Weitere Berufe: Feuerwehr, Piloten, Militär, Schweißer · Kapitel 14 von 22

Dosis-Wirkung, Subgruppen und Reversibilität

Dosis-Wirkung: Studien mit abgestufter Exposition

Die meisten Studien vergleichen nur „exponiert gegen nicht exponiert“. Nur ein Teil gibt Stufen an. Die folgende Tabelle führt die Studien auf, bei denen eine Abstufung nach Messwert, Dauer oder Kategorie vorliegt.

ExpositionStufen und BefundGruppen, DesignQuelle
SkrotaltemperaturKonzentration minus 40 % pro 1 °C (95-%-KI 8 bis 71 %); Konzentration 33,4 gegenüber 91,8 × 10^6/mL bei mehr als 75 % gegenüber weniger als 50 % der Tageswerte über 35 °C99 und 60 Männer, Messung der Hauttemperatur[s173, s187]
Sitzende Arbeit6 Stunden sitzend: Median 34,7 °C; Variation sitzender Arbeit erklärt 31,5 % der Variation der Mediantemperatur101 Männer[s174]
BleiBlutblei über 50 µg/dl: mediane Konzentration minus 49 %; wahrscheinliche Schwelle 44 µg/dl; unter 45 µg/dl Effekte unwahrscheinlich503 Männer, drei Länder[s171]
BleiGesamtzahl und Konzentration sinken mit steigendem Blutblei (p für Trend 0,003 und 0,009); mittleres Blutblei 22,8 µg/dl81 Bleihütten-Arbeiter[s197]
BleiBlutblei über 40 µg/dl: MDA im Seminalplasma plus 56 %, bewegliche Spermien minus 34 %63 Arbeiter, Zink- und Bleihütte[s135]
Benzol (Tianjin)Alle strukturellen Aberrationen IRR 1,42 / 1,44 / 1,75; Deletion 1p36.3 IRR 4,31 / 6,02 / 7,88 (niedrig / mäßig / hoch; Luft 1,2 / 3,7 / 8,4 ppm; Urinbenzol 2,9 / 11,0 / 110,6 µg/L); Brüche nur in der hohen Gruppe (IRR 1,49)30 Exponierte, 11 Unexponierte[s117]
Benzol, Toluol, XylolVitalität, Beweglichkeit, Akrosin negativ mit Beschäftigungsdauer korreliert24 Arbeiter[s196, s183]
Benzol (Arzneimittelindustrie)Dauerabhängig Gesamtzahl und Beweglichkeit niedriger, abnorme Morphologie höher160 Exponierte, 200 Kontrollen[s116]
FormaldehydOR abnorme progressive Beweglichkeit 2,58 (niedrig) und 3,41 (hoch); abnorme Gesamtbeweglichkeit 3,21 und 4,84; β pro Einheit FEI minus 0,19 (progressiv) und minus 0,23 (gesamt)114 Exponierte, 76 Referenzen[s104]
FormaldehydJe 1 Einheit FEI Gesamtbeweglichkeit minus 0,99 % u. a. (Skala im Abstract nicht erläutert); „dose and time dependent“205 Männer[s49]
GlykoletherAdjustierte OR mäßig 1,46 (0,93 bis 2,28), hoch 2,25 (1,08 bis 4,69); unadjustiert 1,70 und 2,542118 Männer[s131]
Vibration (Ganzkörper)TWA 0,697 m/s² (Taxifahrer) gegenüber 0,068 m/s² (Büro): Gesamtzahl, progressive und Gesamtbeweglichkeit verschieden (P < 0,05); Varianzanalyse im Abstract widersprüchlich70 gegen 70[s55]
RadarGruppen nach Expositionsdauer (12 bis 36, 37 bis 72, 73 bis 108, ab 109 Monate); Konzentration, Beweglichkeit, Klasse a niedriger (p < 0,01) gegenüber Gesundenkontrolle348 Seeleute[s140]
RadarVeränderungen mit Frequenzabstand, Intensität, Dauer, Abschirmung; Dosis-Wirkungs-BeziehungRadarpersonal[s156]
RadarStarke gegen geringe Exposition: Beweglichkeit und Vitalität vermindert, COMPα erniedrigt; tägliche Arbeitszeit Risikofaktor88 stark, 143 gering, 39 Kontrollen[s166]
GaskondensatSpermien je ml 45,2 (Kontrollen), 32,1 (3 bis 9 Jahre), 20,4 Mio. (über 10 Jahre); Beweglichkeit nicht stetig30 gegen 20[s107]
EisenmetallurgieRelatives Risiko männlicher Unfruchtbarkeit: Walzer Warmwalzwerk 2,9; Beschickungsmaschinist 2,8; Walzer Rohrwalzwerk 2,71; Stahlkocher 2,5; Steuerstand 1,97; Stranggussanlage 1,62; Testosteron unter 13,8 nmol/l schon bis 5 Jahre Beschäftigung200 gegen 190[s130]
Taxifahrer, FahrerNormale Formen 45,8 % gegenüber 64,0 %, besonders bei längerer Berufsdauer; abnorme Befunde bei mehr als 8 Jahren Fahrpraxis häufiger als bei weniger72 gegen 50; 78 Fahrer[s202, s170]
Polnische ComputeroperateureAnteil pathologischer Formen nimmt mit den Arbeitsjahren zu20 Männer, ohne Kontrolle[s209]
ComputerzeitMehr als 10 Stunden täglich: Konzentration, Vitalität, Beweglichkeit niedriger als bei 0 bis 5 und 6 bis 10 Stunden118 Computerbeschäftigte[s133]
PAK (Kokerei)Nur in der Hochexpositionsgruppe niedrigere Normalformen (p = 0,0001) und mehr sperrige Addukte (p = 0,04) bei Nichtrauchern; hohe Exposition niedrigere Beweglichkeit (p = 0,046)106 Teilnehmer; Nichtraucher[s112, s79]
DEHP (PVC)Oberhalb des Medians von 23,7 µg/m³: Denaturierungsneigung β = 0,038, DFI β = 0,140, Beweglichkeit β = -0,22745 Arbeiter[s118]
ManganUrin-Mangan (15,92 ± 8,49 µg/l): negativer linearer Zusammenhang mit progressiver und Gesamtbeweglichkeit, positiver mit GnRH und LH84 gegen 92[s70]
Chromr = 0,301 (p = 0,016) zwischen abnormer Morphologie und Blut-Chrom61 gegen 15[s148]
BorBis 47,17 ± 17,47 mg B/Tag und Blutbor 570,6 ± 160,1 ng B/g keine Effekte; Tier-NOAEL-Äquivalent 2020 ng/g gegen mittleren Blutborwert der Hochexponierten 223,89 ± 69,49 ng/g (Faktor 9)212 und 204 Arbeiter[s75, s92]
2-BrompropanUnter 10 ppm (TWA) keine schweren Störungen; Ereignis mit 97,4 % 2-Brompropan in der Reinigungslösung: zwei von acht Männern mit Azoospermie, vier mit Oligospermie oder verminderter Beweglichkeit11 Männer; 8 Männer[s190, s203]
Ionisierende StrahlungHodenhistologie: keine Veränderungen bei 1 bis 10 cGy, Veränderungen bei 10 bis 20 cGy, Sklerose von 50 % der Kanälchen bei 30 bis 50 cGy nach 10 bis 15 Jahren; Azoospermie bei zwei Männern mit mehr als 10 remLiquidatoren, ohne Kontrollen[s155, s210]
DurchleuchtungMehr als 50 Aufnahmen pro Woche: OR für einen Sohn 0,353 (0,178 bis 0,703)177 Ärzte[s54]
StrahlenhaltungHohe Exposition mit expositionsförderlicher Haltung RR 1,36 (1,04 bis 1,78), ohne 1,30 (0,96 bis 1,78) für ein weibliches Kind209 Chirurgen[s17]
ArbeitsstressDosis-Wirkungs-Beziehungen zwischen wahrgenommenem Arbeitsstress und progressiven Spermien, Gesamtzahl beweglicher Spermien, Morphologie, abnormen Köpfen und aufgerollten Flagellen (kontinuierliche Analyse); dichotom keine AssoziationFall-Kontroll, Universitätsklinik[s198]
ArbeitsstressHoher Stress gegen niedrig: Konzentration OR 2,14, Gesamtzahl OR 1,95; kein Effekt bei hoher sozialer Unterstützung384 Arbeiter[s71]
Zirkadiane DesynchronisationJe Stunde Desynchronisation OR 1,16 (1,02 bis 1,31) für niedrige Spermienzahl796 Studierende[s62]
Schwere körperliche ArbeitOligospermie 13 % gegenüber 6 %456 Männer[s101]
Mobilfunk (Ratte)Spermatiden (× 10^6/ml) 398,6 (Schein), 365,40, 354,60 und 298,60 bei zunehmender Nutzungsdauer und Nähe (p = 0,041)20 Ratten[s82]
Vibration (Ratte)Embryonenverlust vor Einnistung bei Paarung am Tag 1, 8, 16, 30 nach Exposition: 55,1 %, 49,3 %, 30,0 %, 14,3 %1119 Ratten[s124]

Befunde zur Dosis-Wirkung im engeren Sinn (abgestufte Messung und konsistenter Gradient) sind selten und betreffen vor allem Wärme, Blei, Benzol, Formaldehyd, Glykolether und Radar. Bei Blei liegt zusätzlich eine Schwelle vor (44 µg/dl), bei Bor ein Sicherheitsabstand zum Tier-NOAEL (Faktor 9). Keine der Studien erlaubt es, aus der Dosis eine Gefährdungsschwelle für eine Berufsgruppe abzuleiten. Insbesondere ist die Skala der Formaldehyd-Schätzer in [s49] aus dem Abstract nicht nachvollziehbar, und die Benzol-Expositionen der chinesischen Studien sind nicht mit den Luftwerten der Tianjin-Studie vergleichbar (unterschiedliche Bezugsgrößen).

Subgruppen und Effektmodifikation

Subgruppe oder ModifikatorBefundQuelle
RauchenPetrochemie: exponierte Raucher hatten schlechtere Dichte, Gesamtzahl und Vorwärtsbeweglichkeit als nicht exponierte Nichtraucher (P < 0,01), exponierte Nichtraucher eine niedrigere Vorwärtsbeweglichkeit (P < 0,05). Blutblei bei Rauchern deutlich höher. Taxifahrer: Rauchen mit schlechterer Morphologie. Styrol: Rauchen und Alter wichtiger als Styrol[s182, s127, s202, s169]
AlkoholTaxifahrer: mäßiger Alkoholkonsum mit besserem Befund; im Abstract der 826er-Studie Alkohol als „positiver Faktor“ für die Konzentration (OR 0,60; 0,36 bis 0,99), vom Recherchebericht als schwer deutbar eingestuft[s202, s34]
VarikozeleTeratozoospermie und Zellkernveränderungen nur bei Arbeitern mit Varikozele häufiger; Berufs- und Varikozele-bedingte Hitze nicht trennbar[s94, s163]
Primäre gegenüber sekundärer InfertilitätZusammenhang aromatischer Lösungsmittel bei primärer Infertilität und strengeren Schwellen stärker[s195]
Oxidativer StressFormaldehyd-Assoziationen bei hohem oxidativem Stress stärker[s49]
Soziale UnterstützungKein Zusammenhang zwischen Arbeitsstress und Spermien bei hoher sozialer Unterstützung (p = 0,80 und 0,39); Interaktion p = 0,002 und 0,02[s71]
SchichtformWechselschicht: niedrigeres Hazard für Schwangerschaft; kein Unterschied zwischen fester Tag- und fester Schichtarbeit; im europäischen Vergleich kein Zusammenhang für Dauerschicht und geteilte Schichten[s09, s58]
SchlafqualitätSchichtarbeit zusammen mit hohem PSQI-Wert mit Oligozoospermie assoziiert; Schlafdauer positiv mit Konzentration[s57]
BildungHöhere Bildung schützend (OR 0,624; 0,415 bis 0,937) in der Xinjiang-Klinikstudie[s05]
BerufsdauerTaxifahrer, Benzol, Gas, Computeroperateure, Metallurgie: stärkere Befunde bei längerer Dauer[s202, s196, s107, s209, s130]
Aktuelle gegenüber früherer ExpositionGlykolether: frühere Exposition mit Auffälligkeiten, aktuelle niedrige Exposition nicht korreliert; die Autoren vermuten, früher übliche Glykolether könnten langfristig gewirkt haben[s138]
Rauchende Kokereiarbeiter gegenüber nichtrauchendenNichtraucher-Analyse: nur Hochexposition mit niedrigeren Normalformen[s112]
JahreszeitStadtpolizisten, Eigenkontrolle: Chromatinschaden im Winter höher (Median 22,6 gegenüber 18,6 %, p = 0,003), Beweglichkeit im Winter höher[s60]

Zusätzlich verschiebt die Art der Population die Effektschätzung. Bei gesunden Samenspendern (12301 Männer) liegen die Odds Ratios für einzelne Berufe bei etwa 1,3 bis 2,0 [s53]; in Klinikpopulationen von Infertilitätsfällen oder in Fall-Kontroll-Studien mit Infertilitätsdiagnose als Zielgröße finden sich Odds Ratios von 2 bis über 7 (Blei 5,43, Bildschirmgeräte 8,01, Lehrer 7,72 [s120, s179]); bei nachweislich fertilen Männern (Study for Future Families) sind niedrigere Konzentration und Beweglichkeit in bestimmten Berufen beschrieben [s50]; die prospektiven Kohorten (LIFE, dänische Schwangerschaftsplaner), die kalifornische Studie und die dänische Zentrenstudie fanden für Jobstrain, Sitzen, Schicht, Vibration, Lärm und Hitze meist keinen Zusammenhang [s157, s108, s159, s101]. Dieses Muster, größere Effekte in selektierten und kleineren Populationen, ist typisch für Verzerrung durch Selektion und Mehrfachtestung und spricht dafür, die großen Odds Ratios nicht als Risikoschätzer für Beschäftigte zu lesen.

Reversibilität

BefundErgebnisEvidenzQuelle
Radarexposition, SeeleuteNach mindestens 48 Monaten Exposition und seit sechs Monaten ohne Exposition besserten sich Morphologie (p < 0,01) und Beweglichkeit (p < 0,05), blieben aber gegenüber Gesunden verändert (Konzentration p < 0,05; Beweglichkeit, Klasse a und b, abnorme Formen p < 0,01)Querschnittsvergleich, kein Verlauf[s140]
Zirkadiane DesynchronisationSpermienzahl der Maus erholte sich nach Aufhebung der Asynchronie; bei Studierenden stieg die Spermienzahl 2014 bei Verringerung der DesynchronisationMaus; Kohorte[s62]
Intensives RadtrainingNach mindestens einer Woche Pause Rückkehr auf Ausgangswerte (außer Morphologie und Konzentration)Systematische Übersicht, 4 Studien, Sicherheit „very low“[s16]
Leichte Erhöhung der HodentemperaturMorphologische Anomalien erst nach 73 Tagen wieder normalFreiwilligenversuche, nach narrativer Übersicht[s45]
Benzol, Spermien-ChromosomenAberrationen können aus Stamm- oder Spermatogonienzellen stammen; Sorge vor bleibenden Wirkungen bei früher ExponiertenAussage der Autoren im Abstract, keine Verlaufsstudie[s117]
GlykoletherFrühere Exposition mit erniedrigter Konzentration und Beweglichkeit assoziiert, aktuelle niedrige Exposition nichtQuerschnitt (109 Männer)[s138]
Isofluran (Maus)Effekte kehrten nach Ende der Exposition nicht sicher zurückMausmodell[s35]
2-Brompropan (Korea)Die Prognose der Fortpflanzungsstörung sei schlecht gewesenÜbersicht[s123]
Tschernobyl-LiquidatorenSklerose von 50 % der Kanälchen 10 bis 15 Jahre nach Bestrahlung bei 30 bis 50 cGy; lymphoide Infiltration 5 Jahre nach dem UnfallHistologische Serie, Abstract[s155]
Vibration (Ratte)Embryonenverlust sinkt von 55,1 % (Tag 1) auf 14,3 % (Tag 30), zugleich stark verminderte Fertilität der Männchen am Tag 30Tierversuch[s124]
StadtpolizistenChromatinschaden höher im Winter als im Sommer bei denselben MännernEigenkontrolle, Saison vermengt[s60]
Blei, ChelatbehandlungNach Behandlung sinkt Blutblei von 61,7 auf 36,3 µg/dl; Testosteron und FSH sinken, Prolaktin und Progesteron steigen35 Patienten ohne Kontrolle, keine Spermienparameter[s24]

Reversibilität ist damit am besten für Wärme- und Zirkadian-Modelle gezeigt (Rückbildung im Mausmodell, nach Pausen von mindestens einer Woche beim Radtraining und nach 73 Tagen in den Wärmeversuchen), schlechter für Radar (nur teilweise Besserung im Querschnitt) und unklar oder ungünstig für Benzol-Aberrationen, Strahlung und 2-Brompropan. Keine der Quellen berichtet eine prospektive Beobachtung einer Berufsgruppe nach Beendigung der Exposition mit wiederholten Samenanalysen. Die Rückbildung beim Radtraining und die Wärmeversuche betreffen Sport und Experiment, nicht den Beruf.

Gesamtbild nach Exposition (Einschätzung dieses Kapitels)

ExpositionRichtung der BefundeKonsistenzDosis-WirkungReversibilitätSicherheit der Evidenz
WechselschichtNachteil (Zahl, Konzentration, Vitalität, Schwangerschaftsrate)Mäßig: Kohorte und Querschnitte ja, Metaanalyse und LIFE neinNur Desynchronisation je StundeTier und Studierende jaNiedrig bis mäßig
Sitzende ArbeitTemperatur ja, Standardparameter uneinheitlich, DFI höherGeringTemperatur: jaWärmeversuche nach 73 TagenNiedrig
FahrerMeist NachteileGering (Confounding)BerufsdauerUnbekanntSehr niedrig
HitzearbeitNachteile in Stahl und Klinik, nicht in Sfax und LIFEGeringNicht stetigUnbekanntSehr niedrig
Schwere körperliche ArbeitNachteile (Konzentration, Gesamtzahl, Morphologie)Zwei StudienNicht belegtUnbekanntSehr niedrig
BleiNachteile bei hoher Exposition, nicht bei niedrigerMäßigJa, mit SchwelleUnbekanntMäßig
Benzol und aromatische LösungsmittelAberrationen, DNA-Schäden, BeweglichkeitHoch in der Richtung, geringe UnabhängigkeitJa (Tianjin)FraglichNiedrig
GlykoletherNachteileMäßigJaFraglich (frühere Exposition)Niedrig
FormaldehydBeweglichkeit, DFIEine ArbeitsgruppeJaUnbekanntNiedrig
PAK (Kokerei)DNA-Addukte; Standardparameter uneinheitlichEine ArbeitsgruppeTeilweiseUnbekanntNiedrig
Ionisierende StrahlungNachteile, aber kleine StudienMäßigHistologie jaUngünstigSehr niedrig
Radar, HochfrequenzRadar Nachteile; Hochfrequenz „very uncertain“GeringRadar jaTeilweiseSehr niedrig
BorKein EffektHoch (aber überlappende Stichproben)Kein Gradient bis hohe Dosisnicht anwendbarNiedrig bis mäßig für „kein Effekt“
ArbeitsstressGemischtGeringKontinuierlich jaUnbekanntSehr niedrig
Bildschirm- und ComputerarbeitGemischtGeringStunden pro Tag in einer StudieUnbekanntSehr niedrig
Pestizide in Herstellung und AnwendungNachteile in kleinen StudienGeringNicht belegtUnbekanntSehr niedrig

Dieses Kapitel enthält keine Handlungsempfehlungen. Alle Einstufungen beschreiben die Aussagekraft der gesichteten Studien, nicht das Risiko einzelner Beschäftigter.

Alle Kapitel und Anhänge (26)
  1. Das Wichtigste in Kürze
  2. Aufbau und Methodik dieser Studie
  3. Hintergrund
  4. Studienlage: Metaanalysen und Übersichten
  5. Berufsklassen, Berufsvergleiche und Arbeitsplatzfragebögen bis Schicht-, Nacht- und Wechselschichtarbeit
  6. Sitzende Tätigkeit, Hitze und Hodentemperatur bis Pestizid-Herstellung und Bromverbindungen
  7. Blei und Batterieherstellung bis Zement und Kernbohrung (Türkei)
  8. Weitere Beobachtungsstudien bis Einordnung der Evidenz im Überblick
  9. Vorbemerkung: Was „klinische Studie“ in diesem Feld bedeutet bis Systematische Übersichten und Metaanalysen
  10. Fahrer und Verkehrsberufe bis Strahlung, elektromagnetische Felder, Luftschadstoffe
  11. Metallurgie und Bergbau (russischsprachiger Raum) bis Fragebogenstudien zur Fruchtbarkeit ohne Samenanalyse
  12. Tierversuche und Experimente an Zellen und Was in der Literatur fehlt
  13. Mechanismen und biologische Plausibilität
  14. Dosis-Wirkung, Subgruppen und Reversibilität
  15. Englisch bis Japanisch
  16. Koreanisch bis Türkisch
  17. Widersprüche und ihre mögliche Erklärung
  18. Limitationen der Evidenz
  19. Offene Forschungsfragen
  20. Praktische Einordnung
  21. Glossar
  22. Quellenverzeichnis
  23. Diagramme
  24. Quellen s01–s104
  25. Quellen s105–s216
  26. Prüfprotokoll der Quellenkontrolle