Micro-organismen in de lucht en het 'sick building'-syndroom
Open

Stand van zaken
10-06-1993
K.B. Teeuw, C.M.J.E. Vandenbroucke-Grauls en J. Verhoef

INLEIDING

De laatste jaren wordt men in de arbeidsgeneeskunde in toenemende mate geconfronteerd met gezondheidsklachten en problemen van mensen die werkzaam zijn in gebouwen voorzien van een kunstmatige ventilatie.1 Op grond van aard en oorzaak kunnen de klachten in 3 categorieën worden verdeeld: klachten door ziekten die het gevolg zijn van agentia die aanwezig zijn in de gebouwen (bijvoorbeeld via de klimaatinstallatie, zoals bij Legionella: de verwekker van legionellosis of veteranenziekte); klachten die het gevolg zijn van onvoldoende functioneren van installaties in het gebouw (bijvoorbeeld klachten over warmte ten gevolge van een verkeerde temperatuurregeling); klachten met een onbekende oorzaak (ook wel aangeduid als het ‘sick building’-syndroom).2 Klachten van het sick building-syndroom hebben vaak een zelfde patroon: irritatie van de slijmvliezen van ogen, luchtwegen en neus; roodheid en jeuk van de huid; hoofdpijn, vermoeidheid, lusteloosheid en concentratieverlies.3-7 In het algemeen wordt gesteld dat in een gebouw een probleem bestaat indien minstens 20 van de werknemers regelmatig deze klachten heeft.8

Factoren die kunnen bijdragen tot het ontstaan van gezondheidsklachten in gebouwen zijn het thermisch klimaat, chemische bestanddelen, vuil, stof, biologische factoren, ergonomische factoren en psychologische omstandigheden en factoren. Hierbij gaat men ervan uit dat de klachten reëel zijn en niet ontstaan door massahysterie.9 De relatieve bijdrage van de verschillende genoemde factoren aan het sick building-syndroom is uit onderzoeken, uitgevoerd in probleemgebouwen, nog niet aangetoond. Klachten van het sick building-syndroom worden vaker gerapporteerd in kantoren met een kunstmatige klimaatbeheersing.14-710-16 Een herberekening van gegevens uit eerder epidemiologisch onderzoek toonde aan dat de prevalentie van verscheidene sick building-klachten in deze gebouwen ten opzichte van een basislijn van klachten in een natuurlijk geventileerde omgeving duidelijk vergroot is.1718

In dit artikel geven wij een overzicht van de effecten die micro-organismen in de omgevingslucht in gebouwen kunnen hebben op de gezondheid van de mens en gaan wij in op de mogelijkheid dat micro-organismen in de omgevingslucht mede een rol spelen in het ontstaan van de klachten van het sick building-syndroom.

BEKENDE EFFECTEN VAN MICRO-ORGANISMEN IN GEBOUWEN

Bacteriën en schimmels komen overal voor. Vandaar dat in het dagelijks leven mensen in voortdurend contact met deze micro-organismen staan. De onderlinge wisselwerking heeft over het algemeen geen effect op de gezondheid en het gevoel van welzijn. Micro-organismen kunnen echter ook infecties en allergische klachten veroorzaken.19

In een gebouw kunnen mensen, dieren, planten, aarde en stof bronnen van micro-organismen zijn. Mensen zijn dragers van grote hoeveelheden micro-organismen.20 Zonder goed werkende luchtbehandelingsinstallatie en regelmatige reiniging kunnen micro-organismen hoge concentraties bereiken. Bij een goed werkende klimaatinstallatie wordt contaminatie van de luchtbehandelingskasten en de kanalen zoveel mogelijk voorkomen door het toepassen van filters en een goed onderhouds- en schoonmaakschema.10 Niet goed functionerende filters en slecht onderhouden filters leiden ertoe dat microorganismen met de lucht meegevoerd en in de werkruimten geblazen worden.51421-25

Het is bekend dat grote hoeveelheden (pathogene) micro-organismen via de lucht ziekte kunnen veroorzaken. Er is een aantal infectieziekten en ernstige allergieën beschreven die het gevolg zijn van contaminatie van de klimaatinstallatie:

Infectieziekten

Aërogene infecties door verspreiding van micro-organismen via het ventilatiesysteem komen zelden voor. Epidemieën van tuberculose, mazelen en viruspneumonieën zijn beschreven. Meestal treedt het ventilatiesysteem hierbij op als transportsysteem en niet als bron van de infectie.

Indien onvoldoende zorg aan onderhoud wordt besteed of indien constructiefouten bestaan, kunnen eventueel met het gebouw samenhangende infecties optreden. De ernstigste en best onderzochte infectie in samenhang met gebouwen is de veteranenziekte of legionellosis. De Gram-negatieve staaf Legionella pneumophila veroorzaakt een ernstige pneumonie met hoge koorts, ernstige malaise, hoofdpijn en gastro-enterale klachten. De ziekte is soms letaal. Vooral ouderen en immuungecompromitteerde personen zijn vatbaar.2627 Legionellosis is voor het eerst herkend in 1976 tijdens een epidemie op een bijeenkomst van oorlogsveteranen in Philadelphia (USA).27 Soortgelijke epidemieën in hotels en ziekenhuizen zijn sindsdien herhaaldelijk beschreven.28 Legionella kan via de buitenlucht verspreid worden, maar ook in een gebouw: indien Legionella zich sterk vermenigvuldigt in de bevochtigingsinstallatie of op andere vochtige plekken, kan de bacterie via de klimaatinstallatie in het gebouw verspreid worden. Er zijn ook enkele gevallen bekend van verspreiding via het waterleidingsysteem, veelal door een sterke vermenigvuldiging van Legionella in langdurig ongebruikte douches.262729

Allergische reacties

In de literatuur zijn verschillende vormen van allergie in samenhang met gebouwen beschreven (zoals extrinsieke allergische alveolitis, astma, bevochtigerskoorts (‘humidifier fever’) en bevochtigerslong (‘humidifier lung’)). Dergelijke allergische reacties worden gekenmerkt door het ontstaan of een verergering van klachten tijdens of vlak na het verblijf in een gebouw. In vakanties of weekeinden verminderen of verdwijnen de klachten vaak.3031

– Allergisch astma.

Allergisch astma kan veroorzaakt worden en verergeren door blootstelling aan inhalatieallergenen op de werkplek. Vele soorten micro-organismen kunnen de oorzaak zijn, vooral schimmelsporen.1930 De reacties bij allergisch astma ontstaan als gevolg van een specifieke IgE-sensibilisering ten opzichte van inhalatieallergenen, maar de effecten kunnen ook niet-specifiek optreden, ten gevolge van irritatie in het algemeen.

– Extrinsieke allergische alveolitis.

Als microbiologische oorzaak zijn vaak schimmels als Cladosporium en Penicillium en thermotolerante schimmelachtige bacteriën als Actinomyces beschreven. De allergische reacties veroorzaakt door circulerende antilichamen en een cel-gemedieerde immunorespons geven bij extrinsieke allergische alveolitis aanleiding tot benauwdheid door bronchospasmen en ontstekingsinfiltraten in de longen, vaak te zien als verdichtingen in het röntgenbeeld.532 Bevochtigerslong is een ernstige allergische longaandoening gekenmerkt door een langzame toename van klachten; het is een vorm van beroepsastma, vergelijkbaar met duivenmelkerslong. Soms is de toename van klachten zo geleidelijk dat reeds onherstelbare longschade is ontstaan wanneer de diagnose uiteindelijk gesteld wordt.33-35

– Bevochtigerskoorts.

Kenmerkend voor bevochtigerskoorts is dat de patiënt reeds enkele uren na blootstelling last krijgt van benauwdheid en koorts, waarbij na enkele dagen gewenning kan optreden. Het ziektebeeld wordt dan ook wel ‘maandagochtendkoorts’ genoemd. De ziekte leidt niet tot permanente longschade. Momenteel is het nog onduidelijk hoe het immuunsysteem bij de etiologie betrokken is.3336

In het algemeen blijkt bij ernstige allergische reacties binnen een gebouw een sterke microbiologische verontreiniging van het bevochtigingssysteem aanwezig te zijn, gecombineerd met onvoldoende onderhoud en een slecht ontwerp. In principe kan zich bij iedereen een allergische reactie ontwikkelen. Een klein gedeelte van de populatie (10-20) reageert echter veel sneller door de produktie van specifieke IgE-antilichamen. Naast de individuele gevoeligheid bleken in een onderzoek met een groep personen die werd blootgesteld aan een extreem en aan een middelmatig gecontamineerd bevochtigingssysteem vooral de blootstellingsduur en het rookgedrag van invloed op de ontwikkeling van een ernstige allergische reactie. Een sterke omgekeerde relatie tussen rookgedrag en de aanwezigheid van antilichaamprecipitatie werd in dit onderzoek aangetoond.37 Een gesensibiliseerd individu reageert in het algemeen sterk op het totale aanbod van allergenen in de omgevingslucht.2136 Bij de diagnose van met gebouw of werk samenhangende allergische aandoeningen is het belangrijk, mede vanwege de vaak uitgebreide microbiologische verontreiniging, niet alleen de aanwezigheid van specifieke antilichamen serologisch aan te tonen, maar tevens het allergische individu in een inhalatie-experiment bloot te stellen aan een aërosol met het vermoedelijke allergeen.303234 Indien de oorzakelijke allergenen inderdaad in de klimaatinstallatie aangetroffen worden, zal een volledige reiniging van het systeem de enige manier zijn om verdere klachten te voorkomen.4-6213436

Door endotoxine geïnduceerde klachten

Niet alleen levende micro-organismen kunnen oorzaak zijn van klachten over de gezondheid, ook bestanddelen van bepaalde bacteriën of schimmels. Endotoxine (lipopolysaccharide; LPS) is een bestanddeel van de celwand van Gram-negatieve bacteriën. Dierproeven hebben aangetoond dat bij aërogene blootstelling aan LPS obstructie van de luchtwegen kan optreden door infiltratie met alveolaire macrofagen met als gevolg het beeld van een aspecifieke pneumonie.38 Het klinische beeld wordt gekenmerkt door koorts (met een tolerantie-effect, dat wil zeggen dat na herhaalde respiratoire blootstelling geen temperatuurverhoging meer optreedt) als gevolg van vrijkomen van endogeen pyrogeen uit alveolaire macrofagen en neutrofielen, een respiratoire verstoring die progressief toeneemt, en een chronische ontsteking als gevolg van hyperplasie van de luchtwegcellen onder invloed van vrijkomen van weefselbeschadigende factoren uit neutrofielen.39-41

Bij de mens is een soortgelijk ziektebeeld beschreven bij beroepsmatige aërogene blootstelling aan grote hoeveelheden Gram-negatieve bacteriën. Dit is onder andere waargenomen in de katoenindustrie, waar bij de verwerking van met Gram-negatieve bacteriën besmet katoen grote hoeveelheden LPS in de lucht kunnen komen.3942 De effecten zijn waarschijnlijk het gevolg van complementactivering via de alternatieve weg.43 Experimenten bij vrijwilligers hebben aangetoond dat reeds bij inhalatie van 10-100 ng LPSm3 een daling van het geforceerde expiratoire volume in 1 seconde (FEV1) optreedt.4445

MOGELIJKE ROL VAN MICRO-ORGANISMEN IN HET SICK BUILDING-SYNDROOM

Aan een mogelijke rol van micro-organismen in het sick building-syndroom is tot nu toe weinig aandacht besteed. De opzet van onderzoeken waarbij klachten in kunstmatig en natuurlijk geventileerde gebouwen vergeleken worden, maakt het vaak onmogelijk de rol van psychologische factoren los te koppelen van die van objectief meetbare factoren.1214

Er zijn aanwijzingen dat micro-organismen medeoorzaak kunnen zijn van de klachten van het sick building-syndroom.6121446 Een statistische evaluatie van eerder uitgevoerd epidemiologisch onderzoek heeft aangetoond dat in kantoorgebouwen met volledige luchtbehandeling meer klachten voorkomen dan in natuurlijk geventileerde kantoorgebouwen.18 Bevochtiging lijkt geen risicofactor voor klachten, hoewel meer klachten lijken voor te komen in gebouwen met een door middel van water bevochtigde klimaatinstallatie dan in gebouwen met stoombevochtiging. Als een mogelijke oorzaak wordt biologische verontreiniging van het water genoemd.1847

Onderzoeken bij werknemers in de katoen- en graanindustrie die tijdens het werk blootgesteld worden aan grote hoeveelheden LPS wijzen erop dat het inademen van hoge concentraties LPS schadelijk is.3942 De betekenis van deze gegevens met betrekking tot blootstelling aan LPS in kantoorgebouwen is vrijwel onbekend.4345 Incidenteel zijn enkele patiënten met aandoeningen beschreven waarbij LPS de vermoedelijke oorzaak was.394849

In het licht van de genoemde gegevens lijkt het noodzakelijk te onderzoeken of in ‘sick buildings’ hoge concentraties LPS voorkomen, en of kleinere hoeveelheden LPS in de lucht binnen gebouwen een rol spelen in het ontstaan van de klachten van het sick buildingsyndroom.45

CONCLUSIE

Dat onderzoek van de risico's van bepaalde gebouwontwerpen en van installaties met het oog op biologische contaminatie, en onderzoek naar de relatie tussen biologische verontreiniging en klachten over de gezondheid noodzakelijk is, is voldoende aangetoond.17 De rol van micro-organismen in het ontstaan van sick building-klachten zonder duidelijk aanwijsbare andere oorzaken wordt momenteel in verschillende landen nader onderzocht.50

In het ideale onderzoek zouden klachten die bestaan in kunstmatig geventileerde gebouwen met een perfect werkend ventilatiesysteem vergeleken moeten worden met klachten in kunstmatig geventileerde gebouwen met een zeer slecht werkend systeem. Metingen van aantallen micro-organismen en van LPS, maar ook van stof, chemische bestanddelen en thermisch comfort zouden dan kunnen uitwijzen of een slecht werkend ventilatiesysteem inderdaad aanleiding geeft tot besmetting van de lucht in het gebouw en tot het klachtenpatroon van het sick building-syndroom. Indien zou blijken dat microorganismen medeoorzaak zijn van klachten in ziekmakende gebouwen, bestaat de mogelijkheid een norm te stellen voor de maximaal toelaatbare hoeveelheid micro-organismen en LPS in de lucht in gebouwen.

Dit onderzoek werd mogelijk gemaakt door het milieutechnisch adviesbureau Winton B.V. te Diemen.

Literatuur

  1. Schalkoort TAJ. Ziekmakende gebouwen bestaan wel degelijk.Arbeidsomstandigheden 1988; 64: 381-92.

  2. Rolloos R, Lanting RW. Gezonde klimaatinstallaties.Verwarming en Ventilatie 1989; 10: 773-87.

  3. Akimenko VV, Andersen I, Lebowitz MD, Lindvall T. The‘sick’ building syndrome. Indoor Air Conference 1984, Abstr87-97.

  4. Burge S, Hedge A, Wilson S, Harris Bas J, Robertson A.Sick building syndrome: a study of 4373 office workers. Ann Occup Hyg 1987;31: 493-504.

  5. Finnegan MJ, Pickering CAC. Review: building relatedillness. Clin Allergy 1986; 16: 389-405.

  6. Robertson AS, Burge PS, Hedge A, et al. Comparison ofhealth problems related to work and environmental measurements in two officebuildings with different ventilation systems. Br Med J 1985; 291:373-6.

  7. Sick building syndrome (Editorial). Lancet 1991; 338:1493-4.

  8. Schalkoort TAJ. Sick building syndrome, bewonersklachten,mogelijke oorzaken en oplossingen. Arbeidsomstandigheden 1987; 63:216-23.

  9. Vroon PA. Psychologische aspecten van ziekmakendegebouwen. Rapport Directie Coördinatie Bouwbeleid, Ministerie van VROM.Utrecht: Interdisciplinair Sociaal-wetenschappelijk OnderzoeksinstituutRijksuniversiteit Utrecht (ISOR), 1990.

  10. Canzler B. Raumlufttechnischen Anlagen –Darstellung aus der Sicht des planenden Ingenieurs. Schriftenreihe desVereins Wasser, Boden und Lufthyg 1987; 72: 103-16.

  11. The health cost of ‘tight’ homes (Editorial).JAMA 1981; 245: 267-8.

  12. Finnegan MJ, Pickering CAC, Burge PS. The sick buildingsyndrome: prevalence studies. Br Med J 1984; 289: 1573-5.

  13. Hicks JB. Tight building syndrome: when work makes yousick. Occup Health Saf 1984; 1: 51-7.

  14. Kodama AM, McGee RI. Airborne microbial contaminants inindoor environments, naturally ventilated and air-conditioned homes. ArchEnviron Health 1986; 41: 306-11.

  15. Sterling TD. Building illness in the white-collarworkplace. Int J Health Serv 1983; 13: 277-87.

  16. Finnegan MJ. Airconditioning and disease. Practitioner1987; 231: 482-5.

  17. Kreiss K. The sick building syndrome: where is theepidemiological basis? Am J Public Health 1990; 80: 1172-3.

  18. Mendell MJ, Smith AH. Consisten pattern of elevatedsymptoms in air-conditioned office buildings: a reanalysis of epidemiologicstudies. Am J Public Health 1990; 80: 1193-9.

  19. Gravesen S. Fungi as a cause of allergic disease. Allergy1979; 34: 135-54.

  20. Noble WC. Carriage of micro-organisms on skin. In:Problems in the control of hospital infection. The Royal Society of Medicine,International congress and symposium. Series number 23. LondonNew York:Academic PressGrune and Stratton, 1979.

  21. Edwards JH. Microbial and immunological investigationsand remedial action after an outbreak of humidifier fever. Br J Ind Med 1980;37: 55-62.

  22. Ager BP. The control of microbiological hazardsassociated with airconditioning and ventilation systems. Ann Occup Hyg 1983;27: 341-58.

  23. Gundermann KO. Spread of micro-organisms byair-conditioning systems, especially in hospitals. Ann NY Acad Sci 1980; 353:209-17.

  24. Elixmann JH. Filters of an airconditioning installationas disseminators of fungal spores. Experientia 1987; 51 (Suppl):283-6.

  25. Zeterberg JM. A review of respiratory virology and thespread of virulent and possibly antigenic viruses via airconditioningsystems. Ann Allergy 1973; 31: 291-9.

  26. Eickhoff TC. Epidemiology of legionnaires‘ disease.Ann Intern Med 1979; 90: 499-502.

  27. Fraser DW. Legionnaires‘ disease: description of anepidemic of pneumonia. N Engl J Med 1977; 297: 1189-97.

  28. Garbe PL, Davis BJ, Weisfeld JS, et al. Nosocomiallegionnaires‘ disease. Epidemiologic demonstration of cooling towers asa source. JAMA 1985; 254: 521-4.

  29. Muraca PW, Stout JE, Yu VL, Yee YC. Legionnaires‘disease in the work environment: implications for environmental health. AmInd Hyg Assoc J 1988; 49: 584-90.

  30. Pepys J. Hypersensitivity diseases of the lung due tofungi and other organic dusts. Monogr Allergy 1969; 4: 1-199.

  31. Roberts RC, Moore VL. Immunopathogenesis ofhypersensitivity pneumonitis. Am Rev Respir Dis 1977; 116: 1075-90.

  32. Banaszak EF, Thiede WH, Fink JN. Hypersensitivitypneumonitis due to contamination of an air conditioner. N Engl J Med 1970;283: 271-6.

  33. Baur X, Behr J, Dewair M, et al. Humidifier lung andhumidifier fever. Lung 1988; 166: 113-24.

  34. Burrell R, Rylander R. A critical review of the role ofprecipitins in hypersensitivity pneumonitis. Eur J Respir Dis 1981; 62:332-43.

  35. Kohler PF, Gross G, Salvaggio J, Hawkins J. Humidifierlung: hypersensitivity pneumonitis related to thermotolerant bacterialaerosols. Chest 1976; 69 (Suppl): 294-6.

  36. Edwards JH, Cockcroft A. Inhalation challenge inhumidifier fever. Clin Allergy 1981; 11: 227-35.

  37. Finnegan MJ, Pickering CAC, Davies PS, Austwick PKC.Factors affecting the development of precipitating antibodies in workersexposed to contaminated humidifiers. Clin Allergy 1985; 15: 281-92.

  38. Harmsen AG. Role of the alveolar macrophages inlipopolysaccharide-induced neutrophil accumulation. Infect Immun 1988; 56:1858-63.

  39. Pernis B, Vigliani EC, Cavagna C, Finulli M. The role ofbacterial endotoxins in occupational diseases caused by inhaling vegetabledusts. Br J Ind Med 1961; 18: 120-9.

  40. Helander I, Salkinoja-Salonen M, Rylander R. Chemicalstructure and inhalation toxicity of lipopolysaccharides from bacteria oncotton. Infect Immun 1980; 29: 859-62.

  41. Helander I, Saxén H, Salkinoja-Salonen M, RylanderR. Pulmonary toxicity of endotoxins: comparison of lipopolysaccharides fromvarious bacterial species. Infect Immun 1982; 35: 528-32.

  42. Rylander R, Lundholm M. Bacterial contamination of cottonand cotton dust and effects in the lung. Br J Ind Med 1978; 35:204-7.

  43. Rylander R, Snella MC. Endotoxins and the lung: cellularreactions and risk for disease. Prog Allergy 1983; 33: 332-44.

  44. Castellan RM, Olenchock SA, Kinsley KB, Hankinson JL.Inhaled endotoxin and decreased spirometric values. N Engl J Med 1987; 317:605-10.

  45. Rylander R, Burrell R. Conference report. Endotoxins ininhalation research. Summary of conclusions of a workshop held at Clearwater,Florida USA, 28-30 Sept 1987. Ann Occup Hyg 1988; 32: 553-6.

  46. Directoraat Generaal van de Arbeid. Conceptvoorlichtingsblad: Klimaatbeheersingsapparatuur, verontreiniging doormicro-organismen. Publikatie Arbeidsinspectie code CV 13. Voorburg:Directoraat Generaal van de Arbeid, 1989.

  47. Preller L, Zweers T, Boleij JSM, Brunekreef B.Gezondheidsklachten en klachten over het binnenklimaat in kantoorgebouwen.S83. Voorburg: Directoraat Generaal van de Arbeid, 1990.

  48. Flaherty DK, Deck FH, Cooper J, et al. Bacterialendotoxin isolated from a water spray air humidification system as a putativeagent of occupation-related lung disease. Infect Immun 1984; 43:206-12.

  49. Rylander R, Haglind P, Lundholm M, Mattsby I, StenqvistK. Humidifier fever and endotoxin exposure. Clin Allergy 1978; 8:511-6.

  50. Commission of the European Communities, DirectorateGeneral for Science, Research and Development, Joint Research Centre –Institute for the Environment. European concerted action: indoor air qualityand its impact on man (former COST project 613). Environment and quality oflife. Report no 9. Project inventory. 2nd updated version. Brussels:Commission of the European Communities, Directorate General for Science,Research and Development, Joint Research Centre – Institute for theEnvironment, July 1991.