Originalien Zbl Arbeitsmed DOI 10.1007/s40664-017-0217-x © Springer Medizin Verlag GmbH 2017 I. Zavgorodnij1 · B. Thielmann2 · W. Kapustnik3 · R. Batschinskij1 · I. Böckelmann2 1 Lehrstuhl für Hygiene und Ökologie No. 2, Charkower NationaleMedizinische Universität, Charkow, Ukraine 2 Bereich Arbeitsmedizin, Medizinische Fakultät, Otto-von-Guericke-UniversitätMagdeburg, Magdeburg, Deutschland 3 Lehrstuhl für Innere- und Berufskrankheiten, Charkower NationaleMedizinische Universität, Charkow, Ukraine Wirkung von Nitrobenzol auf innere Organe unter Kältebedingungen Kombinierende Arbeitsbedin- gungen, also toxische Substanz plus Kälte, kommen an zahlrei- chen Arbeitsplätzen vor und sind eigenständige schädigende Umwelt- faktoren. Das in dieser Publikation verwendete Nitrobenzol findet eine breite Anwendung in der Industrie. Experimentelle Untersuchungen er- gaben für Nitrobenzol eine toxische Wirkung, die durch Kälte verstärkt werden kann. Das Ziel der vorliegen- den Studie war eine vergleichende morphologische Untersuchung der inneren Organe (Leber, Niere, Ne- benniere, Milz und Schilddrüse) von Versuchstieren unter den experimen- tellen Bedingungen der thermischen Behaglichkeit und des Kältestresses. Der Anwendungsbereich von verschie- denen Chemikalien und deren neuen Verbindungen erweitert sich nach wie vor. Tierexperimentelle Untersuchungen zur toxischen Wirkung der neuen Ar- beitsstoffe oder deren Metaboliten auf verschiedene Organsysteme sowie die Ableitung der Erkenntnisse aus diesen Forschungsstudien auf die gesundheit- liche Relevanz für den menschlichen Organismus haben weiterhin Interesse in der Arbeits- und Umweltmedizin im Sinne desArbeitsschutzes fürBeschäftig- te andenentsprechendenArbeitsplätzen. DieAutoren I. Zavgorodnij undB. Thielmannha- benzugleichenTeilenzuderArbeitbeigetragen Einen besonderen Platz der zu unter- suchenden Chemikalien nimmt hier die Reihe von Nitroverbindungen ein. Ins- besondere Nitrobenzol, das zur Gruppe der aromatischenNitroverbindungenge- hört, findet eine breiteAnwendung inder Industrie für die Synthese von Farbstof- fen, in der Pharmaindustrie bei der Her- stellung von Arzneimitteln und anderen Verbindungen (z. B. Benzidin, Azoben- zol) sowie inderSprengstoffindustrieund bei der Herstellung von Pestiziden [1–3]. Während der Produktion von Nitroben- zol gelangen etwa 2% dieser Substanz bzw. seiner Metaboliten in Abwässer, At- mosphäre, Grundwasserboden, was wie- derum eine Gefährdung der Allgemein- bevölkerung darstellt [4] und ein wichti- gesThema für dieUmweltmedizin bleibt. Des Weiteren dient Nitrobenzol als Lö- sungsmittel für Ester und Acetate [1], Schmieröl, Zusatz bei Sprengstoffen und Zündbeschleuniger für Dieselkraftstof- fe. Nitrobenzol und seine Verbindungen gehören zu den hochtoxischen Substan- zen [5] und können schwere akute und chronische Vergiftungen, als Folge der Exposition amArbeitsplatz, verursachen [3, 6–8]. Eine besondere Beachtung fällt der Untersuchung dieser Einwirkungen währendderkalten Jahreszeit zu, d. h. ex- perimentell unter den Bedingungen des Kältestresses. Toxische Substanzen und Kälte an zahlreichen Arbeitsplätzen Kombinierende Arbeitsbedingungen, al- so toxische Substanz plus Kälte, kom- men an zahlreichen Arbeitsplätzen vor (z. B. Chemie-, Bau-, Verarbeitungsin- dustrie, Gas- und Erdölgewinnung). Ex- plizit für Nitrobenzol können Verduns- tungen in die Luft der Produktionsräu- me bei Syntheseprozessen, Verschmut- zungen der Arbeitsgeräte und -kleidung sowie der Haut der Beschäftigten be- schrieben werden [9]. Eigene experimentelle Untersuchun- gen zur Toxizität von Nitrobenzol un- ter thermischer Behaglichkeit und unter Kälte ergaben eine Gonadentoxizität von Nitrobenzol, welche sich unter Kälte ver- stärkt [9]. Folgende durch Nitrobenzol beschriebene ungünstige und pathologi- sche Veränderungen des Blutbildes sind u. a. beschrieben: Met- und Sulfhämo- globinämie, Senkung des oxygenierten Hämoglobins, Erscheinung von Heinz- Blaukörpern [2, 10]. Nicht nur Nitrobenzol, sondern auch Kälte ist ein eigenständiger schädigender Umweltfaktor. Kältebedingungen führen zu Unterkühlungen und in der Folge zu Krankheiten, somit zur Minderung der Arbeitsfähigkeit [11–13]. Es kann einen Risikofaktor für Personen mit bestehen- denchronischenErkrankungen(z. B.Ste- nokardien, pulmonale und/oder kardia- le Erkrankungen) darstellen [14]. Studi- en mit Abkühlung von homoiothermen Zentralblatt für Arbeitsmedizin, Arbeitsschutz und Ergonomie 1 http://crossmark.crossref.org/dialog/?doi=10.1007/s40664-017-0217-x&domain=pdf Originalien Abb. 18 HistologischeErgebnissederKontrollgruppeunter thermischerBehaglichkeit (t=25±2°C).aDie lobuläreStruktur der Leber, die blutgefüllten Zentralvenen und Lebersinusoide sind sichtbar.b In der Nierenrinde sind die durch einenQuer- schnitt der proximalen Tubuli umgebenenGlomeruli von einheitlicher Größe. cMilde violette Farbintensität desNierenepi- thels. DNA-Nachweis nach Feulgen undRossenbeck.d In den dargestelltenMilzfollikeln sind vorzugsweise T-Zonen erkenn- bar. eDie Schilddrüsenfollikel sind dicht zueinander benachbart, wenigBindegewebe. (a–dHE-Färbung, Vergr. 1:200; e Ela- stica-Färbung nach vanGieson) Tieren auf Temperaturen zwischen 2 bis 6 °C werden seit Jahrzehnten als adäqua- tes Stressmodell anerkannt [15–23]. Für die Bewertung der Toxizität von Nitrobenzol unter den Bedingungen des Kältestresses ist es sehr wichtig, die im Organismus von Versuchstieren auftre- tenden pathologischen Veränderungen zu identifizieren. Dadurch werden das Verständnis der morphologischen und biochemischen Pathogenese erweitert und die zugrunde liegenden Mechanis- men einer Intoxikation von Nitrobenzol auf den Organismus auch unter Berück- sichtigung der kombinierten Wirkung mit Kälte erklärt. Das Ziel der vorliegenden Studie war eine vergleichende morphologische Un- tersuchung der inneren Organe (Leber, Niere, Nebenniere, Milz und Schilddrü- se) von den Versuchstieren unter den experimentellen Bedingungen der ther- mischen Behaglichkeit und des Kälte- stresses. Material undMethoden Das subakute toxikologische Labortier- experiment erfolgte an 24 geschlechts- reifen Ratten-Männchen des Stammes WAG. Das Gewicht der Laborversuchs- tiere lag zwischen 185 bis 210g. Die Tiere wurden vorher 14 Tage lang einer Qua- rantäne unterzogen. Die Ratten wurden unter Standard-Vivarium-Bedingungen mit freiem Zugang zu Trinkwasser ge- halten. Diese Versuchstiere wurden auf 4 Gruppen á 6 Einzeltiere aufgeteilt. Die Versuchstiere der Gruppe 1 wurden der Wirkung des Nitrobenzols in Kombina- tion mit reduzierter Temperatur 4 ± 2 °C ausgesetzt. Die Versuchstiere der Grup- pe 2 wurden nur der Einzelwirkung der reduzierten Temperatur 4 ± 2 °C ausge- setzt, d. h. sie sind eine Kontrollgruppe im Verhältnis zu den Versuchstieren der Gruppe1.DieVersuchstierederGruppe3 wurden der Wirkung des Nitrobenzols bei Temperatur 25 ± 2 °C (Normaltem- peratur der Außenwelt) ausgesetzt. Die Versuchstiere der Gruppe 4 waren eine Kontrollgruppe bei behaglicher Tempe- ratur um 25 ± 2 °C. Die Testgruppen 1 und 3 erhielten 30-mal eine Instillation von Nitrobenzol in den Magen mit der Dosis 1/10 LD50 (70mg/kg des Tierge- wichts). Die Tiere der Kontrollgruppen (n = 12) erhielten eine äquivalente Men- ge von Aqua destillata. Die Exposition der Tiere hinsichtlich der beiden ther- mischen Regimes erfolgte 4 Stunden lang 5-mal pro Woche, bei einer Dauer der Versuchsreihe von 6 Wochen. Diese experimentellen Studien wurden in der ersten Hälfte des Tages unter Berück- sichtigung der zirkadianen Rhythmen ausgeführt [24]. Die Tiere befanden sich in einer Expositionskammer, wo eine isolierte und freie Unterbringung möglich war. Zur Abkühlung der Tem- peratur auf 4 °C verfügte jede Kammer über einen thermoelektrischen Kühler des „Luft-Luft“-Typs (Modell 180-24- ÀÀ, Firma Krioterm, Sankt Petersburg in Russland; [25]). Am 30. Tag wurden die Versuchstiere kontrolliert und un- ter Narkose Gewebeproben von Leber, Milz, Nieren, Nebennieren, Hoden und Schilddrüsen entnommen. Das resultie- rendeMaterialwurdebei 10-%-wässriger Lösung aus neutralem Formalin fixiert. Zentralblatt für Arbeitsmedizin, Arbeitsschutz und Ergonomie 2 Nach Abschluss der Verarbeitung mit Alkohol wurde das Material mit Paraffin verarbeitet, wonach die Serienschnitte (4–5 × 10–6 m dick) hergestellt wur- den. Die mit Hämatoxylin und Eosin gefärbten Präparate wurden für eine allgemeine Bewertung des Zustands des Gewebes und eine morphometrische Studie verwendet. Die Gewebefärbung in Kombination der van-Gieson-Fär- bung mit der Elastika-Färbung nach Weigert wurde für Identifizierung und Differenzierung von bindegewebigen Strukturen verwendet. Für die Bewer- tung der funktionellen Aktivität von Strukturkomponenten der Organe wur- de ein Komplex von histochemischen Techniken angewendet. DNA wurde nach Feulgen und Rossenbeck (Kontrol- le mittels Hydrolyse mit HCl) aufgezeigt. RNAwurdenachBrachet-Färbung(Kon- trolle mittels kristalliner Ribonuclease) dargestellt. Neutrale Mukopolysacchari- de wurden nach Hotchkiss-MacManus- Reaktion (Kontrolle mittels Amylase) nachgewiesen. Die Mikropräparate wur- den mit demMikroskop „Olympus“ BX- 41 untersucht und dann durch Video- mikroskopie fotografiert. Die Untersuchungen wurden an Ver- suchstieren an der Nationalen Medizi- nischen Universität in Charkow auf Ba- sis von Standards der Pflege und Fütte- rungdurchgeführt.Diese Standardswur- den von den Grundsätzen des „Europäi- schen Übereinkommens zum Schutz der für Versuche und andere wissenschaft- liche Zwecke verwendeten Wirbeltiere“ (Council of European; [26]) und den Vorschriften des ersten Nationalen Kon- gresses für Bioethik [27] bestimmt. Die histologischen Techniken wurden basie- rend auf den durch die Leitlinien für die histologische und histochemische Tech- nik festgelegten Vorschriften durchge- führt [28–31]. Diese Arbeiten sind zwar sehr alt, jedoch nach wie vor gültig. Ergebnisse Kontrollgruppe 4 unter ther- mischer Behaglichkeit bei 25 ± 2 °C Die Untersuchung der inneren Organe von den Versuchstieren in der Kontroll- gruppe unter thermischer Behaglichkeit Zusammenfassung · Abstract Zbl Arbeitsmed DOI 10.1007/s40664-017-0217-x © Springer Medizin Verlag GmbH 2017 I. Zavgorodnij · B. Thielmann · W. Kapustnik · R. Batschinskij · I. Böckelmann Wirkung von Nitrobenzol auf innere Organe unter Kältebedingungen Zusammenfassung Hintergrund und Ziel der Arbeit. Bestimmte Arbeitsplätze weisen eine Kombination von Schadstoffexposition und Kälte auf. Es gibt Hinweise, dass Nitrobenzol zelltoxisch ist. Ziel dieser Studie war es, die toxische Wirkung von Nitrobenzol auf Organe wie Leber, Niere, Nebenniere, Milz und Schilddrüse zu untersuchen. Material und Methoden. Diese Experimente erfolgten an 24 geschlechtsreifenmännlichen Ratten des StammesWAG. Jeder Versuchs- gruppe (2 × 6 Tiere) wurde insgesamt 30-mal Nitrobenzol (70mg/kg des Tiergewichtes) an 5 Tagen pro Woche und 6 Wochen lang in den Magen eingeleitet. Die Tiere der Kontrollgruppe (2 × 6 Tiere) erhielten eine äquivalente Menge Aqua destillata. Die Tiere wurden für 4 h Temperaturen der thermischen Behaglichkeit (25 ± 2 °C) oder der Kälte (4 ± 2 °C) ausgesetzt. Nach einer 30-tägigen Rekonvaleszenzzeit wurden die Daten neu erhoben, um der Fragestellung der Reversibilität nachzugehen. Ergebnisse. Die Nitrobenzolwirkung führte in beiden Versuchsgruppen zu strukturellen Veränderungen in den untersuchten Organen, die jedoch nur bei der Versuchsgruppe unter Kälte irreversibel und schwerwiegender waren. Beispielsweise fanden sich Hinweise auf eine akute Hepatitis, aktivierte Immun- reaktionen in Milz und Schilddrüse und Glomerulonephritis. Diskussion. Es konnte im Tierversuch eine verstärkte und irreversible ubiquitäre zelltoxische Wirkung von Nitrobenzol unter Kältebedingungen nachgewiesen werden. Somit können die histologisch untersuchten Organe als Zielorgane für die toxische Wirkung von Nitrobenzol betrachtet werden. Schlüsselwörter Nitrobenzol · Kombinationswirkung · Kälte · Innere Organe · Tierexperiment Effects of nitrobenzene on internal organs under cold conditions Abstract Background and objectives. Certain workplaces show a combination of pollutant exposure and cold. There are indications that nitrobenzene is cytotoxic. The aim of this study was to investigate the toxic effects of nitrobenzene on organs, such as the liver, kidneys, adrenal, spleen and thyroid gland. Material and methods. These experiments were performed on 24 sexually mature male WAG rats. In each experimental group (2 × 6 animals), nitrobenzene was introduced 30 × (70mg/kg of animal body weight) into the stomach 5 days per week for 6 weeks. The animals of the control group (2 × 6 animals) received an equivalent amount of distilled water. The animals were exposed to either thermal comfort (25 ± 2 °C) or cold conditions (4 ± 2 °C) for 4 h. After a 30-day recovery period, the data were re-elevated to investigate the question of reversibility. Results. The effects of nitrobenzene in both experimental groups led to structural changes in the investigated organs; however, the structural changes were irreversible only in the experimental group under cold conditions. For example, there was evidence of acute hepatitis, activated immune responses in the spleen and thyroid gland and glomerulonephritis. Conclusion. The results of the animal experiments demonstrate an irreversible cytotoxic effect of nitrobenzene under cold conditions. Thus, the histological examination of organs can be considered as a target for the toxic effects of nitrobenzene. Keywords Nitrobenzene · Combination effect · Cold · Internal organs · Animal experiment (t = 25 ± 2 °C) zeigte eine unregelmä- ßige Blutstase, eine hohe Aktivität aller Funktionskomponenten, ein ausreichen- des Maß an Stoffwechsel- und Synthe- seprozessen und regenerative Vorgänge. Dies wurde von den oben aufgeführ- tenmorphologischenundhistologischen Methoden bestätigt. In. Abb. 1 sind his- tologische Merkmale der Organstruktu- ren Leber, Niere und Milz dargestellt. Zentralblatt für Arbeitsmedizin, Arbeitsschutz und Ergonomie 3 Originalien Abb. 28 HistologischeErgebnissederKontrollgruppeunterKälteexpositionbei4±2°C.aDie lobuläreStrukturderLebermit hepatischenTrabekeln,diedurchSinusoide voneinandergetrennt sind.Blutgefüllte Zentralvenen (HE-Färbung,Vergr. 1:200). b Rotviolette Glykogen-Depots im Zytoplasmader Hepatozyten (PAS-Reaktion, Vergr. 1:200). cDie Lumina der proximalen Tubuli sind verengt. Das Zytoplasma der epithelialen Tubuli ist ödematös, intensiv eosinophil undmit ausgeprägtemKern- charakter (HE-Färbung, Vergr. 1:200).dGroße undmittlere Lymphfollikel derweißenMilzpulpa haben klar definierte breite T-undB-Zonen(HE-Färbung,Vergr.1:200).eZonareticularis,ZonaglomeruloseundZonafascicularismit leichtvakuolisiertem Zytoplasma (HE-Färbung, Vergr. 1:200). fDas Parenchymder Schilddrüsenfollikel hatmittelgroße Follikel. In den subkapsulä- renAbteilungen sinddieGruppenvongroßenFollikeln erkennbar. Es gibt eine lobuläre Proliferation vonextra Follikelepithel (HE-Färbung, Vergr. 1:200) Kontrollgruppe 2 unter Kälteexposition 4 ± 2 °C Die morphologische Untersuchung der inneren Organe von den Versuchstieren, die Kälte als Stressor (t = 4 ± 2 °C) aus- gesetzt waren, zeigte eine Verminderung der lipidhaltigenZellenmitderensäulen- artigen Struktur in der Zona fasciculata derNebennierenrinde sowie einenRück- gang von Energiereserven, wie z. B. Glu- kose und Enzymen in der Leber. Diese Veränderungen in denOrganen entspra- chen einer funktionellenMehrbelastung, die der Körper aufgrund der Kälteexpo- sition hatte. Diese Veränderungen waren reversibel. Die histologische Darstellung der Organstrukturen ist in . Abb. 2 er- kennbar. Versuchsgruppe 3 unter ther- mischer Behaglichkeit bei 25 ± 2 °C Die morphologische Untersuchung der innerenOrganevondenNitrobenzolaus- gesetzten Versuchstieren unter Tempe- raturen der thermischen Behaglichkeit bot folgende histologische Veränderun- gen (. Abb. 3): vorhandene typische Lo- buli hepatis. Die Anzahl derKupffer-Zel- len nahm ab, die teilweise pyknotische Kerneaufwiesen.DiehistologischenVer- änderungen in den Kupffer-Zellen führ- ten zu einer Verringerung der Phago- zytoseaktivität und der Hemmung der Clearing-Funktion. Das Zytoplasma der Hepatozyten bot Anzeichen von hydro- pischer Dystrophie und war stellenwei- se deutlich vakuolisiert. Es gab Anzei- chen von Hepatozyten mit fettgewebi- gem Umbau. In einigen Fällen kamen Zeichen dystrophischer Veränderungen mit einer gleichzeitigen fokalen Zytolyse von Hepatozyten vor. Polyploide Hepa- tozyten waren selten, was einer Reduk- tion der proliferativen Aktivität im Or- gan entsprach. Des Weiteren fand sich eine vermehrte Apoptose der Hepatozy- ten. Einige Hepatozyten wiesen Phäno- mene der Margination von Chromatin auf, was als morphologisches Äquivalent einer Vorstufe der Apoptose betrachtet werden kann. Bei den histologischen Untersuchun- gen der Niere der Versuchsgruppe 3 fan- den sich Veränderungen im Sinne ei- ner toxisch bedingten mesangioprolife- rativenGlomerulonephritis inKombina- tion mit einer interstitiellen Nephritis. Im Epithel der Nierentubuli waren loka- le nekrotische Veränderungen ohne An- zeichenvonTubulorhexis erkennbar.Das implizierte die Möglichkeit der Regene- ration des Epithels unter der Beendigung des schädlichen Faktors. In der Milz war eine Hyperplasie der weißen Pulpa und Makrophagen- und Plasmazellreaktion als Folge einer Anti- genexposition erkennbar. Die morphologische Untersuchung derNebennieren von denVersuchstieren der Gruppe 3 zeigte, dass eine poröse glomeruläre Zone mit schmalem und vermindertem eosinophilen Zytoplas- ma sowie dunklen hyperchromatischen Nuclei vorhanden war. Es fanden sich Zellenmit leicht vakuolisiertenZytoplas- Zentralblatt für Arbeitsmedizin, Arbeitsschutz und Ergonomie 4 Abb. 38 HistologischeErgebnissederWirkungdesNitrobenzolsbei thermischerBehaglichkeit (t=25±2°C)aDasZytoplas- mavonHepatozytenzeigthydropischeDystrophieundFettdystrophie (HE-Färbung,Vergr.1:200).b IndenNierenglomeruli ist die Proliferation von denmesangialen Zellen unddenEndothelzellen deutlich erkennbar. In den Lumina der Kapillarenwer- den die neutrophilenGranulozyten identifiziert (HE-Färbung, Vergr. 1:400). cDas Zytoplasmader epithelialenNierentubuli hat die Anzeichen von Tröpfchen bei hyaliner Dystrophie. In den Lumina der Tubuli sind Proteinansammlungen identifiziert worden (HE-Färbung, Vergr. 1:400).d Kleine Gruppe von inaktiven Zellenmit dunklen hyperchromasischenNuclei und eosi- nophilem Zytoplasma überwiegen indenNebennieren (HE-Färbung, Vergr. 1:200). eGroße undmittlere Lymphfollikelmit breiten T-undB-Zonen dominieren in derweißenMilzpulpa (HE-Färbung, Vergr. 1:200). fDieWände der Schilddrüsenfollikel zeigen abgeflachtes Epithel und eine Proliferation des Bindegewebes (HE-Färbung, Vergr. 1:100) ma im Sinne einer reduzierten Aktivität der Zona glomerulosa. Die Zellen der Zona reticularis waren breiter, hypo- voläm und mit dunklen Nuclei. In der Schilddrüse nahm die Prolife- ration des Follikelepithels von В- und C-Zellen zu. Es waren Zeichen einer lokalen Autoimmunthyreoiditis erkenn- bar. Die histochemischen Reaktionen auf DNA und RNA waren durch eine moderate Farbintensität gekennzeichnet. Versuchsgruppe 1 unter Kälteexposition 4 ± 2 °C DieWirkung vonNitrobenzol unter Käl- testress führte zu einer stärkeren dystro- phischenundnekrotischenVeränderung in der Leber in Kombination mit einer erhöhten Apoptose und Schwächung der Regenerationsfähigkeit des Organs. Die typische lobuläre Struktur der Leber fand sich nur in einem Drittel der histologi- schen Beobachtungen. In den anderen Hepatozyten bot sich eine inhomoge- ne Strukturmit deutlicher Abnahme der Kupffer-Zellen mit überwiegend pykno- tischem Kern. In zwei Drittel der histo- logischenBeobachtungenwaren degene- rative Veränderungen mit fokaler Zyto- lyse der Hepatozyten nachweisbar. Au- ßerdemkonnten deutlicheAnzeichen ei- ner erhöhten Apoptoserate der Hepato- zyten dargestellt werden. Die entzündli- chen Veränderungen in der Leber konn- ten als Manifestation einer aktiven He- patitis angesehen werden. Die histologi- schen Veränderungen aller Organstruk- turen sind . Abb. 4 zu entnehmen. Dystrophische und nekrotische Ver- änderungen waren in den Nieren stär- ker erkennbar. Es fand sich ein Bild ei- ner mesangioproliferativen Glomerulo- nephritismit tubulointerstitiellenVerän- derungen. Außerdem waren in den Tu- buli Nekroseareale mit Zeichen einer Tu- bulorhexis im Sinne einer irreversiblen SchädigungderNierentubulikomponen- ten nachweisbar. In allen SchichtenderNebennierewar deutlich eine Zelldegeneration beobach- tet worden. Histologische Untersuchungen der Milz dieser Versuchsgruppe wurden durch Hyperplasie und verstärkte Ma- krophagen- und Plasmazellreaktionen charakterisiert, was im Sinne einer Akti- vierung von Immunreaktionen geschah. Eine Reihe von Beobachtungen zeigte das Vorkommen von eher kleinen Folli- keln, die Depletion der B-Komponente und die Proliferation von noch nicht ausreichend differenziertem Gewebe in den B-Zonen. Dies war jedoch nicht bei den Tieren der Versuchsgruppe 3 (Ni- trobenzolbelastung unter thermischer Behaglichkeit) nachweisbar. In der Schilddrüse waren eine ver- stärkte Proliferation des Follikelepithels (B- und C-Zellen) und die lokale lym- phoplasmazelluläre Infiltration von Stro- ma des Organs erkennbar. Die histoche- mischen Farbreaktionen von DNA und RNA waren deutlich reduziert. Zentralblatt für Arbeitsmedizin, Arbeitsschutz und Ergonomie 5 Originalien Abb. 48 Histologische Ergebnisse derWirkung des Nitrobenzols unter Kälteexposition bei 4± 2°C. aDas Bindegewebe der Portalfelder zeigt Zellinfiltration von Lymphozyten, PlasmazellenundneutrophilenGranulozyten (HE-Färbung, Vergr. 1:200). bDegenerative Veränderungen inHepatozyten sindmit fokaler Zytolyse kombiniert (HE-Färbung, 1:200). cDas Zytoplas- ma der epithelialen Tubuli ist intensiv eosinophil, ödematös undmit Anzeichen der hyalinen Tröpfchendegeneration. Einige Tubuli zeigenAnzeichen vonNekrose (HE-Färbung, 1:400).d Fokale Tubulorhexis der Nierentubuli: fokale Zerstörung der Ba- salmembran (Pfeile;PAS-Reaktion, Vergr. 1:400).eDepletionder B-Komponente.Die rote Pulpa ist dickzellularmit Anzeichen vieler Gruppen von T-Lymphozyten (HE-Färbung, Vergr. 1:200) Diskussion Nitrobenzol ist eine toxische, aroma- tische und organische Nitroverbin- dung. Diese Substanz ist möglicher- weise krebserregend. Der BAT-Wert liegt bei 100 μg/l [32]. Die Wirkung von Nitrobenzol ist u. a. akut toxisch bei oraler und inhalativer bzw. dermaler Exposition. Eigene Untersuchungen [9] konnten bereits eine gonadentoxische Wirkung vonNitrobenzol zeigen, welche sich unter gleichzeitiger Kälteexposition verstärkt. Eine PubMed-Recherche zu „nitrobenzene“ und „workplace“ ergab ein geringes Suchergebnis von 4. Die letzte Arbeit wurde 2009 veröffentlicht. Dabei handelte es sich um Analyse- und Nachweisverfahren u. a. für Nitrobenzol. Ergänzt man die Suchanfrage um „cold“ fanden sich keine Arbeiten. Daher sehen wir die arbeits- und umweltmedizinische Bedeutung, mehr Aufmerksamkeit der kombinierten Exposition von toxischen Substanzen unter Kältebedingungen zu widmen. In der hier vorgestellten Publikati- on, die sich mit der toxischen Wirkung von Nitrobenzol sowohl unter Kältebe- dingungen als auch unter thermischer Behaglichkeit beschäftigt, konnten De- struktionen und Funktionsverlust von verschiedenen Organgeweben (Leber, Niere, Nebenniere, Milz und Schild- drüse) gezeigt werden. Geringe und potenziell reversible Strukturverände- rungen konnten unter Temperaturen der thermischen Behaglichkeit nachge- wiesen werden. Jedoch boten sich unter Kälte schwerwiegende Veränderungen undFunktionsverlust und erhöhteApop- toserate, die irreversibel waren. In der Leber waren entzündliche Veränderun- gen im Sinne einer akuten Hepatitis nachweisbar. Des Weiteren zeigten die histologischen Untersuchungen das Bild einer mesangioproliferativen Glome- rulonephritis mit Anteilen von tubu- lointerstitiellen Veränderungen. In der Nebenniere fanden sich deutliche Zell- degenerationen. Eine Aktivierung von Immunreaktionen und unreife B-Zell- zonen waren in der Milz von Bedeutung. Ähnliche Immunreaktionen konnten in der Schilddrüse gefunden werden durch fokale lymphoplasmazelluläre Infiltrati- on im Stroma des Organs. Es ist durchaus denkbar, dass die hier vorgestellten Untersuchungsergebnisse auf den Menschen übertragbar sind. Bedeutend ist dies vorrangig für die Exposition am Arbeitsplatz. Nitrobenzol wird u. a. in p-Aminophenol und p-Ni- trophenol (Vergleich Ratten und Mäuse: σ-Aminophenol bzw. m-Nitrophenol) verstoffwechselt. Des Weiteren wurden bei Ratten undMäusen zwei unbekannte Metaboliten gefunden [33]. Unsere Studie unterstreicht die Be- deutung von Nitrobenzol als ubiquitä- rem Organtoxin. Die Exposition von Ni- trobenzol bedingt, v. a. unter Kältebe- dingungen,einebedeutsamevollständige und irreversible Zerstörung der Organ- strukturen von Leber, Niere, Nebenniere, Milz und Schilddrüse. Fazit für die Praxis 4 Nitrobenzol kommt an verschieden Produktionsstätten vor und hat arbeitsmedizinische Relevanz. Zentralblatt für Arbeitsmedizin, Arbeitsschutz und Ergonomie 6 4 Nitrobenzol kann ubiquitär zellto- xisch wirken. 4 Es sind weitere Studien mit höheren Fallzahlen von Tieren pro Gruppe erforderlich. 4 Im Tierversuch wird die Schadstoff- wirkungunter Kälteeinfluss verstärkt. 4 Um zu klären, ob dieser Effekt auch auf Menschen zu übertragen wäre, bedarf es weiterer Forschungsstudi- en. Korrespondenzadresse Dr. B. Thielmann Bereich Arbeitsmedizin,Medizinische Fakultät, Otto-von-Guericke-UniversitätMagdeburg Leipziger Str. 44, 39120 Magdeburg, Deutschland beatrice.thielmann@med.ovgu.de Einhaltung ethischer Richtlinien Interessenkonflikt. I. Zavgorodnij, B. Thielmann, W. Kapustnik, R. Batschinskij und I. Böckelmanngeben an, dass kein Interessenkonflikt besteht. Alle imvorliegendenManuskript beschriebenenUn- tersuchungen an Tierenwurdenmit Zustimmungder zuständigenKommissiondurchgeführt. Es liegt eine Genehmigung für die beschriebenen Tierexperimente vor. Literatur 1. ATSDR (1990) Toxicological profile for Nitroben- zene. Agency for Toxic Substances and Disease RegistryU.S.PublicHealthService,AtlantaGA 2. Wasilenko NM (1980) Toxicology of aromatic amines and nitro compounds of the benzene series – products of the aniline-making indus- try [Toksikologiya aromatitscheskikh aminow i nitrosoedinenii bensolnogo ryada – produktow anilinokrasotschnoi promyschlennosti]. Dissert. Kiev.14.00.07„Gigiena“ 3. BundschuhM, Klingelhöfer D (2013) Nitrobenzol: Übersicht zu einem aktuellen Störfall. Zentralbl Arbeitsmed63:232–233 4. EPA (2009) Toxicological Review of Nitrobenzene (CASNo. 98–95–3). U. S. Environmental Protection Agency,WashingtonDC 5. Kurljandskij BA, Sidorov KK (1996) Potent poi- sonous substances: concepts, meaning and expediency (Silnodeistwujutschie yadovitye wetschestwa (SDJaW): ponjatiya, smysl, tselesoo- brasnost). ToxicolBull 4:2–4 6. Berufsgenossenschaft der chemischen Indus- trie (2000) Toxikologische Bewertungen. Nr. 74. M-Chlornitrobenzol. Ausgabe 11. BG RCI, Heidel- berg, S0937–4248 7. Nitrobenzol. GESTIS-Datenbank http://gestis. itrust.de/nxt/gateway.dll/gestis_de/015890.xml? f=templates$fn=default-doc.htm$3.0. Zugegrif- fen:7. Juli 2017 8. Roth (2016) Sicherheitsdatenblatt gemäß Ver- ordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH), geändert mit 2015/830/EU Nitrobenzol D5. https://www. carlroth.com/downloads/sdb/de/9/SDB_9914_ DE_DE.pdf.Zugegriffen:7. Juli 2017 9. Zavgorodnij I, Thielmann B, Kapustnik W, Bat- schinskij R, Böckelmann I (2014) Toxizität von Nitrobenzol auf männliche Gonaden von Rat- ten unter Kältebedingungen. Umweltmed Hyg Arbeitsmed19(3):301–310 10. Zavgorodnij IW, Batschinskij RO, Grabovetskaja EP, Zavgorodnjaja NI (2007) Features of toxicodyna- mics of nitrobenzene at its combined action with low temperatures (Osobennosti toksikodinamiki netrobensola pri ego sotschetannom deistwii s niskimi temperaturami). Ukr J OccupHealth Probl 1(9):24–30 11. Afanaseva RF, Burmistrova OV (2001) Cold stress and its prophylaxis (Kholodowoi stress i ego profilaktika).MedTrPromEkol8:10–15 12. Mitschuk NE (2006) Hypothermia. [Kholodowa- ya bolesn (gipotermiya)]. Med Neotlozhnykh Sostoyan4(5):20–28 13. Soldak II, Maksimovitsch WA, Brjukhanova ST (2006) Increased physiological resistance of industrial workers to cold (Powyschenie fizio- logitscheskoi ustoitschiwosti promyschlennykh rabotschikhkkholodu).WestnikGigienyEpidemiol 10(1):144–145 14. Collins KJ (1998) Cold stress and cardiovascular reactions. Problems with cold work. Arbetslivsin- stitutet18:166–171 15. Piven NV, Pevzner LZ (1972) Effect of cold stress on the RNA content of spinal cord motor neurons and their glial satellite cells. (Wliyanie kholodowogo stressa na soderzhanie RNK w motoneironakh spinnogo mosga i ikh glialnykh kletkakh-satellitakh). Dokl Akad Nauk SSSR 206(1):250–253 16. Isaakian LA, Maslennikova LS, Ol’nianskaia RP, Trubitsyna GA (1973) Some parameters of oxygen metabolism in the body and tissues of animals adapting to cold. (O nekotorykh parametrakh kislorodnogo obmena w organosme i tkanjakh u zhiwotnykh pri adaptatsii k kholodu). Fiziol Zh SSSR ImIMSechenova59(11):1742–1749 17. Bondarenko TI, Krichevskaia AA, Scheikina IV, Kiriukhina EV (1990) The effect of the delta-sleep peptideon theadrenaline level in rat tissuesunder normalconditionsandduringcoldstress. (Wliyanie peptida delta-sna na soderzhanie adrenalina w tkanyakhkryswnorme ipri deistwii kholodowogo stressa).UkrBiokhimZh62(5):34–38 18. Perepechaeva ML, Sidorova YA, Grishanova AY (2006) Effect of cold stress on expression of genes for the AhR-dependet pathway of CYP1 regulation in rat liver. (Wlijanie kholodowogo stressa na ekspressiju genow AHR-sawisimogo puti regulyatsii CYP1 w petscheni krys). Bull Exp BiolMed141(3):315–318 19. Solodkova OA, Karedina WS, Senkina WG (2008) Lipid content in the adrenal cortex during cold exposure (Soderzhanie lipidow w kore nadpot- schetschnikowpri kholodowomwosdeistwii). Usp SowremEstestvozn9:5 20. Lomteva NA (2008) The effect of the stage of the estrous cycle on the processes of free radical oxi- dation of female rats under the influence of stress- inducing factors (Wliyanie stadii estralnogo tsikla na prozessy swobodnoradikalnogo okisleniya samokkryspriwosdeistwii stressindutsirujuschikh faktorow).ProblReproduktsii 6:12–15 21. Kurenkov DV, Budarkov VA, Goncharenko EN (2009) The efficiency of ferrocen application in rats at strong stressor exposures. (Effektiwnost primeneniya ferrotsina u krys pri ostrykh stres- sornykh wosdeistwiyakh). Radiats Biol Radioecol 49(1):85–89 22. Vavilova TP, Mitronin AW, Ostrowskaya IG, Gawerowa JG (2009) Response of rat pulpal blood vessels to emotional-cold stress (Reaktsiya sosudow pulpy subow krys na emotsionaln- kholodowoi stress). EndodontiyaToday1:30–33 23. NasuT,TaguchiT,MizumuraK(2010)Persistentde- epmechanical hyperalgesia induced by repeated coldstress in rats. Eur JPain14(3):236–244 24. Sapadnjuk IP (1983) Laboratory animals: bree- ding, content, use in experiment (Laboratornye zhivotnye: raswedenie, soderzhanie, ispolsovanie weksperimente).Witschaschkola,Kiev 25. Zavgorodnij IW, Myasoedow WW, Batschinskij RO, Iwanenko TO, Wekschin WO (2009) Patent№ 39237 UA, MPK В01L 1/00, B01L 5/00. Charkiw National Medical University S. № u200812926; Sayawl. 06.11.2008;Opubl. 10.02.2009; Büll.№3. Satrawotschnakamera 26. European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes (1986): Council of European.–Strasbourg.123:51 27. Kundiev J (2009)Moderne Probleme der Bioethik. Akademperiodika,Kiev 28. Lillie R (1960) Pathohistological technique and practical histochemistry [Patogistologitscheskaya technika ipraktitscheskayagistokhimiya.Moscow, Mir 29. Merkulov GA (1969) Course, pathohistological equipment (Kurs pathologitscheskoi techniki). Moscow,Meditsina 30. Sarkisov DS, Perov JuL (1996) Microscopy Tech- nique: Guide for Doctors and Laboratory Techni- cians (Mikroskopicheskaya tekhnika: rukovodstvo dlyavrachey I laborantov).Meditsina,Moscow 31. Pearse AGE (1968)Histochemistry, theoretical and appliedBd.1.Churchill, London 32. Ständige Senatskommission zur Prüfung gesund- heitsschädlicher Arbeitsstoffe (2017) MAK- und BAT-Werte-Liste 2017. Mitteilung 53. Wiley-VCH, Weinheim 33. Hartwig A, MAK Commision (2017) Nitroben- zol. The MAK collection for occupational health and safety. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10. 1002/3527600418.mb9895d0063/full. Zugegrif- fen:21. Juli 2017 Zentralblatt für Arbeitsmedizin, Arbeitsschutz und Ergonomie7 http://gestis.itrust.de/nxt/gateway.dll/gestis_de/015890.xml?f=templates$fn=default-doc.htm$3.0 http://gestis.itrust.de/nxt/gateway.dll/gestis_de/015890.xml?f=templates$fn=default-doc.htm$3.0 http://gestis.itrust.de/nxt/gateway.dll/gestis_de/015890.xml?f=templates$fn=default-doc.htm$3.0 https://www.carlroth.com/downloads/sdb/de/9/SDB_9914_DE_DE.pdf https://www.carlroth.com/downloads/sdb/de/9/SDB_9914_DE_DE.pdf https://www.carlroth.com/downloads/sdb/de/9/SDB_9914_DE_DE.pdf http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/3527600418.mb9895d0063/full http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/3527600418.mb9895d0063/full Wirkung von Nitrobenzol auf innere Organe unter Kältebedingungen Zusammenfassung Abstract Toxische Substanzen und Kälte an zahlreichen Arbeitsplätzen Material und Methoden Ergebnisse Kontrollgruppe 4 unter thermischer Behaglichkeit bei 25 ± 2 °C Kontrollgruppe 2 unter Kälteexposition 4 ± 2 °C Versuchsgruppe 3 unter thermischer Behaglichkeit bei 25 ± 2 °C Versuchsgruppe 1 unter Kälteexposition 4 ± 2 °C Diskussion Fazit für die Praxis Literatur