Langfristige Exposition gegenüber Toxinen in Operationssälen mit erhöhtem COPD-Risiko assoziiert

Eine neue Auswertung der sehr großen und über Jahrzehnte laufenden Nurses' Health Study deutet darauf hin, dass die mit langjähriger Arbeit im OP einhergehende Belastung mit chirurgischem Rauch und Desinfektionsmitteln das COPD-Risiko um bis zu 69% erhöht.

Eine neue Auswertung der sehr großen und über Jahrzehnte laufenden Nurses' Health Study deutet darauf hin, dass die mit langjähriger Arbeit im OP einhergehende Belastung mit chirurgischem Rauch und Desinfektionsmitteln das COPD-Risiko um bis zu 69% erhöht.

Laut einer Studie an 75.011 US-amerikanischen Krankenschwestern mit einer Nachbeobachtungszeit von 16 Jahren haben Krankenschwestern, die 15 oder mehr Jahre im OP gearbeitet hatten, ein um 69% höheres Risiko, an einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) zu erkranken, als Krankenschwestern, die nie im OP gearbeitet hatten, sondern in der Verwaltung, in der Krankenpflegeausbildung oder einer nicht-pflegerischen Tätigkeit beschäftigt waren.1

Für die Arbeit wurden Daten aus der Nurses' Health Study (NHS) herangezogen – einer weiterhin laufenden, prospektiven Studie mit mehr als 121.000 US-amerikanischen Krankenschwestern im Alter von 30 bis 55 Jahren, die seit 1976 alle zwei Jahre Fragebögen ausgefüllt haben.

Im OP eingeatmete Stoffe: ein unabhängiger Risikofaktor für das respiratorische System

Reinigungsmittel, Desinfektionsmittel und chirurgischer Rauch – ein sichtbares, beißendes, gasförmiges Nebenprodukt von Laserablation, Elektrokauterisation und Ultraschallskalpell – gehören zu den weithin untersuchten schädlichen chemischen Verbindungen, die in Kliniken vorkommen.

Desinfektionsmittel enthalten eine Vielzahl von Verbindungen, unter ihnen Formaldehyd, Hypochlorit, Wasserstoffperoxid und Glutaraldehyd. Diese sind allesamt in der Lage, die Atemwege zu reizen, das Epithel der Atemwege zu schädigen, oxidativen Stress zu verursachen und können mit neutrophilen Entzündungen in Verbindung gebracht werden.
Zahlreiche Studien haben eine erhöhte Inzidenz oder Prävalenz von Asthma oder Atemwegssymptomen im Zusammenhang mit der Exposition gegenüber Desinfektionsmitteln bei Angehörigen unterschiedlicher Berufe dokumentiert.
Das Ausmaß der Exposition variiert in der Regel je nach Art der Tätigkeit. Frühere Studien haben ergeben, dass OP-Mitarbeiter am meisten Desinfektionsmittel verwenden, gefolgt von Personal in Notaufnahmen oder stationären Einrichtungen. 

Neben Desinfektionsmitteln ist das OP-Personal auch chirurgischem Rauch ausgesetzt. Er besteht aus Kohlenmonoxid, polyaromatischen Kohlenwasserstoffen, Nitrilen, Fettsäuren, Phenolen, Benzol, Blausäure, Formaldehyd sowie lebensfähigem und nicht lebensfähigem zellulärem Material, Viren und Bakterien. In Labor- und Tierstudien wurde gezeigt, dass OP-Rauch bei Tieren nach wiederholter Exposition entzündliche pulmonale Veränderungen hervorruft und ein mutagenes Potenzial besitzt.
Studien zur Mutagenität und Toxizität von chirurgischem Rauch schätzen, dass die Laserablation oder Elektrokauterisation von 1 g Gewebe einer Exposition von bis zu 6 Zigaretten ohne Filter entspricht2 und dass der pro Tag durchschnittlich produzierte chirurgische Rauch das mutagene Äquivalent von 27 bis 30 Zigaretten sein kann.3

Auch Personal in anderen Bereichen betroffen

Auch für Krankenschwestern im stationären und ambulanten Bereich ergab die Auswertung ein höheres COPD-Risiko (31% bzw. 24%) gegenüber Kollegen, die in Verwaltung oder Pflegeausbildung arbeiteten oder eine andere nicht pflegerische Tätigkeit ausübten. Krankenschwestern mit weniger als 15 Jahren OP-Mitarbeit hatten ein um 22% erhöhtes Risiko. Vergleicht man nur nach Beschäftigung im OP (oder nicht), war eine Tätigkeit im OP von 15 oder mehr Jahren mit einem um 46% erhöhten Risiko für die Entwicklung einer COPD verbunden, verglichen mit allen Krankenpflegern, die außerhalb des OPs tätig waren.
Die Analyse wurde für Faktoren wie Alter, Rauchen und Body-Mass-Index bereinigt.

Nur wenige Studien haben bislang den Zusammenhang zwischen der Exposition gegenüber Desinfektionsmitteln und dem COPD-Risiko untersucht. Doch in der NHS-II-Studie4, einer verwandten Kohortenstudie unter US-amerikanischen Krankenschwestern, wurde die berufliche Exposition gegenüber Reinigungs- und Desinfektionsmitteln ebenfalls mit einem erhöhten COPD-Risiko in Verbindung gebracht und es wurden übereinstimmende Ergebnisse bei beruflich tätigen Reinigungskräften festgestellt.

Exposition minimieren

Obwohl die Studiendaten die Arbeitsbedingungen im OP in den 1980er Jahren widerspiegeln, sind die Ergebnisse auch auf die heutige OP-Umgebung übertragbar, so die Forscher. Der Einsatz von Desinfektionsmitteln hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen, und es gibt kaum Hinweise darauf, dass die Gefahr durch chirurgischen Rauch geringer geworden ist. Eher im Gegenteil: Raucherzeugende laparoskopische Eingriffe werden bei einem immer breiteren Spektrum von Indikationen durchgeführt und chirurgische Schutzmasken, wie die N95-Maske, können die kleinen Partikel im chirurgischen Rauch nicht zurückhalten. Auch Rauchabsaugsysteme, die während der Verfahren freigesetzte Rauchaerosole und -gase auffangen, wurden in vielen Operationssälen noch nicht eingeführt.

"Eine der inhärenten Herausforderungen bei der Bewertung der Gesundheitsrisiken von Desinfektionsmitteln und chirurgischem Rauch besteht darin, dass es schwierig ist, die Exposition über einen längeren Zeitraum und bei einer großen Population genau zu messen", sagt der Erstautor der Studie, Wubin Xie, Postdoktorand an der Abteilung für globale Gesundheit der BUSPH (Boston University School of Public Health).5 Dies ist die erste populationsbasierte Studie, welche die Rolle einer berufsbedingten Einwirkung von chirurgischem Rauch für die COPD-Pathogenese untersuchte.

Referenzen:
1. Xie, W. et al. Association of Occupational Exposure to Inhaled Agents in Operating Rooms With Incidence of Chronic Obstructive Pulmonary Disease Among US Female Nurses. JAMA Network Open 4, e2125749 (2021).
2. Hill, D. S., O’Neill, J. K., Powell, R. J. & Oliver, D. W. Surgical smoke – A health hazard in the operating theatre: A study to quantify exposure and a survey of the use of smoke extractor systems in UK plastic surgery units. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery 65, 911–916 (2012).
3. Tomita, Y. et al. Mutagenicity of smoke condensates induced by CO2-laser irradiation and electrocauterization. Mutat Res 89, 145–149 (1981).
4. Dumas, O. et al. Association of Occupational Exposure to Disinfectants With Incidence of Chronic Obstructive Pulmonary Disease Among US Female Nurses. JAMA Network Open 2, e1913563 (2019).
5. Long-term exposure to toxins in operating rooms could increase COPD risk. EurekAlert! https://www.eurekalert.org/news-releases/931943.

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