a significant correlation (p<0,05) was seen with age, body mass index, number of pack years and in two calculation models also with the LDL-cholesterol level of the probands respectively. Conclusion: Under the momentary occupational CS2 concentrations neither an effect of CS2 on the sonographic density of the SN nor an augmented vulnerability in the case of an existing hyperechogenity can be assumed, just as little as a higher rate of brain atrophy. CS2 has a negative influence on the arterial vascular wall yet under the current concentrations, which can be compared with the effect size of 40 pack years. However this effect does not equate to the attributable cardiovascular risk as the test persons were much younger and healthier. This undeniable influence on the cardiovascular system under the current occupational exposure limit should be subject of further studies.