Силикоз

Силикоз (от лат. silicium — “кремний”), или халикоз (от греч. chalix — “известковый камень”) представляет собой заболевание, которое развивается в результате длительного вдыхания пыли, содержащей свободную двуокись кремния. Большая  часть земной коры содержит кремнезем  и его окислы. Двуокись кремния  представлена в природе в трех различных кристаллических формах: кварц, кристобалит и тридимит. Некомбинированные  формы двуокиси кремния называются “свободный кремний”, а комбинированные  формы, содержащие катионы, составляют различные силикаты. Кремниевая пыль встречается во множестве индустриальных производств, в частности в золотых, оловянных и медных рудниках, при  огранке и шлифовке камней, при  производстве стекла, при плавке металлов, при производстве гончарных изделий  и фарфора. Во всех этих производствах  имеет значение размер частиц. Песок  обычно содержит 60 % диоксида кремния. Однако его частицы слишком велики, чтобы достичь периферии легких. Только мелкие частицы, попадающие в  бронхиолы и альвеолы, способны вызвать  их повреждение. Кремний, особенно его  частицы размерами 2—3 нм, является мощным стимулятором развития фиброза. В развитии силикоза играют также  большую роль количество и длительность воздействия кремния. Примерно 10—15 лет работы в условиях производственного  запыления без респираторов способны вызвать силикоз. Но если концентрация пыли значительна, то может возникнуть и острая его форма за 1—3 года (“острый” силикоз). В некоторых  случаях болезнь может проявиться через несколько лет после  окончания воздействия производственной пыли (“поздний” силикоз). В группу риска по данному заболеванию  входят работники упомянутых выше профессий. Силикоз является наиболее часто  встречающимся профессиональным заболеванием легких. 
 
Патогенез 
 
В настоящее время развитие силикоза связывают с химическими, физическими и иммунными процессами, возникающими при взаимодействии пылевой частицы с тканями. При этом не исключается значение механического фактора. 
 
По современным представлениям патогенез силикоза включает в себя следующие этапы: 
 
1) ингаляцию частиц кремния диаметром менее 2 мкм с проникновением их в терминальные отделы воздухоносных путей (бронхиолы, альвеолы); 
 
2) поглощение (фагоцитоз) этих частиц кремния альвеолярными макрофагами; 
 
3) гибель макрофагов; 
 
4) высвобождение содержимого погибших клеток, в том числе и частиц кремния; 
 
5) повторный фагоцитоз частиц кремния другими макрофагами и их гибель; 
 
6) появление волокнистой гиалинизированной соединительной ткани; 
 
7) возможное развитие дальнейших осложнений. 
 
Точная природа фактора или факторов происхождения фиброза пока не определена. В отличие от угольной пыли силикаты являются токсичными для макрофагов и приводят к их гибели с высвобождением протеолитических ферментов и неизмененных частиц силикатов. Энзимы вызывают местное повреждение тканей с последующим фиброзом; частицы силикатов снова поглощаются макрофагами, и цикл повторяется бесконечно. Согласно этой теории речь идет о ведущей роли в патогенезе силикотического фиброза гибели кониофагов с последующей стимуляцией фибробластов продуктами распада макрофагов. Полагают, что водородные связи между высвобожденной кремниевой кислотой, образующейся при поглощении его лизосомами макрофагов и фосфолипидами мембраны фагосомы, ведут к разрыву мембраны. Разрыв мембраны фагосомы ведет к гибели макрофагов. Все образующиеся дериваты макрофагов способны стимулировать фибробластическую пролиферацию и активацию фибриллогенеза. Поскольку в очагах поражения выявляются плазмоциты и иммуноглобулины, предполагается участие в фибриллогенезе и иммунных реакций, однако механизм их развития при силикозе еще не ясен. Согласно иммунологической теории при воздействии двуокиси кремния на ткани и клетки и при их распаде появляются аутоантигены, что ведет к аутоиммунизации. Возникающий при взаимодействии антигена и антител иммунный комплекс оказывает патогенное влияние на соединительную ткань легких, в результате чего образуется силикотический узелок. Однако специфических антител пока не обнаружено.

                   
Патогенез и связь с туберкулезом 
Патогенез силикоза точно неизвестен, но масса фактов предполагает взаимодействие между легочным альвеолярным макрофагом и частицами кремнезема, осевшими в легком. Поверхностные свойства частицы кремнезема, по всей видимости, усиливают активацию макрофага. Затем эти клетки высвобождают хемотаксические факторы и воспалительные медиаторы, что приводит к дальнейшей клеточной реакции со стороны полиморфно-ядерных лейкоцитов, лимфоцитов и дополнительных макрофагов. Высвобождаются факторы, стимулирующие фибробласт, что способствует гиалинизации и осаждению коллагена. Итоговый результат действия силикоза - это прозрачное узелковое утолщение, содержащее центральную бесклеточную зону со свободным кремнеземом, окруженную кольцами коллагена и фибробластов, и активную периферийную зону содержащую макрофаги, фибробласты, плазмоциты и дополнительный свободный кремнезем, как показано на рисунке 10.14. 
     

-------------------------------------------------------------------------------- 
     

Рис. 10.14 Типичный силикотический узелок, микроскопическое сечение

 
      
 С любезного разрешения Доктора V. Vallyathan    

--------------------------------------------------------------------------------

 
Точные свойства частиц кремнезема, вызывающих вышеописанную легочную реакцию, неизвестны, но важны их поверхностные  характеристики. Природа и степень  биологической реакции в общем  и целом связана с интенсивностью воздействия; тем не менее, существует все более очевидный факт, свидетельствующий  о том, что свежеперемолотый кремнезем  может быть более токсичен, чем  старая пыль, содержащая кремнезем - эффект, возможно, связанный с реактивными  радикальными группами на поверхностях разлома свежекрошенного кремнезема. С патогенетической точки зрения это может объясняться тем , что  случаи запущенного силикоза наблюдаются  как у работающих с пескоструйным  аппаратом, так и у бурильщиков, где воздействие свежекрошенного  кремнезема особенно интенсивно. 
      
Изначально токсичное поражение может происходить при минимальной иммунологической реакции; тем не менее, длительная иммунологическая реакция на повреждение в некоторых случаях при хронических проявлениях силикоза может быть значительной. Например, антиядерные антитела могут появляться при прогрессирующем силикозе и склеродермии, а также при других коллагеновых заболеваниях у рабочих, подвергшихся воздействию кремнезема. Восприимчивость страдающих силокозом рабочих к инфекциям, таким как туберкулез и Nocardia asteroides, вероятно связана с токсическим воздействием кремнезема на легочные макрофаги. 
 
О существовании связи между силикозом и туберкулезом известно уже почти сто лет. Доля заболевших туберкулезом среди страдающих силикозом рабочих может превышать 20% при широком распространении туберкулеза. Кроме того, люди с острым силикозом подвергаются значительно большему риску заболеть туберкулезом. 
      
Клиническая картина силикоза 
Первым симптомом является одышка, первоначально отмечаемая при физическом труде или упражнениях, а позднее и в покое, по мере того, как снижается легочный резерв. Тем не менее, при отсутствии других дыхательных заболеваний укороченного дыхания может и не быть, и пациент с аномалиями на рентгеновском снимке грудной клетки не обнаруживает симптомов заболевания. Рентгенограмма иногда может показывать совершенно запущенную болезнь при минимальных симптомах. Возникновение или развитие одышки свидетельствует о развитии осложнений, включая туберкулез, обструкцию дыхательных путей или PMF. Кашель часто сопровождает хронические бронхиты, вызванные воздействием пыли на рабочем месте, курением или и тем и другим. Иногда кашель может быть приписан давлению больших масс силикозных лимфоузлов на трахею или главный бронхиальный ствол. 
      
Прочие легочные симптомы в отличие от одышки и кашля более специфичны. Кровохарканье встречается редко и должно вызвать подозрения на осложнения. Хрипы и затрудненное дыхание могут возникать как часть связанных между собой обтурационных заболеваний дыхательных путей или бронхитов. Боль в груди и судороги пальцев не являются характерными чертами силикоза. Системные симптомы, такие как жар, потеря веса, предполагают инфекционное осложнение или заболевание, относящееся к опухолевым заболеваниям. Запущенные формы силикоза связаны с прогрессирующим нарушением дыхания с или без "легочного" сердца. До тех пор, пока нет осложнений, отмечается небольшое число клинических признаков. 
     

Примеры рентгеновских снимков и функциональные легочные аномалии 
Ранними рентгенографическими признаками силикоза без осложнений обычно являются небольшие округлые затемненные области. Они могут быть охарактеризованы с помощью ILO International Classification of Radiographs of Pneumoconioses по размеру, форме и интенсивности. При силикозе доминируют затемненные области типа "q" и "r". Описаны также и другие примеры, в том числе, линейные или неправильные теневые области. Затемненные области, изображенные на рентгеновском снимке, представляют собой совокупность патологических силикозных узлов. Они обычно обнаруживаются преимущественно в верхних зонах и могут в дальнейшем прогрессировать, затрагивая другие зоны. Иногда в преддверии появления узелковых паренхимальных затемнений наблюдается hilar lymphadenopathy. Скорлупная кальцификация четко указывает на силикоз, однако это признак наблюдается редко. Для PMF характерно формирование крупных затемненных областей. Эти крупные поражения могут быть описаны по размеру на основе МОТ классификации как категории A, B, или C. Крупные затемненные области или поражения PMF имеют тенденцию стягиваться, обычно к верхним долям, оставляя области компенсаторной эмфиземы на своей границе и часто у основания легких. Как результат, ранее очевидные небольшие округлые затемненные области могут иногда исчезать или становиться менее заметными.

При силикозе могут  возникать плевральные аномалии, но они редко характерны для рентгеновских  снимков. Крупные затемненные области  относятся к опухоли, и радиографическое распознавание без старых снимков  может быть затруднено. Все поражения, которые кавитируют или быстро меняются, должны проверяться на активный туберкулез. Острый силикоз на рентгеновском  снимке может представляться в виде альвеолярного заполнения с быстрым  развитием PMF или сложными обширными  поражениями. См. рисунок 10.15 и рисунок 10.16. 
     

-------------------------------------------------------------------------------- 
     

Рис. 10.15 Рентгенограмма грудной клетки, острый силико-протеиноз бурового мастера  поверхностной угольной шахты

-------------------------------------------------------------------------------- 
     

Рис. 10.16 Рентгенограмма грудной клетки, осложненный силикоз, демонстрирующий  прогрессивный массивный фиброз

--------------------------------------------------------------------------------

 
Проверка функций легких, такая, как спирометрия и диффузионная емкость помогают при клиническом  осмотре людей, подозреваемых на силикоз. Спирометрия может оказаться  полезной при раннем определении  воздействия пыли на здоровье в рабочих  условиях, так как может определить физиологические отклонения, которые  могут предварять рентгенографические  изменения. При силикозе возникает  не только характерная картина ухудшения  дыхательной системы. Спирометрия  может дать результаты, соответствующие  норме, а если это не так, то мониторинги  могут выявить обструктивную, рестриктивную  или же смешанную картину. На самом  деле, обструкция обнаруживается чаще. Эти изменения более заметны  на более выраженных рентгенографических  стадиях. Тем не менее, между аномалиями, выявляемыми рентгенографическим  путем, и ухудшением состояния дыхательной  системы существует слабая связь. При  остром и прогрессирующем силикозе функциональные изменения более  заметны, а развитие происходит быстрее. При остром силикозе рентгенологическое развитие сопровождается все большим  ухудшением состояния дыхательной  системы и аномалиями газового обмена, что ведет к отказу дыхательной  системы и, в конечном итоге, к  смерти от хронической гипоксемии. 
      
Осложнения и специфические проблемы диагностики 
При известном характере воздействия и наличии характерного рентгеновского снимка диагностировать силикоз обычно не составляет труда. Сложности возникают, когда рентгеновские характеристики имеют необычный вид или характер воздействия неизвестен. Биопсия легких для того, чтобы поставить диагноз, требуется редко. Тем не менее, образцы ткани полезны в клинических условиях при возникновении осложнений или же в случае, когда диагностированы туберкулез, опухоль или PMF. Пробы, полученные в результате биопсии, должны быть проверены на культуру, а в лабораторных условиях анализ пыли может быть полезной дополнительной мерой. Когда требуется ткань для получения адекватных результатов исследований, необходима открытая биопсия легких. 
      
Внимание к инфекционным осложнениям, особенно к туберкулезу, не может быть излишним, а такие симптомы, как изменение кашля или кровохарканье, жар или потеря веса, должны направить работу на устранение этой излечимой проблемы. 
      
Значительное беспокойство и интерес к связи между воздействием кремнезема, силикозом и раком легких по-прежнему вызывает полемику и побуждает проводить дальнейшие исследования. В октябре 1999 года комитет International Agency for Research on Cancer (IARC) классифицировал кристаллический кремнезем как канцероген Группы 1 (Group I), придя к этому на основании "достаточной очевидности канцерогенности в отношении человека". Существует неопределенность в вопросе патогенетических механизмов развития рака легких у людей, подвергающихся воздействию кремнезема, и по-прежнему изучается возможная связь между силикозом (или фиброзом легких) и раком у подвергшихся воздействию рабочих. Даже если не принимать во внимание механизм, который возможно ответственен за явления, относящиеся к новообразованию, известная связь между воздействием кремнезема и силикозом требует контроля и снижения воздействия на рабочих, подвергающихся риску. 
     

Предупреждение  силикоза 
Профилактика остается краеугольным камнем борьбы с этим профессиональным легочным заболеванием. Использование совершенной вентиляции и локальной вытяжки, защитных оболочек, влажных технологий, средств персональной защиты, включающих правильный подбор респираторов, и там, где это возможно, промышленных заменителей кремнезема, менее вредоносных по отношению к здоровью работников - все это снижает воздействие. Также важным является разъяснение рабочим и служащим вредного воздействия пыли кремнезема и мер по контролю над ее воздействием. 
      
Если установлено, что рабочий болен силикозом, то рекомендуется оградить его от дальнейшего воздействия. К сожалению, это заболевание может прогрессировать даже без дальнейшего воздействия кремнезема. Кроме того, при обнаружении случая силикоза, особенно его острой или прогрессирующей формы, необходима срочная проверка рабочего пространства для того, чтобы избавить от риска других рабочих.

Проверка и наблюдение 
Рабочие, подвергшиеся воздействию кремнезема и пыли других минералов должны в дополнение (но не вместо) к контролю за воздействием пыли регулярно проходить проверку здоровья для обнаружения неблагоприятных проявлений. Такой осмотр обычно включает определение функции дыхательной системы, отклонений в работе легких и новообразований. Также должна проводится проверка на туберкулез. В дополнение к индивидуальному осмотру рабочих для наблюдений и профилактики необходим сбор сведений о группах рабочих. Руководство по исследованиям такого рода включено в список рекомендованной литературы. 
     

 Симптомы

Жалобы больных: рано возникающая  одышка, покалывание в области  лопаток, боли в груди, кашель. Нередко  общая слабость, повышенная утомляемость, головные боли, изжога и др. Весьма часты хронические заболевания верхних дыхательных путей, преимущественно атрофические риниты, ринофарингиты, реже ларингиты, заболевания придаточных полостей носа.

Клиника легочной патологии  неспецифична. Определяется умеренная  эмфизема, преимущественно в базальных (нижнебоковых) отделах; реже - слабо  выраженный бронхит, иногда явления  бронхоспазма. Бронхит может предшествовать силикозу. С прогрессированием силикоза ухудшаются показатели функции внешнего дыхания. Однако они могут быть и  ранним симптомом ввиду нарушения  нейрогуморальной регуляции дыхания. Характерно несоответствие между скудостью  клинических и выраженностью  рентгенологических изменений: присущая силикозу эмфизема способствует рентгенологическому  распознаванию легочных уплотнений и, наоборот, мешает клиническому их выявлению  перкуссией и аускультацией.

I стадия

Клиническая симптоматика весьма скудна. Одышка при значительном мышечном напряжении, непостоянные, большей  частью колющие, боли в груди, небольшой  сухой кашель. Коробочный звук над  нижнебоковыми отделами грудной  стенки, жестковатое, несколько ослабленное  дыхание, непостоянные сухие хрипы. Жизненная емкость легких в этой стадии не снижается и может быть даже повышена. Небольшое укорочение времени задержки дыхания, изредка  небольшое повышение СОЭ.

Рентгенологически: ворота легких расширены, хорошо видны тени уплотненных и увеличенных лимфатических  узлов. Измененный легочный рисунок  состоит из мелкосетчатых образований  неправильной формы и узелковых  теней (до 1-2 мм в диаметре). Плевра симметрично  утолщена, преимущественно в области  верхушек. Легкие несколько вздуты, прозрачны, диафрагма стоит низко, плевральные синусы раскрыты, межреберья расширены, ребра расположены горизонтально.

II стадия

Нарастание одышки, невозможность  выполнять работу, связанную с  большим физическим напряжением. Кашель, чаще со скудной мокротой, боли в  груди сковывающего характера. Более  распространенная эмфизема с ограничением подвижности легочных краев. Жестко-ослабленное  дыхание, сухие хрипы, нередко мелкопузырчатые  влажные хрипы и шум трения плевры в нижних отделах. Заметное нарастание легочной недостаточности, явления  развивающегося легочного сердца. Повышение  СОЭ.

Рентгенологически: снимок производит впечатление обрызганного взмахом кисти (так называемое «дробовое  легкое», или «снежная буря»). Узелки исчисляются многими десятками  и даже сотнями, величина их - от 1 до 5 мм в диаметре, форма неправильно  округлая, интенсивность средняя, контуры  четкие. Узелки разбросаны на всем протяжении легких и чередуются с ячеистыми  образованиями, замещая нормальный рисунок. Корни легких имеют как  бы «обрубленный» вид; возможны скорлупообразные обызвествления лимфатических узлов; часты плевральные спайки в области  верхушек, в междолевых щелях и  в области реберно-диафрагмальных синусов. Диафрагма стоит низко, плевральные синусы раскрыты. Дыхательные  движения диафрагмы нормальны или  уменьшены, выдох удлинен, амплитуда  движения ребер увеличена.

III стадия

Выраженная одышка не только при работе, но и в покое. Быстрая  утомляемость, слабость. Кашель, иногда мучительный, приступами, с большим  отделением мокроты. Нередко цианоз губ, лица, копчиков пальцев. Выраженная диффузная эмфизема. Чередующиеся участки  жесткого и ослабленного дыхания. Рассеянные сухие и влажные хрипы, шум  трения плевры. Выраженная легочно-сердечная  недостаточность («легочное сердце»).