Derfor kan partikler i arbejdsmiljøet medføre hjertekarsygdom
Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø - 03-09-2020
Når bittesmå partikler fra luften eller arbejdsmiljøet deponeres dybt nede i lungerne, vil kroppen reagere med en naturlig alarmreaktion, et såkaldt akutfaserespons. Netop dette respons medvirker, ifølge et helt nyt oversigtsstudie, til at risikoen for åreforkalkning og hjertekarsygdom øges.
Når man indånder partikler og støv i arbejdsmiljøet og i det ydre miljø, bliver nogle af partiklerne tilbage i lungen, hvor de deponeres alt efter deres størrelse. Store partikler deponeres i de øvre luftveje, mens de små når helt ned i lungesækkene, hvor man optager ilt og udskiller kuldioxid. Kroppens naturlige alarmereaktion på tilstedeværelsen af småbitte partikler i lungerne, kaldes et akutfaserespons, og den respons opstår typisk efter indånding af nanopartikler, men også efter indånding af mange andre bittesmå partikler, som har det til fælles, at de kun vanskelig forsvinder fra lungerne igen. Den viden har forskerne haft i mange år.
Men nu har professor Ulla Vogel og hendes forskerkollegaer på NFA i samarbejde med et hold af forskere fra Tyskland, Irland og Canada peget på en model for, hvordan akutfaseresponset som følge af indånding af partikler, specielt nanopartikler, øger risikoen for åreforkalkning og hjertekarsygdom.
Modellen er fremsat i et videnskabeligt review, hvor forskerne også har gennemgået den videnskabelige evidens på området.
- Vi kan nu præsentere en model for, hvordan partikler i bl.a. arbejdsmiljøet kan føre til hjertekarsygdom. I reviewet er der således en præcis beskrivelse af, hvordan NFA vurderer, at den biologiske mekanisme fungerer. Gennem årene har vi i vores undersøgelser af mulige helbredseffekter af udsættelse for nanopartikler og nanomaterialer set, at mange forskellige typer af partikler igangsætter kroppens akutfaserespons, der fører til cirkulation af akutfaseproteiner i blodet, hvilket kan medføre åreforkalkning og hjertekarsygdom, forklarer Ulla Vogel.
Bittesmå partikler deponeres nederst i lungerne
Som det første led i modellen (se grafikken nedenfor under artiklen) har forskerne fra NFA påvist, at indånding af partikler og nanomaterialer igangsætter akutfaserespons i lungen, hvilket biologisk set ifølge professor Ulla Vogel, kan opsummeres på følgende måde:
- I de øvre luftveje i lungerne har vi små fimrehår, som sørger for at transportere partikler væk fra lungerne og op i svælget, hvorefter vi synker dem. Men da der ikke er fimrehår i de såkaldte lungesække i den nedre del af lungerne, fjernes de indåndede partikler kun meget langsomt fra denne del af lungerne, og derfor vil nanopartiklerne ophobes i lungen over tid ved lavere luftkoncentrationer af støv end større partikler gør. Kroppen vil derefter reagere på, at partiklerne befinder sig i lungerne gennem en alarmreaktion.
De bittesmå partikler, der deponeres dybt ned i lungerne, vil igangsætte en alarmreaktion som reaktion på dette ’fremmedlegeme’– altså akutfaseresponset – som kan måles som en mængde af akutfaseproteiner, der sendes ud i blodbanen.
- Akutfaseresponset er et komplekst respons, men to af akutfaseproteinerne er særligt interessante. Det ene protein bruges allerede rutinemæssigt i sundhedsvæsnet til diagnostik af sygdomme, som fx skyldes bakterieinfektioner, mens det andet protein har vist sig direkte at medvirke til øget åreforkalkning. Det smarte er, at fordi de to proteiner ”følges ad” – og stiger og falder på samme måde – så kan man ved at måle på det protein, man måler rutinemæssigt, indirekte få viden om det andet protein, som forårsager åreforkalkning, siger Ulla Vogel.
Man har dog længe vidst, at akutfaseresponset statistisk set hænger sammen med hjertekarsygdom, men ny viden viser nu, at akutfaseresponset direkte fører til en øget risiko for åreforkalkning og hjertekarsygdom. Hvor kraftigt akutfaseresponset er, og hvor stor en dosis akutfaseproteiner, der sendes ud i blodbanen, afhænger af det samlede overfaldeareal af de partikler, der er deponeret i lungen.
- Små partikler har et større samlet overfladeareal pr. vægtenhed end større partikler, og derfor giver indånding af små partikler et meget større biologisk respons. En større del af de mindste indåndede partikler vil dermed deponeres i den dybe ende af lungen, og de vil forårsage et større respons, fordi de samlet set har et større overfladeareal, siger Ulla Vogel.
Tidligere forsøg med zinkoxid får konsekvenser for arbejdsmiljøet
Forskerne har i et stykke tid været klar over, at mange forskellige typer partikler alle fremkalder akutfaserespons, hvilket er set i dyremodeller. Det gælder ved indånding af fx nanopartikler, asbest, kvarts, partikler fra dieseludstødning og andre procesgenererede partikler fx fra fly, forbrændingspartikler fra halm og træ og fra slibestøv.
I et tysk studie med frivillige forsøgspersoner, som indåndede zinkoxid, påviste forskerne, at det samme sker i mennesker. Og de fandt også en direkte sammenhæng mellem den indåndede dosis og størrelsen af akutfaseresponset:
- Vi fik det samme resultat for zinkoxid i vores dyremodel på NFA, og det tyder på, at vi kan bruge disse som model for, hvad der sker i mennesker. Arbejdstilsynet har på baggrund af de vigtige resultater, bedt NFA om at udarbejde dokumentation for helbredsbaserede grænseværdier i arbejdsmiljøet for zinkoxid, siger Ulla Vogel og fortsætter:
- Umiddelbart kunne man håbe på, at akutfaseproteiner i blodet kunne bruges som en biomarkør i arbejdsmiljøet, men desværre er det ikke helt ligetil. Der er mange forskellige faktorer, der påvirker niveauet af akutfaseproteiner hos det enkelte individ, bl.a. infektioner, en række kronisk sygdomme og en række livsstilsfaktorer såsom om man ryger og hvad man vejer (BMI), så der er stor variation mellem enkeltpersoner.
Forebyggelse som følge af den nye viden
Forskerne bag reviewet konkluderer, at der nu er videnskabelige evidens for, at der eksisterer en årsags-virknings-(kausal)-sammenhæng mellem indånding af partikler/nanopartikler og akutfaseresponset, der dermed øger risikoen for hjertekarsygdom.
- Når vi ved, at partikelforurening medfører et akutfaserespons, så udgør det også et redskab, som kan bruges til tage hensyn til risikoen for hjertekarsygdom, når der skal laves nye grænseværdier for kemiske stoffer i arbejdsmiljøet. Vores resultater understreger endnu engang, at hjertekarsygdom også kan være en erhvervsbetinget sygdom, som også forårsages af indånding af partikler og støv, siger Ulla Vogel.
Illustrationen viser, hvordan indånding af nanopartikler kan føre til udvikling af hjertekarsygdom. Når partiklerne kommer ned i lungerne, kan de udløse et akutfaserespons, som øger risikoen for åreforkalkning, som kan føre til blodpropper.
De første tegn på sammenhængen mellem akutfaserespons og hjertekarsygdom i et amerikansk studie af sygeplejerskers helbred i år 2000
Allerede for 20 år siden fik forskerne de første tegn på at der kunne være en sammenhæng mellem akutfaserespons og hjertekarsygdom. Det skete, da man fik resultaterne af et studie, hvor 120.000 sygeplejerske havde deltaget med en blodprøve (Nurses Health Study, Baltimore, USA).
I blodprøven målte forskerne bl.a. indholdet af de omtalte akutfaseproteiner i blodet og sammenholdt niveauerne med sygeplejerskernes hjertekar-sygelighed de næste 15 år. Resultaterne viste, at blot en lille stigning i koncentrationen af disse proteiner, forudsagde en øget risiko for at have udviklet hjertekar-sygdom i løbet af de næste 15 år.
Kilde: Professor Ulla Vogel, NFA (fra Ridker et al, NEJM, 2000).
Læs det videnskabelige review
- Hadrup N, Zhernovkov V, Jacobsen NR, Voss C, Ansari MSM, Schiller HB, Halappanavar S, Poulsen SS, Kholodenko B, Stoeger T, Saber AT and Vogel U. Acute Phase Response as a Biological Mechanism-of- Action of (Nano) particle-Induced Cardiovascular Disease.
Læs mere
Sådan kan I forebygge at blive udsat for skadelige ultrafine partiker fra motorer
Nanomaterialer kan udfordre kroppen
Tegn på helbredseffekter efter indånding af diseudstødning fra gamle dieseldrevne lokomotiver
Støv på jobbet kan øge risiko for hjertekarsygdom, Magasinet Arbejdsmiljø, nr. 8/2018
Den gode nyhed: Klassisk forebyggelse virker, Magasinet Arbejdsmiljø, nr. 8/2018
Forskere: Grænseværdier for zinkoxid bør ændres, Magasinet Arbejdsmiljø, nr. 11/2019
Tema om nano: En verden af nano, Magasinet Arbejdsmiljø, nr. 11/2019.
Nordisk ekspertgruppe undersøger sammenhængen mellem kemisk eksponering og hjertekarsygdom
