Exposure, health effects, immunological markers and biomarkers of susceptibility among Swedish rubber workers

Abstract

Workers in the rubber industry have an increased risk of several diseases, such as airway disease, cancer and probably cardiovascular disease. The exposure is very complex; carbon disulfide (CS2) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) being two of the contaminants. The general aim of this thesis was to find exposure-response relationships usable for risk assessments in the rubber industry.



Urinary levels of TTCA and 1-HP, metabolites of CS2 and one PAH, was measured in 166 workers from eight rubber industries in southern Sweden and in 117 controls. Airways symptoms were recorded by structured interviews and immunological markers in blood analysed by routine analysis. Genotypes were established using molecular biology methods.



Compared to controls, exposed workers had in average 420% higher urinary TTCA level and 200% higher urinary 1-HP level. The levels of TTCA and 1-HP differed between different rubber companies and their subdivisions, as well as between different vulcanisation methods. Exposed workers had, compared to controls, increased risk of itching, running or burning eyes, nose bleeds, throat burning and dryness, hoarseness, severe dry cough, nausea and headache. Only a few exposure-response relationships with either TTCA or 1-HP and symptoms were found, when the workers were divided into three equally sized groups according to their exposure. Increased levels of total IgG were observed among exposed workers compared to controls. No exposure-response relationship with neither TTCA nor 1-HP and immunological markers was found. Exposed workers with the GSTM1*O genotype had lower levels of TTCA compared to exposed workers with GSTM1*1 while the opposite were found for GSTT1. The effects of polymorphism in GSTA1-52 (G/A+A/A) on symptoms in exposed workers showed a consistent pattern of a protective effect.



The results indicate that workers in the contemporary rubber industry develop symptoms and thus, the work environment should be further improved. Moreover, better markers of exposure should be established in order to obtain better exposure-response relationships. In addition, adding information of different genotypes may sharpen the risk assessments.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Arbetare i gummiindustrin utsätts för ett stort antal kemikalier med hög giftighet. Tidigare forskning har visat att kemikalierna innebär en fara för hälsan. Gummiarbetarna har tidigare haft en ökad risk att drabbas av olika sjukdomar, t.ex. cancer, hjärtkärlsjukdomar och luftvägsbesvär, jämfört med allmänbefolkningen. Däremot vet man inte exakt vilka ämnen som är farliga, eller i vilka koncentrationer, eftersom gummiarbetarna alltid får i sig många olika kemikalier på samma gång. Arbetsmiljön har dock förbättrats de senaste decennierna. Det är därför okänt om de halter av farliga kemikalier som förkommer idag, fortfarande ger upphov till sjukdom. Det är dessa frågor som denna avhandling syftar till att svara på.



Ett tillvägagångssätt då det gäller att kartlägga vad gummiarbetarna får i sig är att använda så kallade indexsubstanser. Dessa är enskilda ämnen som får representera en hel grupp av olika kemikalier. Genom att mäta nedbrytnings-produkter av dessa indexsubstanser i gummiarbetarnas urin går det att uppskatta halterna av de kemikalier som indexsubstansen representerar och som varje enskild gummiarbetare har fått i sig genom t.ex. inandning och hudupptag.



I denna avhandling presenteras halterna av TTCA och 1-HP som är nerbrytningsprodukter till koldisulfid och polycykliska aromatiska kolväten. Dessa är ämnen som frigörs då gummit upphettas. Vi fann att halten TTCA var i genomsnitt 420 % högre bland gummiarbetare än bland personer som inte var utsatta för gummikemikalier på arbetet (artikel I). Motsvarande siffra för 1-HP var 200 % (artikel IV). Vi fann även att gummiarbetarna hade en betydande ökad risk för ögonsymtom, näsblod, torrt och irriterat svalg, heshet, svår rethosta, illamående och huvudvärk. Vidare undersökte vi om halterna av olika immunologiska markörer (ämnen som kroppen bildar som ett försvar mot t.ex. giftiga kemikalier, bakterier och virus) förändrades (artikel II). Dessutom analyserade vi om det fanns ett samband mellan förhöjda halter av TTCA eller 1-HP och ökade risker för symtom eller förändrade halter av immunologiska markörer. Vi fann dock att i de flesta fall fanns inget sådant samband (artikel II och IV).



I tidigare studier har man funnit att andelen TTCA som kommer ut i urinen hos olika individer skiljer sig åt även om de utsätts för samma halter av koldisulfid. Det skulle kunna bero på att olika individer har olika genuppsättning och därför i olika utsträckning bildar proteiner som t.ex. är med och oskadliggör farliga ämnen så att dessa kan kissas ut. Vi analyserade några av de gener som är involverade i nedbrytningen av koldisulfid och fann att två av generna, GSTM1 och GSTT1, påverkade halten TTCA (artikel I).



Vi studerade också oxidativ stress, d.v.s. fara som orsakas av reaktiva och farliga ämnen, som antingen kan komma utifrån miljön eller från cellerna själva. Gummiarbetarna utsätts för många ämnen som kan ge oxidativ stress, t.ex. från rök i gummiindustrin, och det kan leda till en rad olika besvär. De gener som vi undersökte ingår i nedbrytningen av farliga ämnen och därigenom också ofta i kroppens försvar mot oxidativ stress. Vi fann att personer med en särskild genuppsättning av GSTA1 verkade ha en lägre risk för olika symtom jämfört med personer med en annan genuppsättning (artikel III).



Sammantaget visar artiklarna att det fortfarande finns betydande risker för olika symptom i den svenska gummiindustrin trots förbättringar i arbetsmiljön de senaste decennierna. Således krävs ytterligare förbättringar. Artiklarna visar också att personer med olika genuppsättningar har olika risk för att drabbas av besvär. I den här avhandlingen har vi dessutom tagit fram en ny strategi för att mäta farliga ämnen som gummiarbetarna utsätts för. Det hade dock varit en fördel att ha bättre indexsubstanser än de vi använde för att beskriva risken för de symtom och förändrade halter av de immunologiska markörer, som vi undersökte.

• author: Jönsson, Lena S
• supervisor: Bo A Jönsson; Karin Broberg Palmgren
• opponent: professor Wallin, Håkan, Arbetsmiljöinstitutet, Köpenhamn, Danmark
• organization: Division of Occupational and Environmental Medicine, Lund University
• publishing date: 2007
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Environmental Health and Occupational Health
• keywords: Yrkesmedicin, arbetsmiljömedicin, industrial medicine, Public health, epidemiology, Folkhälsa, epidemiologi, Occupational health, Andningsorganen, rubber industry, polymorphisms, vulcanisation fumes, Respiratory system, nausea, headache, exposure-response relationships, biomarkers, symptoms, airways, eyes, TTCA, PAH, 1-hydroxypyrene
• pages: 119 pages
• defense location: Föreläsningssal F3 Universitetssjukhuset i Lund
• defense date: 2007-05-11 09:15:00
• ISBN: 978-91-85559-45-9
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: LS Jönsson, K Broberg, U Bergendorf, A Axmon, M Littorin and BAG Jönsson. . Levels of 2-thiothiazolidine-4-carboxylic acid (TTCA) and the effect modification of polymorphisms of glutathione-related genes in vulcanization workers in the southern Sweden rubber industries. Int Arch Occup Environ Health, (inpress); LS Jönsson, K Broberg, A Axmon, BAG Jönsson and M Littorin. . Symptoms and immunological markers in vulcanization workers in the southern Sweden rubber industries. (submitted); LS Jönsson, BAG Jönsson, A Axmon, M Littorin and K Broberg. . Influence of glutathione-related genes on symptoms and immunological biomarkers among vulcanization workers in the southern Sweden rubber industries. (manuscript); LS Jönsson, K Broberg, A Axmon, U Bergendorf, M Littorin and BAG Jönsson. . Levels of 1-hydroxypyrene, symptoms and biomarkers of response in vulcanization workers in the southern Sweden rubber industries. (submitted)
• id: 0ae97d7d-2dc5-4c91-9058-b2cca2dc159c (old id 548537)
• date added to LUP: 2016-04-01 16:18:39
• date last changed: 2018-11-21 20:40:24