background image

Occupational Respiratory Diseases 

By 

Dr.Ashraf Hussain 

PhD. Community Medicine 

Occupational Respiratory diseases  

are  broad  group  of  pulmonary  disorders  that  develop  from  inhalation  of  specific 
particles. 

Historically, they have been a major cause of morbidity and mortality before workplace 
safety guidelines were rigorously established and enforced.  

Although  each disease has  a slightly unique presentation, they all  lead  to progressive 
deterioration  in  lung  function  that  can  cause  severe  respiratory  compromise    if 
appropriate measures are not undertaken.  

Occupational asthma  

airflow limitation and airway hyper-responsiveness caused by specific agents inhaled in 
the workplace. 

Caused as a direct result of workplace exposure. 

It  does  not  include  activation  of  pre-existing  asthma  or  airway  hyper-responsiveness 
induced by non-toxic irritants or physical stimuli such as cold air. 

Two types of occupational asthma are recognised: 

 Immunological asthma appears after a latent period of occupational exposure; 

 Non-immunological occupational asthma develops without a period of latency 
and  is  associated  with  exposure  to  high  concentrations  of  irritants  also  called 
(Irritant Induced Occupational Asthma or Reactive Airways Disease). 

Irritant Induced Occupational Asthma  

Also called reactive airway dysfunction syndrom or reactive airway disease. 

Usually develops after a single, very high exposure to an irritant chemical. 

PDF created with pdfFactory Pro trial version 

www.pdffactory.com


background image

Frequently, individuals complain of a burning sensation in their nose and throat within 
minutes of exposure 

 It is a direct “burn” effect on the airways and is not related to the immune system.  

Examples of causal agents include ammonia, chlorine, acids and smoke.  

The high levels of exposure required are usually the result of accidents or some major 
failure of controls, often in enclosed spaces. 

The pa ents nearly always manifest asthma symptoms within 24 hours of the exposure, 
that is, there is no latent period. 

Symptoms will  tend to improve over time and may go away entirely but if symptoms 
persist beyond 6 months, persistent problems are possible.  

Diagnostic criteria for reactive airways disease syndrome  

Individual previously free from respiratory symptoms  

History of inhalation of gas, fume, or vapour with irritant properties. 

Rapid onset of asthma like symptoms after exposure 

Bronchial hyper-responsiveness on methcholine challenge test 

Allergic Occupational Asthma  

Allergic Occupational Asthma is caused by sensitisation to a specific chemical agent in 
the workplace over a period of time.  

This is the mechanism for the vast majority (>90%) of cases of occupa onal asthma.  

The sensitisation process does not occur after one exposure but develops over time (i.e., 
latency period).  

The latency periods are variable and can be as short as several weeks or as long as 30 
years. 

If exposure is consistent, the period of greatest risk is the first two years of exposure but 
the risk does not go away after that but may reduce somewhat. 

If exposure to the causative agent ceases completely, the condition will nearly always 
improve.  

PDF created with pdfFactory Pro trial version 

www.pdffactory.com


background image

If  this  happens  within  the  first  two  years  of  the  development  of  the  condition  then 
complete recovery is usual.  

The  longer  exposure  however,  not  only  cause  the  tendency  for  the  condition  to  get 
worse, but the less likely it is that there will be a complete recovery although a cessation 
of exposure is nearly always of benefit. 

 For these reasons identifying a case of occupational asthma as early as possible is of 
paramount importance, and hence the reason for health surveillance. 

Health surveillance is used to detect the early onset or symptoms of asthma.  

It is deemed to be secondary prevention, (by detecting adverse effects early rather than 
total prevention)  

Health  surveillance  can  take  the  form  of  a  pre  employment  medical  assessment,  an 
annual  respiratory  questionnaire  or  lung  function  tests  or  both  depending  on  the 
situation. 

This should be carried out by a competent health professional 3 months and 12 months 
after job commencement and annually thereafter.  

The respiratory questionnaire should be completed again and results compared to pre 
employment ones.  

If health surveillance indicates that an employee has become sensitized, the employer 
should  remove  the  worker  from  working  with  the  sensitizer  and  advise  him/her  to 
consult a doctor.  

This would also indicate that the existing control measures are inadequate and the Risk 
Assessment should be reviewed and any necessary changes should be made.  

Byssinosis  

Hypersensi ve airways and acute reduc on in FEV1 (asthma-like breathing) in 
susceptible individuals when they are exposed to dusts of cotton or flax. 

Also called Monday fever or cotton workers' lung. 

Acute dyspnoea with cough and chest tightness on the first day of the working 
week, then symptoms improve on subsequent working days, despite continued 
exposure to the sensitizing agent. 

PDF created with pdfFactory Pro trial version 

www.pdffactory.com


background image

 As the disease progresses the symptoms recur on subsequent days of the week, 
and eventually even occur at weekends and during holidays. 

If the workers who develop byssinosis are not removed from further exposure, 
they go on to develop long term respiratory impairment and subsequently have 
an excess risk of mortality from respiratory disease.  

 

2. Inters  al lung diseases (ILDs) 

are  a  heterogeneous  group  of  more  than  100  diseases  that  result  in  inflamma on 
and/or scarring of the lung parenchyma.  

Both  occupational  and  non-occupational  ILDs  have  similar  pathophysiology(ies), 
progressive  fibrotic  changes,  structural  abnormalities,  and  common  physiologic 
sequelae. 

Occupational ILDs have varied latency periods, usually measured in years, and present 
predominantly or exclusively with pulmonary manifestations. 

Extra pulmonary symptoms and signs rarely occur (eg, cases of beryllium disease, silica-
associated autoimmune disease, or renal disease).  

Pneumoconiosis  

Pneumoconiosis  is  the  generic  term  for  the  inhalation  of  mineral  dust  and  then  the 
resultant diffuse, usually fibrotic, reaction in the acinar part of the lung.  

The term excludes asthma, neoplasia, and emphysema.  

Hundreds of types of pneumoconioses have been identified, but only three are common 
: asbestosis,  silicosis, and coal workers’ pneumoconiosis. 

In  these  conditions,  the  radiologic  findings  were  resulting  from  the  accumulation  of 
inflammatory and fibrotic responses triggered by dust deposition.  

Coal Worker’s Pneumoconiosis (CWP  

Also known as black lung disease  

Inters  al lung disease result from long term exposure (usually more than 20 years)  to 
high levels of Coal dust. 

PDF created with pdfFactory Pro trial version 

www.pdffactory.com


background image

Simple CWP is largely only an abnormality on the chest radiograph; there are small spots 
in the upper lung zones that reflect inhalation of coal dust, but nothing more.  

Symptoms  include shortness  of  breath,  cough  may  be  chronic  and  problematic  in 
patients even after they leave the workplace and lowered pulmonary function.  

However, it can develop into complicated CWP, which is also called progressive massive 
fibrosis in which the smaller shadows coalesce into large nodules, 1 to 2 cen meters in 
diameter. 

These  lesions  can  distort  and  destroy  normal  lung  architecture  and  result  in  severe 
shortness of breath, disability and can lead to death. 

CWP  is  diagnosed  based  on  chest  X-ray  or  CT  findings,  and  a  history  of  work  in coal 
mines.  

There is no cure for coal worker’s pneumoconiosis. 

Caplan Syndrome  

Exposure  to  coal  dust  has  been  found  to  result  in  airflow  obstruction  and  chronic 
bronchitis and is also associated with the development of rheumatoid arthritis, which 
when combined with CWP is known as Caplan syndrome 

 

Asbestosis  

What is asbestos ?  

Asbestos is a set of six naturally occurring silicate minerals , which is called by that name 
due to asbestiform habbit :  

long  thin fibrous crystals,  and  each  visible  fiber  composed  of  millions  of  microscopic 
"fibrils" that can be released by abrasion and other processes  

 

 

 

 

 

PDF created with pdfFactory Pro trial version 

www.pdffactory.com


background image

Characteristics of asbestos ?  

Asbestos fibers are:  

• 

Very strong 

• 

Highly flexible 

• 

Resistant 

to 

breakdown 

by 

acid, 

alkali,  

water, heat, and flame 

• 

Non-biodegradable 

• 

Environmentally persistent 

Uses of Asbestos  

Automotive Parts: Brake pads, clutches, gaskets and valves. 

1.  Tiles: Flooring, ceiling and roofing tiles were commonly made with asbestos. The 

adhesive used to lay down flooring tiles has also been a source of exposure. 

2.  Cement: Asbestos-containing cement was used in building materials because the 

fibers provided strength without adding much weight.  

3.  Its  insulating  and  fire-resistant  properties  also  made  the  mineral  an  ideal 

substance to add to cement. 

4.  Textiles:  Asbestos  was  used  in  the  production  of  cloths  and  garments  for  its 

resistance to heat and corrosive elements. Some of the most common textiles 
included blankets, fireman suits and rope. 

Asbestos exposure is a concern for the following workplaces and processes: 

1.  Mining of asbestos occurring from natural mineral deposits 
2.  Processing of asbestos minerals (millers) 
3.  Manufacture of asbestos-containing products 
4.  Construction industry - disturbing asbestos-containing materials during building 

renovations or demolitions 

5.  Mechanics - vehicle brake and clutch repairs 
6.  Marinas - renovating or demolishing ships constructed with asbestos-containing 

materials 

7.  Insulation workers and heating trades 
8.  Sheet metal workers, plumbers and pipe fitters 
9.  Workers responsible for disposing of asbestos waste, and waste workers 
10. Cement workers 

PDF created with pdfFactory Pro trial version 

www.pdffactory.com


background image

11. Custodial workers - contact with deteriorating asbestos-containing materials in 

buildings 

Pathophysiology and health effects  

Diseases ?  

 Respiratory : 

Parenchymal asbestosis : Diffuse interstitial fibrosis 

Asbestos-related pleural abnormalities 

       Pleura plaques 

       Benign asbestos pleural effusions 

       Diffuse pleural thickening 

       Pleural mesothelioma  

Lung carcinoma 

 

 

It depends on:  

o

 

Nature and extent of exposure 

o

 

Concentration of asbestos fibers 

o

 

Duration of exposure 

o

 

Frequency of exposure 

o

 

Cigarette smoking  

Silicosis  

• 

occupational lung disease caused by inhalation of crystalline silica dust 

• 

marked by inflammation and scarring in the form of nodular lesions in the upper 
lobes of the lungs.  

Silicosis is caused by inhalation of unbound (free) crystalline silica dust 

PDF created with pdfFactory Pro trial version 

www.pdffactory.com


background image

Characterized by nodular pulmonary fibrosis. 

Chronic silicosis initially causes no symptoms or only mild dyspnea. 

But  over  years  can  advance  to  involve  most  of  the  lung  and  cause  dyspnea, 
hypoxemia, pulmonary hypertension, and respiratory impairment. 
 

Diagnosis is based on history and chest x-ray findings. 

No  effective  treatment  exists  except  supportive  care  and,  for  severe  cases,  lung 
transplantation.
  

Workers  at greatest  risk  are  those who move  or blast  rock and  sand  (miners,  quarry 
workers,  stonecutters)  or  who  use  silica-containing  rock  or  sand  abrasives  (sand 
blasters; glass makers; foundry, gemstone, and ceramic workers; potters). 

Coal miners are at risk of mixed silicosis and coal workers’ pneumoconiosis  

Factors that influence the likelihood of development of silicosis include 

1.  Duration and intensity of exposure 
2.  Form of silica 
3.  Surface characteristics (exposure to the uncoated form poses greater risk than 

the coated form) 

4.  Rapidity of inhalation after the dust is fractured and becomes airborne (exposure 

immediately after fracturing poses greater risk than delayed exposure) 

It  is  found  in  many  rocks,  such  as  granite,  sandstone,  gneiss  and  slate,  and  in  some 
metallic ores.  

Silica  can  be  a  main  component  of  sand.  It  can  also  be  in  soil,  mortar,  plaster,  and 
shingles.  

The cutting, breaking, crushing, drilling, grinding, or abrasive blasting of these materials 
may produce fine to ultra fine airborne silica dust.  

Pathophysiology  

When silica dust particles are inhaled → embed deeply into the tiny alveolar sacs and 
ducts in the lungs.  

There, the lungs cannot clear out the dust by mucous or coughing. 

PDF created with pdfFactory Pro trial version 

www.pdffactory.com


background image

crystalline silica dust deposited in the lungs→ macrophages  ingest the dust particles 
inflammation response produce collagen around the silica particle → fibrosis and 
the formation of the nodular lesions. 

There is  only abnormal chest X-ray in the beginning and then slowly develop a cough 
and breathing difficulty.  

More than a third of people with silicosis have phlegm production and cough 

Chronic  bronchitis-like  symptoms  may  occur,  and  the  lungs  have  additional  sounds 
called wheezes and crackles. 

Compensatory emphysema  may develop also. 

  

Classification of silicosis  

1.  Chronic  simple  silicosis  :  long-term  exposure  (10  years  or  more)  +  low 

concentrations of silica dust →  appearing 10–30 years a er first exposure. 

Often  asymptomatic,  but  many  patients  eventually  develop  dyspnea  during  exertion 
that progresses to dyspnea at rest. 

Productive cough, when present, may be due to silicosis, coexisting chronic occupational 
(industrial) bronchitis, or smoking.  

Breath  sounds  diminish  as  the  disorder  progresses,  and  pulmonary  consolidation, 
pulmonary hypertension, and respiratory failure with or without right ventricular failure 
may develop in advanced disease.  

2.  Accelerated  silicosis  :  Patients  often  experience  the  same  symptoms  as  those 

with chronic silicosis, but symptoms develop over a shorter period. 

       develops 5–10 years a er first exposure to higher concentra ons of silica dust  

2.  Acute silicosis 

       -develops a few weeks to 5 years a er exposure to high concentra ons of silica dust  

      -  Patients  experience  rapid  progression  of  dyspnea,  weight  loss,  and  fatigue  with 
diffuse bilateral crackles.  

      -Respiratory failure o en develops within 2 yr.  

PDF created with pdfFactory Pro trial version 

www.pdffactory.com


background image

4. Complicated silicosis : complicated by 

1.  progressive Massive fibrosis 

Also patients with silicosis are at risk of other disorders: 

1.  Progressive systemic sclerosis 

2.  Tuberculosis 

3.  Nocardiosis  

4.  Lung cancer 

5.  Chronic kidney disease 

6.  Possibly rheumatoid arthritis 

Prevention  

The  most  effective  preventive  interventions  for  silicosis  occur  at  an  industrial  rather 
than clinical level and include  

dust  suppression,  process  isolation,  ventilation,  and  use  of  non–silica-containing 
abrasives. 

 Respiratory  masks  provide  imperfect  protection  and,  although  helpful,  are  not  an 
adequate solution.  

Surveillance of exposed workers with respiratory questionnaires, spirometry, and chest 
x-rays is recommended.  

Other preventive measures include smoking cessation and pneumococcal and influenza 
vaccination. 

2. Hypersensi vity pneumoni s (HP),  

also known as extrinsic allergic alveolitis, 

Granulomatous inflammatory reaction caused by an immunological response to certain 
inhaled organic dusts and some low molecular weight chemicals. 

Farmer’s  lung  (an  immune  response to spores of thermophilic  actinomycete  bacteria) 
and bird fancier’s lung remain the most prevalent forms of the disease. 

Others including humidifier lung, and mushroom picker's disease.  

PDF created with pdfFactory Pro trial version 

www.pdffactory.com


background image

Hypersensitivity pneumonitis (Cont.),  

Diagnosis based on history, physical examination, and radiographic findings. 

Pa ents  may  report  fever,  chills,  malaise,  cough,  dyspnea,  and  headaches  4-6  hours 
after heavy exposure to an inciting agent in acute HP. 

Chronic extrinsic allergic alveolitis is caused either by chronic exposure to low doses of 
the causative antigen, or as a consequence of repeated attacks of acute alveolitis over 
many years. 

Characterized by cough, progressive dyspnea, fatigue, anorexia, and weight loss.  

On  examination,  patients  may  present  with  fever,  tachypnea,  and  diffuse  fine  basilar 
crackles; with muscle wasting, clubbing, and respiratory distress in severe cases. 

Chest radiographs may show micronodular or reticular opacities in acute or subacute HP 
and progressive fibrosis with lung volume loss in chronic HP. 

Bagassosis:  This is a form of Hypersensitivity Pneumonitis which is caused as a result of 
exposure to sugarcane fiber waste. 

Bird Fancier's Lung caused as a result of dust present in the feathers of birds. 

Farmers  Lung:  induced  by  the  inhalation  of  biologic  dusts  coming  from hay  dust 
or mold  spores or any other agricultural products  

Lung Cancer  

A number of occupations or occupational exposures are established or suspected risk 
factors for lung cancer. 

 The  International  Agency  for  Research  on  Cancer  has  identified  some  occupational 
exposure  factors  as  being  carcinogenic  to  the  human  lung  (aluminum  production, 
arsenic,  asbestos,  beryllium,  cadmium,  hexavalent  chromium  and  coal  gasification 
fumes, crystalline silica, nickel, radon, and soot) 

Depending  on  the  agent,  additive  or  multiplicative  modes  of  interaction  have  been 
shown to operate with cigarette smoking.  

The  majority  of  these  cancers  are  caused  by  asbestos,  followed  by  radon,  silica, 
chromium. 

PDF created with pdfFactory Pro trial version 

www.pdffactory.com


background image

Cigarette smoke and asbestos interact strongly in causing bronchogenic carcinomas, and 
the risk of carcinoma is greater in persons with the interstitial fibrosis of asbestosis.  

Lung infections:  

contact with other people who are ill  

infected from a source at work, such as a contaminated humidifier.  

Influenza  and  other  infections  such  as  tuberculosis  or  legionella  can  be  occupational 
infections.  

 

PDF created with pdfFactory Pro trial version 

www.pdffactory.com




رفعت المحاضرة من قبل: Ahmed monther Aljial
المشاهدات: لقد قام 7 أعضاء و 143 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل