Senses: Chemi mical Toxicity to the Special Vision, - - PDF document

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Chemi mical ¡ ¡Toxicity ¡ ¡to ¡ ¡the ¡ ¡Special ¡ ¡Senses: ¡

¡

Vision, ¡ ¡Hearing, ¡ ¡Taste, ¡ ¡and ¡ ¡Sme mell

Jonathan ¡S. ¡Rutchik, ¡MD, ¡MPH ¡ Associate ¡Professor, ¡Department ¡of ¡Medicine ¡ Occupa=onal ¡Medicine, ¡UCSF ¡ Neurology, ¡Environmental ¡and ¡Occupa=onal ¡Medicine ¡Associates ¡ Mill ¡Valley, ¡CA ¡

Introduc=on

• 50% ¡of ¡neurotoxic ¡chemicals ¡may ¡affect ¡some ¡aspect ¡of ¡SENSORY ¡SYSTEM. ¡
• Most ¡sensi=ve ¡to ¡exposure ¡related ¡toxicity ¡
• First ¡reported ¡following ¡exposure. ¡
• Exist ¡in ¡the ¡absence ¡of ¡other ¡organ ¡toxicity ¡
• Visual ¡symptoms ¡are ¡the ¡most ¡frequently ¡reported. ¡
• Altera=on ¡in ¡structure ¡and ¡func=on ¡of ¡the ¡eye ¡are ¡oHen ¡the ¡criteria ¡u=lized ¡for ¡

seJng ¡permissible ¡exposure ¡limits ¡for ¡chemicals ¡in ¡the ¡USA ¡

• Visual ¡processing ¡of ¡informa=on ¡can ¡have ¡immediate, ¡long ¡term, ¡delayed ¡

effects ¡on ¡mental, ¡social ¡and ¡physical ¡health ¡and ¡performance ¡

• Auditory ¡and ¡visual ¡impairments ¡can ¡lead ¡to ¡occupa=onal ¡injuries. ¡

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Overview

• Neuro-­‑Ophthalmological ¡Dysfunc=ons ¡(Toxicology ¡of ¡the ¡Visual ¡System) ¡
• Ototoxicity ¡(Toxicology ¡of ¡the ¡Auditory ¡System) ¡
• Gustatory ¡Dysfunc=ons ¡(Toxicology ¡of ¡the ¡Sensory ¡System ¡of ¡Taste) ¡
• Olfactory ¡Dysfunc=on ¡(Toxicology ¡of ¡Sensory ¡System ¡of ¡Smell) ¡

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Occupa=onal ¡Exposures

• Greater ¡than ¡80,000 ¡industrial ¡chemicals ¡in ¡use ¡today. ¡
• Approx. ¡3,000 ¡chemicals ¡known ¡toxic ¡to ¡the ¡eye/visual ¡system. ¡ ¡
• Routes ¡of ¡exposure ¡can ¡vary ¡depending ¡on ¡chemical ¡form ¡(i.e., ¡fumes, ¡

liquids, ¡solids). ¡

• Inhala=on ¡(e.g., ¡fumes, ¡gases) ¡– ¡Primary ¡route ¡of ¡occupa=onal ¡exposures ¡
• Inges=on ¡(e.g., ¡liquids, ¡dust) ¡ ¡
• Absorp=on ¡(e.g., ¡solvents) ¡ ¡
• Onset ¡of ¡illness ¡can ¡be ¡either ¡by ¡ACUTE ¡or ¡CHRONIC ¡exposures ¡
• Chronic ¡exposures ¡are ¡the ¡most ¡widely ¡studied. ¡

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Visual ¡System ¡ ¡Anatomy

• Peripheral ¡ ¡
• External ¡Layers ¡of ¡the ¡Re=na ¡
• Color ¡Vision ¡(cones) ¡
• Night ¡vision ¡(rods) ¡
• Central ¡
• Internal ¡layers ¡of ¡the ¡re=na ¡
• Op=c ¡Nerve ¡
• Visual ¡Pathways ¡
• Visual ¡Cortex ¡

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Visual ¡System ¡Dysfunc=on

• Peripheral ¡Visual ¡System ¡
• Re=nal ¡pigmented ¡epithelium ¡(RPE) ¡ ¡
• photoreceptors ¡have ¡highest ¡O2 ¡consump=on ¡of ¡any ¡=ssue ¡in ¡the ¡human ¡

body ¡

• 75% ¡of ¡the ¡re=nal ¡mitochondria ¡in ¡this ¡area ¡(vulnerable ¡to ¡toxicity) ¡
• High ¡body ¡affinity ¡to ¡bind ¡PAH ¡and ¡metals ¡including ¡Pb, ¡Hg ¡
• Central ¡Visual ¡System ¡Pathways ¡
• Op=c ¡nerve ¡and ¡Visual ¡cortex ¡ ¡
• increased ¡basal ¡oxygen ¡consump=on ¡increases ¡with ¡visual ¡

s=muli ¡

¡

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Visual ¡System ¡Tes=ng

• Color ¡Vision ¡Tes=ng ¡

(dyschromotopsia) ¡

• Electrore=nogram ¡ ¡

(inner ¡and ¡outer ¡layers) ¡

• Visual ¡Field ¡Tes=ng ¡ ¡

(Op=c ¡nerve ¡dysfunc=on) ¡

• Oculomotor ¡Tes=ng ¡ ¡

(Cranial ¡nerve ¡dysfunc=on) ¡

¡

• Contrast ¡Sensi=vity ¡Tes=ng ¡

(nonspecific ¡threshold ¡tes=ng) ¡

• Cri=cal ¡Flicker ¡Fusion ¡ ¡

¡(non ¡specific) ¡

• VISUAL ¡SEARCH ¡PERFORMANCE ¡
• Visual ¡Evoked ¡Poten=al ¡Tes=ng ¡

(central ¡pathway ¡dysfunc=on) ¡

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Vision ¡Tes=ng ¡Methods ¡

• Color ¡Vision ¡Tes=ng ¡
• Farnsworth-­‑Munsell ¡100 ¡(FM-­‑100) ¡Hue ¡Color ¡Vision ¡Test ¡
• Lanthony ¡Desaturated ¡D15 ¡(LD15), ¡or ¡D15d ¡most ¡u=lized. ¡
• Visual ¡Evoked ¡Poten=al ¡(VEP) ¡
• Ini=ated ¡by ¡brief ¡visual ¡s=muli, ¡recorded ¡by ¡EEG ¡signals. ¡
• Measures ¡func=onal ¡integrity ¡of ¡the ¡visual ¡pathways ¡from ¡re=na ¡via ¡the ¡op=c ¡

nerves ¡to ¡the ¡visual ¡cortex ¡of ¡the ¡brain. ¡ ¡

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Kollner’s ¡Rule ¡and ¡Dyschromatopsia

• Dysfunc=on ¡can ¡be ¡localized ¡by ¡the ¡type ¡of ¡vision ¡loss: ¡
• Toxicity ¡to ¡peripheral ¡system ¡(Re=na) ¡leads ¡to ¡Blue-­‑Yellow ¡(BY) ¡deficits ¡
• Toxicity ¡to ¡central ¡pathways ¡leads ¡to ¡Red-­‑Green ¡(RG) ¡deficits ¡
• Type ¡III: ¡External ¡re=nal ¡layers: ¡BY ¡loss; ¡RARE ¡INHERITED, ¡ALTITUDE? ¡
• normal ¡to ¡moderate ¡acuity ¡loss. ¡ ¡TRITAN ¡
• Type ¡II: ¡Internal ¡re=nal ¡layers: ¡RG ¡and ¡BY ¡loss ¡; ¡ ¡
• moderate ¡to ¡severe ¡acuity ¡loss. ¡ ¡DEUTAN ¡
• Type ¡I: ¡ ¡Internal ¡re=nal ¡layers: ¡RG ¡loss: ¡
• moderate ¡acuity ¡loss. ¡PROTAN ¡

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To Toxins ¡ ¡Associated ¡ ¡with ¡ ¡Vision ¡ ¡Loss ¡ ¡

Occupa=onal ¡Exposure ¡to ¡Styr Styrene ne

¡ Industrial ¡solvent ¡in ¡the ¡manufacturing ¡of ¡plas=cs; ¡associated ¡with ¡ altera=ons ¡in ¡color ¡vision ¡(Type ¡III ¡blue-­‑yellow) ¡in ¡workers ¡exposed ¡to ¡ concentra=ons ¡between ¡4-­‑70 ¡ppm ¡for ¡5-­‑17 ¡years ¡(Fox ¡2015). ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

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Toxins Associated With Vision Loss

Occupational Exposure to Perchloroethylene and Trichloroethylene

33 ¡dry ¡cleaners ¡(mean ¡age ¡31) ¡exposed ¡to ¡occupa=onal ¡levels ¡of ¡TCE ¡ ¡ Results ¡showed ¡significantly ¡lower ¡contrast ¡sensi=vity ¡(p ¡<0.05) ¡and ¡poorer ¡ color ¡discrimina=on ¡(BY) ¡when ¡compared ¡to ¡controls ¡(n ¡= ¡35). ¡ ¡ ¡ High ¡level ¡deficits ¡in ¡percep=on ¡of ¡global ¡form ¡and ¡mo=on ¡were ¡also ¡ recorded ¡(p ¡<0.0001). ¡ ¡ ¡ ¡

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Toxins ¡Associated ¡With ¡Vision ¡Loss ¡

Occupa=onal ¡Exposure ¡to ¡Ca Carbon

• n ¡d

¡disulfid fide

Vast ¡industrial ¡uses ¡(e.g., ¡clothing, ¡industrial ¡solvent, ¡pes=cides) ¡ ¡ Known ¡for ¡neurological ¡and ¡vascular ¡dysfunc=on: ¡re=nal ¡altera=ons ¡ (e.g., ¡retrobulbar ¡neuri=s, ¡pre-­‑senile ¡arteriosclero=c ¡changes ¡in ¡the ¡ fundus, ¡microaneurysms ¡and ¡small ¡hemorrhages, ¡delayed ¡papillary ¡ filling, ¡and ¡irregulari=es ¡in ¡the ¡caliber ¡of ¡re=nal ¡arterioles ¡and ¡veins). ¡ ¡ Clinical ¡studies ¡describe ¡severe ¡loss ¡of ¡central ¡vision ¡(central ¡scotoma), ¡ decreased ¡sensi=vity ¡in ¡peripheral ¡visual ¡fields ¡(rod ¡scotoma), ¡op=c ¡ atrophy, ¡blurred ¡vision, ¡impaired ¡color ¡vision ¡(BY), ¡and ¡papillary ¡

• changes. ¡

¡ ¡

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Toxins ¡Associated ¡With ¡Vision ¡Loss ¡ ¡

Occupa=onal ¡exposure ¡to ¡Lead ¡( Lead ¡(Pb Pb) ¡ ¡– ¡ – ¡inorganic Lead-­‑acid ¡banery ¡manufacturing, ¡welding, ¡electronic ¡manufacturing ¡(lead ¡ solder), ¡jewelry ¡making, ¡etc. ¡ ¡ ¡ Decreases ¡in ¡cri=cal ¡flicker ¡fusion ¡have ¡been ¡recorded ¡in ¡workers ¡with ¡a ¡ mean ¡blood ¡lead ¡level ¡(BLL) ¡of ¡35-­‑47 ¡ug/dL. ¡ ¡ Peripheral ¡and ¡paracentral ¡scotomas ¡have ¡also ¡been ¡seen ¡in ¡workers ¡ chronically ¡exposed ¡(>5 ¡yrs) ¡to ¡moderate-­‑levels ¡of ¡Pb ¡or ¡those ¡acutely ¡ exposed ¡to ¡high-­‑levels ¡of ¡Pb. ¡ ¡ Many ¡papers ¡prior ¡to ¡2000 ¡documen=ng ¡visual ¡toxicity ¡to ¡lead ¡using ¡various ¡ method ¡of ¡assessment. ¡ ¡ ¡

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GENETICS AND ENVIRONMENT

• Macular ¡degenera=on ¡
• Lead ¡may ¡accumulate ¡in ¡RPE ¡layers ¡and ¡has ¡been ¡associated. ¡ ¡ ¡
• Herbicides ¡in ¡in ¡drinking ¡water. ¡ ¡
• Glaucoma ¡and ¡hair ¡lead. ¡ ¡ ¡

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• Leber’s ¡Op=c ¡Hereditary ¡Neuropathy ¡and ¡organic ¡solvents. ¡ ¡ ¡

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Ototoxicity: ¡Auditory ¡system ¡anatomy

• Inner ¡ear ¡includes ¡Cochlear ¡hair ¡cells ¡ ¡
• Converts ¡of ¡sound ¡waves ¡of ¡different ¡frequencies ¡and ¡amplitudes ¡into ¡

electrical ¡signals ¡

• Tonotopically ¡organized ¡with ¡different ¡sounds ¡s=mula=ng ¡different ¡areas ¡of ¡

the ¡organ ¡which ¡then ¡s=mulate ¡different ¡brain ¡stem ¡cell ¡nuclei ¡and ¡different ¡ areas ¡of ¡auditory ¡cortex ¡

• Conduc=on ¡hearing ¡deficit ¡is ¡the ¡outer ¡ear ¡(on ¡the ¡way ¡to ¡the ¡inner ¡ear) ¡
• Sensory ¡neural ¡hearing ¡loss ¡is ¡a ¡change ¡in ¡the ¡cochlea ¡
• Central ¡hearing ¡loss ¡localizes ¡to ¡the ¡acous=c ¡nerve ¡or ¡auditory ¡cortex ¡ ¡ ¡
• Outer ¡hair ¡cells ¡affected ¡first ¡
• Cochlear ¡hearing ¡loss ¡is ¡most ¡common ¡due ¡to ¡aging ¡and ¡noise ¡

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Noise ¡induced ¡hearing ¡loss

• 10 ¡years ¡or ¡more: ¡ ¡
• 8% ¡of ¡85 ¡db; ¡22% ¡of ¡90 ¡db; ¡38% ¡of ¡95 ¡db; ¡44% ¡of ¡100 ¡db ¡
• 20-­‑25 ¡db ¡threshold ¡shiHs, ¡and ¡10 ¡db, ¡high ¡frequency ¡loss ¡is ¡normal ¡
• Should ¡not ¡progress ¡if ¡noise ¡ceases ¡
• Early ¡detrimental ¡exposure ¡leads ¡to ¡worsened ¡suscep=bility ¡to ¡progression ¡

with ¡age ¡related ¡hearing ¡loss ¡

• Higher ¡frequencies ¡first ¡affected ¡than ¡progress ¡to ¡lower ¡frequencies ¡
• Combina=on ¡with ¡ototoxicity ¡and ¡aging ¡
• In ¡1940, ¡occupa=onal ¡popula=ons ¡had ¡higher ¡prevalence ¡of ¡hearing ¡loss ¡

without ¡noise ¡exposure ¡in ¡industry ¡

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Audiology ¡Tes=ng ¡Methods ¡

(Not ¡sensi=ve ¡to ¡ototoxicity)

• Pure-­‑Tone ¡Audiometry ¡(R/L ¡ear ¡hearing ¡sensi=vi=es) ¡
• High-­‑Frequency ¡Audiometry ¡(Frequencies: ¡10, ¡12.5, ¡14 ¡and ¡16 ¡kHz) ¡
• ImmiPance ¡Audiometry ¡(physical ¡volume, ¡tympanometry, ¡etc.) ¡
• Behavioral ¡and ¡Reflex ¡modifica=on ¡audiometry ¡(animals, ¡startle ¡and ¡

warning ¡thresholds) ¡

• Electrocochleography ¡
• Central ¡Auditory ¡Processing ¡Test ¡(electrophysiological ¡and ¡behavioral ¡tests ¡ ¡

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Toxins ¡Associated ¡with ¡Hearing ¡Loss ¡

Occu Occupa=on

• nal ¡E

¡Exp xpos

• sure ¡t

e ¡to ¡S

• ¡Sol
• lven

ents ¡( ¡(e. e.g., ¡S ¡Styr yren ene, e, ¡T ¡Tol

• luen

ene, e, ¡T ¡Trich chlor

• roe
• ethyl

ylen ene) e) Plas=cs ¡(styrene), ¡paint ¡industry ¡(toluene), ¡dry ¡cleaning ¡industry ¡ (trichloroethylene). ¡ ¡ ¡ Synergis=c ¡rela=onship; ¡exposures ¡and ¡to ¡noise. ¡ ¡Cochlear ¡toxicity. ¡ ¡ Long-­‑term ¡exposure ¡to ¡Styrene ¡((OEL ¡20-­‑100 ¡ppm): ¡demonstrated ¡auditory ¡effects ¡in ¡ workers ¡exposed ¡to ¡30-­‑50 ¡ppm ¡for ¡at ¡least ¡10 ¡years ¡with ¡levels ¡above ¡50 ¡ppm ¡in ¡ the ¡past. ¡In ¡humans, ¡the ¡type ¡of ¡interac=on ¡taking ¡place ¡between ¡noise ¡and ¡ styrene ¡exposure ¡is ¡not ¡yet ¡clear. ¡ ¡ ¡ Ototoxic ¡effects ¡(BAER ¡abnormali=es) ¡from ¡Toluene ¡(OEL ¡20-­‑200 ¡ppm): ¡associated ¡with ¡ current ¡exposure ¡levels ¡of ¡approximately ¡10-­‑50 ¡ppm. ¡Historic ¡toluene ¡and/or ¡noise ¡ exposure ¡levels ¡not ¡well ¡characterized ¡and ¡some ¡with ¡co-­‑exposures. ¡ ¡Exposed ¡to ¡ higher ¡concentra=ons ¡in ¡ ¡past ¡and ¡present ¡could ¡explain. ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

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Toxins Associated with Hearing Loss

Occupational Exposure to Lead (Pb)

Used ¡in ¡gasoline ¡as ¡an ¡an=knocking ¡agent; ¡jewelry ¡industry, ¡the ¡automo=ve ¡ industry ¡(e.g., ¡lead-­‑acid ¡baneries), ¡and ¡in ¡industrial ¡paints. ¡Inhala=on ¡of ¡dust ¡and ¡ fumes; ¡inges=on ¡in ¡children. ¡ ¡ Central ¡auditory ¡effects ¡(BAER) ¡found ¡with ¡currect ¡and ¡life ¡=me ¡weighted ¡average ¡

• f ¡28-­‑57 ¡ug/ ¡dl ¡of ¡BLL. ¡ ¡ ¡

¡Workers ¡with ¡a ¡mean ¡BLL ¡of ¡37 ¡ug/dL ¡as ¡having ¡significant ¡increases ¡in ¡ hearing ¡thresholds ¡compared ¡to ¡controls. ¡ ¡ ¡Uncertain ¡interac=on ¡with ¡noise ¡and ¡lead. ¡ ¡

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Hearing ¡loss ¡and ¡Toxicity

• TCE, ¡CS2, ¡Xylene, ¡N ¡hexane, ¡Hg, ¡CO, ¡Pes=cides ¡associated ¡with ¡auditory ¡effects ¡in ¡
• humans. ¡ ¡
• Occupa=onal ¡studies ¡(styrene, ¡toluene, ¡solvent ¡mixtures ¡and ¡lead) ¡indicate ¡that ¡

much ¡lower ¡levels ¡in ¡industrial ¡seJngs ¡were ¡associated ¡with ¡hearing ¡deficits. ¡

• Combina=ons ¡of ¡exposure ¡with ¡noise, ¡other ¡stressors ¡such ¡as ¡physical ¡ac=vity ¡

during ¡exposure ¡contribute ¡to ¡lower ¡exposure ¡intensity ¡and ¡dura=on ¡leading ¡to ¡

• totoxicity ¡

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Olfactory ¡Toxicity ¡and ¡Anatomy ¡

• Olfactory ¡Dysfunc=on ¡1-­‑5% ¡from ¡toxins. ¡ ¡ ¡
• Exposures ¡irrita=on ¡and ¡removal ¡natural ¡
• Chronic ¡exposures, ¡subthreshold ¡dangerous ¡with ¡=me; ¡unno=ced ¡gradual ¡decrease ¡of ¡

func=on. ¡ ¡ ¡

• Age ¡related ¡loss ¡secondary ¡to ¡accumula=on ¡of ¡damage ¡from ¡low ¡level ¡non ¡irritant ¡

exposures? ¡

• Olfactory ¡epithelium ¡direct ¡contact ¡(10% ¡of ¡respired ¡air ¡flow) ¡
• Regenera=ve ¡capacity ¡
• Immunological ¡defense, ¡an=microbial ¡agents, ¡etc ¡
• Metabolizing ¡poten=al ¡detoxifica=on ¡(reac=ve ¡oxygen ¡scavenging) ¡or ¡increasing ¡toxicity? ¡
• Neurons ¡with ¡dendrites ¡extending ¡into ¡Cribiform ¡plate ¡to ¡contact ¡directly ¡with ¡olfactory ¡

bulb ¡in ¡CNS. ¡

• Gases ¡and ¡solvents ¡may ¡reach ¡olf ¡bulb ¡via ¡systemic ¡circula=on, ¡Metals ¡via ¡receptors ¡

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Olfactory ¡Dysfunc=on

• Types ¡of ¡olfactory ¡dysfunc=on: ¡
• Psychophysical ¡(detec=on ¡sensi=vity) ¡
• Electrophysiological ¡(measured ¡electrical ¡changes ¡following ¡s=mulus) ¡
• Psychophysiological ¡(assess ¡odor-­‑induced ¡autonomic ¡nervous ¡system ¡

responses) ¡

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Olfactory ¡Tes=ng ¡Method

• UPSIT ¡(University ¡of ¡Pennsylvania ¡Smell ¡Iden=fica=on ¡Test) ¡
• Test ¡consists ¡of ¡4 ¡different ¡10 ¡page ¡booklets ¡with ¡“scratch ¡and ¡sniff” ¡strips ¡
• Scoring ¡accounts ¡for ¡age ¡and ¡gender ¡
• Considered ¡the ¡gold ¡standard ¡of ¡smell ¡iden=fica=on ¡ ¡
• Used ¡in ¡tes=ng ¡for ¡a ¡mul=ple ¡of ¡neurological ¡diseases ¡such ¡as: ¡Parkinson’s ¡

disease, ¡Alzheimer’s, ¡Hun=ngton’s ¡disease, ¡brain ¡tumors, ¡and ¡Mul=ple ¡ Sclerosis ¡

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Toxins ¡Associated ¡With ¡Olfactory ¡Dysfunc=on ¡

Highlights ¡ ¡from ¡ m ¡the ¡ ¡literature

• Cadmium: ¡Olfactory ¡dysfunc=on ¡noted ¡even ¡at ¡ACGIH ¡proposed ¡
• levels. ¡
• Mercury: ¡UPSIT ¡u=lized ¡in ¡Minimata ¡Bay ¡survivors ¡and ¡found ¡reduced ¡

ability ¡to ¡iden=fy ¡s=muli. ¡ ¡

• Manganese: ¡Excitability ¡of ¡neurons ¡heralds ¡toxicity, ¡then ¡func=on ¡
• decreases. ¡Increase ¡in ¡urine ¡Mn ¡associated ¡with ¡lower ¡detec=on ¡

threshold; ¡lower ¡in ¡iron ¡alloy ¡workers. ¡ ¡Changes ¡related ¡to ¡ dopaminergic ¡dysfunc=on ¡at ¡the ¡level ¡of ¡receptor. ¡Ac=ve ¡transport ¡ through ¡olfactory ¡tract. ¡ ¡

• Popula=ons ¡in ¡Italy ¡with ¡elevated ¡environmental ¡exposure ¡to ¡Mn ¡had ¡

increased ¡prevalence ¡of ¡PD ¡and ¡odor ¡iden=fica=on. ¡ ¡ ¡

¡

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Toxin ¡Associated ¡Olfactory ¡Dysfunc=on

• Lead: ¡ ¡No ¡influence ¡on ¡Olfactory ¡system ¡in ¡tetraethyl ¡lead ¡

manufacturers ¡using ¡UPSIT. ¡ ¡

• Toluene: ¡Inhala=on ¡chamber ¡study ¡revealed ¡increased ¡thresholds ¡

that ¡returned ¡to ¡normal. ¡ ¡No ¡permanent ¡insult ¡

• Paint ¡solvent: ¡UPSIT ¡tes=ng ¡revealed ¡dose ¡related ¡decrement ¡in ¡non ¡

smoking ¡paint ¡manufacture ¡workers ¡sugges=ng ¡protec=on. ¡ ¡

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Gustatory ¡Toxicology: ¡Anatomy ¡of ¡Taste

Saliva ¡contains ¡sodium, ¡potassium, ¡chloride ¡and ¡bicarbonate ¡ Salivary ¡glands: ¡ ¡paro=d, ¡submandibular, ¡sublingual ¡and ¡minor ¡ ¡Autonomic ¡nervous ¡system ¡controlled ¡ ¡Altera=on ¡of ¡components ¡or ¡volume ¡will ¡affect ¡sal=ness, ¡sourness ¡ ¡Autoimmune ¡disorders, ¡medicines, ¡systemic ¡diseases ¡ Oral ¡mucosa ¡ ¡Chemical ¡burns, ¡fungi, ¡viruses, ¡tobacco, ¡gastric ¡acid ¡ Taste ¡Bud ¡Receptors-­‑ ¡ ¡ ¡Ac=vated; ¡reduced ¡in ¡number ¡ ¡Botox, ¡tetrodotoxin, ¡chemotherapeu=cs, ¡tobacco ¡ Central ¡pathways ¡ ¡Infec=on, ¡inflamma=on: ¡Botox, ¡HZV, ¡Bells ¡palsy, ¡GBS, ¡poliomyeli=s, ¡MS ¡ ¡

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Gustatory ¡Tes=ng ¡Methods

• Taste ¡strips ¡(taste ¡infused ¡strips) ¡
• Inexpensive ¡and ¡very ¡simple ¡to ¡use ¡
• ¡Administered ¡and ¡recorded ¡in ¡clinical ¡or ¡field ¡seJng) ¡
• Electrogustometry ¡(measurement ¡of ¡taste ¡threshold) ¡
• Clinical ¡seJng ¡
• Pass ¡controlled ¡anodal ¡current ¡through ¡the ¡tongue ¡causing ¡unique ¡and ¡

dis=nct ¡metallic ¡taste ¡(e.g., ¡sensa=on ¡experienced ¡when ¡placing ¡9-­‑volt ¡banery ¡

• n ¡the ¡tongue) ¡

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Toxins ¡Associated ¡with ¡Gustatory ¡Dysfunc=on ¡

Isod Isodec ecan anes es ¡ ¡used ¡ ¡in ¡ ¡ma manufacturing ¡ ¡of ¡ ¡paint, ¡ ¡ima maging ¡ ¡toners ¡ ¡and ¡ ¡fl floor ¡ ¡cleaners.

• 63-­‑year-­‑old ¡woman: ¡Smell ¡and ¡taste ¡loss ¡aHer ¡a ¡3-­‑year ¡exposure. ¡ ¡Ini=ally ¡welts ¡
• n ¡her ¡tongue ¡and ¡lips, ¡chest ¡=ghtness, ¡biner ¡taste ¡8 ¡years ¡prior. ¡
• Gradual ¡smell ¡and ¡taste ¡loss, ¡intraoral ¡burning ¡sensa=ons, ¡and ¡periodic ¡perioral ¡

derma==s. ¡ ¡

• No ¡improvement ¡occurred ¡with ¡cromolyn ¡sodium, ¡zinc ¡chloride, ¡or ¡copper ¡
• sulfate. ¡ ¡
• Examina=on ¡of ¡the ¡olfactory ¡epithelium ¡revealed ¡a ¡flat, ¡yellow ¡area ¡with ¡scarring. ¡

Sinus ¡CT ¡scan ¡was ¡normal. ¡

• Olfactory ¡tes=ng: ¡mild-­‑to-­‑moderate ¡hyposmia. ¡ ¡
• Suprathreshold ¡taste ¡tes=ng: ¡Depressed ¡intensity ¡ra=ngs, ¡poor ¡taste ¡

iden=fica=on, ¡and ¡no ¡response ¡to ¡biner ¡s=muli. ¡ ¡

• AHer ¡topical ¡anesthesia, ¡taste ¡responses ¡were ¡reduced ¡to ¡zero. ¡ ¡
• Ineffec=ve ¡treatment. ¡ ¡

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Toxins ¡Associated ¡with ¡Gustatory ¡Dysfunc=on ¡

Acute ¡ ¡ammo mmonia ¡ ¡exposure

• A ¡31-­‑year-­‑old ¡man ¡presented ¡with ¡hypogeusia ¡4 ¡months ¡aHer ¡bi=ng ¡

down ¡on ¡an ¡ammonia ¡capsule ¡hidden ¡in ¡a ¡store-­‑bought ¡sandwich. ¡ ¡

• He ¡sustained ¡an ¡intraoral ¡chemical ¡burn ¡injury, ¡immediate-­‑onset ¡

ageusia, ¡and ¡decreased ¡sensi=vity ¡to ¡oral ¡s=muli. ¡ ¡

• His ¡medical ¡history ¡was ¡significant ¡for ¡environmental ¡allergies. ¡He ¡

smoked ¡<1 ¡pack ¡of ¡cigarenes ¡per ¡day ¡for ¡<5 ¡years. ¡ ¡

• Examina=on ¡and ¡olfactory ¡tes=ng ¡was ¡normal. ¡ ¡
• Suprathreshold ¡taste ¡was ¡consistent ¡with ¡hypogeusia: ¡iden=fied ¡

s=muli ¡of ¡moderate ¡and ¡high ¡concentra=on. ¡ ¡ ¡

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Toxins ¡Associated ¡with ¡Gustatory ¡Dysfunc=on ¡

Lead ¡( Lead ¡(Pb Pb)

• Workers ¡complain ¡of ¡metallic ¡tastes, ¡coinciding ¡with ¡a ¡specific ¡metal. ¡ ¡ ¡
• Brass ¡pipe ¡finers ¡and ¡jewelry ¡workers ¡suffering ¡from ¡lead ¡poisoning, ¡

frequently ¡report ¡a ¡persistent, ¡sweet, ¡metallic ¡taste. ¡ ¡ ¡

• Because ¡heavy ¡metals ¡are ¡concentrated ¡in ¡saliva ¡and ¡their ¡topical ¡

applica=on ¡on ¡the ¡tongue ¡can ¡diminish ¡taste ¡percep=on, ¡a ¡possible ¡ direct ¡mechanism ¡of ¡ac=on ¡has ¡been ¡hypothesized ¡

¡ ¡

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Toxins ¡Associated ¡with ¡Gustatory ¡Dysfunc=on ¡ ¡

Occupa=onal ¡exposure ¡to ¡Chromi mium ¡ m ¡(Cr)

• Metal ¡plaJng, ¡an=-­‑corrosive ¡agent, ¡manufacture ¡of ¡stainless ¡steel ¡
• Increased ¡taste ¡thresholds ¡noted ¡in ¡workers ¡with ¡chromium ¡

exposures ¡using ¡both ¡chemical ¡s=muli ¡and ¡electrical ¡s=muli. ¡ ¡

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Toxins ¡Associated ¡with ¡Gustatory ¡Dysfunc=on ¡

Or Organop

• phos
• sphate-­‑b

e-­‑based ed ¡p ¡pes es=ci cides es ¡( ¡(e. e.g., ¡DD ¡DDT, ¡P ¡Parathion

• n)

¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

• Workers ¡with ¡frequent ¡exposure ¡to ¡pes=cides ¡have ¡complaints ¡of ¡

sustained ¡metallic, ¡biner ¡taste. ¡ ¡ ¡

• Specific ¡OP ¡exposures ¡associated ¡with ¡a ¡garlic ¡taste ¡and ¡odor. ¡ ¡

¡

• Experimental ¡models, ¡disrup=on ¡of ¡sensory ¡nerve ¡termina=ons, ¡but ¡

they ¡may ¡also ¡interfere ¡with ¡central ¡neurotransminers. ¡ ¡ ¡ ¡

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Toxins ¡Associated ¡with ¡Gustatory ¡Dysfunc=on ¡ ¡ ¡

So Solv lvents ts Cross-­‑sec=onal ¡study ¡of ¡264 ¡workers ¡exposed ¡to ¡organic ¡solvents ¡ ¡ ¡ Increase ¡prevalence ¡of ¡smell ¡and/or ¡taste ¡dysfunc=ons, ¡similar ¡to ¡work ¡ related ¡dizziness. ¡ Disturbances ¡in ¡smell ¡or ¡taste ¡were ¡most ¡oHen ¡hyposmia, ¡but ¡hypogeusia ¡ and ¡a ¡persistent ¡“glue” ¡taste ¡were ¡reported. ¡ ¡ ¡ Symptoms, ¡however, ¡were ¡generally ¡ ¡transitory, ¡reversible, ¡and ¡likely ¡due ¡to ¡ to ¡concentra=on ¡peaks ¡rather ¡than ¡long-­‑term ¡exposures. ¡ ¡ ¡

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Solvent-­‑induced ¡sensory ¡dysfunc=ons

Chemical ¡ Reference ¡ Neurotoxic ¡Sensory ¡Endpoint(s) ¡ Vision ¡ C ¡or ¡P ¡ Hearing ¡ Smell ¡ Taste ¡ Ammonia ¡ Prudhomme ¡et ¡al. ¡1998 ¡ X ¡ Carbon ¡disulfide ¡ ¡Fox ¡D. ¡2015, ¡Gobba ¡2003 ¡ C, ¡P ¡ X ¡ ¡ ¡X ¡ ¡ ¡ Isodecanes ¡ Smith ¡et ¡al. ¡2009 ¡ X ¡ Methyl ¡isobutyl ¡ketone ¡(MIBK) ¡ Gagnon ¡et ¡al. ¡1994 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ X ¡ ¡ ¡ N-­‑ ¡Hexane ¡ Gobba, ¡2003 ¡ P, ¡C ¡ X ¡ Perchloroethylene ¡(PCE) ¡ Gobba ¡and ¡Cavalleri ¡2003 ¡ P., ¡C ¡ Styrene ¡ Fox ¡D. ¡2015; ¡Kjell, ¡ed. ¡2010 ¡ P ¡ X ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Toluene ¡ Fox ¡D. ¡2015; ¡Kjell, ¡ed. ¡2010, ¡Mergler ¡1992 ¡ ¡P, ¡C ¡ X ¡ X ¡ ¡ ¡ ¡ Trichloroethylene ¡(TCE) ¡ Barbosa ¡et ¡al. ¡2015, ¡Gobba ¡2003 ¡ P, ¡C ¡ X ¡ X ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Xylene ¡ Gobba ¡2003 ¡ X ¡ X ¡ www.neoma.com ¡ 3/10/16 ¡ 34 ¡

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Heavy ¡metal-­‑induced ¡sensory ¡dysfunc=on

Chemical ¡ Reference ¡ Neurotoxic ¡Sensory ¡Endpoint(s) ¡ Vision, ¡ ¡ C ¡or ¡P ¡ Hearing ¡ Smell ¡ Taste ¡ Arsenic ¡ Gobba ¡2006, ¡2003 ¡ X ¡ X ¡ Cadmium ¡ Mascagni, ¡2003, ¡Gobba ¡2003 ¡ X ¡ X ¡ X ¡ Chromium ¡(Cr) ¡ Reiter ¡et ¡al. ¡2006; ¡Seeber ¡et ¡al. ¡1990, ¡Gobba ¡2003 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ X ¡ ¡ X ¡ Lead ¡(Pb) ¡ Fox ¡D. ¡2015; ¡Kjell, ¡ed. ¡2010; ¡Reiter ¡et ¡al. ¡2006; ¡Bolla ¡ et ¡al. ¡1995 ¡ C ¡ X ¡ ¡X ¡ X ¡ Manganese ¡(Mn) ¡ Antunes ¡et ¡al. ¡2007; ¡Bowler ¡et ¡al.; ¡ ¡Zoni ¡et ¡al. ¡2012, ¡ Sinczuk-­‑ ¡Walzak ¡2001 ¡ ¡X ¡ X ¡ ¡ X ¡ ¡ ¡ Mercury ¡(Hg) ¡ Gobba ¡2006, ¡2003 ¡ ¡Organic ¡C, ¡ Inorg ¡C, ¡ Elemental ¡P ¡ X ¡ X ¡ X ¡ ¡ www.neoma.com ¡ 3/10/16 ¡ 35 ¡

Pes=cide-­‑induced ¡sensory ¡dysfunc=on

Chemical ¡ Reference ¡ Neurotoxic ¡Sensory ¡Endpoint(s) ¡ Vision ¡ Hearing ¡ Smell ¡ Taste ¡ Chlorpyrifos ¡ Gobba, ¡2003. ¡ X ¡ DDT ¡ Reiter ¡et ¡al. ¡2006 ¡ X ¡ OP-­‑based ¡pes=cides ¡ Reiter ¡et ¡al. ¡2006 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ X ¡ Parathion ¡ Reiter ¡et ¡al. ¡2006 ¡ X ¡ Sulfuryl ¡fluoride ¡ Calvert ¡et ¡al. ¡1998 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ X ¡ ¡ ¡ www.neoma.com ¡ 3/10/16 ¡ 36 ¡

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MOC ¡Ques=on ¡ONE

• Which ¡industries ¡have ¡NOT ¡been ¡studied ¡regarding ¡color ¡vision ¡

toxicity? ¡

• A. ¡Dry ¡cleaning ¡
• B. ¡Airline ¡workers ¡
• C. ¡Boat ¡builders ¡
• D. ¡Tetraethyl ¡Lead ¡workers ¡

¡

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MOC ¡Ques=on ¡TWO

• Which ¡of ¡these ¡sensory ¡systems ¡anatomical ¡areas ¡ ¡are ¡considered ¡

part ¡of ¡the ¡Central ¡Nervous ¡System? ¡ ¡

• A. ¡Olfactory ¡Bulb ¡
• B. ¡Cribiform ¡Plate ¡
• C. ¡Salivary ¡Glands ¡
• D. ¡External ¡Re=nal ¡Layer ¡

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3/11/16 ¡ 22 ¡

MOC ¡Ques=on ¡THREE ¡

• Which ¡neurophysiological ¡test ¡is ¡matched ¡incorrectly? ¡

¡

• A. ¡Cri=cal ¡Flicker ¡Fusion: ¡Vision ¡
• B. ¡UPSIT: ¡Smell ¡
• C. ¡Electrogustography: ¡Taste ¡
• D. ¡High ¡Frequency ¡Audiometry: ¡Hearing ¡
• E. ¡None ¡

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Answers

• I. ¡ ¡B ¡
• II. ¡A ¡
• III. ¡ ¡A-­‑3,B-­‑1,C-­‑2, ¡D-­‑4 ¡ ¡ ¡

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