Lassen/Respiratoire gezondheidseffecten van lasrook

Acute respiratoire effecten

Lassen heeft zich als voltijdse beroepsactiviteit ontwikkeld na de tweede wereldoorlog, toen de lasverbindingen geleidelijk de metaalverbindingen door rivetteren ging vervangen. Tot de acute en reversibele effecten van lasrook op de luchtwegen behoren irritatie van de bovenste luchtwegen, acute bronchitis, metaaldampkoorts en in mindere mate acute chemische pneumonie of hypersensitivity pneumonitis. Acute blootstelling aan zinkdampen geeft aanleiding tot een goedaardige griepachtige aandoening (metaaldampkoorts) maar acute blootstelling aan cadmiumdampen kan leiden tot een levensgevaarlijke chemische pneumonie 42.

Metaaldampkoorts

Metaaldampkoorts werd in het verleden uitvoerig in de literatuur beschreven en kent dan ook verschillende synoniemen zoals gietkoorts, zinkkoorts, metal malaria, metal fume fever, fièvre des metaux, fièvre des fondeurs, fièvre du lundi. Metaaldampkoorts treedt voornamelijk op bij het lassen, branden of snijden van gegalvaniseerd (verzinkt) staal of van met zinkhoudende verf behandeld metaal. Door de verhitting van zink boven het smeltpunt (420°) ontstaat zinkoxyderook. Metaaldampkoorts werd ook beschreven bij het lassen van koper, magnesium en in mindere mate aluminium, cadmium, mangaan, nikkel, selenium, zilver en tin 10, 11. Verwant hiermee is de “polymeerrookkoorts”, een gelijkaardig syndroom dat ontstaat bij verhitting van fluorkoolwaterstofpolymeren gebruikt bij de productie van banden, slangen, folies, laboratoriumglaswerk, gedrukte bedrading, coating van gereedschappen en smeermiddelen. Meest gekend is het polytetrafluoretheen (PTFE of Teflon). Verhitting kan ontstaan door mechanische bewerkingen zoals slijpen, draaien of freezen of doordat partikels via de handen in of op sigaretten terechtkomen en verbranden 43. Inademing van metaaloxyderook leidt tot prikkeling van de luchtwegen met hoest en retrosternale pijn en tot algemene symptomen zoals hoofdpijn, myalgieën, rillingen. Een metaalsmaak in de mond en uitgesproken dorstgevoel zijn eveneens beschreven 10. De respiratoire symptomen zijn meestal vrij beperkt 42. 4 tot 8 uren na de blootstelling ontstaat een koortsaanval met rillingen en een sterke leukocytose alsook een neutrofieleninflux in de alveolen 42. De longauscultatie toont geen maieure afwijkingen en infiltraties zijn bij een RX-thorax, indien genomen, meestal afwezig. Het ziektebeeld resorbeert steeds spontaan binnen één tot twee dagen zonder blijvende letsels. Metaaldampkoorts kan optreden vanaf de eerste blootstelling en is niet te wijten aan een allergische sensibilisatie. Differentieel diagnose met een chemische of een allergische pneumonitis is soms moeilijk op klinische basis. Deze aandoeningen kunnen zich ook manifesteren onder vorm van een koortsaanval, waarbij de inflammatoire kenmerken echter meer uitgesproken zijn: afwijkingen bij de auscultatie, diffuse infiltraten op een RX thorax.

Chemische en hypersensitivity (allergische) pneumonitis

Alhoewel de pathofysiologische mechanismen vrij verschillend zijn, is het onderscheid tussen een pneumonitis op allergische of op chemische basis soms zeer moeilijk bij een lasser met acute interstitiële infiltraten en hypoxemie. Het gelijkaardig klinisch beeld maakt dat beide termen door elkaar worden gebruikt. Meestal zal de differentieel diagnose gemaakt worden op basis van de anamnese. De chemische pneumonitis kan zich ontwikkelen na blootstelling aan irriterende gassen of stofdeeltjes uit de lasrook en kan oorzaak zijn van een acute inflammatoire reactie in het longweefsel. In ernstige gevallen zal dit zich uiten onder vorm van een acute respiratoir distress syndroom met longoedeem. Een hypersensitivity pneumonitis of extrinsiek allergische alveolitis is een interstitiële longaandoening op basis van allergische sensibilisatie aan één of meerdere componenten. Behalve de bekende antigenen zoals bacteriën, schimmels en dierlijke eiwitten kunnen ook isocyanaten en allergiserende partikels uit lasrook het beeld van een extrinsiek allergische alveolitis oproepen. Als gevolg van doordringen van kleinmoleculaire stoffen in de luchtwegen bij daarvoor gevoelige individuen ontstaat een neutrofiele (lymfocytaire) alveolitis. In de regel is dit proces omkeerbaar en is volledig herstel te verwachten. In geval van chronische intermittente expositie zal, als gevolg van de steeds uitgelokte alveolitiden, een interstitiële reactie ontstaan die kan leiden tot longfibrose. Bij dit proces treedt, ook na het stoppen van de expositie, geen herstel op. Vele componenten uit lasrook werden geassocieerd aan allergische extrinsieke alveolitis, maar gezien de uitgebreide variëteit aan componenten is het zeer moeilijk de verantwoordelijke component te identificeren. In de literatuur worden cadmium, beryllium, mangaan, ozon, nitreuze dampen, fosgeen en fosfine vermeld als oorzaak van acute inhalatiepneumonitis op toxische of allergische basis 10. Acute chemische pneumonitis is het enige effect op de gezondheid geassocieerd aan blootstelling aan ozon bij lassers. Voornamelijk bij TIG-lassen in slecht geventileerde ruimten kunnen de ozonconcentraties oplopen. Blootstelling aan cadmiumoxyderook wordt frequent als oorzaak van ernstige chemische pneumonitis vernoemd, met soms dodelijke afloop 10, 11, 42. Een cadmiumpneumonitis gaat gepaard met koorts, dyspnoe en een algemeen ziektegevoel. Er kan een latentieperiode zijn van 24u. Inademing van 5 mg/m³ gedurende 8 u kan dodelijk zijn 43.

Chronisch Obstructief Longlijden

COPD, de universeel gebruikte afkorting van de Engelstalige benaming Chronic Obstructive Pulmonary Disease, is een verzamelnaam voor chronische longziekten (obstructieve chronische bronchitis, longemfyseem) met als gemeenschappelijk kenmerk een –over jaren- progressief toenemende expiratoire luchtstroombeperking of luchtwegobstructie. De vroeger veel gebruikte benaming CARA (chronisch aspecifieke respiratoire aandoening), die zowel COPD als astma omvatte, wordt best vermeden: het is nu duidelijk dat COPD en astma voldoende van elkaar verschillen qua pathogenese, ziekteverloop en prognose om ze als aparte entiteiten te beschouwen 44 . Het roken van sigaretten is ongetwijfeld de belangrijkste oorzaak van chronisch obstructief longlijden (COPD) en emfyseem. Talrijke studies hebben echter ook aangetoond dat ook beroepsmatige blootstelling kan bijdragen tot het ontstaan van deze obstructieve stoornissen. Bij de beroepsmatige factoren die kunnen leiden tot chronische bronchitis en daling van de ventilatoire functie behoren minerale stofdeeltjes (o.a. bij de mijnwerkers), organisch stof (o.a. graanstof), irriterende gassen of stofdeeltjes. Dit heeft uiteraard belangrijke consequenties op de preventie. Het probleem is evenwel dat het bij de roker op individueel vlak zeer moeilijk of praktisch onmogelijk is om het aandeel van het roken te onderscheiden van dat van de beroepsmatige factoren 42. Toch zijn er enkele belangrijke categorieën van metalen of beroepen die met de bewerking van metalen te maken hebben dit geassocieerd zijn met COPD. Zo is bijvoorbeeld op een vrij overtuigende manier aangetoond dat chronische inhalatoire blootstelling aan cadmium tot emfyseem kan leiden 42. Bij arbeiders uit de ijzer- en staalnijverheid en bij lassers is er in een aantal studies een verhoogde prevalentie vastgesteld van chronische bronchitis en COPD, zonder dat de specifieke oorzakelijke agentia zijn geïdentificeerd. Andere studies konden echter geen significante verschillen aantonen. Verschillende cross-sectionele studies hebben de prevalentie van symptomen van chronische bronchitis bij lassers onderzocht, gedefinieerd als vrijwel dagelijks hoesten en opgeven van fluimen de laatste 2 jaar gedurende minstens 3 maanden per jaar 10, 11, 19, 20. Deze definitie correleert goed met histologische afwijkingen in de luchtwegen (muceuze cel hypertrofie). Men spreekt wel eens van industriële bronchitis om het onderscheid te maken met de chronische bronchitis van de roker. Door deze definitie te hanteren maakt men ook onderscheid met een acute bronchitis. Een aantal van deze studies toonden geen toegenomen prevalentie bij lassers wanneer men deze definitie hanteert. Andere studies toonden wel een toegenomen prevalentie van chronische bronchitis bij fulltime lassers die ook rokers waren. Er werd dan ook gesuggereerd dat roken en blootstelling aan lasrook een synergetisch effect kunnen hebben 11. Deze interactie tussen het roken en blootstelling aan lasrook wordt ook frequent teruggevonden voor wat betreft de aanwezigheid van afzonderlijke respiratoire symptomen zoals hoesten, opgeven van fluimen, kortademigheid of wheezing, terwijl het effect op de longfunctieparameters (longfunctieonderzoek) meestal niet kon worden aangetoond 12, 14, 15, 16 . De associatie tussen blootstelling aan lasrook en chronische bronchitis of andere respiratoire symptomen werd reeds in vele studies onderzocht. Niet alle studies vonden een verhoogde prevalentie van chronische bronchitis bij vergelijking van groepen lassers en niet lassers 16. Soms wordt een enkel verhoogde prevalentie gevonden bij rokende lassers of bij rokers alleen. Moeilijkheden bij de interpretatie van de resultaten zijn oa de duur van de blootstelling aan lasrook (beroepsanciënniteit), de grote diversiteit in aantal lasprocessen met telkens verschillen in lasrookemissie, de al dan niet aanwezige ventilatie en het effect van het roken. Men kan aannemen dat prevalentie van chronische bronchitis of andere respiratoire symptomen gerelateerd zal zijn aan de combinatie van blootstelling aan stofdeeltjes of gassen aanwezig in lasrook en het roken 16.

Het grote probleem bij het epidemiologisch onderzoek van industriële populaties is echter het zogenaamde “healthy worker effect”, waarbij selectiemechanismen voor en tijdens de tewerkstelling ervoor zorgen dat de meest gevoelige werknemers niet of minder lang blootgesteld zijn aan het schadelijk werkmilieu doordat zij uit het beroep stappen of bij de aanvang een ander beroep kiezen en aldus aan het onderzoek ontsnappen 11, 42.

Bronchiaal astma

Astma behoort samen met COPD tot de pulmonale aandoeningen gekenmerkt door een diffuse luchtwegenobstructie. Aan de basis ligt een chronische inflammatie van de luchtwegen. De pathofysiologie van astma wordt gekenmerkt door een diffuse, wisselende vernauwing van de luchtwegen en door een overprikkelbaarheid van deze luchtwegen. Ongeveer 30 % van de algemene bevolking wordt gesensibiliseerd voor één of meerdere inhalatie-allergenen. Deze sensibilisatie gebeurt meestal op jonge leeftijd. Bij beroepsastma treedt sensibilisatie voor inhalatieallergenen op aanwezig op de werkplaats. Beroepsastma ontwikkelt zich meestal op latere leeftijd, kent minder seizoensgebonden variaties en zal verbeteren bij een tijdelijke of definitieve verwijdering van de werkplek 11. Pathogenetisch onderscheid men drie categorieën: astma veroorzaakt door allergische sensibilisatie en immunologisch gemedieerd (de meest zuivere vorm), “irritant-induced asthma”, niet gebaseerd op allergische sensibilisatie maar op blootstelling aan irritantia en een “asthma like syndrome”, welke voorkomt bij blootstelling aan hoge concentraties organisch stof, meest voorkomend in de agro-industrie 41. Verscheidene metalen zijn instaat om astma en meer bepaald beroepsastma te veroorzaken. Meest gekend is hierbij het immunologisch gemedieerd astma door platina beschreven bij arbeiders die betrokken zijn bij de raffinage van edele metalen. Maar ook nikkel en chroom kunnen door allergische sensibilisatie aanleiding geven tot astma. Het mechanisme is hierbij niet duidelijk, maar het is wel opmerkelijk dat deze metalen zeer frequent verantwoordelijk zijn voor allergische contactdermatitis, waarbij celgemedieerde allergische mechanismen betrokken zijn. Bij sommige werknemers kunnen zowel de huid als de luchtwegen aangetast zijn, maar respiratoire reacties zijn toch minder frequent dan dermale. Astma door nikkel is niet zeer frequent. Astma door chromaten komt vaker voor en wordt aangetroffen bij arbeiders werkzaam bij het chromeren van metalen of bij het lassen van roestvrij staal 42. Enkele ernstige gevallen van astma werden beschreven ten gevolge van lasrook 18. Blootstelling aan nikkel, chroom, kobalt en andere metalen kan hierbij een rol spelen in de etiopathogenese. Enkele zeldzame gevallen van astmatische reacties zijn beschreven na blootstelling aan zinkdampen, maar het gaat hier mogelijk om metaaldampkoorts bij individuen met aspecifieke bronchiale hyperreactiviteit. De coëxistentie van systemische symptomen zoals metaaldampkoorts en respiratoire symptomen is zo goed als onbekend en werd slechts voor het eerst onderzocht in 2003 18. In deze studie werd gesuggereerd dat metaaldampkoorts als pre-marker kon fungeren bij de ontwikkeling van beroepsastma doch verdere prospectieve studies dienen dit te onderzoeken. Lassen wordt vaak als een oorzaak of als een risico voor het ontwikkelen van astma beschouwd, maar het is niet altijd gemakkelijk om bij lassers uit te maken of het gaat om echt beroepsastma door allergische sensibilisatie (bvb tegen chroom) of om “irritant-induced asthma” 42. Aanwezigheid van beroepsastma bij blootstelling aan lasrook wordt in de literatuur echter veel minder frequent beschreven dan andere respiratoire symptomen 10. De associatie tussen lasrook en astma blijft een onzekere zaak 11.

Interstitiële longafwijkingen

Metaalhoudende stoffen kunnen op verschillende wijzen aanleiding geven tot interstitiële longaandoeningen 10, 11, 42. Enerzijds zijn er de pneumoconiosen die het gevolg zijn van een opstapeling van metalen in het interstitieel weefsel met min of meer uitgesproken ontsteking en fibrose tot gevolg, anderzijds zijn er longaandoeningen zoals berylliose (“chronic beryllium disease”), klinisch en histologisch verwant aan sarcoïdose en de hardmetaallong of de kobaltlong, beschreven bij diamantslijpers door gebruik van gediamanteerde slijpschijven waarin microdiamanten en kobalt worden samengeperst 42.

Verschillende pneumoconiosen die door metalen worden geïnduceerd worden dikwijls als “benigne” pneumoconiosen bestempeld, waarmee dan bedoeld wordt dat er geen confluentie optreedt van de radiologische letsels en dat ze niet gepaard gaan met beduidende longfunctionele afwijkingen.

In verband met lasrook is de meest frequent beschreven pneumoconiose de door ijzerstof veroorzaakte siderose 10, 11. Siderose is vooral een “radiologische” afwijking waarbij kleine, diffuus verspreide en zeer dense opaciteiten worden gevonden. Na beëindiging van de blootstelling zouden deze micronoduli progressief vervagen en zelfs verdwijnen. De diagnose siderose zou een uitsluitingsdiagnose moeten zijn, waarbij oa rekening moet gehouden worden met de mogelijkheid dat er samen met ijzerstof ook blootstelling kan zijn geweest aan silica of asbest. In meer recente literatuur zijn er aanwijzingen dat siderose, oa bij lassers soms wel symptomatisch kan zijn en samen kan gaan met significante longfibrose 42. Andere eerder zeldzaam bij lassers beschreven pneumoconiosen zijn stannose (door tin), antimoniose (door antimoon) en aluminose door inhalatie van aluminiumoxiden bij het lassen van aluminium 10. Hoewel blootstelling aan aluminium zeer frequent is, is longaantasting door aluminium een zeldzaamheid 42.

Respiratoire infecties en immuniteit

De ernst, frequentie en de duur van acute luchtweginfecties ligt hoger bij lassers. Etiopathogenetisch zou men dit kunnen verklaren door een chemische irritatie van de luchtwegen na blootstelling aan metaaloxiderook 11. Meerdere studies hebben een toegenomen mortaliteit bij lassers ten gevolge van baceriële pneumonie aangetoond 11. Bij analyse van de mortaliteit bij lassers vindt men significante toename van pneumonie als doodsoorzaak, behalve bij lassers die hun beroepsloopbaan hebben beëindigd. De auteurs denken aan een reversibel effect van lasrook op de vatbaarheid voor respiratoire infecties. Mogelijks zou deze verhoogde vatbaarheid het gevolg kunnen zijn van een verminderde immuniteit door blootstelling aan een aantal toxische componenten. Verder onderzoek hieromtrent is aangewezen.

Repercussie op longfunctie

Acute effecten

Zowel de stofdeeltjes als de in gassen aanwezige lasrook hebben het vermogen bronchoconstrictie uit te lokken. Door middel van verschillende studies is dan ook in het verleden de acute, transiënte repercussies van lasrook op de longfunctie nagekeken (bijvoorbeeld longfunctie aan het begin en het einde van de shift of “across-shift changes). De meeste studies toonden geen duidelijk acuut effect op de respiratoire parameters, andere toonden zeer kleine veranderingen aan zoals significante afname in de mid-expiratory flow 10, 11, 19. Andere transiënte niet significante veranderingen in de longfunctieparameters konden worden gerelateerd aan het gebruikte lasproces en de gebruikte materialen 11. Of deze transiënte veranderingen in de longfunctieparameters uiteindelijk een effect op lange termijn (chronische respiratoire insufficiëntie) hebben, blijft een onderwerp van verdere studie 17.

Chronische effecten

Sinds de jaren ’50 hebben heel wat onderzoekers de niet-transiënte of chronische effecten van blootstelling aan lasrook op de longfunctie bestudeerd. De meeste van deze studies hebben een cross-sectionele of transversale opzet. Een belangrijk probleem bij de interpretatie van epidemiologische gegevens met betrekking op de longfunctie en de respiratoire symptomatologie is dat er naast beroepsmatige exposities ook nog andere, niet beroepsgebonden factoren zoals het roken een rol kunnen spelen . Het fenomeen waarbij twee mogelijke etiologische factoren (bijvoorbeeld roken en blootstelling aan lasrook) samen kunnen variëren heet “confounding” of “verstoring” en moet worden onderscheiden van “bias” of “vertekening”, welke ontstaat door (systematische) fouten bij de opzet van het onderzoek of tijdens de analyse van de gegevens. Het “healthy worker effect” is een bijzondere vorm van bias bij het epidemiologisch onderzoek naar de invloed van het werk op de gezondheid. Het gaat hier over het verschijnsel waarbij er voor bepaalde werkzaamheden alleen gezonde werknemers in aanmerking komen of aan de slag blijven. Deze bewuste en onbewuste selectieprocessen leiden dan tot de paradox dat de werknemers in de meest ongezonde beroepen soms beter scoren met betrekking tot longfunctie of respiratoire symptomen dan de niet of minder blootgestelden. Dit gebeurt voornamelijk in transversale studies. Een ander maar minder gedocumenteerd verschijnsel is het “healthy workshop effect” 24. Grote ondernemingen met een bedrijfscultuur die aandacht besteedt aan de gezondheid van hun werknemers zullen er inderdaad minder voor terugschrikken om aan epidemiologisch onderzoek mee te werken dan kleinere of economisch zwakkere bedrijven, waar de arbeidshygiëne (oa ventilatie en afzuiging lasrook) doorgaans ook minder goed is. De bevindingen in het onderzoek naar het effect van lasrook op de longfunctie zijn waarschijnlijk hierdoor meestal controversieel. De meeste studies tonen geen effect op de longfunctie. Andere stellen slechts minieme variaties vast. De meeste studies met vastgestelde effecten hebben betrekking op lassers werkzaam in scheepswerven, waar de blootstelling aan lasrook belangrijk is (meestal geen of beperkte afzuiging, frequent lasopdrachten in slecht geventileerde of besloten ruimten). De meeste transversale studies op andere categorieën lassers tonen echter geen maieure effecten op de longfunctie, buiten een in sommige studies vastgestelde daling van de midexpiratoire parameters zoals FEF 25-75, dit is de gemiddelde stroomsterkte tussen 25% en 75% van een geforceerd expiratoir volume, ook wel eens MMEF, maximale midexpiratoire stroomsterkte genoemd. Verschillen in FVC of FEV1 worden echter op minder consequente manier aangetoond. Geen enkele van deze transversale studies kon echter aantonen dat chronische blootstelling aan lasrook in afwezigheid van acute inhalatietrauma, zoals een chemische pneumonie na inhalatie van cadmiumoxiderook , kan leiden tot een belangrijke of klinische waarneembare verstoring van de longfunctie 10. Wel wordt frequent een interactie vermoed tussen het roken van sigaretten en blootstelling aan lasrook. Het effect op de midexpiratoire parameters zou kunnen verklaard worden door de diameter van de stofdeeltjes in lasrook, meestal variërend van 0.01 tot 1 µm, met hierdoor een depositie voornamelijk in de kleinere luchtwegen. Enkel een hogere luchtwegenobstructie zal daarentegen een weerslag hebben op de éénsecondewaarde of FEV1 23, 33. Inderdaad, de FVC, FEV1 en PEF geven een beeld van de respiratoire musculatuur, de longelasticiteit, en de flow doorheen de grotere luchtwegen, terwijl de MMEF en andere parameters zoals FEF een beeld geven van de flow doorheen de kleinere luchtwegen 33. Heronder vindt men een overzicht van de belangrijkste studies betreffende lasrook uitgevoerd tussen 1950 en 1989 10.

Overzicht studies betreffende lassers en longfunctie tussen 1950 en 1990:

Land	Jaar	Lassers/ctrl    selectiecriteria                resultaten en commentaar
 
USA	1954	100/100		>10 j. Lassen		        Statistisch significante 
				Lft < 60j		  	verschillen FEV1/FVC/PEF/MMEF 	
				Enkel scheepswerf		rokende lassers en rokende niet-lassers	

Den.	1969	156/152		niet gespecifieerd		geen verschillen in FEV1

USA	1973	61/63		lassers uit scheeps		geen significante verschillen in longfunctie
				werven versus pijpfitters	Lagere scores bij arbeiders uit scheepswerven
				(blootstelling asbest)	         (ongeacht lasser of niet)

Zweden	1979	119/20		enkel wn uit scheepswerven	geen significante verschillen (spiro)

UK	1980	209/109		enkel wn uit scheepswerven	FVC/FEV1 significant verschillend

USA	1983	91/80		>4j anciënniteit		FVC/FEV1 niet significant verschillend
				Lft 25-49 j

UK	1984	135/135		lassers>45j		        FVC/FEV1 niet significant verschillend

Zweden	1985	258/180		booglassers		        FVC/FEV1 niet significant verschillend
				(aluminium, staal,
				aanleg treinsporen)

UK	1989	526/81		lft > 45j			Geen verschil bij niet-rokers, FEV1 verlaagd bij rokende lassers

UK	1990	386/64		scheepswerven lassers	        toename jaarlijkse afname FEV1/FVC met 16ml/j
				en branders		        interactie lasrook en roken

USA	1989	226/-		mannelijke lassers		Daling van MMEF
				Niet uit scheepswerven	        FVC/FEV1 niet significant verschillend
				Blootstelling asbest:
				evaluatie met RX Thorax
				Vergelijking met algemene
				populatie

Longkanker

Het IARC (International Agency for Research on Cancer) heeft lasrook in 1990 geklasseerd onder groep 2B (mogelijk carcinogeen voor de mens), na een review van 23 studies betreffende de incidentie van kanker na blootstelling aan lasrook. Sindsdien hebben een aantal studies een verhoogde incidentie van longkanker bij lassers aangetoond doch er is nog geen concensus of deze toename het gevolg is van lasrook dan wel het gevolg van roken of blootstelling aan absest. Bij lassers van roestvrij staal (blootstelling aan zeswaardig chroom en nikkel) kon geen verhoogde incidentie worden aangetoond vergeleken met andere categorieën lassers 11.