La silicosi è una malattia fibrotica dei polmoni causata dall'inalazione, dalla ritenzione e dalla reazione polmonare alla silice cristallina. Nonostante la conoscenza della causa di questo disturbo - esposizioni respiratorie a polveri contenenti silice - questa malattia polmonare professionale grave e potenzialmente fatale rimane prevalente in tutto il mondo. La silice, o biossido di silicio, è il componente predominante della crosta terrestre. L'esposizione professionale a particelle di silice di dimensioni respirabili (diametro aerodinamico da 0.5 a 5 μm) è associata a attività di estrazione, estrazione, perforazione, tunneling e sabbiatura abrasiva con materiali contenenti quarzo (sabbiatura). L'esposizione alla silice rappresenta anche un pericolo per i tagliapietre e i lavoratori della ceramica, della fonderia, della silice macinata e dei refrattari. Poiché l'esposizione alla silice cristallina è così diffusa e la sabbia silicea è un componente economico e versatile di molti processi di produzione, milioni di lavoratori in tutto il mondo sono a rischio di malattia. La vera prevalenza della malattia non è nota.
Definizione
La silicosi è una malattia polmonare occupazionale attribuibile all'inalazione di biossido di silicio, comunemente noto come silice, in forme cristalline, solitamente come quarzo, ma anche come altre importanti forme cristalline di silice, ad esempio cristobalite e tridimite. Queste forme sono chiamate anche “silice libera” per distinguerle dai silicati. Il contenuto di silice in diverse formazioni rocciose, come arenaria, granito e ardesia, varia dal 20 a quasi il 100%.
Lavoratori in professioni e industrie ad alto rischio
Sebbene la silicosi sia una malattia antica, sono ancora segnalati nuovi casi sia nel mondo sviluppato che in quello in via di sviluppo. Nella prima parte di questo secolo, la silicosi era una delle principali cause di morbilità e mortalità. I lavoratori contemporanei sono ancora esposti alla polvere di silice in una varietà di occupazioni e quando la nuova tecnologia manca di un adeguato controllo della polvere, l'esposizione può essere a livelli di polvere e particelle più pericolosi che in ambienti di lavoro non meccanizzati. Ogni volta che la crosta terrestre viene disturbata e vengono utilizzate o lavorate rocce o sabbie contenenti silice, esistono potenziali rischi respiratori per i lavoratori. Continuano le segnalazioni di silicosi da industrie e ambienti di lavoro non precedentemente riconosciuti come a rischio, che riflettono la presenza quasi onnipresente di silice. Infatti, a causa della latenza e della cronicità di questo disturbo, compreso lo sviluppo e la progressione della silicosi dopo che l'esposizione è cessata, alcuni lavoratori con esposizioni attuali potrebbero non manifestare la malattia fino al prossimo secolo. In molti paesi in tutto il mondo, i lavori di estrazione, estrazione, tunneling, sabbiatura abrasiva e fonderia continuano a presentare grandi rischi per l'esposizione alla silice e continuano a verificarsi epidemie di silicosi, anche nelle nazioni sviluppate.
Forme di silicosi: storia dell'esposizione e descrizioni clinicopatologiche
Sono comunemente descritte forme croniche, accelerate e acute di silicosi. Queste espressioni cliniche e patologiche della malattia riflettono diverse intensità di esposizione, periodi di latenza e storie naturali. La forma cronica o classica di solito segue uno o più decenni di esposizione a polvere respirabile contenente quarzo, e questa può progredire verso la fibrosi massiva progressiva (PMF). La forma accelerata segue esposizioni più brevi e più pesanti e progredisce più rapidamente. La forma acuta può manifestarsi dopo esposizioni intense e di breve durata ad alti livelli di polvere respirabile con alto contenuto di silice per periodi che possono essere misurati in mesi anziché in anni.
Silicosi cronica (o classica). può essere asintomatica o causare dispnea da sforzo insidiosamente progressiva o tosse (spesso erroneamente attribuita al processo di invecchiamento). Si presenta come un'anomalia radiografica con piccole opacità arrotondate (<10 mm) prevalentemente nei lobi superiori. È comune una storia di 15 anni o più dall'inizio dell'esposizione. Il segno patologico della forma cronica è il nodulo silicotico. La lesione è caratterizzata da un'area centrale priva di cellule di fibre collagene ialinizzate a spirale disposte concentricamente, circondate da tessuto connettivo cellulare con fibre reticoliniche. La silicosi cronica può progredire in PMF (a volte indicata come silicosi complicata), anche dopo che l'esposizione alla polvere contenente silice è cessata.
Fibrosi massiva progressiva è più probabile che si presenti con dispnea da sforzo. Questa forma di malattia è caratterizzata da opacità nodulari superiori a 1 cm alla radiografia del torace e comunemente comporterà una ridotta capacità di diffusione del monossido di carbonio, una ridotta tensione arteriosa dell'ossigeno a riposo o durante l'esercizio e una marcata restrizione della spirometria o della misurazione del volume polmonare. La distorsione dell'albero bronchiale può anche portare all'ostruzione delle vie aeree e alla tosse produttiva. Può verificarsi un'infezione batterica ricorrente non dissimile da quella osservata nelle bronchiectasie. La perdita di peso e la cavitazione delle grandi opacità dovrebbero indurre a temere la tubercolosi o altre infezioni micobatteriche. Il pneumotorace può essere una complicanza pericolosa per la vita, dal momento che il polmone fibrotico può essere difficile da ri-espandere. L'insufficienza respiratoria ipossiemica con cuore polmonare è un evento terminale comune.
Silicosi accelerata può comparire dopo esposizioni più intense di durata più breve (da 5 a 10 anni). Sintomi, reperti radiografici e misurazioni fisiologiche sono simili a quelli osservati nella forma cronica. Il deterioramento della funzione polmonare è più rapido e molti lavoratori con malattia accelerata possono sviluppare un'infezione da micobatteri. La malattia autoimmune, inclusa la sclerodermia o la sclerosi sistemica, è osservata con la silicosi, spesso di tipo accelerato. La progressione delle anomalie radiografiche e della compromissione funzionale può essere molto rapida quando la malattia autoimmune è associata alla silicosi.
Silicosi acuta può svilupparsi da pochi mesi a 2 anni di massiccia esposizione alla silice. Dispnea drammatica, debolezza e perdita di peso sono spesso sintomi di presentazione. I reperti radiografici del riempimento alveolare diffuso differiscono da quelli delle forme più croniche di silicosi. Sono stati descritti reperti istologici simili alla proteinosi alveolare polmonare e occasionalmente sono riportate anomalie extrapolmonari (renali ed epatiche). Il decorso abituale è la rapida progressione verso una grave insufficienza ventilatoria ipossiemica.
La tubercolosi può complicare tutte le forme di silicosi, ma le persone con malattia acuta e accelerata possono essere maggiormente a rischio. Anche l'esposizione alla silice da sola, anche senza silicosi, può predisporre a questa infezione. M. tuberculosis è l'organismo abituale, ma si osservano anche micobatteri atipici.
Anche in assenza di silicosi radiografica, i lavoratori esposti alla silice possono anche avere altre malattie associate all'esposizione professionale alla polvere, come la bronchite cronica e l'enfisema associato. Queste anomalie sono associate a molte esposizioni professionali alla polvere minerale, comprese le polveri contenenti silice.
Patogenesi e l'associazione con la tubercolosi
La precisa patogenesi della silicosi è incerta, ma un'abbondanza di prove implica l'interazione tra il macrofago alveolare polmonare e le particelle di silice depositate nel polmone. Le proprietà superficiali della particella di silice sembrano promuovere l'attivazione dei macrofagi. Queste cellule rilasciano quindi fattori chemiotattici e mediatori infiammatori che determinano un'ulteriore risposta cellulare da parte di leucociti polimorfonucleati, linfociti e altri macrofagi. Vengono rilasciati fattori stimolanti i fibroblasti che promuovono la ialinizzazione e la deposizione di collagene. La risultante lesione silicotica patologica è il nodulo ialino, contenente una zona acellulare centrale con silice libera circondata da vortici di collagene e fibroblasti, e una zona periferica attiva composta da macrofagi, fibroblasti, plasmacellule e ulteriore silice libera come mostrato nella figura 1.
Figura 1. Tipico nodulo silicotico, sezione microscopica. Per gentile concessione del dottor V. Vallyathan.
Le proprietà precise delle particelle di silice che evocano la risposta polmonare sopra descritta non sono note, ma le caratteristiche superficiali possono essere importanti. La natura e l'entità della risposta biologica sono in generale legate all'intensità dell'esposizione; tuttavia, vi sono prove crescenti che la silice appena fratturata possa essere più tossica della polvere invecchiata contenente silice, un effetto forse correlato ai gruppi radicalici reattivi sui piani di scissione della silice appena fratturata. Ciò può offrire una spiegazione patogena per l'osservazione di casi di malattia avanzata sia nelle sabbiatrici che nelle perforatrici di roccia dove le esposizioni alla silice fratturata di recente sono particolarmente intense.
L'insulto tossico iniziale può verificarsi con una reazione immunologica minima; tuttavia, una risposta immunologica prolungata all'insulto può essere importante in alcune delle manifestazioni croniche della silicosi. Ad esempio, gli anticorpi antinucleari possono verificarsi nella silicosi accelerata e nella sclerodermia, così come in altre malattie del collagene nei lavoratori che sono stati esposti alla silice. La suscettibilità dei lavoratori silicotici alle infezioni, come la tubercolosi e Nocardia asteroidi, è probabilmente correlato all'effetto tossico della silice sui macrofagi polmonari.
Il legame tra silicosi e tubercolosi è riconosciuto da quasi un secolo. La tubercolosi attiva nei lavoratori silicotici può superare il 20% quando la prevalenza comunitaria della tubercolosi è elevata. Ancora una volta, le persone con silicosi acuta sembrano essere a rischio considerevolmente più elevato.
Quadro clinico della silicosi
Il sintomo principale è di solito la dispnea, che si nota dapprima durante l'attività o l'esercizio e successivamente a riposo quando si perde la riserva polmonare del polmone. Tuttavia, in assenza di altre malattie respiratorie, la mancanza di respiro può essere assente e la presentazione può essere un lavoratore asintomatico con una radiografia del torace anomala. La radiografia a volte può mostrare una malattia abbastanza avanzata con solo sintomi minimi. La comparsa o la progressione della dispnea può preannunciare lo sviluppo di complicanze tra cui tubercolosi, ostruzione delle vie aeree o PMF. La tosse è spesso presente in seguito a bronchite cronica da esposizione professionale alla polvere, uso di tabacco o entrambi. La tosse a volte può anche essere attribuita alla pressione di grandi masse di linfonodi silicotici sulla trachea o sui bronchi principali.
Altri sintomi al torace sono meno comuni della dispnea e della tosse. L'emottisi è rara e dovrebbe destare preoccupazione per i disturbi complicanti. Il respiro sibilante e la costrizione toracica possono verificarsi di solito come parte di una malattia ostruttiva delle vie aeree o di una bronchite associate. Dolore toracico e bastonatura delle dita non sono caratteristiche della silicosi. Sintomi sistemici, come febbre e perdita di peso, suggeriscono un'infezione complicante o una malattia neoplastica. Forme avanzate di silicosi sono associate a insufficienza respiratoria progressiva con o senza cuore polmonare. Pochi segni fisici possono essere notati a meno che non siano presenti complicazioni.
Schemi radiografici e anomalie polmonari funzionali
I primi segni radiografici di silicosi non complicata sono generalmente piccole opacità arrotondate. Questi possono essere descritti dalla classificazione internazionale ILO delle radiografie delle pneumoconiosi per dimensione, forma e categoria di profusione. Nella silicosi dominano le opacità di tipo “q” e “r”. Sono stati descritti anche altri modelli che includono ombre lineari o irregolari. Le opacità viste sulla radiografia rappresentano la somma dei noduli silicotici patologici. Di solito si trovano prevalentemente nelle zone superiori e possono successivamente progredire fino a coinvolgere altre zone. Talvolta si nota anche linfoadenopatia ilare prima delle ombre parenchimali nodulari. La calcificazione del guscio d'uovo è fortemente indicativa di silicosi, sebbene questa caratteristica sia osservata raramente. PMF è caratterizzato dalla formazione di grandi opacità. Queste grandi lesioni possono essere descritte in base alle dimensioni utilizzando la classificazione ILO come categorie A, B o C. Le grandi opacità o lesioni PMF tendono a contrarsi, solitamente ai lobi superiori, lasciando aree di enfisema compensatorio ai loro margini e spesso nelle basi polmonari. Di conseguenza, piccole opacità arrotondate precedentemente evidenti possono a volte scomparire o essere meno evidenti. Possono verificarsi anomalie pleuriche, ma non sono una caratteristica radiografica frequente nella silicosi. Grandi opacità possono anche destare preoccupazione per quanto riguarda la neoplasia e la distinzione radiografica in assenza di vecchi film può essere difficile. Tutte le lesioni che cavitano o cambiano rapidamente devono essere valutate per la tubercolosi attiva. La silicosi acuta può presentarsi con un pattern di riempimento alveolare radiologico con rapido sviluppo di PMF o complicate lesioni di massa. Vedere le figure 2 e 3.
Figura 2. Radiografia del torace, silico-proteinosi acuta in una perforatrice di una miniera di carbone di superficie. Per gentile concessione del Dr. NL Lapp e del Dr. DE Banks.
Figura 3. Radiografia del torace, silicosi complicata che mostra fibrosi massiva progressiva.
I test di funzionalità polmonare, come la spirometria e la capacità di diffusione, sono utili per la valutazione clinica delle persone con sospetta silicosi. La spirometria può anche essere utile nel riconoscimento precoce degli effetti sulla salute derivanti dall'esposizione professionale alla polvere, in quanto può rilevare anomalie fisiologiche che possono precedere i cambiamenti radiologici. Nella silicosi non è presente un modello esclusivamente caratteristico di compromissione della ventilazione. La spirometria può essere normale o, quando anormale, i tracciati possono mostrare ostruzione, restrizione o un pattern misto. L'ostruzione può effettivamente essere la scoperta più comune. Questi cambiamenti tendono ad essere più marcati con le categorie radiologiche avanzate. Tuttavia, esiste una scarsa correlazione tra anomalie radiografiche e compromissione della ventilazione. Nella silicosi acuta e accelerata, i cambiamenti funzionali sono più marcati e la progressione è più rapida. Nella silicosi acuta, la progressione radiologica è accompagnata da un aumento della compromissione della ventilazione e delle anomalie degli scambi gassosi, che portano all'insufficienza respiratoria e infine alla morte per ipossiemia intrattabile.
Complicanze e problemi diagnostici speciali
Con una storia di esposizione e una radiografia caratteristica, la diagnosi di silicosi non è generalmente difficile da stabilire. Le sfide sorgono solo quando le caratteristiche radiologiche sono insolite o la storia dell'esposizione non è riconosciuta. La biopsia polmonare è raramente necessaria per stabilire la diagnosi. Tuttavia, i campioni di tessuto sono utili in alcuni contesti clinici quando sono presenti complicanze o la diagnosi differenziale include tubercolosi, neoplasia o PMF. Il materiale della biopsia dovrebbe essere inviato per la coltura e, nei contesti di ricerca, l'analisi della polvere può essere un'utile misura aggiuntiva. Quando è richiesto il tessuto, la biopsia polmonare aperta è generalmente necessaria per materiale adeguato per l'esame.
La vigilanza per le complicanze infettive, in particolare la tubercolosi, non può essere sottovalutata e i sintomi di cambiamento nella tosse o nell'emottisi, e la febbre o la perdita di peso dovrebbero innescare un work-up per escludere questo problema curabile.
La sostanziale preoccupazione e l'interesse per la relazione tra esposizione alla silice, silicosi e cancro del polmone continua a stimolare il dibattito e ulteriori ricerche. Nell'ottobre del 1996, un comitato dell'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) classificò la silice cristallina come cancerogeno di gruppo I, giungendo a questa conclusione sulla base di "prove sufficienti di cancerogenicità nell'uomo". Esiste incertezza sui meccanismi patogenetici per lo sviluppo del cancro del polmone nelle popolazioni esposte alla silice e la possibile relazione tra silicosi (o fibrosi polmonare) e cancro nei lavoratori esposti continua ad essere studiata. Indipendentemente dal meccanismo che può essere responsabile degli eventi neoplastici, la nota associazione tra esposizioni alla silice e silicosi impone il controllo e la riduzione dell'esposizione dei lavoratori a rischio per questa malattia.
Prevenzione della silicosi
La prevenzione rimane la pietra angolare per eliminare questa malattia polmonare professionale. L'uso di una migliore ventilazione e scarico locale, recinzione di processo, tecniche umide, protezione personale inclusa la corretta selezione di respiratori e, ove possibile, sostituzione industriale di agenti meno pericolosi della silice, tutti riducono l'esposizione. Anche l'educazione dei lavoratori e dei datori di lavoro riguardo ai pericoli dell'esposizione alla polvere di silice e alle misure per controllare l'esposizione è importante.
Se si riconosce la silicosi in un lavoratore, è consigliabile allontanarlo dall'esposizione continua. Sfortunatamente, la malattia può progredire anche senza un'ulteriore esposizione alla silice. Inoltre, il riscontro di un caso di silicosi, in particolare la forma acuta o accelerata, dovrebbe richiedere una valutazione sul posto di lavoro per proteggere altri lavoratori anch'essi a rischio.
Screening e sorveglianza
I lavoratori esposti alla silice e ad altre polveri minerali dovrebbero sottoporsi a screening periodici per gli effetti avversi sulla salute in aggiunta, ma non in sostituzione, al controllo dell'esposizione alla polvere. Tale screening include comunemente valutazioni per sintomi respiratori, anomalie della funzione polmonare e malattie neoplastiche. Dovrebbero essere eseguite anche valutazioni per l'infezione da tubercolosi. Oltre allo screening dei singoli lavoratori, dovrebbero essere raccolti dati da gruppi di lavoratori per attività di sorveglianza e prevenzione. La guida per questi tipi di studi è inclusa nell'elenco delle letture suggerite.
Terapia, gestione delle complicanze e controllo della silicosi
Quando la prevenzione non ha avuto successo e si è sviluppata la silicosi, la terapia è diretta principalmente alle complicanze della malattia. Le misure terapeutiche sono simili a quelle comunemente utilizzate nella gestione dell'ostruzione delle vie aeree, delle infezioni, del pneumotorace, dell'ipossiemia e dell'insufficienza respiratoria che complicano altre malattie polmonari. Storicamente, l'inalazione di alluminio aerosol non ha avuto successo come terapia specifica per la silicosi. Il polivinil piridina-N-ossido, un polimero che ha protetto gli animali da esperimento, non è disponibile per l'uso nell'uomo. Il recente lavoro di laboratorio con la tetrandrina ha dimostrato in vivo riduzione della fibrosi e della sintesi del collagene negli animali esposti alla silice trattati con questo farmaco. Tuttavia, al momento mancano prove evidenti dell'efficacia sull'uomo e vi sono preoccupazioni circa la potenziale tossicità, inclusa la mutagenicità, di questo farmaco. A causa dell'elevata prevalenza della malattia in alcuni paesi, continuano le indagini sulle combinazioni di farmaci e altri interventi. Attualmente non è emerso alcun approccio di successo e la ricerca di una terapia specifica per la silicosi fino ad oggi non è stata gratificante.
Un'ulteriore esposizione è indesiderabile e dovrebbero essere forniti consigli su come lasciare o cambiare il lavoro attuale con informazioni sulle condizioni di esposizione passate e presenti.
Nella gestione medica della silicosi, la vigilanza per complicare le infezioni, in particolare la tubercolosi, è fondamentale. L'uso di BCG nel paziente silicotico tubercolino-negativo non è raccomandato, ma l'uso della terapia preventiva con isoniazide (INH) nel soggetto silicotico tubercolino-positivo è consigliato nei paesi in cui la prevalenza della tubercolosi è bassa. La diagnosi di infezione tubercolare attiva nei pazienti con silicosi può essere difficile. Sintomi clinici di perdita di peso, febbre, sudorazione e malessere devono richiedere una valutazione radiografica e colture e ceppi di bacilli acido-resistenti dell'espettorato. Destano particolare preoccupazione i cambiamenti radiografici, tra cui l'allargamento o la cavitazione nelle lesioni conglomerate o nelle opacità nodulari. Gli studi batteriologici sull'espettorato possono non essere sempre affidabili nella silicotubercolosi. La broncoscopia a fibre ottiche per ulteriori campioni per la coltura e lo studio può spesso essere utile per stabilire una diagnosi di malattia attiva. L'uso della terapia multifarmaco per sospetta malattia attiva nei silicotici è giustificato a un livello di sospetto inferiore rispetto al soggetto non silicotico, a causa della difficoltà di stabilire con certezza l'evidenza di infezione attiva. La terapia con rifampicina sembra aver migliorato il tasso di successo del trattamento della silicosi complicata dalla tubercolosi e in alcuni studi recenti la risposta alla terapia a breve termine è stata paragonabile nei casi di silicotubercolosi a quella nei casi corrispondenti di tubercolosi primaria.
Il supporto ventilatorio per insufficienza respiratoria è indicato quando precipitato da una complicanza trattabile. Il pneumotorace, spontaneo e correlato al ventilatore, viene solitamente trattato con l'inserimento di un tubo toracico. Si può sviluppare una fistola broncopleurica e si deve prendere in considerazione la consultazione e la gestione chirurgica.
La silicosi acuta può progredire rapidamente verso l'insufficienza respiratoria. Quando questa malattia assomiglia alla proteinosi alveolare polmonare ed è presente una grave ipossiemia, la terapia aggressiva ha incluso un massiccio lavaggio dell'intero polmone con il paziente in anestesia generale nel tentativo di migliorare lo scambio gassoso e rimuovere i detriti alveolari. Sebbene attraente nel concetto, l'efficacia del lavaggio polmonare intero non è stata stabilita. La terapia con glucocorticoidi è stata utilizzata anche per la silicosi acuta; tuttavia, è ancora di beneficio non dimostrato.
Alcuni giovani pazienti con silicosi allo stadio terminale possono essere considerati candidati al trapianto di polmone o cuore-polmone da centri esperti in questa procedura costosa e ad alto rischio. Il rinvio e la valutazione anticipati per questo intervento possono essere offerti a pazienti selezionati.
La discussione di un intervento terapeutico aggressivo e ad alta tecnologia come il trapianto serve drammaticamente a sottolineare la natura grave e potenzialmente fatale della silicosi, nonché a sottolineare il ruolo cruciale della prevenzione primaria. Il controllo della silicosi dipende in ultima analisi dalla riduzione e dal controllo dell'esposizione alla polvere sul posto di lavoro. Ciò si ottiene mediante l'applicazione rigorosa e coscienziosa dei principi fondamentali dell'ingegneria e dell'igiene del lavoro, con l'impegno a preservare la salute dei lavoratori.