10. Дыхательная система
Редакторы глав: Алоис Дэвид и Грегори Р. Вагнер
Структура и функции
Мортон Липпманн
Исследование функции легких
Ульф Ульфварсон и Моника Дальквист
Заболевания, вызванные раздражителями дыхательных путей и токсичными химическими веществами
Дэвид Л.С. Рион и Уильям Н. Ром
Профессиональная астма
Джордж Фридман-Хименес и Эдвард Л. Петсонк
Заболевания, вызываемые органической пылью
Рагнар Риландер и Ричард С. Ф. Шиллинг
Бериллиевая болезнь
Хомаюн Каземи
Пневмокониозы: определение
Алоис Дэвид
Международная классификация рентгенограмм пневмокониозов МОТ
Мишель Лесаж
Этиопатогенез пневмокониозов
Патрик Себастьян и Раймонд Бежен
Силикоз
Джон Э. Паркер и Грегори Р. Вагнер
Заболевания легких у угольщиков
Майкл Д. Эттфилд, Эдвард Л. Петсонк и Грегори Р. Вагнер
Заболевания, связанные с асбестом
Маргарет Р. Беклейк
Болезнь твердого металла
Джероламо Чиаппино
Дыхательная система: разнообразие пневмокониозов
Стивен Р. Шорт и Эдвард Л. Петсонк
Хроническое обструктивное заболевание легких
Казимеж Марек и Ян Э. Зейда
Влияние искусственных волокон на здоровье
Джеймс Э. Локки и Клара С. Росс
Респираторный рак
Паоло Боффетта и Элизабет Вейдерпасс
Профессиональные инфекции легких
Энтони А. Марфин, Энн Ф. Хаббс, Карл Дж. Масгрейв и Джон Э. Паркер
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи.
1. Области дыхательных путей и модели осаждения частиц
2. Критерии вдыхаемой, торакальной и вдыхаемой пыли
3. Резюме респираторных раздражителей
4. Механизмы поражения легких вдыхаемыми веществами
5. Соединения, способные оказывать токсическое действие на легкие
6. Медицинское определение профессиональной астмы
7. Этапы диагностической оценки астмы на рабочем месте
8. Сенсибилизирующие агенты, которые могут вызывать профессиональную астму
9. Примеры источников опасности воздействия органической пыли
10. Агенты в органической пыли с потенциальной биологической активностью
11. Болезни, вызываемые органической пылью, и их коды по МКБ
12. Диагностические критерии биссиноза
13. Свойства бериллия и его соединений
14. Описание стандартных рентгенограмм
15. Классификация МОТ 1980 г.: Рентгенограммы пневмокониозов
16. Заболевания и состояния, связанные с асбестом
17. Основные коммерческие источники, продукты и использование асбеста
18. Распространенность ХОБЛ
19. Факторы риска, связанные с ХОБЛ
20. Потеря вентиляционной функции
21. Диагностическая классификация, хронический бронхит и эмфизема
22. Исследование функции легких при ХОБЛ
23. Синтетические волокна
24. Установленные респираторные канцерогены человека (IARC)
25. Вероятные респираторные канцерогены человека (IARC)
26. Профессионально приобретенные респираторные инфекционные заболевания
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, щелкните, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи.
Дыхательная система простирается от зоны дыхания сразу за носом и ртом через проводящие дыхательные пути в голове и грудной клетке к альвеолам, где происходит дыхательный газообмен между альвеолами и капиллярной кровью, текущей вокруг них. Его основная функция - доставлять кислород ( O2) в газообменную область легкого, где он может диффундировать к стенкам альвеол и через них для насыщения кислородом крови, проходящей через альвеолярные капилляры, по мере необходимости в широком диапазоне уровней работы или активности. Кроме того, система также должна: (1) удалять равный объем углекислого газа, поступающего в легкие из альвеолярных капилляров; (2) поддерживать температуру тела и насыщение водяным паром в дыхательных путях легких (для поддержания жизнеспособности и функциональных возможностей поверхностных жидкостей и клеток); (3) поддерживать стерильность (для предотвращения инфекций и их неблагоприятных последствий); и (4) устраняют избыточную поверхностную жидкость и мусор, такие как вдыхаемые частицы и стареющие фагоцитарные и эпителиальные клетки. Он должен выполнять все эти сложные задачи непрерывно в течение всего срока службы и делать это с высокой эффективностью с точки зрения производительности и использования энергии. Система может быть нарушена и перегружена серьезными воздействиями, такими как высокие концентрации сигаретного дыма и промышленной пыли, или низкие концентрации специфических патогенов, которые атакуют или разрушают ее защитные механизмы или вызывают их сбои. Его способность преодолевать или компенсировать такие оскорбления так же компетентно, как обычно, является свидетельством элегантного сочетания его структуры и функции.
Массовый трансфер
Сложная структура и многочисленные функции дыхательных путей человека были кратко описаны Целевой группой Международной комиссии по радиологической защите (ICRP 1994), как показано на рисунке 1. Проводящие дыхательные пути, также известные как мертвое пространство дыхательных путей, занимают около 0.2 л. Они кондиционируют вдыхаемый воздух и распределяют его конвективным (объемным) потоком примерно к 65,000 XNUMX дыхательных ацинусов, отходящих от терминальных бронхиол. По мере увеличения дыхательного объема конвективный поток преобладает над газообменом глубже в дыхательные бронхиолы. В любом случае в дыхательных ацинусах расстояние от конвективного приливного фронта до альвеолярных поверхностей достаточно мало, чтобы эффективная СО2-O2 обмен происходит путем молекулярной диффузии. Напротив, переносимые по воздуху частицы с коэффициентами диффузии на порядки меньше, чем у газов, имеют тенденцию оставаться во взвешенном состоянии в приливном воздухе и могут выдыхаться без осаждения.
Рисунок 1. Морфометрия, цитология, гистология, функция и структура дыхательных путей и областей, использованных в дозиметрической модели МКРЗ 1994 года.
Значительная часть вдыхаемых частиц оседает в дыхательных путях. Механизмы, объясняющие отложение частиц в дыхательных путях легких во время фазы вдоха при спокойном дыхании, обобщены на рисунке 2. Частицы с аэродинамическим диаметром более 2 мм (диаметр сферы единичной плотности, имеющей такую же конечную скорость осаждения (Стокса) скорости) может иметь значительный импульс и откладываться при столкновении с относительно высокими скоростями, присутствующими в крупных дыхательных путях. Частицы размером более 1 мм могут осаждаться в меньших проводящих дыхательных путях, где скорость потока очень низкая. Наконец, частицы диаметром от 0.1 до 1 мм, которые имеют очень низкую вероятность осаждения во время одного дыхательного цикла, могут задерживаться в пределах примерно 15% вдыхаемого дыхательного воздуха, который обменивается с остаточным воздухом легких во время каждого дыхательного цикла. Этот объемный обмен происходит из-за переменных постоянных времени для воздушного потока в различных сегментах легких. Из-за гораздо более длительного времени пребывания остаточного воздуха в легких, небольшие собственные смещения частиц от 0.1 до 1 мм в таких захваченных объемах вдыхаемого приливного воздуха становятся достаточными, чтобы вызвать их осаждение путем седиментации и/или диффузии в течение последовательные вдохи.
Рисунок 2. Механизмы отложения частиц в дыхательных путях легких
Практически свободный от частиц остаточный легочный воздух, составляющий около 15 % экспираторного дыхательного потока, имеет тенденцию действовать как оболочка из чистого воздуха вокруг осевого ядра дистально движущегося дыхательного воздуха, так что осаждение частиц в дыхательных ацинусах концентрируется во внутренних органах. поверхности, такие как бифуркации дыхательных путей, в то время как межветвевые стенки дыхательных путей имеют небольшое отложение.
Количество осевших частиц и их распределение по поверхности дыхательных путей наряду с токсическими свойствами осевшего материала являются критическими детерминантами патогенного потенциала. Осажденные частицы могут повреждать эпителиальные и/или подвижные фагоцитирующие клетки в месте отложения или рядом с ним или могут стимулировать секрецию жидкости и клеточных медиаторов, оказывающих вторичное воздействие на систему. Растворимые материалы, отложившиеся в виде частиц, на них или внутри них, могут диффундировать в поверхностные жидкости и клетки и через них и быстро переноситься кровотоком по всему телу.
Растворимость сыпучих материалов в воде является плохим показателем растворимости частиц в дыхательных путях. Растворимость обычно значительно повышается за счет очень большого отношения поверхности к объему частиц, достаточно малых для проникновения в легкие. Кроме того, ионное и липидное содержание поверхностных жидкостей в дыхательных путях сложное и сильно изменчивое, что может привести либо к повышенной растворимости, либо к быстрому осаждению водных растворов. Кроме того, пути клиренса и время пребывания частиц на поверхности дыхательных путей сильно различаются в различных функциональных отделах дыхательных путей.
Пересмотренная модель очистки Целевой группы МКРЗ определяет основные пути очистки в дыхательных путях, которые важны для определения удержания различных радиоактивных материалов и, следовательно, доз радиации, полученных дыхательными тканями и другими органами после перемещения. Модель осаждения МКРЗ используется для оценки количества вдыхаемого материала, попадающего на каждый путь очистки. Эти дискретные пути представлены компартментной моделью, показанной на рис. 3. Они соответствуют анатомическим компартментам, показанным на рис. 1, и обобщены в таблице 1 вместе с другими группами, обеспечивающими руководство по дозиметрии вдыхаемых частиц.
Рисунок 3. Модель отсека для представления зависящего от времени переноса частиц из каждого региона в модели МКРЗ 1994 г.
Таблица 1. Области дыхательных путей, определенные в моделях осаждения частиц
Анатомические структуры включены | Регион ACGIH | Регионы ISO и CEN | Регион рабочей группы МКРЗ 1966 г. | Регион рабочей группы МКРЗ 1994 г. |
Нос, носоглотка Рот, ротоглотка, гортаноглотка |
Головные дыхательные пути (HAR) | Внегрудной (E) | Носоглотка (НП) | Передние носовые ходы (ET1 ) Все другие экстраторакальные (ET2 ) |
Трахея, бронхи | Трахеобронхиальный (ТБР) | Трахеобронхиальный (Б) | Трахеобронхиальный (ТБ) | Трахея и крупные бронхи (ББ) |
Бронхиолы (до терминальных бронхиол) | Бронхиолы (бб) | |||
дыхательные бронхиолы, альвеолярные ходы, альвеолярные мешочки, альвеолы |
Газообмен (GER) | Альвеолярный (А) | Легочный (П) | Альвеолярно-интерстициальный (ИИ) |
Внегрудные дыхательные пути
Как показано на рисунке 1, внегрудные дыхательные пути были разделены МКРЗ (1994 г.) на две отдельные зоны просвета и дозиметрии: передние носовые ходы (ET1) и все другие внегрудные дыхательные пути (ЭТ2), то есть задние носовые ходы, носо- и ротоглотка, гортань. Частицы, осевшие на поверхности кожи, выстилающей передние носовые ходы (ЭТ1) подлежат удалению только внешними средствами (высморканием, вытиранием и т. д.). Основная масса материала депонируется в носо-ротоглотке или гортани (ЭТ2) подлежит быстрому клиренсу в слое жидкости, покрывающем эти дыхательные пути. Новая модель признает, что диффузионное отложение сверхмелких частиц во внегрудных дыхательных путях может быть существенным, в отличие от более ранних моделей.
Грудные дыхательные пути
Радиоактивный материал, отложившийся в грудной клетке, обычно делится на трахеобронхиальную (ТБ) область, где осевшие частицы подвергаются относительно быстрому мукоцилиарному клиренсу, и альвеолярно-интерстициальную (АИ) область, где клиренс частиц происходит намного медленнее.
В целях дозиметрии МКРЗ (1994 г.) разделила отложение вдыхаемого материала в области ТБ между трахеей и бронхами (BB) и более дистальными мелкими дыхательными путями, бронхиолами (bb). Однако последующая эффективность, с которой реснички в обоих типах дыхательных путей способны очищать отложенные частицы, является спорной. Чтобы быть уверенным, что дозы на бронхиальный и бронхиолярный эпителий не будут занижены, Целевая группа предположила, что около половины количества частиц, отложившихся в этих дыхательных путях, подвергается относительно «медленному» мукоцилиарному клиренсу. Вероятность того, что частица относительно медленно выводится мукоцилиарной системой, по-видимому, зависит от ее физического размера.
Материал, отложенный в области AI, подразделяется на три компартмента (AI1AI2 и ИИ3), каждый из которых очищается медленнее, чем отложение ТБ, при этом субрегионы очищаются с разной характерной скоростью.
Рис. 4. Фракционное отложение в каждой области дыхательных путей для эталонного легкого работника (нормальный носовой дышащий) в модели ICRP 1994 года.
На рис. 4 показаны прогнозы модели МКРЗ (1994 г.) в отношении фракционного осаждения в каждой области в зависимости от размера вдыхаемых частиц. Он отражает минимальное отложение в легких от 0.1 до 1 мм, где отложение в значительной степени определяется обменом в глубоких отделах легких между дыхательным и остаточным воздухом в легких. Осаждение увеличивается ниже 0.1 мм, так как диффузия становится более эффективной с уменьшением размера частиц. Осаждение увеличивается с увеличением размера частиц более 1 мм, так как седиментация и сдавливание становятся все более эффективными.
Менее сложные модели для селективного осаждения по размеру были приняты специалистами и агентствами по гигиене труда и общественному загрязнению воздуха, и они использовались для определения пределов воздействия при вдыхании в пределах определенных диапазонов размеров частиц. Различают:
В начале 1990-х годов была проведена международная гармонизация количественных определений IPM, TPM и RPM. В таблице 1993 перечислены характеристики впускных отверстий для проб воздуха, соответствующие критериям Американской конференции государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH, 1991 г.), Международной организации по стандартизации (ISO, 1991 г.) и Европейского комитета по стандартизации (CEN, 2 г.). отличаются от фракций осаждения МКРЗ (1994 г.), особенно для более крупных частиц, потому что они придерживаются консервативной позиции, согласно которой должна быть обеспечена защита для тех, кто занимается пероральным вдыханием, и тем самым обойти более эффективную эффективность фильтрации носовых ходов.
Таблица 2. Критерии вдыхаемой, торакальной и вдыхаемой пыли ACGIH, ISO и CEN, а также PM10 критерии Агентства по охране окружающей среды США
Вдыхаемый | торакальный | вдыхаемый | PM10 | ||||
Частица аэро- динамический диаметр (мм) |
Вдыхаемый Твердые частицы Масса (ИПМ) (%) |
Частица аэро- динамический диаметр (мм) |
торакальный Твердые частицы Масса (т/мин) (%) |
Частица аэро- динамический диаметр (мм) |
вдыхаемый Твердые частицы Масса (об/мин) (%) |
Частица аэро- динамический диаметр (мм) |
торакальный Твердые частицы Масса (т/мин) (%) |
0 | 100 | 0 | 100 | 0 | 100 | 0 | 100 |
1 | 97 | 2 | 94 | 1 | 97 | 2 | 94 |
2 | 94 | 4 | 89 | 2 | 91 | 4 | 89 |
5 | 87 | 6 | 80.5 | 3 | 74 | 6 | 81.2 |
10 | 77 | 8 | 67 | 4 | 50 | 8 | 69.7 |
20 | 65 | 10 | 50 | 5 | 30 | 10 | 55.1 |
30 | 58 | 12 | 35 | 6 | 17 | 12 | 37.1 |
40 | 54.5 | 14 | 23 | 7 | 9 | 14 | 15.9 |
50 | 52.5 | 16 | 15 | 8 | 5 | 16 | 0 |
100 | 50 | 18 | 9.5 | 10 | 1 | ||
20 | 6 | ||||||
25 | 2 |
Стандарт Агентства по охране окружающей среды США (EPA 1987) для концентрации частиц в окружающем воздухе известен как PM.10, то есть твердые частицы с аэродинамическим диаметром менее 10 мм. Он имеет входной критерий пробоотборника, аналогичный (функционально эквивалентный) критерию TPM, но, как показано в таблице 2, имеет несколько иные числовые характеристики.
Загрязнители воздуха
Загрязняющие вещества могут быть рассеяны в воздухе при нормальных температурах и давлениях окружающей среды в газообразной, жидкой и твердой формах. Последние два представляют собой взвеси частиц в воздухе и получили общий термин аэрозоли Гиббсом (1924) по аналогии с термином гидрозоль, используется для описания дисперсных систем в воде. Газы и пары, присутствующие в виде дискретных молекул, образуют в воздухе настоящие растворы. Частицы, состоящие из материалов с давлением паров от среднего до высокого, имеют тенденцию к быстрому испарению, потому что те, которые достаточно малы, чтобы оставаться во взвешенном состоянии в воздухе более нескольких минут (т. е. частицы меньше примерно 10 мм), имеют большое отношение поверхности к объему. Некоторые материалы с относительно низким давлением паров могут иметь заметные доли как в паровой, так и в аэрозольной формах одновременно.
Газы и пары
После диспергирования в воздухе загрязняющие газы и пары обычно образуют настолько разбавленные смеси, что их физические свойства (такие как плотность, вязкость, энтальпия и т. д.) неотличимы от свойств чистого воздуха. Можно считать, что такие смеси подчиняются законам идеального газа. Между газом и паром нет практической разницы, за исключением того, что последний обычно считается газообразной фазой вещества, которое может существовать в твердом или жидком состоянии при комнатной температуре. При диспергировании в воздухе все молекулы данного соединения практически эквивалентны по размеру и вероятности захвата окружающими поверхностями, поверхностями дыхательных путей и коллекторами загрязняющих веществ или пробоотборниками.
Аэрозоли
Аэрозоли, представляющие собой дисперсии твердых или жидких частиц в воздухе, имеют очень важную дополнительную переменную размера частиц. Размер влияет на движение частиц и, следовательно, на вероятность физических явлений, таких как коагуляция, дисперсия, седиментация, столкновение с поверхностями, межфазные явления и светорассеивающие свойства. Невозможно охарактеризовать данную частицу одним параметром размера. Например, аэродинамические свойства частицы зависят от плотности и формы, а также от линейных размеров, а эффективный размер для рассеяния света зависит от показателя преломления и формы.
В некоторых особых случаях все частицы имеют практически одинаковый размер. Такие аэрозоли считаются монодисперсными. Примерами являются натуральная пыльца и некоторые аэрозоли, созданные в лаборатории. Обычно аэрозоли состоят из частиц разных размеров и поэтому называются гетеродисперсными или полидисперсными. Различные аэрозоли имеют разную степень дисперсии размеров. Поэтому необходимо указать по крайней мере два параметра для характеристики размера аэрозоля: меру центральной тенденции, такую как среднее или медиана, и меру рассеивания, такую как арифметическое или геометрическое стандартное отклонение.
Частицы, генерируемые одним источником или процессом, обычно имеют диаметры, соответствующие логарифмически нормальному распределению; то есть логарифмы их индивидуальных диаметров имеют гауссово распределение. В этом случае мерой дисперсии является геометрическое стандартное отклонение, которое представляет собой отношение размера 84.1 процентиля к размеру 50 процентиля. Когда имеет значение более одного источника частиц, образующийся смешанный аэрозоль обычно не подчиняется единственному логарифмически нормальному распределению, и может оказаться необходимым описать его суммой нескольких распределений.
Характеристики частиц
Существует много других свойств частиц, помимо их линейного размера, которые могут сильно влиять на их поведение в воздухе и их воздействие на окружающую среду и здоровье. К ним относятся:
Поверхность. Для сферических частиц поверхность изменяется пропорционально квадрату диаметра. Однако для аэрозоля данной массовой концентрации общая поверхность аэрозоля увеличивается с уменьшением размера частиц. Для несферических или агрегатных частиц, а также для частиц с внутренними трещинами или порами отношение поверхности к объему может быть намного больше, чем для сфер.
Объем. Объем частиц изменяется пропорционально кубу диаметра; следовательно, несколько самых крупных частиц в аэрозоле имеют тенденцию преобладать в его объемной (или массовой) концентрации.
Форма. Форма частицы влияет на ее аэродинамическое сопротивление, а также на площадь поверхности и, следовательно, на вероятность ее движения и осаждения.
Плотность. Скорость частицы в ответ на гравитационные или инерционные силы увеличивается пропорционально квадратному корню из ее плотности.
Аэродинамический диаметр. Диаметр сферы единичной плотности, имеющей ту же конечную скорость осаждения, что и рассматриваемая частица, равен ее аэродинамическому диаметру. Конечная скорость осаждения – это равновесная скорость частицы, падающей под действием силы тяжести и сопротивления жидкости. Аэродинамический диаметр определяется фактическим размером частиц, плотностью частиц и коэффициентом аэродинамической формы.
Виды аэрозолей
Обычно аэрозоли классифицируют по способу их образования. Хотя следующая классификация не является ни точной, ни всеобъемлющей, она широко используется и принимается в областях промышленной гигиены и загрязнения воздуха.
Пыли. Аэрозоль, образующийся в результате механического разделения сыпучего материала на содержащиеся в воздухе мелкие частицы, имеющие одинаковый химический состав. Частицы пыли, как правило, твердые, неправильной формы и имеют диаметр более 1 мм.
Дым. Аэрозоль твердых частиц, образующийся при конденсации паров, образующихся при сгорании или сублимации при повышенных температурах. Первичные частицы обычно очень малы (менее 0.1 мм) и имеют сферическую или характерную кристаллическую форму. Они могут быть химически идентичны исходному материалу или могут состоять из продукта окисления, такого как оксид металла. Поскольку они могут образовываться в больших концентрациях, они часто быстро коагулируют, образуя скопления агрегатов с низкой общей плотностью.
Дым. Аэрозоль, образующийся при конденсации продуктов сгорания, как правило, органических материалов. Частицы обычно представляют собой капли жидкости диаметром менее 0.5 мм.
Туман. Капельный аэрозоль, образованный механическим сдвигом объемной жидкости, например, путем распыления, распыления, барботажа или распыления. Размер капель может охватывать очень большой диапазон, обычно от примерно 2 мм до более чем 50 мм.
Туман. Водный аэрозоль, образующийся при конденсации водяного пара на ядрах атмосферы при высокой относительной влажности. Размеры капель обычно превышают 1 мм.
Смог. Популярный термин для загрязняющего аэрозоля, полученный из комбинации дыма и тумана. В настоящее время он широко используется для любой смеси атмосферных загрязнителей.
Haze. Аэрозоль субмикронного размера, состоящий из гигроскопичных частиц, которые поглощают водяной пар при относительно низкой относительной влажности.
Эйткена или ядра конденсации (ЯК). Очень мелкие атмосферные частицы (в основном менее 0.1 мм), образующиеся в результате процессов горения и химической конверсии газообразных прекурсоров.
Накопительный режим. Термин, обозначающий частицы в окружающей атмосфере диаметром от 0.1 до примерно 1.0 мм. Эти частицы обычно имеют сферическую форму (с жидкой поверхностью) и образуются в результате коагуляции и конденсации более мелких частиц, образующихся из газообразных предшественников. Будучи слишком большими для быстрой коагуляции и слишком маленькими для эффективного осаждения, они имеют тенденцию накапливаться в окружающем воздухе.
Режим крупных частиц. Частицы окружающего воздуха с аэродинамическим диаметром более 2.5 мм, обычно образующиеся в результате механических процессов и повторного взвешивания пыли на поверхности.
Биологические реакции дыхательной системы на загрязнители воздуха
Реакции на загрязнители воздуха варьируются от дискомфорта до некроза тканей и смерти, от общих системных эффектов до высокоспецифических атак на отдельные ткани. Факторы хозяина и окружающей среды служат для изменения эффектов вдыхаемых химических веществ, и конечная реакция является результатом их взаимодействия. Основными принимающими факторами являются:
Факторы окружающей среды включают концентрацию, стабильность и физико-химические свойства агента в среде воздействия, а также продолжительность, частоту и путь воздействия. Острое и хроническое воздействие химического вещества может привести к различным патологическим проявлениям.
Любой орган может реагировать только ограниченным числом способов, и существует множество диагностических ярлыков для возникающих в результате заболеваний. В следующих разделах обсуждаются общие типы реакций дыхательной системы, которые могут возникнуть после воздействия загрязнителей окружающей среды.
Раздражающая реакция
Раздражители вызывают генерализованное неспецифическое воспаление тканей, и в области контакта с загрязняющими веществами может возникнуть разрушение. Некоторые раздражители не оказывают системного действия, поскольку раздражающий ответ намного сильнее, чем любой системный эффект, в то время как некоторые также имеют значительные системные эффекты после всасывания, например, сероводород всасывается через легкие.
В высоких концентрациях раздражители могут вызывать жжение в носу и горле (обычно также в глазах), боль в груди и кашель, вызывающие воспаление слизистой оболочки (трахеит, бронхит). Примерами раздражителей являются такие газы, как хлор, фтор, диоксид серы, фосген и оксиды азота; туманы кислот или щелочей; пары кадмия; пыли хлорида цинка и пятиокиси ванадия. Высокие концентрации химических раздражителей могут также проникать глубоко в легкие и вызывать отек легких (альвеолы заполняются жидкостью) или воспаление (химический пневмонит).
Сильно повышенные концентрации пыли, не обладающей химическими раздражающими свойствами, могут также механически раздражать бронхи и, попадая в желудочно-кишечный тракт, также способствовать возникновению рака желудка и толстой кишки.
Воздействие раздражителей может привести к смерти, если критические органы серьезно повреждены. С другой стороны, повреждение может быть обратимым или может привести к необратимой потере некоторой степени функции, например к нарушению способности газообмена.
Фиброзная реакция
Ряд пыли приводит к развитию группы хронических заболеваний легких, называемых пневмокониозы. Этот общий термин охватывает многие фиброзные состояния легких, то есть заболевания, характеризующиеся образованием рубцов в интерстициальной соединительной ткани. Пневмокониозы возникают вследствие вдыхания и последующего избирательного удержания некоторых пылей в альвеолах, из которых они подвергаются интерстициальной секвестрации.
Пневмокониозы характеризуются специфическими фиброзными поражениями, которые различаются по типу и структуре в зависимости от вовлеченной пыли. Например, силикоз, обусловленный отложением бескристаллического кремнезема, характеризуется узелковым типом фиброза, а диффузный фиброз обнаруживается при асбестозе, обусловленном воздействием асбестовых волокон. Некоторые виды пыли, такие как оксид железа, вызывают только измененную рентгенологию (сидероз) без функциональных нарушений, в то время как эффекты других варьируются от минимальной инвалидности до летального исхода.
Аллергический ответ
Аллергические реакции включают явление, известное как сенсибилизация. Первоначальное воздействие аллергена приводит к индукции образования антител; последующее воздействие на уже «сенсибилизированного» человека приводит к иммунному ответу, то есть к реакции антитело-антиген (антиген представляет собой аллерген в сочетании с эндогенным белком). Эта иммунная реакция может возникнуть сразу после воздействия аллергена или может быть отсроченной реакцией.
Первичными респираторными аллергическими реакциями являются бронхиальная астма, реакции в верхних дыхательных путях, которые включают высвобождение гистамина или гистаминоподобных медиаторов после иммунных реакций в слизистой оболочке, и тип пневмонита (воспаление легких), известный как внешний аллергический альвеолит. Помимо этих местных реакций, после воздействия некоторых химических аллергенов может развиться системная аллергическая реакция (анафилактический шок).
Инфекционный ответ
Инфекционные агенты могут вызывать туберкулез, сибирскую язву, орнитоз, бруцеллез, гистоплазмоз, болезнь легионеров и так далее.
Канцерогенный ответ
Рак — это общий термин для группы родственных заболеваний, характеризующихся неконтролируемым ростом тканей. Его развитие обусловлено сложным процессом взаимодействия множества факторов хозяина и внешней среды.
Одной из больших трудностей при попытках связать воздействие конкретного агента с развитием рака у человека является длительный латентный период, обычно от 15 до 40 лет, между началом воздействия и проявлением заболевания.
Примерами загрязнителей воздуха, которые могут вызывать рак легких, являются мышьяк и его соединения, хроматы, диоксид кремния, частицы, содержащие полициклические ароматические углеводороды, и некоторые никельсодержащие пыли. Волокна асбеста могут вызывать рак бронхов и мезотелиому плевры и брюшины. Осажденные радиоактивные частицы могут подвергать легочную ткань воздействию высоких локальных доз ионизирующего излучения и вызывать рак.
Системный ответ
Многие химические вещества окружающей среды вызывают общее системное заболевание из-за их воздействия на ряд целевых участков. Легкие являются не только мишенью для многих вредных агентов, но и местом поступления токсических веществ, которые через легкие попадают в кровоток без какого-либо повреждения легких. Однако при попадании с током крови в различные органы они могут повреждать их или вызывать общее отравление и оказывать системное действие. Эта роль легких в профессиональной патологии не является предметом данной статьи. Однако следует упомянуть о воздействии мелкодисперсных частиц (дымов) некоторых оксидов металлов, которые часто связаны с острым системным синдромом, известным как лихорадка дыма металлов.
Функцию легких можно измерить несколькими способами. Однако цель измерений должна быть ясна до обследования, чтобы правильно интерпретировать результаты. В этой статье мы обсудим исследование функции легких с особым учетом профессиональной сферы. Важно помнить об ограничениях в различных измерениях функции легких. Острые временные эффекты функции легких могут быть незаметны в случае воздействия фиброгенной пыли, такой как кварц и асбест, но хронические эффекты на функцию легких после длительного (> 20 лет) воздействия могут быть заметны. Это связано с тем, что хронические эффекты возникают спустя годы после вдыхания пыли и ее осаждения в легких. С другой стороны, острое временное воздействие органической и неорганической пыли, а также плесени, сварочного дыма и выхлопных газов хорошо подходит для изучения. Это связано с тем, что раздражающее действие этих пыли будет проявляться уже через несколько часов воздействия. Острые или хронические нарушения функции легких также могут быть заметны в случаях воздействия раздражающих газов (двуокись азота, альдегиды, кислоты и хлорангидриды) в концентрациях, близких к хорошо задокументированным предельным значениям воздействия, особенно если эффект усиливается за счет загрязнения воздуха твердыми частицами. .
Измерения функции легких должны быть безопасными для обследуемых, а оборудование для определения функции легких должно быть безопасным для исследователя. Имеется сводка конкретных требований к различным видам оборудования для контроля функции легких (например, Quanjer et al., 1993). Разумеется, оборудование должно быть откалибровано в соответствии с независимыми стандартами. Этого может быть трудно достичь, особенно при использовании компьютеризированного оборудования. Результат теста функции легких зависит как от субъекта, так и от исследователя. Чтобы обеспечить удовлетворительные результаты обследования, технические специалисты должны быть хорошо обучены и уметь тщательно инструктировать испытуемого, а также поощрять испытуемого к правильному проведению теста. Исследователь также должен иметь представление о дыхательных путях и легких, чтобы правильно интерпретировать результаты записей.
Рекомендуется, чтобы используемые методы имели достаточно высокую воспроизводимость как между субъектами, так и внутри них. Воспроизводимость может быть измерена как коэффициент вариации, то есть стандартное отклонение, умноженное на 100, деленное на среднее значение. Значения ниже 10% при повторных измерениях на одном и том же объекте считаются приемлемыми.
Чтобы определить, являются ли измеренные значения патологическими или нет, их необходимо сравнить с уравнениями прогнозирования. Обычно уравнения прогнозирования для спирометрических переменных основаны на возрасте и росте, стратифицированных по полу. У мужчин показатели легочной функции в среднем выше, чем у женщин того же возраста и роста. Функция легких снижается с возрастом и увеличивается с ростом. Таким образом, у высокого человека объем легких будет больше, чем у невысокого человека того же возраста. Результаты уравнений прогнозирования могут значительно различаться между различными эталонными популяциями. Различия в возрасте и росте в контрольной популяции также будут влиять на прогнозируемые значения. Это означает, например, что формулу прогнозирования нельзя использовать, если возраст и/или рост обследуемого субъекта находятся за пределами диапазона для населения, которое является основой для уравнения прогнозирования.
Курение также снижает функцию легких, и этот эффект может усиливаться у субъектов, подвергающихся профессиональному воздействию раздражающих агентов. Раньше функция легких считалась непатологической, если полученные значения находились в пределах 80% от прогнозируемого значения, полученного из уравнения прогнозирования.
измерения
Измерения функции легких проводятся для оценки состояния легких. Измерения могут касаться одного или нескольких измеренных объемов легких или динамических свойств дыхательных путей и легких. Последнее обычно определяется маневрами, зависящими от усилия. Состояние легких можно также исследовать с точки зрения их физиологической функции, то есть диффузионной способности, сопротивления и растяжимости дыхательных путей (см. ниже).
Измерения, касающиеся дыхательной способности, получают с помощью спирометрии. Дыхательный маневр обычно выполняется в виде максимального вдоха, за которым следует максимальный выдох, жизненная емкость легких (ЖЕЛ, измеряемая в литрах). Необходимо сделать не менее трех технически удовлетворительных записей (т. е. полное усилие вдоха и выдоха и отсутствие наблюдаемых утечек) и зафиксировать наивысшее значение. Объем может быть измерен непосредственно с помощью водонепроницаемого или низкоомного колокола или косвенно с помощью пневмотахографии (т. е. путем интегрирования сигнала потока во времени). Здесь важно отметить, что все измеренные объемы легких должны быть выражены в BTPS, то есть в температуре тела и атмосферном давлении, насыщенном водяным паром.
Форсированная жизненная емкость легких на выдохе (ФЖЕЛ, в литрах) определяется как измерение ЖЕЛ, выполненное с максимальным усилием форсированного выдоха. Благодаря простоте теста и относительно недорогому оборудованию форсированная экспирограмма стала полезным тестом для мониторинга функции легких. Однако это привело ко многим плохим записям, практическая ценность которых спорна. Для проведения удовлетворительных записей могут быть полезны обновленные рекомендации по сбору и использованию форсированной экспирограммы, опубликованные Американским торакальным обществом в 1987 году.
Мгновенные потоки могут быть измерены на кривых поток-объем или поток-время, в то время как средние по времени потоки или время получаются из спирограммы. Связанные переменные, которые можно рассчитать на основе форсированной экспирограммы, — это объем форсированного выдоха за одну секунду (ОФВ).1, в литрах в секунду), в процентах от ФЖЕЛ (ОФВ1%), пиковый поток (ПСВ, л/с), максимальные потоки при 50% и 75% форсированной жизненной емкости легких (МЖЕЛ).50 и МЭФ25, соответственно). Иллюстрация происхождения ОФВ1 форсированной экспирограммы показано на рис. 1. У здоровых людей максимальные скорости потока при больших объемах легких (т. е. в начале выдоха) отражают в основном характеристики потока в крупных дыхательных путях, а при малых объемах легких (т. е. в конце выдоха) выдоха) обычно отражают характеристики мелких дыхательных путей, рис. 2. В последних поток ламинарный, тогда как в крупных дыхательных путях он может быть турбулентным.
Рисунок 1. Спирограмма форсированного выдоха, показывающая происхождение ОФВ1 и ФЖЕЛ по принципу экстраполяции.
Рисунок 2. Кривая поток-объем, показывающая расчет пиковой скорости выдоха (ПСВ), максимальных потоков при 50% и 75% форсированной жизненной емкости легких (до , соответственно).
PEF также можно измерить с помощью небольшого портативного устройства, такого как устройство, разработанное Райтом в 1959 году. Преимущество этого оборудования состоит в том, что субъект может проводить серийные измерения, например, на рабочем месте. Однако, чтобы получить полезные записи, необходимо хорошо проинструктировать испытуемых. Кроме того, следует иметь в виду, что измерения ПСВ с помощью, например, измерителя Райта и измерения обычной спирометрии не следует сравнивать из-за различий в технике удара.
Спирометрические показатели ЖЕЛ, ФЖЕЛ и ОФВ1 показывают разумные различия между людьми, где возраст, рост и пол обычно объясняют от 60 до 70% различий. Рестриктивные нарушения функции легких приведут к более низким значениям ЖЕЛ, ФЖЕЛ и ОФВ.1. Измерения потоков во время выдоха показывают большие индивидуальные различия, поскольку измеренные потоки зависят как от усилия, так и от времени. Это означает, например, что у субъекта будет чрезвычайно высокий поток в случае уменьшения объема легких. С другой стороны, поток может быть чрезвычайно низким в случае очень большого объема легких. Однако при хронических обструктивных заболеваниях (например, при астме, хроническом бронхите) кровоток обычно снижен.
Рис. 3. Принципиальная схема оборудования для определения общей емкости легких (ТСЛ) методом гелиевого разбавления.
Долю остаточного объема (ОО), т. е. объема воздуха, который еще находится в легких после максимального выдоха, можно определить с помощью газового разведения или с помощью бодиплетизмографии. Метод разбавления газа требует менее сложного оборудования и поэтому более удобен в исследованиях, проводимых на рабочем месте. На рисунке 3 показан принцип метода разбавления газа. Методика основана на разбавлении индикаторного газа в дыхательном контуре. Индикаторный газ должен быть умеренно растворим в биологических тканях, чтобы он не поглощался тканями и кровью легких. Первоначально использовался водород, но из-за его способности образовывать с воздухом взрывоопасные смеси его заменили гелием, который легко обнаруживается с помощью принципа теплопроводности.
Испытуемый и аппарат образуют замкнутую систему, поэтому начальная концентрация газа снижается при его разбавлении объемом газа в легких. После уравновешивания концентрация газа-индикатора в легких такая же, как и в аппарате, а функциональную остаточную емкость (ФОЕ) можно рассчитать с помощью простого уравнения разбавления. Объем спирометра (включая добавление газовой смеси в спирометр) обозначен VS, VL объем легких, Fi - начальная концентрация газа и Ff является конечной концентрацией.
ФРК = VL знак равноVS · Fi) / Ff] - VS
Выполняются от двух до трех маневров VC, чтобы обеспечить надежную основу для расчета TLC (в литрах). Подразделения различных объемов легких показаны на рисунке 4.
Рисунок 4. Спирограмма с пометками, показывающими подразделения общей емкости.
Из-за изменения эластических свойств дыхательных путей RV и FRC увеличиваются с возрастом. При хронических обструктивных заболеваниях обычно наблюдаются повышенные значения RV и FRC при снижении VC. Однако у пациентов с плохо вентилируемыми участками легких, например у пациентов с эмфиземой, метод разведения газа может занижать RV, FRC, а также TLC. Это связано с тем, что газ-индикатор не будет сообщаться с перекрытыми дыхательными путями, и поэтому уменьшение концентрации газа-индикатора будет давать ошибочно малые значения.
Рисунок 5. Принципиальная схема записи закрытия дыхательных путей и наклон альвеолярного плато (%).
Показатели закрытия дыхательных путей и распределения газа в легких могут быть получены в ходе одного и того же маневра методом промывания одним вдохом, рис. непрерывные измерения концентрации азота. Маневр осуществляется за счет максимального вдоха чистого кислорода из мешка. В начале выдоха концентрация азота увеличивается за счет опустошения мертвого пространства субъекта, содержащего чистый кислород. Выдох продолжается воздухом из дыхательных путей и альвеол. Наконец, выдыхается воздух из альвеол, содержащий от 5 до 20% азота. При увеличении выдоха из базальных отделов легких концентрация азота будет резко повышаться в случае закрытия дыхательных путей в зависимых отделах легких, рис. 40. Этот объем выше ПЖ, при котором дыхательные пути закрываются во время выдоха, обычно выражается как закрывающий объем. (CV) в процентах от VC (CV%). Распределение вдыхаемого воздуха в легких выражается наклоном альвеолярного плато (%N2 или фаза III, %N2/л). Его получают путем деления разницы концентрации азота между точкой, когда выдыхается 30 % воздуха, и точкой закрытия дыхательных путей на соответствующий объем.
Старение, а также хронические обструктивные заболевания приведут к увеличению значений как CV%, так и фазы III. Однако даже у здоровых людей распределение газов в легких неравномерно, что приводит к несколько повышенным значениям для фазы III, то есть от 1 до 2% N.2/л. Считается, что переменные CV% и фаза III отражают состояние в периферических мелких дыхательных путях с внутренним диаметром около 2 мм. В норме периферические дыхательные пути составляют небольшую часть (от 10 до 20%) общего сопротивления дыхательных путей. Довольно обширные изменения, которые не обнаруживаются обычными тестами функции легких, такими как динамическая спирометрия, могут возникнуть, например, в результате воздействия раздражающих веществ в воздухе на периферические дыхательные пути. Это говорит о том, что обструкция дыхательных путей начинается в мелких дыхательных путях. Результаты исследований также показали изменения CV% и фазы III до того, как произошли какие-либо изменения динамической и статической спирометрии. Эти ранние изменения могут перейти в стадию ремиссии после прекращения воздействия опасных агентов.
Коэффициент переноса легких (ммоль/мин; кПа) является выражением диффузионной способности транспорта кислорода в легочные капилляры. Трансфер фактор может быть определен с использованием методов одиночного или множественного дыхания; техника одиночного дыхания считается наиболее подходящей для занятий на рабочем месте. Окись углерода (CO) используется, поскольку противодавление CO в периферической крови очень низкое, в отличие от кислорода. Предполагается, что поглощение CO следует экспоненциальной модели, и это предположение можно использовать для определения коэффициента переноса для легких.
Определение TLCO (коэффициент передачи, измеренный с помощью CO) осуществляется посредством дыхательного маневра, включающего максимальный выдох, за которым следует максимальный вдох газовой смеси, содержащей окись углерода, гелий, кислород и азот. После задержки дыхания делают максимальный выдох, отражающий содержание в альвеолярном воздухе рис. 10. Для определения альвеолярного объема используют гелий (VA). Предполагая, что разбавление СО такое же, как и для гелия, можно рассчитать начальную концентрацию СО до начала диффузии. TLCO рассчитывается по приведенному ниже уравнению, где k зависит от размерности составляющих терминов, t - эффективное время задержки дыхания, а log - логарифм по основанию 10. Вдохновленный объем обозначается Vi и дроби F СО и гелия обозначаются i до a для вдыхаемого и альвеолярного соответственно.
TLCO = k Vi (Fa,Он/Fi,He) журнал (Fi,CO Fa,He/Fa, СО Fi,Он) (t)-1
Рисунок 6. Принципиальная схема регистрации коэффициента передачи
Размеры TLCO будет зависеть от множества условий, например, от количества доступного гемоглобина, объема вентилируемых альвеол и перфузируемых легочных капилляров и их соотношения друг с другом. Значения для TLCO уменьшаются с возрастом и увеличиваются при физической активности и увеличении объема легких. Уменьшился TLCO встречается как при рестриктивных, так и при обструктивных заболеваниях легких.
Растяжимость (л/кПа) является функцией, среди прочего, эластических свойств легких. Легкие имеют внутреннюю тенденцию сотрудничать, то есть коллапсировать. Способность удерживать легкие в растянутом состоянии будет зависеть от эластичности легочной ткани, поверхностного натяжения в альвеолах и бронхиальной мускулатуры. С другой стороны, грудная стенка имеет тенденцию расширяться при объемах легких на 1–2 литра выше уровня ФОЕ. При более высоких объемах легких необходимо применять силу для дальнейшего расширения стенки грудной клетки. На уровне ФОЕ соответствующая тенденция в легких уравновешивается тенденцией к расширению. Таким образом, уровень ФОЕ обозначается уровнем покоя легкого.
Податливость легкого определяется как изменение объема, деленное на изменение транспульмонального давления, то есть разность давлений во рту (атмосферное) и в легких в результате дыхательного маневра. Измерение давления в легких провести нелегко, поэтому его заменяют измерением давления в пищеводе. Давление в пищеводе почти равно давлению в легком и измеряется тонким полиэтиленовым катетером с баллоном, охватывающим дистальные 10 см. Во время вдоха и выдоха изменения объема и давления регистрируются с помощью спирометра и датчика давления соответственно. Когда измерения выполняются во время спокойного дыхания, можно измерить динамическую податливость. Статическая податливость достигается при выполнении медленного маневра VC. В последнем случае измерения проводят на бодиплетизмографе, а выдох прерывисто прерывают с помощью заслонки. Однако измерения податливости обременительны при изучении воздействия воздействия на функцию легких на рабочем месте, и этот метод считается более подходящим для лаборатории.
Снижение податливости (повышенная эластичность) наблюдается при фиброзе. Чтобы вызвать изменение объема, необходимы большие изменения давления. С другой стороны, высокая податливость наблюдается, например, при эмфиземе вследствие потери эластической ткани, а следовательно, и эластичности легкого.
Сопротивление в дыхательных путях существенно зависит от радиуса и длины дыхательных путей, а также от вязкости воздуха. Сопротивление дыхательных путей (RL в (кПа/л)/с), можно определить с помощью спирометра, датчика давления и пневмотахографа (для измерения расхода). Измерения также можно проводить с помощью бодиплетизмографа для регистрации изменений потока и давления во время маневров с одышкой. При введении препарата, вызывающего бронхоконстрикцию, могут быть идентифицированы чувствительные субъекты в результате их гиперреактивности дыхательных путей. Субъекты с астмой обычно имеют повышенные значения RL.
Острые и хронические эффекты профессионального облучения на легочную функцию
Измерение функции легких может быть использовано для выявления влияния профессионального облучения на легкие. Обследование функции легких перед приемом на работу не следует использовать для исключения лиц, ищущих работу. Это связано с тем, что функция легких у здоровых людей колеблется в широких пределах и трудно провести границу, ниже которой можно с уверенностью констатировать патологию легкого. Другая причина заключается в том, что рабочая среда должна быть достаточно хорошей, чтобы даже субъекты с легким нарушением функции легких могли безопасно работать.
Хроническое воздействие на легкие у лиц, подвергающихся профессиональному облучению, можно обнаружить несколькими способами. Однако эти методы предназначены для определения исторических эффектов и менее подходят для использования в качестве рекомендаций по предотвращению ухудшения функции легких. Обычный дизайн исследования заключается в сравнении фактических значений у подвергшихся воздействию субъектов со значениями функции легких, полученными в контрольной популяции без профессионального воздействия. Референтные субъекты могут быть набраны с одних и тех же (или близлежащих) рабочих мест или из одного и того же города.
В некоторых исследованиях использовался многомерный анализ для оценки различий между подвергшимися воздействию субъектами и соответствующими не подвергавшимися воздействию референтами. Значения функции легких у подвергшихся воздействию субъектов также могут быть стандартизированы с помощью эталонного уравнения, основанного на значениях функции легких у не подвергавшихся воздействию субъектов.
Другой подход заключается в изучении разницы между значениями функции легких у подвергшихся и не подвергавшихся облучению рабочих после поправки на возраст и рост с использованием внешних эталонных значений, рассчитанных с помощью уравнения прогнозирования на основе здоровых людей. Эталонная популяция также может быть сопоставлена с подвергшимися воздействию субъектами в соответствии с этнической группой, полом, возрастом, ростом и привычками к курению, чтобы дополнительно контролировать эти влияющие факторы.
Проблема, однако, заключается в том, чтобы решить, является ли снижение достаточно большим, чтобы его можно было классифицировать как патологическое, когда используются внешние эталонные значения. Хотя инструменты в исследованиях должны быть портативными и простыми, необходимо обращать внимание как на чувствительность выбранного метода выявления малых аномалий дыхательных путей и легких, так и на возможность комбинирования различных методов. Имеются признаки того, что субъекты с респираторными симптомами, такими как одышка при физической нагрузке, подвержены более высокому риску ускоренного ухудшения функции легких. Это означает, что наличие респираторных симптомов важно, и поэтому им нельзя пренебрегать.
Субъект может также проходить спирометрию, например, один раз в год в течение нескольких лет, чтобы предупредить развитие болезни. Однако существуют ограничения, так как это потребует очень много времени, и функция легких может необратимо ухудшиться, когда можно будет наблюдать снижение. Таким образом, такой подход не должен служить оправданием для отсрочки проведения мероприятий по снижению вредных концентраций загрязнителей атмосферного воздуха.
Наконец, хроническое воздействие на функцию легких можно также изучить путем изучения индивидуальных изменений функции легких у подвергшихся и не подвергшихся воздействию субъектов в течение ряда лет. Одним из преимуществ лонгитюдного плана исследования является то, что исключается межсубъектная изменчивость; однако проектирование считается трудоемким и дорогим.
Восприимчивые субъекты также могут быть идентифицированы путем сравнения функции их легких с воздействием и без воздействия во время рабочих смен. Чтобы свести к минимуму возможные эффекты суточных колебаний, функцию легких измеряют в одно и то же время суток в одном случае без воздействия и в одном случае с воздействием. Необлученное состояние можно получить, например, периодически перемещая рабочего в незагрязненную зону или используя подходящий респиратор в течение всей смены, или, в некоторых случаях, выполняя измерения функции легких во второй половине дня рабочего дня.
Особое беспокойство вызывает то, что повторяющиеся временные эффекты могут привести к хроническим последствиям. Острое временное снижение функции легких может быть не только индикатором биологического воздействия, но и предиктором хронического снижения функции легких. Воздействие загрязнителей воздуха может привести к заметным острым последствиям для функции легких, хотя средние значения измеренных загрязнителей воздуха ниже гигиенических предельных значений. Таким образом, возникает вопрос, действительно ли эти эффекты вредны в долгосрочной перспективе. На этот вопрос трудно ответить прямо, тем более, что загрязнение воздуха на рабочих местах часто имеет сложный состав и воздействие не может быть описано в терминах средних концентраций отдельных соединений. Влияние профессионального облучения также частично связано с индивидуальной чувствительностью. Это означает, что некоторые субъекты будут реагировать раньше или в большей степени, чем другие. Лежащая в основе патофизиологическая основа острого временного снижения функции легких до конца не изучена. Однако неблагоприятная реакция на воздействие раздражающего загрязнителя воздуха является объективной мерой, в отличие от субъективных переживаний, таких как симптомы различного происхождения.
Преимущество раннего выявления изменений в дыхательных путях и легких, вызванных опасными загрязнителями воздуха, очевидно: преобладающее воздействие можно уменьшить, чтобы предотвратить более тяжелые заболевания. Поэтому важной целью в этом отношении является использование измерений острых временных воздействий на функцию легких в качестве чувствительной системы раннего предупреждения, которую можно использовать при изучении групп здоровых работающих людей.
Мониторинг раздражителей
Раздражение является одним из наиболее частых критериев для установления предельных значений воздействия. Однако нет уверенности в том, что соблюдение предела воздействия, основанного на раздражении, защитит от раздражения. Следует учитывать, что предел воздействия загрязнителя воздуха обычно содержит как минимум две части — средневзвешенный предел воздействия (TWAL) и предел кратковременного воздействия (STEL) или, по крайней мере, правила превышения средневзвешенного значения. предел, «ограничения экскурсии». В случае сильнораздражающих веществ, таких как диоксид серы, акролеин и фосген, важно ограничивать концентрацию даже в течение очень коротких периодов времени, и поэтому общепринятой практикой является установление предельных значений профессионального воздействия в виде предельных значений, с периодом отбора проб, который поддерживается настолько коротким, насколько это позволяют измерительные средства.
Средневзвешенные по времени предельные значения для восьмичасового рабочего дня в сочетании с правилами превышения этих значений приведены для большинства веществ в списке пороговых предельных значений (TLV) Американской конференции государственных промышленных гигиенистов (ACGIH). Перечень TLV 1993-94 годов содержит следующее заявление относительно пределов отклонений для превышения предельных значений:
«Для подавляющего большинства веществ с TLV-TWA недостаточно токсикологических данных, чтобы гарантировать STEL = предел кратковременного воздействия). Тем не менее отклонения выше TLV-TWA следует контролировать, даже если восьмичасовое средневзвешенное значение находится в рекомендуемых пределах».
Измерения воздействия известных загрязнителей воздуха и сравнение с хорошо задокументированными предельно допустимыми значениями должны проводиться на регулярной основе. Однако существует множество ситуаций, когда определения соблюдения предельных значений воздействия недостаточно. Это имеет место в следующих случаях (среди прочего):
Как указывалось выше, в этих случаях можно использовать измерение острого временного воздействия на функцию легких в качестве предостережения от чрезмерного воздействия раздражителей.
В случаях (2) и (3) острые, временные воздействия на функцию легких могут быть применимы также при проверке эффективности мер контроля по снижению воздействия загрязнения воздуха или в научных исследованиях, например, при приписывании биологических эффектов компонентам воздуха. загрязнения. Далее следует ряд примеров, в которых острые, временные эффекты функции легких были успешно использованы в исследованиях гигиены труда.
Исследования острых, временных эффектов функции легких
Связанное с работой временное снижение функции легких в течение рабочей смены было зафиксировано у хлопкоробов в конце 1950-х годов. Позже ряд авторов сообщали о связанных с работой острых временных изменениях функции легких у конопляных и текстильщиков, шахтеров, рабочих. подвергающиеся воздействию диизоцианата толуола, пожарные, рабочие по обработке резины, формовщики и стержневые мастера, сварщики, намазчики лыж, рабочие, подвергающиеся воздействию органической пыли и раздражающих веществ в красках на водной основе.
Однако есть также несколько примеров, когда измерения до и после воздействия, обычно во время смены, не продемонстрировали каких-либо острых эффектов, несмотря на высокое воздействие. Это, вероятно, связано с эффектом нормальных циркадных колебаний, главным образом, в переменных функции легких, зависящих от размера калибра дыхательных путей. Таким образом, временное снижение этих переменных должно превышать нормальные циркадные вариации, чтобы их можно было распознать. Однако эту проблему можно обойти, измеряя функцию легких в одно и то же время дня при каждом исследовании. Используя подвергающегося воздействию работника в качестве своего собственного контроля, межиндивидуальные вариации еще больше уменьшаются. Таким образом были исследованы сварщики, и хотя средняя разница между необлученными и подвергнутыми воздействию значениями ФЖЕЛ составляла менее 3% у 15 обследованных сварщиков, эта разница была достоверной при уровне достоверности 95% с мощностью более 99%.
Обратимые преходящие воздействия на легкие можно использовать в качестве индикатора воздействия сложных раздражающих компонентов. В упомянутом выше исследовании частицы в рабочей среде сыграли решающую роль в раздражающем воздействии на дыхательные пути и легкие. Частицы удалялись респиратором, состоящим из фильтра, совмещенного со сварочной маской. Результаты показали, что воздействие на легкие было вызвано частицами сварочного дыма, и что использование противоаэрозольного респиратора может предотвратить этот эффект.
Воздействие выхлопных газов дизельных двигателей также оказывает заметное раздражающее воздействие на легкие, проявляющееся в виде острого временного снижения функции легких. Механические фильтры, установленные на выхлопных трубах грузовиков, используемых стивидорами при погрузочных работах, уменьшали субъективные расстройства и уменьшали острое временное снижение функции легких, наблюдаемое при отсутствии фильтрации. Таким образом, результаты показывают, что присутствие частиц в рабочей среде действительно играет роль в раздражающем воздействии на дыхательные пути и легкие, и что это воздействие можно оценить путем измерения острых изменений функции легких.
Множественность воздействий и постоянно меняющаяся рабочая среда могут создавать трудности в установлении причинно-следственной связи между различными агентами, существующими в рабочей среде. Наглядным примером является сценарий воздействия на лесопильных заводах. Невозможно (например, по экономическим причинам) проводить измерения воздействия всех возможных агентов (терпенов, пыли, плесени, бактерий, эндотоксинов, микотоксинов и т. д.) в этой рабочей среде. Выполнимый метод может состоять в том, чтобы проследить развитие функции легких в продольном направлении. При обследовании рабочих лесопилки в отделе обрезки древесины исследовали функцию легких до и после рабочей недели, и не было обнаружено статистически значимого снижения. Однако последующее исследование, проведенное несколько лет спустя, показало, что у тех рабочих, у которых действительно наблюдалось численное снижение функции легких в течение рабочей недели, также наблюдалось ускоренное долгосрочное снижение функции легких. Это может указывать на то, что уязвимые субъекты могут быть обнаружены путем измерения изменений функции легких в течение рабочей недели.
Присутствие раздражителей дыхательных путей на рабочем месте может быть неприятным и отвлекающим, что ведет к снижению морального духа и снижению производительности. Некоторые воздействия опасны, даже смертельны. В любой крайности проблема респираторных раздражителей и вдыхаемых токсичных химических веществ является общей; многие работники ежедневно сталкиваются с угрозой заражения. Эти соединения причиняют вред с помощью множества различных механизмов, и степень повреждения может широко варьироваться в зависимости от степени воздействия и биохимических свойств ингаляционного вещества. Однако всем им свойственна неспецифичность; то есть выше определенного уровня воздействия практически все люди испытывают угрозу своему здоровью.
Существуют и другие вдыхаемые вещества, вызывающие респираторные заболевания только у восприимчивых людей; к таким жалобам правильнее всего относиться как к заболеваниям аллергического и иммунологического происхождения. Некоторые соединения, такие как изоцианаты, ангидриды кислот и эпоксидные смолы, могут действовать не только как неспецифические раздражители в высоких концентрациях, но также могут предрасполагать некоторых субъектов к аллергической сенсибилизации. Эти соединения вызывают респираторные симптомы у сенсибилизированных людей в очень низких концентрациях.
Респираторные раздражители включают вещества, вызывающие воспаление дыхательных путей после их вдыхания. Повреждения могут возникать в верхних и нижних дыхательных путях. Более опасно острое воспаление легочной паренхимы, как при химическом пневмоните или некардиогенном отеке легких. Соединения, которые могут вызвать повреждение паренхимы, считаются токсичными химическими веществами. Многие вдыхаемые токсичные химические вещества также действуют как респираторные раздражители, предупреждая нас об их опасности своим ядовитым запахом и симптомами раздражения носа и горла и кашля. Большинство респираторных раздражителей также токсичны для паренхимы легких при вдыхании в достаточном количестве.
Многие вдыхаемые вещества оказывают системное токсическое действие после вдыхания. Воспалительное действие на легкие может отсутствовать, как в случае со свинцом, окисью углерода или цианистым водородом. Минимальное воспаление легких обычно наблюдается в ингаляционные лихорадки (например, токсический синдром органической пыли, лихорадка паров металлов и лихорадка полимеров). Тяжелое поражение легких и дистальных органов возникает при значительном воздействии токсинов, таких как кадмий и ртуть.
Физические свойства вдыхаемых веществ позволяют предсказать место осаждения; раздражители вызывают симптомы в этих местах. Крупные частицы (от 10 до 20 мм) откладываются в носу и верхних дыхательных путях, более мелкие частицы (от 5 до 10 мм) откладываются в трахее и бронхах, а частицы размером менее 5 мм могут достигать альвеол. Частицы размером менее 0.5 мм настолько малы, что ведут себя как газы. Токсичные газы откладываются в зависимости от их растворимости. Водорастворимый газ будет адсорбироваться влажной слизистой оболочкой верхних дыхательных путей; менее растворимые газы будут более беспорядочно осаждаться в дыхательных путях.
Респираторные раздражители
Респираторные раздражители вызывают неспецифическое воспаление легких после вдыхания. Эти вещества, источники их воздействия, физические и другие свойства, а также воздействие на пострадавшего приведены в таблице 1. Раздражающие газы, как правило, более растворимы в воде, чем газы, более токсичные для паренхимы легких. Токсичные пары более опасны, когда они имеют высокий раздражающий порог; то есть мало признаков того, что дым вдыхается, потому что раздражение мало.
Таблица 1. Резюме респираторных раздражителей
Поставщик |
Источники воздействия |
Важные свойства |
Травма произведена |
Опасный уровень воздействия до 15 мин (PPM) |
Ацетальдегид |
Пластмассы, производство синтетического каучука, продукты горения |
Высокое давление пара; высокая растворимость в воде |
Травма верхних дыхательных путей; редко вызывает отсроченный отек легких |
|
Уксусная кислота, органические кислоты |
Химическая промышленность, электроника, продукты сгорания |
Вода |
Поражение глаз и верхних дыхательных путей |
|
ангидриды кислот |
Химическая, лакокрасочная и пластмассовая промышленность; компоненты эпоксидных смол |
Водорастворимый, высокореактивный, может вызывать аллергическую сенсибилизацию. |
Травма глаз, верхних дыхательных путей, бронхоспазм; легочное кровотечение после массивного облучения |
|
акролеин |
Пластмассы, текстиль, фармацевтическое производство, продукты горения |
Высокое давление паров, промежуточная растворимость в воде, сильное раздражение |
Диффузное поражение дыхательных путей и паренхимы |
|
аммоний |
Производство удобрений, кормов для животных, химикатов и фармацевтических препаратов |
Щелочной газ, очень высокая растворимость в воде |
В первую очередь ожог глаз и верхних дыхательных путей; массивное воздействие может вызвать бронхоэктазы |
500 |
Трихлорид сурьмы, пентахлорид сурьмы |
Сплавы, органические катализаторы |
Плохо растворим, возможно повреждение из-за галогенид-иона |
Пневмонит, некардиогенный отек легких |
|
бериллий |
Сплавы (с медью), керамика; электроника, аэрокосмическое и ядерное реакторное оборудование |
Раздражающий металл, также действует как антиген, способствуя долгосрочной гранулематозной реакции. |
Острое повреждение верхних дыхательных путей, трахеобронхит, химический пневмонит |
25 мкг/м3 |
Бораны (диборан) |
Авиационное топливо, производство фунгицидов |
Водорастворимый газ |
Травма верхних дыхательных путей, пневмонит с массивным воздействием |
|
Бромистый водород |
нефтепереработка |
Травма верхних дыхательных путей, пневмонит с массивным воздействием |
||
Метилбромид |
Охлаждение, производство фумигации |
Умеренно растворимый газ |
Повреждение верхних и нижних дыхательных путей, пневмонит, угнетение ЦНС и судороги |
|
Кадмий |
Сплавы с Zn и Pb, гальваника, аккумуляторы, инсектициды |
Острые и хронические респираторные эффекты |
Трахеобронхит, отек легких (часто отсроченное начало в течение 24–48 часов); хроническое низкоуровневое воздействие приводит к воспалительным изменениям и эмфиземе |
100 |
Оксид кальция, гидроксид кальция |
Известь, фотография, дубление, инсектициды |
Умеренно едкий, для токсичности требуются очень высокие дозы |
Воспаление верхних и нижних дыхательных путей, пневмонит |
|
Хлор |
Отбеливание, образование хлорсодержащих соединений, бытовые чистящие средства |
Промежуточная растворимость в воде |
Воспаление верхних и нижних дыхательных путей, пневмонит и некардиогенный отек легких |
5-10 |
Хлорацетофенон |
Агент по борьбе с массовыми беспорядками, «слезоточивый газ» |
Раздражающие качества используются, чтобы вывести из строя; алкилирующий агент |
Воспаление глаз и верхних дыхательных путей, поражение нижних дыхательных путей и паренхимы при массивном воздействии |
1-10 |
o-Хлорбензомало-нитрил |
Агент по борьбе с массовыми беспорядками, «слезоточивый газ» |
Раздражающие свойства используются для вывода из строя |
Воспаление глаз и верхних дыхательных путей, поражение нижних дыхательных путей при массивном воздействии |
|
Хлорметиловые эфиры |
Растворители, используемые в производстве других органических соединений |
Раздражение верхних и нижних дыхательных путей, также канцероген для дыхательных путей. |
||
хлорпикрина |
Химическое производство, фумигантный компонент |
Бывший газ времен Первой мировой войны |
Воспаление верхних и нижних дыхательных путей |
15 |
Хромовая кислота (Cr(IV)) |
Сварка, покрытие |
Водорастворимый раздражитель, аллергический сенсибилизатор |
Воспаление и изъязвление носа, ринит, пневмонит при массивном воздействии |
|
Кобальт |
Жаропрочные сплавы, постоянные магниты, инструменты из твердых сплавов (с карбидом вольфрама) |
Неспецифический раздражитель, также аллергический сенсибилизатор |
Острый бронхоспазм и/или пневмонит; хроническое воздействие может вызвать фиброз легких |
|
формальдегид |
Производство пеноизоляции, фанеры, текстиля, бумаги, удобрений, смол; бальзамирующие агенты; продукты сгорания |
Хорошо растворим в воде, быстро метаболизируется; в первую очередь действует посредством стимуляции сенсорных нервов; сообщалось о сенсибилизации |
Раздражение глаз и верхних дыхательных путей; бронхоспазм при сильном воздействии; контактный дерматит у сенсибилизированных лиц |
3 |
соляная кислота |
Переработка металлов, производство резины, производство органических соединений, фотоматериалы |
Хорошо растворим в воде |
Воспаление глаз и верхних дыхательных путей, воспаление нижних дыхательных путей только при массивном воздействии |
100 |
Плавиковая кислота |
Химический катализатор, пестициды, отбеливание, сварка, травление |
Хорошо растворимый в воде, мощный и быстрый окислитель, снижает уровень кальция в сыворотке при массивном воздействии. |
Воспаление глаз и верхних дыхательных путей, трахеобронхит и пневмонит при массивном воздействии |
20 |
Изоцианаты |
Производство полиуретанов; краски; гербициды и инсектициды; ламинирование, мебель, эмалирование, смоляные работы |
Низкомолекулярные органические соединения, раздражающие вещества, вызывают сенсибилизацию у восприимчивых лиц. |
Глазное, верхнее и нижнее воспаление; астма, гиперчувствительный пневмонит у сенсибилизированных лиц |
0.1 |
Гидрид лития |
Сплавы, керамика, электроника, химические катализаторы |
Низкая растворимость, высокая реакционная способность |
Пневмонит, некардиогенный отек легких |
|
ртутный |
Электролиз, добыча руды и амальгамы, производство электроники |
Отсутствие респираторных симптомов при низком уровне, хроническое воздействие |
Воспаление глаз и дыхательных путей, пневмонит, ЦНС, почки и системные эффекты |
1.1 мг / м3 |
карбонил никеля |
Рафинирование никеля, гальваника, химические реактивы |
Мощный токсин |
Раздражение нижних дыхательных путей, пневмонит, отсроченные системные токсические эффекты |
8 мкг/м3 |
Двуокись азота |
Силосы после нового хранения зерна, изготовление удобрений, дуговая сварка, продукты горения |
Низкая растворимость в воде, коричневый газ при высокой концентрации |
Воспаление глаз и верхних дыхательных путей, некардиогенный отек легких, отсроченный бронхиолит |
50 |
азотные иприты; иприты |
Военные газы |
Вызывает тяжелые травмы, имеет везикативные свойства |
Воспаление глаз, верхних и нижних дыхательных путей, пневмонит |
20 мг / м3 (Н) 1 мг/м3 (S) |
Тетроксид осмия |
Очистка меди, сплав с иридием, катализатор синтеза стероидов и образования аммиака |
Металлический осмий инертен, при нагревании на воздухе образуется тетраоксид. |
Сильное раздражение глаз и верхних дыхательных путей; транзиторное поражение почек |
1 мг / м3 |
Озон |
Дуговая сварка, копировальные аппараты, отбеливание бумаги |
Сладко пахнущий газ, умеренная растворимость в воде |
Воспаление верхних и нижних дыхательных путей; астматики более восприимчивы |
1 |
фосген |
Производство пестицидов и других химических веществ, дуговая сварка, удаление краски |
Плохо растворим в воде, в малых дозах не раздражает дыхательные пути. |
Воспаление верхних дыхательных путей и пневмонит; отсроченный отек легких в низких дозах |
2 |
Фосфорные сульфиды |
Производство инсектицидов, средств воспламенения, спичек |
Воспаление глаз и верхних дыхательных путей |
||
хлориды фосфора |
Производство хлорорганических соединений, красителей, присадок к бензину |
Образует фосфорную и соляную кислоты при контакте со слизистыми оболочками. |
Воспаление глаз и верхних дыхательных путей |
10 мг / м3 |
Диоксид селена |
Плавка меди или никеля, нагрев селеновых сплавов |
Сильный везикант, образует селениевую кислоту ( H2SeO3) на слизистых оболочках |
Воспаление глаз и верхних дыхательных путей, отек легких при массивном воздействии |
|
Селенид водорода |
Аффинаж меди, производство серной кислоты |
Вода; воздействие соединений селена вызывает запах чеснока изо рта |
Воспаление глаз и верхних дыхательных путей, отсроченный отек легких |
|
Стирол |
Производство полистирола и смол, полимеров |
Сильно раздражает |
Воспаление глаз, верхних и нижних дыхательных путей, неврологические нарушения |
600 |
Сернистый газ |
Нефтепереработка, целлюлозные заводы, холодильные установки, производство сульфита натрия |
Хорошо растворимый в воде газ |
Воспаление верхних дыхательных путей, бронхоконстрикция, пневмонит при массивном воздействии |
100 |
Тетрахлорид титана |
Краски, пигменты, небесное письмо |
Ионы хлора образуют HCl на слизистой оболочке. |
Травма верхних дыхательных путей |
|
Гексафторид урана |
Средства для удаления металлического покрытия, герметики для пола, аэрозольные краски |
Токсичность, вероятно, из-за ионов хлорида |
Поражение верхних и нижних дыхательных путей, бронхоспазм, пневмонит |
|
Пятиокись ванадия |
Очистка нефтяных резервуаров, металлургия |
Симптомы со стороны глаз, верхних и нижних дыхательных путей |
70 |
|
Хлорид цинка |
Дымовые гранаты, артиллерия |
Более серьезный, чем воздействие оксида цинка |
Раздражение верхних и нижних дыхательных путей, лихорадка, отсроченный пневмонит |
200 |
Тетрахлорид циркония |
Пигменты, катализаторы |
Токсичность ионов хлорида |
Раздражение верхних и нижних дыхательных путей, пневмонит |
Считается, что это состояние возникает в результате стойкого воспаления со снижением проницаемости слоя эпителиальных клеток или сниженным порогом проводимости для субэпителиальных нервных окончаний. Адаптировано из Sheppard 1988; Грэм 1994; 1992 г.; Блан и Шварц, 1994 г.; Немери 1990; Скорник 1988г.
Характер и степень реакции на раздражитель зависят от физических свойств газа или аэрозоля, концентрации и времени воздействия, а также от других переменных, таких как температура, влажность и наличие патогенов или других газов (Человек). и Халберт, 1988). Факторы хозяина, такие как возраст (Cabral-Anderson, Evans and Freeman, 1977; Evans, Cabral-Anderson and Freeman, 1977), предшествующее воздействие (Tyler, Tyler and Last, 1988), уровень антиоксидантов (McMillan and Boyd, 1982) и наличие инфекции, могут играют роль в определении наблюдаемых патологических изменений. Этот широкий спектр факторов затрудняет систематическое изучение патогенных эффектов респираторных раздражителей.
Наиболее понятными раздражителями являются те, которые вызывают окислительное повреждение. Большинство вдыхаемых раздражителей, включая основные загрязняющие вещества, действуют путем окисления или образуют соединения, которые действуют таким образом. Большинство металлических паров на самом деле представляют собой оксиды нагретого металла; эти оксиды вызывают окислительное повреждение. Оксиданты повреждают клетки в первую очередь за счет перекисного окисления липидов, но могут быть и другие механизмы. На клеточном уровне вначале наблюдается довольно специфическая потеря реснитчатых клеток эпителия дыхательных путей и клеток альвеолярного эпителия I типа с последующим нарушением плотного контакта между эпителиальными клетками (Man and Hulbert, 1988; Gordon, Salano and Kleinerman, 1986). ; Стивенс и др., 1974). Это приводит к субэпителиальному и подслизистому повреждению со стимуляцией окончаний гладкой мускулатуры и парасимпатических сенсорных афферентных нервов, вызывающих бронхоконстрикцию (Holgate, Beasley and Twentyman, 1987; Boucher, 1981). Далее следует воспалительная реакция (Hogg, 1981), и нейтрофилы и эозинофилы высвобождают медиаторы, вызывающие дальнейшее окислительное повреждение (Castleman et al., 1980). Пневмоциты типа II и кубовидные клетки действуют как репарационные стволовые клетки (Keenan, Combs and McDowell 1982; Keenan, Wilson and McDowell 1983).
Другие механизмы повреждения легких в конечном итоге включают окислительный путь клеточного повреждения, особенно после того, как произошло повреждение защитного слоя эпителиальных клеток и была вызвана воспалительная реакция. Наиболее часто описываемые механизмы приведены в таблице 2.
Таблица 2. Механизмы поражения легких ингаляционными веществами
Механизм травмы |
Примеры соединений |
Повреждение, которое происходит |
Окисление |
Озон, диоксид азота, диоксид серы, хлор, оксиды |
Очаговое поражение эпителия дыхательных путей с повышенной проницаемостью и обнажением окончаний нервных волокон; потеря ресничек из реснитчатых клеток; некроз пневмоцитов I типа; образование свободных радикалов и последующее связывание белков и перекисное окисление липидов |
Кислотообразование |
Диоксид серы, хлор, галогениды |
Газ растворяется в воде с образованием кислоты, которая повреждает эпителиальные клетки посредством окисления; действие в основном на верхние дыхательные пути |
Щелочное образование |
Аммиак, оксид кальция, гидроксиды |
Газ растворяется в воде с образованием щелочного раствора, который может вызвать разжижение тканей; преимущественное поражение верхних дыхательных путей, нижние дыхательные пути при сильном воздействии |
Связывание белков |
формальдегид |
Реакции с аминокислотами приводят к токсическим интермедиатам с повреждением слоя эпителиальных клеток. |
Стимуляция афферентного нерва |
Аммиак, формальдегид |
Прямая стимуляция нервных окончаний вызывает симптомы |
Антигенность |
Платина, ангидриды кислот |
Молекулы с низкой молекулярной массой служат гаптенами у сенсибилизированных людей. |
Стимуляция воспалительной реакции хозяина |
Оксиды меди и цинка, липопротеины |
Стимуляция цитокинов и медиаторов воспаления без очевидного прямого клеточного повреждения |
Образование свободных радикалов |
паракват |
Стимулирование образования или замедление клиренса супероксидных радикалов, что приводит к перекисному окислению липидов и окислительному повреждению. |
Замедленная очистка от частиц |
Любое длительное вдыхание минеральной пыли |
Переполнение мукоцилиарных эскалаторов и альвеолярно-макрофагальных систем частицами, приводящее к неспецифической воспалительной реакции |
У рабочих, подвергающихся воздействию низких уровней респираторных раздражителей, могут быть субклинические симптомы, связанные с раздражением слизистых оболочек, такие как слезотечение, боль в горле, насморк и кашель. При значительном воздействии добавленное чувство одышки часто требует медицинской помощи. Важно собрать хороший анамнез, чтобы определить вероятный состав воздействия, количество воздействия и период времени, в течение которого имело место воздействие. Следует искать признаки отека гортани, включая охриплость голоса и стридор, а легкие следует исследовать на наличие признаков поражения нижних дыхательных путей или паренхиматозного поражения. Оценка функции дыхательных путей и легких вместе с рентгенографией грудной клетки важны для краткосрочного лечения. Ларингоскопия может быть показана для оценки проходимости дыхательных путей.
Если дыхательные пути находятся под угрозой, пациент должен пройти интубацию и поддерживающую терапию. Пациентов с признаками отека гортани следует наблюдать не менее 12 часов, чтобы убедиться, что процесс купируется самостоятельно. Бронхоспазм следует лечить β-агонистами и, при рефрактерности, внутривенными кортикостероидами. Раздраженную слизистую оболочку рта и глаз следует тщательно промыть. Пациенты с хрипами при осмотре или отклонениями на рентгенограмме грудной клетки должны быть госпитализированы для наблюдения ввиду возможности развития пневмонита или отека легких. Такие пациенты подвержены риску бактериальной суперинфекции; тем не менее, не было продемонстрировано никакой пользы от профилактического использования антибиотиков.
Подавляющее большинство пациентов, переживших первичный инсульт, полностью выздоравливают от раздражающих воздействий. Шансы на долгосрочные последствия более вероятны при большей первоначальной травме. Срок Синдром реактивной дисфункции дыхательных путей (RADS) применяли к стойкости астматических симптомов после острого воздействия респираторных раздражителей (Brooks, Weiss and Bernstein 1985).
Воздействие щелочей и кислот в высоких концентрациях может вызвать ожоги верхних и нижних дыхательных путей, которые приводят к хроническим заболеваниям. Известно, что аммиак вызывает бронхоэктазы (Kass et al., 1972); Сообщается, что газообразный хлор (который превращается в HCl в слизистой оболочке) вызывает обструктивное заболевание легких (Donelly and Fitzgerald 1990; Das and Blanc 1993). Хроническое низкоуровневое воздействие раздражителей может вызывать продолжительные симптомы со стороны глаз и верхних дыхательных путей (Korn, Dockery and Speizer, 1987), но убедительных документальных подтверждений ухудшения функции легких нет. Исследования влияния хронических раздражителей низкого уровня на функцию дыхательных путей затруднены из-за отсутствия долгосрочного наблюдения, курения сигарет, «эффекта здорового рабочего» и минимального, если таковое вообще имеется, фактического клинического эффекта (Brooks и Калица, 1987).
После того, как пациент оправился от первоначальной травмы, необходимо регулярное наблюдение врача. Очевидно, что необходимо приложить усилия для исследования рабочего места и оценки респираторных мер предосторожности, вентиляции и сдерживания вызывающих раздражение раздражителей.
Токсичные химикаты
Химические вещества, токсичные для легких, включают большинство раздражителей дыхательных путей при достаточно высоком воздействии, но есть много химических веществ, которые вызывают значительное повреждение паренхимы легких, несмотря на то, что обладают раздражающими свойствами от низких до умеренных. Эти соединения действуют по механизмам, рассмотренным в таблице 3 и обсужденным выше. Легочные токсины менее растворимы в воде, чем раздражители верхних дыхательных путей. Примеры легочных токсинов и источников их воздействия приведены в таблице 3.
Таблица 3. Соединения, способные оказывать токсическое воздействие на легкие при воздействии от низкого до умеренного
Соединение |
Источники воздействия |
Токсичность |
акролеин |
Пластмассы, текстиль, фармацевтическое производство, продукты горения |
Диффузное поражение дыхательных путей и паренхимы |
трихлорид сурьмы; сурьма |
Сплавы, органические катализаторы |
Пневмонит, некардиогенный отек легких |
Кадмий |
Сплавы с цинком и свинцом, гальваника, аккумуляторы, инсектициды |
Трахеобронхит, отек легких (часто с задержкой начала более 24–48 часов), поражение почек: канальцевая протеинурия |
хлорпикрина |
Химическое производство, фумигантные компоненты |
Воспаление верхних и нижних дыхательных путей |
Хлор |
Отбеливание, образование хлорсодержащих соединений, бытовые чистящие средства |
Воспаление верхних и нижних дыхательных путей, пневмонит и некардиогенный отек легких |
Сероводород |
Скважины природного газа, шахты, навоз |
Раздражение глаз, верхних и нижних дыхательных путей, отсроченный отек легких, асфиксия из-за системной тканевой гипоксии |
Гидрид лития |
Сплавы, керамика, электроника, химические катализаторы |
Пневмонит, некардиогенный отек легких |
Метилизоцианат |
Синтез пестицидов |
Раздражение верхних и нижних дыхательных путей, отек легких |
ртутный |
Электролиз, добыча руды и амальгамы, производство электроники |
Воспаление глаз и дыхательных путей, пневмонит, ЦНС, почки и системные эффекты |
карбонил никеля |
Рафинирование никеля, гальваника, химические реактивы |
Раздражение нижних дыхательных путей, пневмонит, отсроченные системные токсические эффекты |
Двуокись азота |
Силосы после нового хранения зерна, внесение удобрений, дуговая сварка; продукты сгорания |
Воспаление глаз и верхних дыхательных путей, некардиогенный отек легких, отсроченный бронхиолит |
Азотистые иприты, сера |
Военные агенты, везиканты |
Воспаление глаз и дыхательных путей, пневмонит |
паракват |
Гербициды (внутрь) |
Избирательное повреждение пневмоцитов 2-го типа, приводящее к RADS, легочному фиброзу; почечная недостаточность, раздражение ЖКТ |
фосген |
Производство пестицидов и других химических веществ, дуговая сварка, удаление краски |
Воспаление верхних дыхательных путей и пневмонит; отсроченный отек легких в низких дозах |
Хлорид цинка |
Дымовые гранаты, артиллерия |
Раздражение верхних и нижних дыхательных путей, лихорадка, отсроченный пневмонит |
Одна группа вдыхаемых токсинов называется удушающие. При наличии в достаточно высоких концентрациях удушающие вещества, углекислый газ, метан и азот, вытесняют кислород и фактически удушают жертву. Цианистый водород, окись углерода и сероводород действуют путем ингибирования клеточного дыхания, несмотря на достаточную доставку кислорода в легкие. Вдыхаемые токсины, не вызывающие удушья, повреждают органы-мишени, вызывая широкий спектр проблем со здоровьем и смертность.
Медикаментозное лечение вдыхаемых токсинов в легкие аналогично лечению респираторных раздражителей. Эти токсины часто не проявляют своего пикового клинического эффекта в течение нескольких часов после воздействия; ночное наблюдение может быть показано для соединений, которые, как известно, вызывают отсроченный отек легких. Поскольку терапия системных токсинов выходит за рамки этой главы, читатель отсылается к обсуждению индивидуальных токсинов в других местах этой главы. Энциклопедия и в других текстах на эту тему (Goldfrank et al., 1990; Ellenhorn and Barceloux, 1988).
Ингаляционные лихорадки
Определенные ингаляционные воздействия, происходящие в различных профессиональных условиях, могут привести к изнурительным гриппоподобным заболеваниям, длящимся несколько часов. Все вместе они называются ингаляционными лихорадками. Несмотря на тяжесть симптомов, токсичность, по-видимому, в большинстве случаев проходит сама по себе, и мало данных, позволяющих предположить долгосрочные последствия. Массовое воздействие провоцирующих соединений может вызвать более серьезную реакцию, включающую пневмонит и отек легких; эти необычные случаи считаются более сложными, чем простая ингаляционная лихорадка.
Ингаляционные лихорадки имеют общую черту неспецифичности: синдром может возникнуть почти у любого человека при адекватном воздействии провоцирующего агента. Сенсибилизация не требуется, и предварительное воздействие не требуется. Некоторые из синдромов проявляют явление толерантности; то есть при регулярном повторном воздействии симптомы не проявляются. Считается, что этот эффект связан с повышенной активностью механизмов клиренса, но он недостаточно изучен.
Токсический синдром органической пыли
Синдром отравления органической пылью (ODTS) — это широкий термин, обозначающий самокупирующиеся гриппоподобные симптомы, возникающие после интенсивного воздействия органической пыли. Синдром охватывает широкий спектр острых лихорадочных заболеваний, названия которых происходят от конкретных задач, связанных с воздействием пыли. Симптомы возникают только после массового воздействия органической пыли, и у большинства людей, подвергшихся такому воздействию, развивается синдром.
Синдром отравления органической пылью ранее назывался легочный микотоксикоз, в связи с его предполагаемой этиологией в действии спор плесени и актиномицеты. У некоторых пациентов можно культивировать виды Aspergillus, пеницилл, мезофильные и термофильные актиномицеты (Эммануэль, Маркс и Олт, 1975; Эммануэль, Маркс и Олт, 1989). Совсем недавно было предложено, чтобы бактериальные эндотоксины играли не менее важную роль. Синдром был спровоцирован экспериментально путем вдыхания эндотоксина, полученного из Энтеробактер агломеранс, основной компонент органической пыли (Rylander, Bake and Fischer 1989). Уровни эндотоксина были измерены в условиях фермы и варьировались от 0.01 до 100 мкг/м.3. Во многих образцах уровень превышал 0.2 мкг/м.3, то есть уровень, при котором, как известно, возникают клинические эффекты (May, Stallones and Darrow 1989). Есть предположение, что цитокины, такие как ИЛ-1, могут опосредовать системные эффекты, учитывая то, что уже известно о высвобождении ИЛ-1 из альвеолярных макрофагов в присутствии эндотоксина (Richerson, 1990). Аллергические механизмы маловероятны, учитывая отсутствие необходимости в сенсибилизации и необходимость сильного воздействия пыли.
Клинически у пациента обычно проявляются симптомы через 2–8 часов после контакта с (обычно заплесневелым) зерном, сеном, хлопком, льном, коноплей или древесной стружкой или после манипуляций со свиньями (Do Pico 1992). Часто симптомы начинаются с раздражения глаз и слизистых оболочек с сухим кашлем, прогрессирующим до лихорадки и недомогания, стеснения в груди, миалгии и головной боли. Пациент кажется больным, но в остальном нормальным при физикальном обследовании. Часто возникает лейкоцитоз с уровнем до 25,000 XNUMX лейкоцитов (лейкоцитов)/ммXNUMX.3. Рентгенограмма грудной клетки почти всегда в норме. Спирометрия может выявить умеренный обструктивный дефект. В случаях, когда проводилась фиброоптическая бронхоскопия и получали бронхиальные смывы, в лаважной жидкости обнаруживали повышение лейкоцитов. Процент нейтрофилов был значительно выше нормы (Emmanuel, Marx and Ault, 1989; Lecours, Laviolette and Cormier, 1986). Бронхоскопия через 1-4 недели после события показывает постоянно высокую клеточность, преимущественно лимфоцитов.
В зависимости от характера воздействия дифференциальный диагноз может включать воздействие токсичных газов (таких как диоксид азота или аммиак), особенно если эпизод произошел в бункере. Следует заподозрить гиперчувствительный пневмонит, особенно при наличии значительных отклонений от нормы на рентгенограмме грудной клетки или при исследовании функции легких. Различие между пневмонитом гиперчувствительности (HP) и ODTS важно: HP требует строгого предотвращения воздействия и имеет худший прогноз, тогда как ODTS имеет доброкачественное и самокупирующееся течение. ODTS также отличается от HP тем, что он возникает чаще, требует более высоких уровней воздействия пыли, не вызывает высвобождения сывороточных преципитирующих антител и (первоначально) не вызывает лимфоцитарного альвеолита, характерного для HP.
Случаи лечат жаропонижающими средствами. Роль стероидов не пропагандировалась, учитывая самокупирующийся характер болезни. Пациенты должны быть проинформированы о том, как избегать массового облучения. Считается, что долгосрочный эффект повторяющихся событий незначителен; однако этот вопрос недостаточно изучен.
Металлическая лихорадка дыма
Лихорадка металлических дымов (MFF) — еще одно самокупирующееся гриппоподобное заболевание, которое развивается после вдыхания паров металлов. Синдром чаще всего развивается после вдыхания оксида цинка, как это происходит в литейных цехах латуни, а также при плавке или сварке оцинкованного металла. Оксиды меди и железа также являются причиной MFF, а пары алюминия, мышьяка, кадмия, ртути, кобальта, хрома, серебра, марганца, селена и олова иногда вызывают его (Rose 1992). У рабочих развивается тахифалаксия; то есть симптомы появляются только тогда, когда воздействие происходит после нескольких дней без воздействия, а не при регулярных повторных воздействиях. Восьмичасовая ПДК 5 мг/м3 для оксида цинка было установлено Управлением по безопасности и гигиене труда США (OSHA), но симптомы были выявлены экспериментально после двухчасового воздействия этой концентрации (Gordon et al. 1992).
Патогенез MFF остается неясным. Воспроизводимое появление симптомов независимо от человека, подвергшегося воздействию, свидетельствует против специфической иммунной или аллергической сенсибилизации. Отсутствие симптомов, связанных с высвобождением гистамина (приливы, зуд, свистящее дыхание, крапивница), также снижает вероятность аллергического механизма. Пол Блан и его коллеги разработали модель высвобождения цитокинов (Blanc et al., 1991; Blanc et al., 1993). Они измерили уровни фактора некроза опухоли (ФНО) и интерлейкинов ИЛ-1, ИЛ-4, ИЛ-6 и ИЛ-8 в лаважной жидкости из легких 23 добровольцев, подвергшихся экспериментальному воздействию паров оксида цинка (Blanc et al. др. 1993). У добровольцев развился повышенный уровень ФНО в жидкости бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ) через 3 часа после воздействия. Двадцать часов спустя наблюдались высокие уровни БАЛ IL-8 (мощный аттрактант нейтрофилов) и выраженный нейтрофильный альвеолит. Было показано, что TNF, цитокин, способный вызывать лихорадку и стимулировать иммунные клетки, высвобождается из моноцитов в культуре, подвергшихся воздействию цинка (Scuderi 1990). Соответственно, наличие повышенного уровня TNF в легких объясняет появление симптомов, наблюдаемых при MFF. Известно, что TNF стимулирует высвобождение как IL-6, так и IL-8 в период времени, который коррелирует с пиками цитокинов в БАЛ этих добровольцев. Рекрутирование этих цитокинов может объяснить последующий нейтрофильный альвеолит и гриппоподобные симптомы, которые характеризуют MFF. Почему альвеолит проходит так быстро, остается загадкой.
Симптомы появляются через 3-10 часов после заражения. Вначале может ощущаться сладкий металлический привкус во рту, сопровождающийся усиливающимся сухим кашлем и одышкой. Часто развиваются лихорадка и озноб, рабочий чувствует себя плохо. Физикальное обследование в остальном ничем не примечательно. Лабораторная оценка показывает лейкоцитоз и нормальную рентгенограмму грудной клетки. Исследования функции легких могут показать незначительное снижение FEF.25-75 и уровни DLCO (Nemery 1990; Rose 1992).
При хорошем анамнезе диагноз легко устанавливается, и рабочего можно лечить симптоматически жаропонижающими средствами. Симптомы и клинические отклонения исчезают в течение 24–48 часов. В противном случае необходимо учитывать бактериальную и вирусную этиологию симптомов. В случаях экстремального воздействия или воздействия, связанного с загрязнением токсинами, такими как хлорид цинка, кадмий или ртуть, MFF может быть предвестником клинического химического пневмонита, который будет развиваться в течение следующих 2 дней (Blount 1990). В таких случаях могут обнаруживаться диффузные инфильтраты на рентгенограмме грудной клетки и признаки отека легких и дыхательной недостаточности. Хотя эту возможность следует учитывать при первоначальном обследовании пациента, подвергшегося воздействию, такое молниеносное течение является необычным и не характерным для неосложненного MFF.
MFF не требует от человека особой чувствительности к парам металлов; скорее, это указывает на неадекватный контроль окружающей среды. Необходимо решить проблему воздействия, чтобы предотвратить повторение симптомов. Хотя синдром считается доброкачественным, долгосрочные последствия повторных приступов MFF не были должным образом исследованы.
Полимерная дымовая лихорадка
Полимерная лихорадка — это лихорадочное заболевание с самокупирующимся течением, сходное с MFF, но вызываемое вдыханием продуктов пиролиза фторполимеров, в том числе политетрафторэтана (ПТФЭ; торговые названия Teflon, Fluon, Halon). ПТФЭ широко используется благодаря своей смазке, термической стабильности и электроизоляционным свойствам. Он безвреден, если его не нагреть выше 30°C, когда он начинает выделять продукты разложения (Шустерман, 1993). Такая ситуация возникает при сварке материалов, покрытых ПТФЭ, при нагреве ПТФЭ кромкой инструмента во время высокоскоростной обработки, при работе на формовочных или экструдерных машинах (Роуз, 1992) и редко во время эндотрахеальной лазерной хирургии (Ром, 1992а).
Обычная причина лихорадки полимерного дыма была выявлена после периода классической детективной работы в области общественного здравоохранения в начале 1970-х годов (Wegman and Peters 1974; Kuntz and McCord 1974). У текстильщиков развились самокупирующиеся лихорадочные заболевания из-за воздействия формальдегида, аммиака и нейлонового волокна; они не подвергались воздействию паров фторполимера, но имели дело с измельченным полимером. После того, как было обнаружено, что уровни воздействия других возможных этиологических агентов находятся в допустимых пределах, работа с фторполимерами была изучена более тщательно. Как оказалось, симптомы были только у курильщиков сигарет, работающих с фторполимером. Было высказано предположение, что сигареты загрязнялись фторполимером на руках рабочего, затем продукт воспламенялся на сигарете во время курения, подвергая рабочего воздействию токсичных паров. После запрета курения сигарет на рабочем месте и установления строгих правил мытья рук новых заболеваний не поступало (Wegman and Peters, 1974). С тех пор об этом явлении сообщалось после работы с гидроизоляционными составами, антиадгезионными составами (Альбрехт и Брайант, 1987) и после использования некоторых видов лыжной смазки (Стром и Александерсен, 1990).
Патогенез полимерной лихорадки неизвестен. Считается, что она похожа на другие ингаляционные лихорадки из-за сходных проявлений и явно неспецифического иммунного ответа. Экспериментальных исследований на людях не проводилось; однако и у крыс, и у птиц развивается серьезное повреждение альвеолярного эпителия при воздействии продуктов пиролиза ПТФЭ (Wells, Slocombe and Trapp, 1982; Blandford et al., 1975). Точное измерение легочной функции или изменений БАЛ не проводилось.
Симптомы появляются через несколько часов после воздействия, а толерантность или тахифалактический эффект отсутствуют, как при MFF. Слабость и миалгии сменяются лихорадкой и ознобом. Часто возникает стеснение в груди и кашель. Физикальное обследование обычно нормальное. Часто наблюдается лейкоцитоз, рентгенограмма грудной клетки обычно в норме. Симптомы исчезают спонтанно в течение 12–48 часов. Было несколько случаев, когда у людей развился отек легких после воздействия; в целом считается, что пары ПТФЭ более токсичны, чем пары цинка или меди, вызывая MFF (Shusterman 1993; Brubaker 1977). Сообщалось о хронической дисфункции дыхательных путей у лиц, перенесших несколько эпизодов лихорадки полимерного дыма (Williams, Atkinson and Patchefsky, 1974).
Диагноз полимерной лихорадки требует тщательного сбора анамнеза и высокой клинической подозрительности. После установления источника продуктов пиролиза ПТФЭ необходимо предпринять усилия для предотвращения дальнейшего воздействия. Обязательные правила мытья рук и отказ от курения на рабочем месте эффективно устранили случаи, связанные с зараженными сигаретами. Рабочие, перенесшие несколько эпизодов лихорадки полимерного дыма или связанного с ней отека легких, должны находиться под длительным медицинским наблюдением.
Астма — это респираторное заболевание, характеризующееся частично или полностью обратимой обструкцией дыхательных путей, спонтанно или при лечении; воспаление дыхательных путей; и повышенная чувствительность дыхательных путей к различным раздражителям (NAEP 1991). Профессиональная астма (ОА) — это астма, вызванная воздействием окружающей среды на рабочем месте. Сообщается, что несколько сотен агентов вызывают ОА. Существовавшая ранее астма или гиперреактивность дыхательных путей с симптомами, усугубляемыми воздействием раздражителей или физических раздражителей на работе, обычно классифицируются отдельно как астма, отягощенная работой (ВАА). Существует общее мнение, что ОА стал наиболее распространенным профессиональным заболеванием легких в развитых странах, хотя оценки фактической распространенности и заболеваемости сильно различаются. Ясно, однако, что во многих странах астма профессиональной этиологии вызывает в значительной степени непризнанное бремя болезней и инвалидности с высокими экономическими и неэкономическими затратами. Большая часть этого бремени для общественного здравоохранения и экономики потенциально может быть предотвращена путем выявления и контроля или устранения воздействия на рабочем месте, вызывающего астму. В этой статье будут обобщены современные подходы к распознаванию, лечению и профилактике ОА. В нескольких недавних публикациях эти вопросы обсуждаются более подробно (Chan-Yeung, 1995; Bernstein et al., 1993).
Масштабы проблемы
Распространенность астмы у взрослых обычно колеблется от 3 до 5%, в зависимости от определения астмы и географических особенностей, и может быть значительно выше у некоторых городских жителей с низким доходом. Сообщается, что доля случаев астмы среди взрослых в общей популяции, связанных с рабочей средой, колеблется от 2 до 23%, при этом недавние оценки имеют тенденцию к верхней границе диапазона. Распространенность астмы и ОА была оценена в небольших когортных и перекрестных исследованиях профессиональных групп высокого риска. В обзоре 22 выбранных исследований рабочих мест с воздействием конкретных веществ распространенность астмы или ОА, определяемая различными способами, колебалась от 3 до 54%, при этом в 12 исследованиях сообщалось о распространенности более 15% (Becklake, Bernstein et al., 1993). ). Широкий диапазон отражает реальные различия в фактической распространенности (из-за различных типов и уровней воздействия). Он также отражает различия в диагностических критериях и различия в силе предубеждений, таких как «предвзятость выжившего», которая может возникнуть в результате исключения работников, у которых развился ОА и которые покинули рабочее место до проведения исследования. Популяционные оценки заболеваемости колеблются от 14 на миллион работающих взрослых в год в США до 140 на миллион работающих взрослых в год в Финляндии (Meredith and Nordman, 1996). Выявление случаев заболевания в Финляндии было более полным, а методы диагностики, как правило, более строгими. Доказательства из этих различных источников согласуются в своем выводе о том, что ОА часто недооценивается и/или занижается, и представляет собой проблему общественного здравоохранения большей значимости, чем обычно признается.
Причины профессиональной астмы
Согласно эпидемиологическим и/или клиническим данным, более 200 агентов (конкретные вещества, профессии или производственные процессы) вызывают ОА. При ОА воспаление дыхательных путей и бронхоконстрикция могут быть вызваны иммунологической реакцией на сенсибилизирующие агенты, прямым раздражающим действием или другими неиммунологическими механизмами. Некоторые агенты (например, фосфорорганические инсектициды) также могут вызывать бронхоконстрикцию за счет прямого фармакологического действия. Считается, что большинство из зарегистрированных агентов вызывают реакцию сенсибилизации. Респираторные раздражители часто ухудшают симптомы у рабочих с ранее существовавшей астмой (например, ВАА) и при высоких уровнях воздействия могут вызвать новое начало астмы (называемое синдромом реактивной дисфункции дыхательных путей (RADS) или астмой, вызванной раздражителем) (Brooks, Weiss и др.). Бернштейн, 1985; Альбертс и До Пико, 1996).
ОА может протекать с латентным периодом или без него. Латентный период относится ко времени между первоначальным воздействием и развитием симптомов и сильно варьируется. Часто он составляет менее 2 лет, но примерно в 20% случаев составляет 10 лет и более. ОА с латентным периодом обычно вызывается сенсибилизацией к одному или нескольким агентам. RADS — это пример открытого доступа без задержки.
Высокомолекулярные сенсибилизирующие агенты (5,000 дальтон (Да) или выше) часто действуют по IgE-зависимому механизму. Низкомолекулярные сенсибилизирующие агенты (менее 5,000 Да), которые включают высокореактивные химические вещества, такие как изоцианаты, могут действовать по IgE-независимым механизмам или могут действовать как гаптены, связываясь с белками организма. Как только рабочий становится сенсибилизированным к агенту, повторное воздействие (часто на уровнях намного ниже уровня, вызвавшего сенсибилизацию) приводит к воспалительной реакции в дыхательных путях, часто сопровождаемой усилением ограничения воздушного потока и неспецифической бронхиальной реактивностью (NBR).
В эпидемиологических исследованиях ОА воздействие на рабочем месте постоянно является самым сильным фактором, определяющим распространенность астмы, и риск развития ОА с латентной фазой имеет тенденцию к увеличению с предполагаемой интенсивностью воздействия. Атопия является важным, а курение несколько менее последовательной детерминантой возникновения астмы в исследованиях агентов, которые действуют через IgE-зависимый механизм. Ни атопия, ни курение, по-видимому, не являются важными детерминантами астмы в исследованиях агентов, действующих через IgE-независимые механизмы.
Клинические проявления
Спектр симптомов ОА аналогичен непрофессиональной астме: свистящее дыхание, кашель, стеснение в груди и одышка. У пациентов иногда проявляется кашлевой вариант или ночная астма. ОА может быть тяжелым и инвалидизирующим, сообщалось о смертельных случаях. Возникновение ОА происходит из-за специфической рабочей среды, поэтому выявление воздействий, имевших место во время появления астматических симптомов, является ключом к постановке точного диагноза. При WAA воздействие на рабочем месте вызывает значительное увеличение частоты и/или тяжести симптомов ранее существовавшей астмы.
Некоторые особенности истории болезни могут указывать на профессиональную этиологию (Chan-Yeung, 1995). Симптомы часто ухудшаются на работе или ночью после работы, улучшаются в выходные дни и возвращаются к работе. Симптомы могут постепенно ухудшаться к концу рабочей недели. Пациент может отметить определенные действия или агенты на рабочем месте, которые воспроизводимо вызывают симптомы. Связанные с работой раздражение глаз или ринит могут быть связаны с астматическими симптомами. Эти типичные паттерны симптомов могут присутствовать только на начальных стадиях ОА. Частичное или полное разрешение на выходных или в отпуске является обычным явлением в начале течения ОА, но при повторных воздействиях время, необходимое для восстановления, может увеличиться до одной или двух недель, или выздоровление может прекратиться. Большинство пациентов с ОА, облучение которых прекращается, продолжают страдать симптоматической астмой даже спустя годы после прекращения воздействия, с необратимыми нарушениями и инвалидностью. Продолжительное воздействие связано с дальнейшим ухудшением течения астмы. Кратковременность и умеренная тяжесть симптомов на момент прекращения воздействия являются хорошими прогностическими факторами и снижают вероятность постоянной астмы.
Сообщалось о нескольких характерных временных паттернах симптомов ОА. Ранние астматические реакции обычно возникают вскоре (менее чем через час) после начала работы или специфического производственного воздействия, вызвавшего астму. Поздние астматические реакции начинаются через 4–6 часов после начала воздействия и могут длиться от 24 до 48 часов. Комбинации этих паттернов проявляются как двойные астматические реакции со спонтанным исчезновением симптомов, разделяющих раннюю и позднюю реакцию, или как продолжительные астматические реакции без разрешения симптомов между фазами. За некоторыми исключениями, ранние реакции, как правило, опосредованы IgE, а поздние реакции, как правило, не зависят от IgE.
Повышенный NBR, обычно измеряемый метахолином или гистамином, считается основным признаком профессиональной астмы. Временной ход и степень NBR могут быть полезны для диагностики и мониторинга. NBR может уменьшиться в течение нескольких недель после прекращения воздействия, хотя аномальный NBR обычно сохраняется в течение месяцев или лет после прекращения воздействия. Ожидается, что у людей с профессиональной астмой, вызванной раздражителем, NBR не будет меняться в зависимости от воздействия и/или симптомов.
Распознавание и диагностика
Точная диагностика ОА важна, учитывая существенные негативные последствия как недостаточной, так и гипердиагностики. У рабочих с ОА или с риском развития ОА своевременное распознавание, идентификация и контроль профессиональных воздействий, вызывающих астму, повышают шансы на профилактику или полное выздоровление. Эта первичная профилактика может значительно снизить высокие финансовые и человеческие затраты на хроническую инвалидизирующую астму. И наоборот, поскольку диагноз ОА может потребовать полной смены профессии или дорогостоящих вмешательств на рабочем месте, точное отличие ОА от непрофессиональной астмы может предотвратить ненужные социальные и финансовые затраты как для работодателей, так и для работников.
Было предложено несколько определений случаев ОА, подходящих для различных обстоятельств. Определения, признанные полезными для скрининга или надзора за работниками (Hoffman et al. 1990), могут быть не совсем применимы для клинических целей или компенсации. Консенсус исследователей определил ОА как «заболевание, характеризующееся вариабельным ограничением воздушного потока и/или гиперреактивностью дыхательных путей из-за причин и условий, связанных с конкретной профессиональной средой, а не с раздражителями, встречающимися вне рабочего места» (Bernstein et al., 1993). . Это определение было введено в действие как определение медицинского случая, обобщенное в таблице 1 (Chan-Yeung 1995).
Таблица 1. Медицинское определение профессиональной астмы ACCP
Критерии диагностики профессиональной астмы1 (требуются все 4, AD):
(А) Врачебный диагноз астмы и/или физиологические признаки гиперреактивности дыхательных путей
(B) Профессиональное воздействие предшествовало появлению астматических симптомов1
(C) Связь между симптомами астмы и работой
(D) Воздействие и/или физиологические признаки связи астмы с окружающей средой на рабочем месте (Для диагностики ОА требуется один или несколько из D2-D5, вероятно, при ОА требуется только D1)
(1) Воздействие агента на рабочем месте, которое, как сообщается, вызывает ОА
(2) Изменения ОФВ, связанные с работой.1 и/или ПСВ
(3) Связанные с работой изменения в серийных тестах на неспецифическую реактивность бронхов (например, провокационный тест с метахолином)
(4) Положительный специфический тест на бронхиальную провокацию
(5) Начало астмы с четкой связью с симптоматическим воздействием вдыхаемого раздражителя на рабочем месте (обычно RADS)
Критерии диагностики RADS (должны соответствовать всем 7):
(1) Документально подтвержденное отсутствие ранее существовавших астмоподобных жалоб
(2) Появление симптомов после единичного случая воздействия или несчастного случая.
(3) Воздействие газа, дыма, дыма, пара или пыли с раздражающими свойствами в высокой концентрации.
(4) Появление симптомов в течение 24 часов после воздействия с сохранением симптомов в течение не менее 3 месяцев.
(5) Симптомы, характерные для астмы: кашель, свистящее дыхание, одышка.
(6) Наличие обструкции дыхательных путей при тестировании функции легких и/или наличие неспецифической гиперреактивности бронхов (тестирование следует проводить вскоре после воздействия)
(7) Другие легочные заболевания исключены
Критерии диагностики астмы с профессиональным обострением (БА):
(1) Соответствует критериям A и C медицинского определения ОА ACCP.
(2) Ранее существовавшая астма или астматические симптомы в анамнезе (с активными симптомами в течение года до начала работы или интересующего вас контакта)
(3) Явное усиление симптомов или потребность в лекарствах, или документирование изменений ПСВ, связанных с работой.R или ОФВ1 после начала работы или проявления интереса
1 Определение случая, требующее A, C и любой из D1-D5, может быть полезным при эпиднадзоре за OA, WAA и RADS.
Источник: Чан-Юнг, 1995 г.
Тщательная клиническая оценка ОА может занимать много времени, быть дорогостоящей и сложной. Для этого могут потребоваться диагностические пробы с отстранением от работы и возвращением к ней, и часто требуется, чтобы пациент надежно зафиксировал последовательные измерения пиковой скорости выдоха (ПСВ). Некоторые компоненты клинической оценки (например, специфическая бронхиальная провокация или серийное количественное тестирование на NBR) могут быть недоступны для многих врачей. Другие компоненты могут быть просто недостижимы (например, пациент больше не работает, диагностические ресурсы недоступны, неадекватные серийные измерения ПСВ). Диагностическая точность, вероятно, возрастет с тщательностью клинической оценки. Для каждого отдельного пациента решения о масштабах медицинского обследования должны будут уравновешивать затраты на обследование с клиническими, социальными, финансовыми и общественными последствиями неправильного диагноза или исключения ОА.
Принимая во внимание эти трудности, поэтапный подход к диагностике ОА изложен в таблице 2. Он предназначен в качестве общего руководства для облегчения точной, практичной и эффективной диагностической оценки с учетом того, что некоторые из предлагаемых процедур могут быть недоступны в некоторых условиях. . Диагностика ОА включает установление как диагноза астмы, так и связи между астмой и воздействием на рабочем месте. После каждого шага для каждого пациента врач должен будет определить, достаточен ли достигнутый уровень диагностической достоверности для поддержки необходимых решений, или следует продолжать оценку до следующего шага. При наличии средств и ресурсов время и стоимость продолжения клинической оценки обычно оправдываются важностью точного определения связи астмы с работой. Будут обобщены основные моменты диагностических процедур при ОА; подробности можно найти в нескольких источниках (Chan-Yeung 1995; Bernstein et al. 1993). Можно рассмотреть возможность консультации с врачом, имеющим опыт лечения ОА, поскольку процесс диагностики может быть затруднен.
Таблица 2. Этапы диагностической оценки астмы на рабочем месте
Шаг 1 Тщательный медицинский и профессиональный анамнез и направленный медицинский осмотр.
Шаг 2 Физиологическая оценка обратимой обструкции дыхательных путей и/или неспецифической гиперреактивности бронхов.
Шаг 3 Иммунологическая оценка, если необходимо.
Оценить рабочий статус:
В настоящее время работает: сначала перейдите к шагу 4.
В настоящее время не работает, возможна диагностическая проба возвращения к работе: сначала шаг 5, затем шаг 4.
В настоящее время не работает, диагностическая проба возвращения к работе невозможна: Шаг 6.
Шаг 4 Клиническая оценка астмы на работе или диагностическое исследование возвращения на работу.
Шаг 5 Клиническая оценка астмы вдали от работы или диагностическая проба при отстранении от работы.
Шаг 6 Провокационная проба на рабочем месте или специфическая бронхиальная проба. Если доступно для предполагаемых причинных воздействий, этот шаг может быть выполнен до шага 4 для любого пациента.
Это предназначено в качестве общего руководства для облегчения практической и эффективной диагностической оценки. Врачам, занимающимся диагностикой и лечением ОА, рекомендуется также обращаться к современной клинической литературе.
RADS, вызванный профессиональным воздействием, обычно считается подклассом ОА. Диагноз диагностируется клинически с использованием критериев, приведенных в таблице 6. Пациенты, перенесшие серьезное поражение органов дыхания из-за вдыхания сильного раздражающего вещества, должны быть обследованы на наличие стойких симптомов и наличия обструкции дыхательных путей вскоре после события. Если история болезни совместима с RADS, дальнейшая оценка должна включать количественное тестирование на NBR, если нет противопоказаний.
ВАА может быть распространенным явлением и может привести к значительному предотвратимому бремени инвалидности, но мало публикаций о диагностике, лечении или прогнозе. Как показано в Таблице 6, ВАА распознается, когда симптомы астмы предшествовали предполагаемому причинному воздействию, но они явно усугубляются рабочей средой. Ухудшение на работе может быть подтверждено либо физиологическими данными, либо оценкой медицинских записей и использованием лекарств. Вопрос о том, диагностирован ли ОА или ВАА у пациентов с астмой в ремиссии, у которых есть рецидив астматических симптомов, которые в остальном соответствуют критериям ОА, является клиническим. Один год был предложен в качестве достаточно длительного бессимптомного периода, чтобы появление симптомов, вероятно, представляло собой новый процесс, вызванный воздействием на рабочем месте, хотя единого мнения пока нет.
Шаг 1: Тщательный медицинский и профессиональный анамнез и направленный медицинский осмотр
Первоначальное подозрение на возможный ОА в соответствующих клинических и производственных ситуациях является ключевым, учитывая важность ранней диагностики и вмешательства для улучшения прогноза. Диагноз ОА или ВАА следует рассматривать у всех пациентов с астмой, у которых симптомы развились во взрослом возрасте (особенно недавно) или у которых значительно увеличилась тяжесть астмы. ОА также следует подозревать у любых других лиц с астматическими симптомами, работающих по профессиям, в которых они подвергаются воздействию агентов, вызывающих астму, или у тех, кто обеспокоен тем, что их симптомы связаны с работой.
Пациентов с возможным ОА следует попросить предоставить подробный медицинский и профессиональный/экологический анамнез с тщательным документированием характера и даты появления симптомов и диагноза астмы, а также любых потенциально причинных воздействий в то время. Следует оценить совместимость анамнеза с клинической картиной ОА, описанной выше, особенно временной характер симптомов в связи с графиком работы и изменениями рабочих воздействий. Следует отметить модели и изменения в схемах использования противоастматических препаратов, а также минимальный период отсутствия на работе, необходимый для улучшения симптомов. Уместны предшествующие респираторные заболевания, аллергия/атопия, курение и другие токсические воздействия, а также семейный анамнез аллергии.
Воздействие агентов или процессов, потенциально вызывающих астму, на рабочем месте и в других условиях окружающей среды должно быть тщательно изучено с объективным документированием воздействия, если это возможно. Предполагаемое воздействие следует сравнивать с полным перечнем агентов, вызывающих ОА (Harber, Schenker and Balmes, 1996; Chan-Yeung and Malo, 1994; Bernstein et al., 1993; Rom, 1992b), хотя неспособность идентифицировать конкретные агенты не является редкостью и Возможна также индукция астмы ранее не описанными агентами. Некоторые наглядные примеры приведены в таблице 3. Профессиональный анамнез должен включать подробную информацию о текущей и соответствующей прошлой работе с датами, названиями должностей, задачами и контактами, особенно текущую работу и работу, занимаемую на момент появления симптомов. Другой экологический анамнез должен включать обзор воздействия в доме или в обществе, которое могло вызвать астму. Полезно начать историю воздействия открытым способом, задавая вопросы о широких категориях переносимых по воздуху агентов: пыль (особенно органическая пыль животного, растительного или микробного происхождения), химические вещества, фармацевтические препараты и раздражающие или видимые газы или пары. Пациент может определить конкретные агенты, рабочие процессы или общие категории агентов, которые вызвали симптомы. Полезную подсказку можно получить, попросив пациента описать шаг за шагом деятельность и воздействия, связанные с последним симптоматическим рабочим днем. Материалы, используемые коллегами, или материалы, выпущенные в высокой концентрации в результате разлива или другого источника, могут иметь значение. Дополнительную информацию часто можно получить по названию продукта, ингредиентам и названию производителя, адресу и номеру телефона. Конкретные агенты можно определить, позвонив производителю или воспользовавшись множеством других источников, включая учебники, базы данных на компакт-дисках или центры контроля над ядовитыми веществами. Поскольку ОА часто вызывается низким уровнем переносимых по воздуху аллергенов, инспекции промышленной гигиены на рабочих местах, которые качественно оценивают воздействие и меры контроля, часто более полезны, чем количественные измерения загрязнителей воздуха.
Таблица 3. Сенсибилизирующие агенты, вызывающие профессиональную астму
классификация |
Подгруппы |
Примеры веществ |
Примеры профессий и отраслей |
Высокомолекулярные белковые антигены |
Вещества животного происхождения Вещества растительного происхождения |
Лабораторные животные, крабы/морепродукты, клещи, насекомые Мучная и зерновая пыль, перчатки из натурального каучука, бактериальные ферменты, пыль клещевины, растительные камеди |
Обработчики животных, сельское хозяйство и пищевая промышленность Пекарни, медицинские работники, производство моющих средств, пищевая промышленность |
Низкомолекулярный/химический |
Пластификаторы, двухкомпонентные краски, клеи, пены Драгоценные металлы Древесная пыль Фармацевтика, лекарства |
Изоцианаты, ангидриды кислот, амины Соли платины, кобальт Кедр (пликатиновая кислота), дуб Псиллиум, антибиотики |
Авто покраска распылением, лакировка, деревообработка Заводы по переработке платины, шлифовка металлов Лесопильные работы, столярные работы Фармацевтическое производство и упаковка |
Другие химикаты |
Хлорамин Т, пары поливинилхлорида, фосфорорганические инсектициды |
Уборка, упаковка мяса |
Клинический анамнез, по-видимому, лучше подходит для исключения, чем для подтверждения диагноза ОА, а открытый анамнез, собранный врачом, лучше, чем закрытый вопросник. В одном исследовании сравнивались результаты открытого анамнеза, собранного обученными специалистами по ОА, с «золотым стандартом» специфического тестирования бронхиальной провокации у 162 пациентов, направленных для оценки возможного ОА. Исследователи сообщили, что чувствительность истории болезни, предполагающей ОА, составила 87%, специфичность 55%, положительная прогностическая ценность 63% и отрицательная прогностическая ценность 83%. В этой группе направленных пациентов распространенность астмы и ОА составила 80% и 46% соответственно (Malo et al., 1991). В других группах направленных пациентов прогностические значения положительных результатов закрытого вопросника варьировались от 8 до 52% для различных воздействий на рабочем месте (Bernstein et al., 1993). Применимость этих результатов к другим условиям должна быть оценена врачом.
Иногда полезен физикальный осмотр, и следует отметить признаки, относящиеся к астме (например, свистящее дыхание, полипы в носу, экзематозный дерматит), раздражение дыхательных путей или аллергию (например, ринит, конъюнктивит) или другие потенциальные причины симптомов.
Шаг 2: Физиологическая оценка обратимой обструкции дыхательных путей и/или неспецифической гиперреактивности бронхов
Если в медицинской карте уже имеется достаточно физиологических данных, подтверждающих диагноз астмы (NAEP 1991), шаг 2 можно пропустить. В противном случае следует провести спирометрию под руководством техника, предпочтительно после рабочей смены в день, когда у пациента наблюдаются симптомы астмы. Если спирометрия выявляет обструкцию дыхательных путей, которая купируется бронхолитиком, это подтверждает диагноз астмы. У пациентов без явных признаков ограничения воздушного потока при спирометрии следует провести количественное тестирование NBR с использованием метахолина или гистамина, по возможности в тот же день. Количественное тестирование NBR в этой ситуации является ключевой процедурой по двум причинам. Во-первых, он часто может выявить пациентов с легкой или ранней стадией ОА, которые имеют наибольший потенциал для излечения, но которые будут пропущены, если тестирование будет остановлено с нормальной спирометрией. Во-вторых, если NBR является нормальным у работника, который постоянно подвергается воздействию на рабочем месте, связанному с симптомами, ОА, как правило, можно исключить без дальнейшего тестирования. В случае отклонений от нормы оценку можно перейти к шагу 3 или 4, а степень NBR может быть полезна для наблюдения за состоянием пациента на предмет улучшения после диагностического испытания исключения из подозреваемого причинного воздействия (этап 5). Если спирометрия выявляет значительное ограничение воздушного потока, которое не улучшается после вдыхания бронхолитиков, следует рассмотреть вопрос о повторном обследовании после более продолжительного пробного лечения, включая кортикостероиды (ATS 1995; NAEP 1991).
Шаг 3: Иммунологическая оценка, если необходимо
Кожные или серологические (например, RAST) тесты могут продемонстрировать иммунологическую сенсибилизацию к определенному агенту на рабочем месте. Эти иммунологические тесты использовались для подтверждения связи астмы с работой и, в некоторых случаях, устраняли необходимость в специальных тестах с ингаляционной нагрузкой. Например, среди подвергшихся воздействию псиллиума пациентов с клиническим анамнезом, совместимым с ОА, документально подтвержденной астмой или гиперреактивностью дыхательных путей и признаками иммунологической сенсибилизации к псиллиуму примерно у 80% был подтвержден ОА при последующем специфическом тестировании на бронхиальную провокацию (Malo et al. 1990). ). В большинстве случаев диагностическая значимость отрицательных иммунологических тестов менее ясна. Диагностическая чувствительность иммунологических тестов в решающей степени зависит от того, были ли включены в тестирование все вероятные причинные антигены на рабочем месте или гаптен-белковые комплексы. Хотя последствия сенсибилизации для бессимптомного работника четко не определены, анализ сгруппированных результатов может быть полезен при оценке контроля окружающей среды. Полезность иммунологического исследования наиболее высока для агентов, для которых существуют стандартизированные в пробирке тесты или кожные реагенты, такие как соли платины и моющие ферменты. К сожалению, большинство представляющих интерес профессиональных аллергенов в настоящее время недоступны в продаже. Использование некоммерческих растворов в кожных прик-тестах иногда ассоциировалось с тяжелыми реакциями, включая анафилаксию, поэтому необходима осторожность.
Если результаты шагов 1 и 2 совместимы с ОД, следует провести дальнейшую оценку, если это возможно. Порядок и объем дальнейшей оценки зависят от наличия диагностических ресурсов, рабочего статуса пациента и возможности проведения диагностических исследований по отстранению от работы и возвращению к ней, как указано в таблице 7. Если дальнейшая оценка невозможна, диагноз должен быть основан на информация, доступная на данный момент.
Шаг 4: Клиническая оценка астмы на работе или диагностическая проба при возвращении на работу
Часто наиболее доступным физиологическим тестом на обструкцию дыхательных путей является спирометрия. Для повышения воспроизводимости спирометрию должен проводить обученный техник. К сожалению, однодневная межсменная спирометрия, проводимая до и после рабочей смены, не является ни чувствительной, ни специфичной для определения обструкции дыхательных путей, связанной с работой. Вероятно, что если проводить несколько спирометрий каждый день в течение и после нескольких рабочих дней, точность диагностики может быть улучшена, но это еще не было адекватно оценено.
Из-за трудностей с кросс-сдвиговой спирометрией серийное измерение ПСВ стало важным методом диагностики ОА. С помощью недорогого портативного измерителя измерения ПСВ записываются каждые два часа в часы бодрствования. Чтобы улучшить чувствительность, измерения должны проводиться в период, когда работник подвергается воздействию подозреваемых возбудителей на работе и испытывает симптомы, связанные с работой. Каждый раз выполняется три повторения, а измерения производятся каждый день на работе и вне работы. Измерения следует продолжать не менее 16 дней подряд (например, две пятидневные рабочие недели и 3 выходных), если пациент может безопасно продолжать работу. Измерения PEF записываются в дневник вместе с указанием рабочего времени, симптомов, использования бронходилататоров и значительных воздействий. Чтобы облегчить интерпретацию, результаты дневника должны быть нанесены графически. Определенные паттерны указывают на ОА, но ни один из них не является патогномоничным, и интерпретация опытным читателем часто бывает полезной. Преимуществами серийного тестирования ПСВ являются низкая стоимость и разумная корреляция с результатами пробы с бронхиальной провокацией. Недостатки включают в себя значительную степень необходимости сотрудничества с пациентом, невозможность однозначно подтвердить точность данных, отсутствие стандартизированного метода интерпретации и необходимость для некоторых пациентов брать отпуск на 1 или 2 недели подряд, чтобы показать значительное улучшение. Портативные электронные записывающие спирометры, предназначенные для самоконтроля пациента, если они доступны, могут устранить некоторые недостатки серийной ПСВ.
Лекарства от астмы, как правило, уменьшают влияние производственных воздействий на показатели воздушного потока. Однако не рекомендуется прекращать прием лекарств во время мониторинга воздушного потока на работе. Скорее, пациенту следует поддерживать постоянную минимальную безопасную дозу противовоспалительных препаратов на протяжении всего диагностического процесса, с тщательным мониторингом симптомов и дыхательных путей, а использование бронхолитиков короткого действия для контроля симптомов должно быть отмечено в дневнике.
Неспособность наблюдать изменения ПСВ, связанные с работой, в то время как пациент работает в обычном режиме, не исключает диагноз ОА, поскольку многим пациентам требуется более двух дней выходных, чтобы показать значительное улучшение ПСВ. В этом случае следует рассмотреть вопрос о диагностическом испытании длительного отстранения от работы (шаг 5). Если у пациента еще не было количественного тестирования на NBR и нет медицинских противопоказаний, его следует провести в это время, сразу после не менее двух недель воздействия на рабочем месте.
Шаг 5: Клиническая оценка астмы вдали от работы или диагностическое исследование продолжительного отсутствия на работе
Этот этап состоит из серийного 2-часового ежедневного дневника PEF в течение как минимум 9 последовательных дней отсутствия на работе (например, 5 выходных дней плюс выходные до и после). Если эта запись по сравнению с серийным дневником ПСВ на работе недостаточна для диагностики ОА, ее следует продолжать в течение второй недели подряд вне работы. После 2 или более недель отсутствия на работе можно провести количественное тестирование NBR и сравнить его с NBR на работе. Если серийная ПСВ еще не выполнялась в течение по крайней мере двух недель на работе, то после подробного консультирования и в тесном контакте с лечащим врачом может быть проведена диагностическая попытка возвращения к работе (см. Шаг 4). Шаг 5 часто имеет решающее значение для подтверждения или исключения диагноза ОА, хотя он также может быть самым сложным и дорогостоящим шагом. Если предпринимается попытка длительного отстранения от работы, лучше всего максимизировать диагностический результат и эффективность, включив ПСВ, ОФВ.1, и тесты NBR в одной комплексной оценке. Еженедельные визиты к врачу для консультации и просмотра диаграммы PEF могут помочь обеспечить полные и точные результаты. Если после наблюдения за пациентом в течение как минимум двух недель на работе и двух недель вдали от нее диагностических данных еще недостаточно, следует рассмотреть Шаг 6, если он доступен и выполним.
Шаг 6: Специфическая бронхиальная провокация или тестирование на рабочем месте
Специфическое тестирование бронхиальной провокации с использованием экспозиционной камеры и стандартизированных уровней воздействия было названо «золотым стандартом» диагностики ОА. Преимущества включают окончательное подтверждение ОА с возможностью выявления астматической реакции на субраздражающие уровни специфических сенсибилизирующих агентов, которых затем можно тщательно избегать. Из всех методов диагностики только он позволяет надежно отличить астму, вызванную сенсибилизаторами, от провокации раздражителями. Некоторые проблемы, связанные с этим подходом, включают присущую процедуре дороговизну, общее требование тщательного наблюдения или госпитализации в течение нескольких дней и доступность только в очень немногих специализированных центрах. Ложноотрицательные результаты могут возникать, если стандартная методология недоступна для всех подозреваемых агентов, если подозреваются неправильные агенты или если между последним воздействием и тестированием прошло слишком много времени. Ложноположительные результаты могут быть получены, если непреднамеренно получены раздражающие уровни воздействия. По этим причинам специфическое тестирование бронхиальной провокации на ОА остается исследовательской процедурой в большинстве мест.
Провокационное тестирование на рабочем месте включает серийную спирометрию на рабочем месте под руководством технического специалиста, проводимую через частые (например, ежечасные) интервалы до и в течение рабочего дня при воздействии подозреваемых возбудителей или процессов. Он может быть более чувствительным, чем специфический тест на бронхиальную провокацию, поскольку он включает воздействие «в реальной жизни», но поскольку обструкция дыхательных путей может быть вызвана как раздражителями, так и сенсибилизирующими агентами, положительные тесты не обязательно указывают на сенсибилизацию. Это также требует сотрудничества с работодателем и большого количества времени техника с мобильным спирометром. Обе эти процедуры несут некоторый риск спровоцировать тяжелый астматический приступ, поэтому их следует проводить под пристальным наблюдением специалистов, имеющих опыт проведения этих процедур.
Лечение и профилактика
Ведение ОА включает лечебные и профилактические вмешательства для отдельных пациентов, а также меры общественного здравоохранения на рабочих местах, отнесенных к группе высокого риска развития ОА. Медикаментозное лечение аналогично лечению непрофессиональной астмы и хорошо изучено в других источниках (NAEP, 1991). Одно только медикаментозное лечение редко бывает достаточным для оптимального контроля симптомов, а профилактическое вмешательство путем контроля или прекращения воздействия является неотъемлемой частью лечения. Этот процесс начинается с точной диагностики и определения причинных воздействий и состояний. При ОА, вызванном сенсибилизаторами, снижение воздействия сенсибилизатора обычно не приводит к полному исчезновению симптомов. Тяжелые приступы астмы или прогрессирующее ухудшение заболевания могут быть вызваны воздействием очень низких концентраций агента, поэтому рекомендуется полное и постоянное прекращение воздействия. Своевременное направление на профессиональную реабилитацию и профессиональную переподготовку может быть необходимым компонентом лечения для некоторых пациентов. Если полное прекращение воздействия невозможно, возможным вариантом может быть существенное снижение воздействия, сопровождаемое тщательным медицинским наблюдением и лечением, хотя такое снижение воздействия не всегда осуществимо, а долгосрочная безопасность этого подхода не проверялась. Например, было бы трудно оправдать токсичность длительного лечения системными кортикостероидами, чтобы позволить пациенту продолжать ту же работу. При астме, вызванной и/или вызванной раздражителями, дозозависимый эффект может быть более предсказуемым, а снижение уровня воздействия раздражающего вещества, сопровождаемое тщательным медицинским наблюдением, может быть менее рискованным и более эффективным, чем при ОА, вызванном сенсибилизаторами. Если пациент продолжает работать в измененных условиях, последующее медицинское наблюдение должно включать частые визиты к врачу с просмотром дневника ПСВ, хорошо спланированный доступ к службам неотложной помощи, серийную спирометрию и/или пробу с метахолином, в зависимости от ситуации.
Когда возникает подозрение, что конкретное рабочее место связано с высоким риском из-за возникновения контрольного случая ОА или использования известных агентов, вызывающих астму, методы общественного здравоохранения могут быть очень полезными. Раннее распознавание и эффективное лечение и профилактика инвалидности работников с существующим ОА, а также профилактика новых случаев являются явными приоритетами. Идентификация конкретного причинного агента (агентов) и рабочих процессов имеет важное значение. Одним из практических первоначальных подходов является анкетирование на рабочем месте с оценкой критериев A, B, C и D1 или D5 в определении случая ОА. Этот подход может выявить лиц, которым может быть показано дальнейшее клиническое обследование, и помочь выявить возможные причинные агенты или обстоятельства. Оценка групповых результатов может помочь решить, следует ли проводить дальнейшее расследование или вмешательство на рабочем месте, и, если да, предоставить ценные рекомендации по нацеливанию будущих профилактических мероприятий наиболее эффективным и действенным образом. Однако анкетный опрос недостаточен для установления индивидуальных медицинских диагнозов, так как прогностические положительные значения опросников для ОА недостаточно высоки. Если необходим более высокий уровень диагностической достоверности, можно также рассмотреть медицинский скрининг с использованием диагностических процедур, таких как спирометрия, количественное тестирование NBR, последовательная запись PEF и иммунологическое тестирование. На известных проблемных рабочих местах может быть полезным постоянное наблюдение и программы скрининга. Однако дифференциальное исключение бессимптомных работников с атопией в анамнезе или другими факторами потенциальной восприимчивости с рабочих мест, считающихся высоким риском, приведет к удалению большого числа рабочих для предотвращения относительно небольшого числа случаев ОА, и не поддерживается в современной литературе.
Контроль или устранение причинного воздействия, а также предотвращение и надлежащее устранение разливов или эпизодов высокоуровневого воздействия могут привести к эффективной первичной профилактике сенсибилизации и ОА у сотрудников дозорного случая. При необходимости следует применять обычную иерархию контроля облучения, состоящую из замещения, технического и административного контроля и средств индивидуальной защиты, а также обучения рабочих и менеджеров. Проактивные работодатели будут инициировать или участвовать в некоторых или всех этих подходах, но в случае, если будут приняты неадекватные превентивные меры и работники останутся в группе высокого риска, могут помочь государственные правоохранительные органы.
Ухудшение и инвалидность
Медицинские нарушения это функциональная аномалия, вызванная заболеванием. Инвалидность относится к общему влиянию медицинских нарушений на жизнь пациента и зависит от многих немедицинских факторов, таких как возраст и социально-экономический статус (ATS 1995).
Оценка медицинских нарушений проводится врачом и может включать расчет индекса нарушений, а также другие клинические соображения. Индекс нарушения основывается на (1) степени ограничения воздушного потока после применения бронхолитиков, (2) либо степени обратимости ограничения воздушного потока при применении бронхолитиков, либо степени гиперреактивности дыхательных путей при количественном тестировании на NBR, и (3) минимальном количестве лекарств, необходимых для контроля астма. Другим важным компонентом оценки медицинских нарушений является медицинское заключение врача о способности пациента работать в рабочей среде, вызывающей астму. Например, пациент с вызванным сенсибилизатором ОА может иметь медицинские нарушения, которые являются высокоспецифичными для агента, к которому он или она стал сенсибилизированным. Работник, который испытывает симптомы только при воздействии этого агента, может быть в состоянии работать на других работах, но навсегда не может работать на конкретной работе, для которой он или он имеет наибольшую подготовку и опыт.
Оценка инвалидности вследствие астмы (в том числе ОА) требует учета медицинских нарушений, а также других немедицинских факторов, влияющих на способность работать и функционировать в повседневной жизни. Оценка инвалидности первоначально проводится врачом, который должен выявить все факторы, влияющие на влияние нарушения на жизнь пациента. Многие факторы, такие как профессия, уровень образования, наличие других востребованных на рынке навыков, экономические условия и другие социальные факторы, могут привести к различным уровням инвалидности у лиц с одинаковым уровнем медицинских нарушений. Затем эта информация может использоваться администраторами для определения инвалидности в целях компенсации.
Нарушения и инвалидность могут быть классифицированы как временные или постоянные, в зависимости от вероятности значительного улучшения и от того, успешно ли применяются эффективные меры контроля воздействия на рабочем месте. Например, человек с вызванным сенсибилизатором ОА обычно считается полностью инвалидом для любой работы, связанной с воздействием возбудителя. Если симптомы частично или полностью исчезают после прекращения воздействия, эти люди могут быть классифицированы с меньшими нарушениями или без нарушений для других работ. Часто это считается постоянным частичным нарушением/инвалидностью, но терминология может варьироваться. Индивид с астмой, которая дозозависимым образом спровоцирована раздражителями на рабочем месте, будет считаться имеющим временное нарушение при наличии симптомов и меньшее нарушение или его отсутствие, если установлены адекватные меры контроля воздействия и они эффективны для уменьшения или устранения симптомов. Если эффективные меры контроля воздействия не будут реализованы, это же лицо, возможно, придется считать необратимо инвалидом для работы на этой работе с рекомендацией о его удалении по медицинским показаниям. При необходимости повторная оценка долговременного нарушения/инвалидности может быть проведена через два года после снижения или прекращения воздействия, когда ожидается, что улучшение ОА стабилизируется. Если пациент продолжает работать, медицинский мониторинг должен быть постоянным, а повторная оценка нарушения/инвалидности должна повторяться по мере необходимости.
Работники, ставшие инвалидами в результате OA или WAA, могут претендовать на финансовую компенсацию медицинских расходов и/или потери заработной платы. В дополнение к непосредственному уменьшению финансового воздействия инвалидности на отдельных работников и их семьи, компенсация может быть необходима для обеспечения надлежащего лечения, начала профилактического вмешательства и получения профессиональной реабилитации. Понимание работником и врачом конкретных медико-правовых вопросов может иметь важное значение для обеспечения того, чтобы диагностическая оценка соответствовала местным требованиям и не приводила к ущемлению прав пострадавшего работника.
Хотя дискуссии об экономии затрат часто фокусируются на неадекватности систем компенсации, подлинное снижение финансового бремени и бремени общественного здравоохранения, возлагаемого на общество OA и WAA, будет зависеть не только от улучшения систем компенсации, но, что более важно, от эффективности систем, развернутых для выявлять и устранять или полностью предотвращать воздействия на рабочем месте, вызывающие возникновение новых случаев астмы.
Выводы
ОА стал самым распространенным профессиональным респираторным заболеванием во многих странах. Это более распространено, чем принято считать, может быть тяжелым и инвалидизирующим, и, как правило, его можно предотвратить. Раннее выявление и эффективные профилактические вмешательства могут существенно снизить риск постоянной инвалидности и высокие человеческие и финансовые затраты, связанные с хронической астмой. По многим причинам ОА заслуживает более широкого внимания среди клиницистов, специалистов по охране труда, исследователей, политиков в области здравоохранения, специалистов по промышленной гигиене и других лиц, заинтересованных в профилактике профессиональных заболеваний.
Органическая пыль и болезни
Пыль растительного, животного и микробного происхождения всегда была частью окружающей человека среды. Когда около 450 миллионов лет назад первые водные организмы вышли на сушу, они вскоре разработали системы защиты от многих вредных веществ, присутствующих в земной среде, большинство из которых имеют растительное происхождение. Воздействие этой среды обычно не вызывает особых проблем, даже несмотря на то, что растения содержат ряд чрезвычайно токсичных веществ, особенно тех, которые присутствуют в плесневых грибах или вырабатываются ими.
В ходе развития цивилизации климатические условия в некоторых частях мира требовали выполнения определенных действий в помещении. Молотьба в скандинавских странах зимой производилась в помещении, о чем упоминали летописцы древности. Ограждение пыльных отростков привело к заболеванию среди подвергшихся воздействию людей, и один из первых опубликованных отчетов об этом принадлежит датскому епископу Олаусу Магнусу (1555 г., цитируется Rask-Andersen 1988). Он описал болезнь молотильщиков в Скандинавии следующим образом:
«При отделении зерна от плевел нужно позаботиться о том, чтобы выбрать время, когда дует подходящий ветер, который сметает зерновую пыль так, чтобы она не повредила жизненно важные органы молотильщиков. Эта пыль настолько мелкая, что почти незаметно проникает в рот и скапливается в горле. Если это не будет быстро устранено питьем свежего эля, молотильщик может никогда больше не есть то, что он обмолотил, или только на короткое время».
С введением машинной обработки органических материалов обработка большого количества материалов в помещениях с плохой вентиляцией привела к высокому уровню переносимой по воздуху пыли. За описаниями епископа Олауса Магнуса, а затем Рамаццини (1713 г.) последовало несколько сообщений о болезнях и органической пыли в девятнадцатом веке, особенно среди рабочих хлопчатобумажной фабрики (Leach 1863; Prausnitz 1936). Позднее было также описано специфическое легочное заболевание, распространенное среди фермеров, имеющих дело с заплесневелыми материалами (Campbell, 1932).
За последние десятилетия было опубликовано большое количество сообщений о заболеваниях среди лиц, подвергшихся воздействию органической пыли. Первоначально большинство из них были основаны на лицах, обращающихся за медицинской помощью. Названия болезней, когда они публиковались, часто были связаны с конкретной средой, где болезнь была впервые обнаружена, и в результате возникло сбивающее с толку множество названий, таких как легкое фермера, легкое грибовода, коричневое легкое и лихорадка увлажнения.
С появлением современной эпидемиологии были получены более надежные данные о заболеваемости профессиональными респираторными заболеваниями, связанными с органической пылью (Rylander, Donham and Peterson, 1986; Rylander and Peterson, 1990). Также был достигнут прогресс в понимании патологических механизмов, лежащих в основе этих заболеваний, особенно воспалительной реакции (Henson and Murphy, 1989). Это проложило путь к более последовательной картине болезней, вызываемых органической пылью (Rylander and Jacobs 1997).
Далее будут описаны различные среды с органической пылью, в которых было зарегистрировано заболевание, сами возбудители болезни, классический биссиноз и конкретные профилактические меры.
Среды
Органическая пыль представляет собой переносимые по воздуху частицы растительного, животного или микробного происхождения. В таблице 1 перечислены примеры сред, рабочих процессов и агентов, связанных с риском воздействия органической пыли.
Таблица 1. Примеры источников опасности воздействия органической пыли
Сельское хозяйство
Работа с зерном, сеном или другими культурами
Переработка сахарного тростника
Теплицы
Силосы
Животные
Свиноводческие/молочные помещения
Птицефабрики и перерабатывающие заводы
Лабораторные животные, сельскохозяйственные животные и домашние животные
Переработка отходов
Сточные воды и ил
Бытовой мусор
Компостирование
Промышленный дизайн
Переработка растительного волокна (хлопок, лен, пенька, джут, сизаль)
Ферментация
Лесоматериалы и деревообработка
Выпечка
Биотехнологическая обработка
Здания
Загрязненная вода в увлажнителях
Рост микробов на конструкциях или в вентиляционных каналах
Риэлторы
В настоящее время известно, что специфические агенты в пыли являются основной причиной развития болезни. Органическая пыль содержит множество агентов с потенциальными биологическими эффектами. Некоторые из основных агентов представлены в таблице 2.
Таблица 2. Основные агенты органической пыли с потенциальной биологической активностью
Растительные агенты
таннины
гистамин
Пликатная кислота
Алкалоиды (например, никотин)
Цитохалазины
Агенты для животных
Белки
Ферменты
Микробные агенты
эндотоксинов
(1→3)–β–D-глюканы
Протеазы
Микотоксины
Относительная роль каждого из этих агентов, отдельно или в сочетании с другими, в развитии заболевания в основном неизвестна. Большая часть доступной информации относится к бактериальным эндотоксинам, которые присутствуют во всех органических пыли.
Эндотоксины представляют собой липополисахаридные соединения, которые прикрепляются к внешней поверхности клеток грамотрицательных бактерий. Эндотоксин обладает широким спектром биологических свойств. При вдыхании вызывает острое воспаление (Снелла и Райландер, 1982; Бригам и Мейрик, 1986). Отличительной чертой этой реакции является приток нейтрофилов (лейкоцитов) в легкие и дыхательные пути. Сопровождается активацией других клеток и секрецией медиаторов воспаления. После повторных воздействий воспаление уменьшается (адаптация). Реакция ограничивается слизистой оболочкой дыхательных путей, обширного вовлечения паренхимы легкого не происходит.
Еще одним специфическим агентом в органической пыли является (1→3)-β-D-глюкан. Это соединение полиглюкозы, присутствующее в структуре клеточной стенки плесени и некоторых бактерий. Он усиливает воспалительную реакцию, вызванную эндотоксином, и изменяет функцию воспалительных клеток, особенно макрофагов и Т-клеток (Di Luzio, 1985; Fogelmark et al., 1992).
Другими специфическими агентами, присутствующими в органической пыли, являются белки, дубильные вещества, протеазы и другие ферменты, а также токсины плесени. Имеется очень мало данных о концентрациях этих агентов в органической пыли. Некоторые из специфических агентов в органической пыли, такие как белки и ферменты, являются аллергенами.
Заболевания
Заболевания, вызываемые органической пылью, показаны в таблице 3 с соответствующими номерами Международной классификации болезней (МКБ) (Rylander and Jacobs 1994).
Таблица 3. Болезни, вызываемые органической пылью, и их коды по МКБ
Бронхит и пневмонит (МКБ J40)
Токсический пневмонит (ингаляционная лихорадка, токсический синдром органической пыли)
Воспаление дыхательных путей (воспаление слизистой оболочки)
Хронический бронхит (МКБ J42)
Гиперчувствительный пневмонит (аллергический альвеолит) (МКБ J67)
Астма (МКБ J45)
Ринит, конъюнктивит
Основным путем воздействия органической пыли является вдыхание, и, следовательно, воздействие на легкие привлекло основное внимание в исследованиях, а также в клинической работе. Однако в опубликованных эпидемиологических исследованиях и отчетах о случаях заболевания, а также в отдельных сообщениях появляется все больше доказательств того, что системные эффекты также имеют место. Задействованный механизм, по-видимому, заключается в локальном воспалении в месте-мишени, в легких, и последующем высвобождении цитокинов либо с системными эффектами (Dunn, 1992; Michel et al., 1991), либо с воздействием на эпителий в кишечнике (Axmacher et al. , 1991). Нереспираторные клинические эффекты включают лихорадку, боли в суставах, нейросенсорные эффекты, проблемы с кожей, кишечные заболевания, утомляемость и головную боль.
Различные нозологические формы, описанные в таблице 3, в типичных случаях легко диагностировать, и основная патология явно отличается. В реальной жизни, однако, рабочий, заболевший из-за воздействия органической пыли, часто представляет собой смесь различных заболеваний. У одного человека может наблюдаться воспаление дыхательных путей в течение нескольких лет, у него может внезапно развиться астма и, кроме того, во время особенно тяжелого воздействия могут появиться симптомы токсического пневмонита. У другого человека может быть субклинический гиперчувствительный пневмонит с лимфоцитозом в дыхательных путях и токсический пневмонит во время особенно тяжелого воздействия.
Хорошим примером возможного сочетания различных заболеваний является биссиноз. Это заболевание было впервые описано на хлопчатобумажных фабриках, но отдельные формы болезни обнаруживаются и в других средах с органической пылью. Далее следует обзор болезни.
Биссиноз
Болезнь
Биссиноз был впервые описан в 1800-х годах, и Prausnitz (1936) дал классический отчет, включающий как клинические, так и экспериментальные исследования. Он описал симптомы среди рабочих хлопчатобумажной фабрики следующим образом:
«После многих лет работы без каких-либо заметных проблем, кроме небольшого кашля, рабочие хлопчатобумажной фабрики замечают либо внезапное усиление кашля, который становится сухим и чрезвычайно раздражающим. Эти приступы обычно происходят по понедельникам, но постепенно симптомы начинают распространяться в последующие дни. недели; со временем разница исчезает, и они постоянно страдают».
Первые эпидемиологические исследования были проведены в Англии в 1950-х годах (Schilling et al., 1955; Schilling, 1956). Первоначальный диагноз был основан на появлении типичной стесненности в груди в понедельник утром, диагностированной с помощью анкеты (Roach and Schilling, 1960). Была разработана схема классификации тяжести биссиноза на основе типа и периодичности симптомов (Mekky, Roach and Schilling, 1967; Schilling et al., 1955). Продолжительность воздействия использовалась как мера дозы, и это было связано с серьезностью ответа. Основываясь на клинических опросах большого числа рабочих, эта схема классификации была позже изменена, чтобы более точно отражать временные интервалы снижения ОФВ.1 (Берри и др., 1973).
В одном исследовании была обнаружена разница в распространенности биссиноза на фабриках, перерабатывающих разные виды хлопка (Jones et al., 1979). На фабриках, использующих высококачественный хлопок для производства более тонкой пряжи, распространенность биссиноза была ниже, чем на фабриках, производящих грубую пряжу и использующих хлопок более низкого качества. Таким образом, в дополнение к интенсивности и продолжительности воздействия, которые являются дозозависимыми переменными, важной переменной для оценки воздействия стал тип пыли. Позже было продемонстрировано, что различия в реакции рабочих, подвергшихся воздействию грубого и среднего хлопка, зависели не только от типа хлопка, но и от других переменных, влияющих на воздействие, включая: переменные обработки, такие как скорость чесания, переменные окружающей среды, такие как влажность и влажность. вентиляция и производственные переменные, такие как различная обработка пряжи (Берри и др., 1973).
Следующим уточнением взаимосвязи между воздействием хлопковой пыли и ответной реакцией (симптомами или объективными показателями легочной функции) стали исследования в Соединенных Штатах, в которых сравнивали тех, кто работал на 100% хлопке, с рабочими, использующими тот же хлопок, но в Смесь 50:50 с синтетикой и рабочими без контакта с хлопком (Merchant et al. 1973). У рабочих, подвергавшихся воздействию 100% хлопка, была самая высокая распространенность биссиноза независимо от курения сигарет, что является одним из искажающих факторов воздействия хлопковой пыли. Эта полуколичественная связь между дозой и реакцией на хлопковую пыль была дополнительно уточнена в группе текстильщиков, стратифицированных по полу, курению, месту работы и типу фабрики. В каждой из этих категорий наблюдалась взаимосвязь между концентрацией пыли в более низких диапазонах пыли и распространенностью биссиноза и/или изменением объема форсированного выдоха за одну секунду (ОФВ).1).
В более поздних исследованиях ОФВ1 снижение в течение рабочей смены использовалось для оценки последствий воздействия, а также является частью стандарта США по хлопковой пыли.
Биссиноз долгое время рассматривался как своеобразное заболевание со смесью различных симптомов и без знания конкретной патологии. Некоторые авторы предположили, что это была профессиональная астма (Bouhuys, 1976). На собрании рабочей группы в 1987 г. была проанализирована симптоматика и патология заболевания (Rylander et al., 1987). Было решено, что заболевание включает несколько клинических проявлений, обычно связанных с воздействием органической пыли.
Токсический пневмонит может появиться в первый раз, когда сотрудник работает на фабрике, особенно при работе в секциях разрыхления, выдувания и чесания (Trice, 1940). Хотя привыкание развивается, симптомы могут появиться позже после необычно сильного воздействия.
Воспаление дыхательных путей является наиболее распространенным заболеванием и проявляется в различной степени тяжести от легкого раздражения носа и дыхательных путей до сильного сухого кашля и затрудненного дыхания. Воспаление вызывает сужение дыхательных путей и снижение ОФВ.1. Реактивность дыхательных путей увеличивается, что измеряется с помощью пробы с метахолином или гистамином. Обсуждалось, следует ли воспринимать воспаление дыхательных путей как самостоятельное заболевание или оно просто представляет собой симптом. Поскольку клинические проявления в виде сильного кашля с сужением дыхательных путей могут привести к снижению трудоспособности, обоснованно рассматривать его как профессиональное заболевание.
Продолжающееся воспаление дыхательных путей в течение нескольких лет может перерасти в хронический бронхит, особенно среди сильно подверженных воздействию рабочих в зонах выдувания и чесания. Клиническая картина будет хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ).
Профессиональная астма развивается у небольшого процента рабочей силы, но обычно не диагностируется в перекрестных исследованиях, поскольку рабочие вынуждены уходить с работы из-за болезни. Гиперчувствительный пневмонит не был обнаружен ни в одном из проведенных эпидемиологических исследований, и не было сообщений о случаях воздействия хлопковой пыли. Отсутствие аллергического пневмонита может быть связано с относительно низким количеством плесени в хлопке, так как заплесневевший хлопок неприемлем для переработки.
Субъективное ощущение стеснение в груди, чаще всего по понедельникам, является классическим симптомом воздействия хлопковой пыли (Schilling et al., 1955). Однако это не является особенностью, характерной только для воздействия хлопковой пыли, поскольку проявляется также у лиц, работающих с другими видами органической пыли (Donham et al., 1989). Стеснение в груди развивается медленно в течение нескольких лет, но оно также может быть вызвано у людей, ранее не подвергавшихся воздействию, при условии, что уровень дозы высок (Haglind and Rylander, 1984). Наличие стеснения в груди не связано напрямую со снижением ОФВ.1.
Патология стеснения в груди не была объяснена. Было высказано предположение, что симптомы связаны с повышенной клейкостью тромбоцитов, которые накапливаются в легочных капиллярах и повышают давление в легочной артерии. Вполне вероятно, что стеснение в груди связано с некоторой сенсибилизацией клеток, поскольку для развития симптома требуются повторные воздействия. Эта гипотеза подтверждается результатами исследований моноцитов крови хлопкоробов (Beijer et al., 1990). У хлопкоробов была обнаружена более высокая способность продуцировать прокоагулянтный фактор, свидетельствующий о сенсибилизации клеток, по сравнению с контрольной группой.
Окружающая среда
Заболевание первоначально было описано среди рабочих хлопчатобумажных, льняных и конопляных комбинатов. На первом этапе обработки хлопка на фабриках — вскрытии тюков, выдувании и чесании — более половины рабочих могут иметь симптомы стеснения в груди и воспаления дыхательных путей. Заболеваемость снижается по мере обработки хлопка, отражая последовательную очистку волокна от возбудителя. Биссиноз был описан во всех странах, где проводились исследования на хлопчатобумажных фабриках. Однако в некоторых странах, таких как Австралия, показатели заболеваемости необычно низкие (Gun et al., 1983).
В настоящее время имеются единые доказательства того, что бактериальные эндотоксины являются возбудителями токсического пневмонита и воспаления дыхательных путей (Castellan et al., 1987; Pernis et al., 1961; Rylander, Haglind and Lundholm, 1985; Rylander and Haglind, 1986; Herbert et al., 1992; Sigsgaard). и др., 1992). Описана зависимость доза-реакция, и типичные симптомы были вызваны вдыханием очищенного эндотоксина (Rylander et al., 1989; Michel et al., 1995). Хотя это не исключает возможности участия других агентов в патогенезе, эндотоксины могут служить маркерами риска заболевания. Маловероятно, что эндотоксины связаны с развитием профессиональной астмы, но они могут действовать как адъювант для потенциальных аллергенов хлопковой пыли.
Футляр
Диагноз биссиноза классически ставится с помощью опросников с конкретным вопросом «Чувствуете ли вы стеснение в груди, и если да, то в какой день недели?». Людей со стеснением в груди по утрам в понедельник классифицируют как биссинотиков по схеме, предложенной Schilling (1956). Можно проводить спирометрию и, в зависимости от различных комбинаций стеснения в груди и снижения ОФВ1схема диагностики, показанная в таблице 4, была усовершенствована.
Таблица 4. Диагностические критерии биссиноза
½ класса. Стеснение в груди в первый день некоторых рабочих недель
1 степень. Стеснение в груди в первый день каждой рабочей недели
2 степень. Стеснение в груди в первый и другие дни рабочей недели
Степень 3. Симптомы степени 2, сопровождающиеся признаками стойкой нетрудоспособности в виде снижения непереносимости усилий и/или снижения дыхательной способности.
Лечение
Лечение на легких стадиях биссиноза носит симптоматический характер, и большинство рабочих приучаются жить с легким стеснением в груди и бронхоконстрикцией, которые они испытывают по понедельникам или при очистке оборудования или при выполнении аналогичных работ с более высоким, чем обычно, воздействием. Более поздние стадии воспаления дыхательных путей или регулярная стесненность в груди несколько дней в неделю требуют перевода на менее пыльные операции. Наличие профессиональной астмы чаще всего требует смены работы.
предотвращение
Профилактика в целом подробно рассматривается в других разделах Энциклопедия. Основные принципы профилактики с точки зрения заменителей продукта, ограничения воздействия, защиты работников и скрининга заболеваний применимы также к воздействию хлопковой пыли.
Что касается заменителей продуктов, было предложено использовать хлопок с низким уровнем бактериального загрязнения. Обратное доказательство этой концепции можно найти в отчетах 1863 г., где переход на грязный хлопок спровоцировал увеличение распространенности симптомов среди подвергшихся воздействию рабочих (Leach 1863). Существует также возможность перехода на другие волокна, особенно синтетические волокна, хотя это не всегда возможно с точки зрения продукта. В настоящее время не существует применяемой в производстве методики снижения содержания эндотоксинов в хлопковом волокне.
Что касается уменьшения запыленности, то в Соединенных Штатах и других странах были реализованы успешные программы (Jacobs 1987). Такие программы являются дорогостоящими, а затраты на высокоэффективное удаление пыли могут быть непомерно высокими для развивающихся стран (Corn 1987).
Что касается контроля воздействия, уровень запыленности не является достаточно точным показателем риска воздействия. В зависимости от степени загрязнения грамотрицательными бактериями и, следовательно, эндотоксинами, данный уровень запыленности может быть связан или не связан с риском. Для эндотоксинов не было установлено никаких официальных руководств. Было высказано предположение, что уровень 200 нг/м3 - порог токсического пневмонита от 100 до 200 нг/м3 при остром сужении дыхательных путей в течение рабочей смены и 10 нг/м3 при воспалении дыхательных путей (Риландер и Джейкобс, 1997).
Знания о факторах риска и последствиях воздействия важны для профилактики. Информационная база быстро расширилась за последние годы, но большая ее часть еще не представлена в учебниках или других легкодоступных источниках. Еще одна проблема заключается в том, что симптомы и признаки респираторных заболеваний, вызванных органической пылью, неспецифичны и обычно встречаются среди населения. Таким образом, они не могут быть правильно диагностированы на ранних стадиях.
Надлежащее распространение знаний о воздействии хлопковой и другой органической пыли требует разработки соответствующих программ обучения. Они должны быть направлены не только на работников, подвергающихся потенциальному воздействию, но также на работодателей и медицинский персонал, особенно на инспекторов по гигиене труда и инженеров. Информация должна включать идентификацию источника, симптомы и описание болезни, а также методы защиты. Информированный работник может легче распознать симптомы, связанные с работой, и более эффективно общаться с поставщиком медицинских услуг. Что касается наблюдения за состоянием здоровья и скрининга, вопросники являются основным инструментом, который необходимо использовать. В литературе сообщалось о нескольких версиях вопросников, специально разработанных для диагностики заболеваний, вызванных органической пылью (Rylander, Peterson and Donham, 1990; Schwartz et al., 1995). Тестирование функции легких также является полезным инструментом для наблюдения и диагностики. Было обнаружено, что измерение реактивности дыхательных путей полезно (Rylander and Bergström, 1993; Carvalheiro et al., 1995). Другие диагностические инструменты, такие как измерение медиаторов воспаления или клеточной активности, все еще находятся на стадии исследований.
Бериллиоз представляет собой системное заболевание, поражающее несколько органов, с наиболее выраженными и частыми легочными проявлениями. Это происходит при воздействии бериллия в форме его сплава или в одном из его различных химических соединений. Путь воздействия – вдыхание, заболевание может быть острым или хроническим. В настоящее время острое заболевание встречается крайне редко, и со времени первого широкого промышленного использования бериллия в 1940-х годах, когда были приняты меры промышленной гигиены для ограничения воздействия высоких доз, не было зарегистрировано ни одного случая. Продолжают поступать сообщения о хронической бериллиевой болезни.
Бериллий, сплавы и соединения
Бериллий, промышленное вещество, предположительно обладающее канцерогенным потенциалом, отличается легким весом, высокой прочностью на разрыв и коррозионной стойкостью. В таблице 1 приведены свойства бериллия и его соединений.
Таблица 1. Свойства бериллия и его соединений
Формула |
Конкретный |
Температура плавления/кипения (ºC) |
Растворимость |
Описание |
|
Бериллий (Ве) |
9.01 (ав) |
1.85 |
1,298 ± 5 / 2,970 |
- |
От серого до серебристого металла |
Оксид бериллия (BeO) |
25 |
3.02 |
2,530±30/— |
Растворим в кислотах и щелочах; нерастворим в воде |
Белый аморфный порошок |
Фторид бериллия1 (БеФ2 ) |
47.02 |
1.99 |
возгоняет 800 ° C |
Легко растворим в воде; умеренно растворим в этиловом спирте |
Гигроскопичное твердое вещество |
хлорид бериллия2 (BeCl2 ) |
79.9 |
1.90 |
405/520 |
Очень растворим в воде; растворим в этиловом спирте, бензоле, этиловом эфире и сероуглероде |
Белые или слегка желтые расплывающиеся кристаллы |
нитрат бериллия3 (Быть(НЕТ3 )2 · 3H2 O) |
187.08 |
1.56 |
60/142 |
Растворим в воде и этиловом спирте |
Расплывающиеся кристаллы от белого до слабо желтого цвета |
нитрид бериллия4 (Быть3 N2 ) |
55.06 |
- |
2,200±100/— |
- |
Твердые, тугоплавкие белые кристаллы |
Сульфат бериллия |
177.2 |
1.71 |
100/— |
Растворим в воде; нерастворим в этиловом спирте |
Бесцветные кристаллы |
1 Фторид бериллия получают декомпенсацией при 900–950 °С бериллийфторида аммония. Его основное использование - производство металлического бериллия путем восстановления магнием.
2 Хлорид бериллия получают путем пропускания хлора над смесью оксида бериллия и углерода.
3 Нитрат бериллия получают действием азотной кислоты на оксид бериллия. Используется как химический реагент и как отвердитель газовой оболочки.
4 Нитрид бериллия получают нагреванием порошка металлического бериллия в бескислородной атмосфере азота при температуре 700–1,400 °С. Он используется в атомно-энергетических реакциях, включая производство радиоактивного изотопа углерода углерод-14.
5 Гидрат сульфата бериллия получают путем обработки оплавленной руды концентрированной серной кислотой. Он используется в производстве металлического бериллия сульфатным способом.
Источники
Берилл (3BeO·Al2O3· 6 SiO2) является основным коммерческим источником бериллия, наиболее распространенным из минералов, содержащих высокие концентрации оксида бериллия (от 10 до 13%). Основные источники берилла находятся в Аргентине, Бразилии, Индии, Зимбабве и Южно-Африканской Республике. В Соединенных Штатах берилл встречается в Колорадо, Южной Дакоте, Нью-Мексико и Юте. Бертрандит, бедная руда (от 0.1 до 3%) с содержанием растворимого в кислоте бериллия, сейчас добывается и перерабатывается в Юте.
Производство
Двумя наиболее важными методами извлечения бериллия из руды являются сульфатный и фторидный процессы.
В сульфатном процессе измельченный берилл плавится в дуговой печи при температуре 1,65°C и выливается в высокоскоростной поток воды, образуя фритту. После термической обработки фритта измельчается в шаровой мельнице и смешивается с концентрированной серной кислотой с образованием суспензии, которая распыляется в виде струи во вращающуюся сульфатную мельницу прямого нагрева. Бериллий, находящийся теперь в водорастворимой форме, выщелачивается из шлама, а гидроксид аммония добавляется к выщелачивающему раствору, который затем подается в кристаллизатор, где выкристаллизовываются аммонийные квасцы. К раствору добавляют хелатирующие агенты, чтобы удерживать железо и никель в растворе, затем добавляют гидроксид натрия, и образовавшийся таким образом бериллат натрия гидролизуют с образованием осадка гидроксида бериллия. Последний продукт может быть превращен во фторид бериллия для восстановления магнием до металлического бериллия или в хлорид бериллия для электролитического восстановления.
Во фторидном процессе (рис. 1) брикетированная смесь измельченной руды, кремнефторида натрия и кальцинированной соды спекается в печи с вращающимся подом. Спеченный материал измельчают, измельчают и выщелачивают. К полученному таким образом раствору фторида бериллия добавляют гидроксид натрия и фильтруют осадок гидроксида бериллия на ротационном фильтре. Металлический бериллий получают, как и в предыдущем процессе, восстановлением фторида бериллия магнием или электролизом хлорида бериллия.
Рисунок 1. Производство оксида бериллия фторидным процессом.
Пользы
Бериллий используется в сплавах с рядом металлов, включая сталь, никель, магний, цинк и алюминий, причем наиболее широко используется сплав бериллий-медь, правильно называемый «бронзой», который обладает высокой прочностью на растяжение и способностью к закалке. путем термической обработки. Бериллиевые бронзы используются в искробезопасных инструментах, деталях электрических переключателей, часовых пружинах, диафрагмах, прокладках, кулачках и втулках.
Одним из самых больших применений металла является замедлитель тепловых нейтронов в ядерных реакторах и отражатель для уменьшения утечки нейтронов из активной зоны реактора. В качестве источника нейтронов часто используется смешанный уран-бериллиевый источник. В качестве фольги бериллий используется в качестве оконного материала в рентгеновских трубках. Его легкость, высокий модуль упругости и термостойкость делают его привлекательным материалом для авиационной и аэрокосмической промышленности.
Оксид бериллия получают путем нагревания нитрата или гидроксида бериллия.
Он используется в производстве керамики, огнеупорных материалов и других соединений бериллия. Он использовался для производства люминофоров для люминесцентных ламп до тех пор, пока распространение бериллиевой болезни в промышленности не заставило его использовать для этой цели (в 1949 году в США).
опасности
Пожароопасность и опасность для здоровья связаны с процессами с участием бериллия. Мелкоизмельченный порошок бериллия будет гореть, причем степень горючести зависит от размера частиц. Возникли пожары на пылефильтровальных установках и при сварке вентиляционных каналов, в которых присутствовал мелкодисперсный бериллий.
Бериллий и его соединения являются высокотоксичными веществами. Бериллий может поражать все системы органов, хотя в первую очередь поражаются легкие. Бериллий вызывает системные заболевания при вдыхании и может широко распространяться по всему телу после всасывания из легких. Небольшое количество бериллия всасывается из желудочно-кишечного тракта. Бериллий может вызывать раздражение кожи, а его травматическое введение в подкожную клетчатку может вызвать местное раздражение и образование гранулем.
Патогенез
Бериллий во всех его формах, за исключением бериловой руды, связан с болезнями. Путь проникновения – ингаляционный, при остром заболевании наблюдается прямое токсическое действие как на слизистую носоглотки, так и всего трахеобронхиального дерева, вызывая отек и воспаление. В легких вызывает острый химический пневмонит. На данный момент основной формой токсичности бериллия является хроническая бериллиевая болезнь. Бериллий-специфический гиперчувствительность замедленного типа является основным путем хронического заболевания. Поступление бериллия в систему через легкие приводит к пролиферации специфических БК+ лимфоциты, при этом бериллий действует как специфический антиген либо сам по себе, либо в виде гаптена через путь рецептора интерлейкина-2 (IL2). Таким образом, индивидуальную восприимчивость к бериллию можно объяснить на основе индивидуального КД.+ отклик. Затем высвобождение лимфокинов из активированных лимфоцитов может привести к образованию гранулемы и привлечению макрофагов. Бериллий может транспортироваться вне легких, где он может вызвать образование гранулемы. Бериллий медленно высвобождается из разных мест и выводится почками. Это медленное высвобождение может происходить в течение 20–30 лет. Хронический характер и латентность заболевания, вероятно, можно объяснить феноменом медленного метаболизма и высвобождения. Иммунные механизмы, участвующие в патогенезе бериллиевой болезни, также допускают специфические подходы к диагностике, которые будут обсуждаться ниже.
гистопатология
Первичным патологическим признаком бериллиевой болезни является образование неказеозных гранулем в легких, лимфатических узлах и других местах. Гистопатологические исследования легких у больных с острым бериллиозом выявили неспецифическую картину острого и подострого бронхита и пневмонита. При хронической бериллиозной болезни имеют место лимфоцитарная инфильтрация интерстиция легкого различной степени и образование неказеозных гранулем (рис. 2).
Рис. 2. Легочная ткань больного хроническим бериллиозом
Видны как гранулемы, так и круглоклеточная инфильтрация.
Многие гранулемы располагаются в перибронхиолярных областях. Кроме того, могут быть гистиоциты, плазматические клетки и гигантские клетки с кальцинированными тельцами-включениями. Если речь идет исключительно о формировании гранулемы, долгосрочный прогноз лучше. Гистология легкого при хронической бериллиевой болезни неотличима от таковой при саркоидозе. Неказеозные гранулемы также обнаруживаются в лимфатических узлах, печени, селезенке, мышцах и коже.
Клинические проявления
Травмы кожи
Кислые соли бериллия вызывают аллергический контактный дерматит. Такие поражения могут быть эритематозными, папулезными или папуловезикулярными, обычно сопровождаются зудом и обнаруживаются на открытых участках тела. Обычно от первого контакта до возникновения дерматита проходит 2 недели, за исключением случаев сильного воздействия, когда реакция раздражения может быть немедленной. Эта задержка рассматривается как время, необходимое для развития гиперчувствительного состояния.
Случайная имплантация металлического бериллия или кристаллов растворимого соединения бериллия в ссадину, трещину на коже или под ногтем может вызвать уплотнение области с центральным нагноением. На таких участках также могут образовываться гранулемы.
Конъюнктивит и дерматит могут возникать по отдельности или вместе. В случаях конъюнктивита периорбитальный отек может быть тяжелым.
Острое заболевание
Бериллиозный назофарингит характеризуется отеком и гиперемией слизистых оболочек, очагами кровотечения, трещинами и изъязвлениями. Описана перфорация носовой перегородки. Удаление из зоны воздействия приводит к купированию этого воспалительного процесса в течение 3-6 недель.
Поражение трахеи и бронхиального дерева после воздействия более высоких концентраций бериллия вызывает непродуктивный кашель, боль за грудиной и умеренную одышку. Могут быть слышны хрипы и/или хрипы, а рентгенография грудной клетки может показать усиление бронховаскулярных отметин. Характер и скорость появления, а также тяжесть этих признаков и симптомов зависят от качества и количества воздействия. Выздоровление следует ожидать в течение 1–4 недель, если рабочий будет удален от дальнейшего воздействия.
Использование стероидов весьма полезно в противодействии острому заболеванию. За последние 30 лет в Регистре случаев бериллия не было зарегистрировано ни одного нового случая острого заболевания. Реестр, созданный Харриет Харди в 1952 году, насчитывает почти 1,000 записей о случаях заболевания, среди которых числятся 212 острых случаев. Почти все они произошли в отрасли производства люминесцентных ламп. У сорока четырех субъектов с острым заболеванием впоследствии развилось хроническое заболевание.
Хроническая бериллиевая болезнь
Хроническая бериллиевая болезнь представляет собой легочное и системное гранулематозное заболевание, вызванное вдыханием бериллия. Латентный период заболевания может составлять от 1 до 30 лет, чаще всего через 10–15 лет после первого заражения. Хроническая бериллиозная болезнь имеет вариабельное течение с обострениями и ремиссиями в клинических проявлениях. Однако заболевание обычно прогрессирует. Было несколько случаев рентгенологических отклонений грудной клетки со стабильным клиническим течением и без выраженных симптомов.
Одышка при физической нагрузке является наиболее частым симптомом хронической бериллиевой болезни. Другими симптомами являются кашель, утомляемость, потеря веса, боль в груди и артралгии. Физикальные признаки могут быть совершенно нормальными или могут включать бибазилярные хрипы, лимфаденопатию, поражения кожи, гепатоспленомегалию и клубообразование. Признаки легочной гипертензии могут присутствовать при тяжелом, длительном течении заболевания.
У некоторых пациентов могут возникать камни в почках и гиперурикемия, а также были редкие сообщения об увеличении околоушной железы и поражении центральной нервной системы. Клинические проявления хронической бериллиевой болезни очень похожи на проявления саркоидоза.
Рентгенологические особенности
Рентгенологическая картина при хронической бериллиевой болезни неспецифична и аналогична той, которая может наблюдаться при саркоидозе, идиопатическом легочном фиброзе, туберкулезе, микозах и пылевой болезни (рис. 3). На ранних стадиях болезни пленки могут иметь зернистую, узловатую или линейную плотность. Эти аномалии могут увеличиваться, уменьшаться или оставаться неизменными, с фиброзом или без него. Вовлечение верхней доли является распространенным явлением. Прикорневая лимфаденопатия, наблюдаемая примерно у трети пациентов, обычно бывает двусторонней и сопровождается пятнистостью легочных полей. Отсутствие изменений в легких при аденопатии является относительным, но не абсолютным отличительным признаком в пользу саркоидоза по сравнению с хронической бериллиевой болезнью. Сообщалось об односторонней внутригрудной лимфаденопатии, но она встречается довольно редко.
Рисунок 3. Рентгенограмма грудной клетки пациента с хронической бериллиозной болезнью, показывающая диффузные фиброзно-узелковые инфильтраты и выступающие ворота.
Рентгеновская картина плохо коррелирует с клиническим статусом и не отражает конкретных качественных или количественных аспектов причинного воздействия.
Функциональные тесты легких
Данные Реестра случаев бериллиевой болезни показывают, что при хронической бериллиевой болезни можно обнаружить 3 типа нарушений. Из 41 пациента, обследованного в течение в среднем 23 лет после первоначального воздействия бериллия, у 20 % был рестриктивный дефект, у 36 % был интерстициальный дефект (нормальные объемы легких и скорость воздушного потока, но сниженная диффузионная способность для монооксида углерода), 39 % имели обструктивный дефект и 5% были нормальными. Обструктивный паттерн, встречающийся как у курильщиков, так и у некурящих, был связан с гранулемами в перибронхиальной области. Это исследование показало, что характер нарушений влияет на прогноз. Пациенты с интерстициальным дефектом чувствовали себя лучше всего с наименьшим ухудшением состояния в течение пятилетнего интервала. У пациентов с обструктивными и рестриктивными дефектами отмечалось ухудшение состояния, несмотря на кортикостероидную терапию.
Исследования функции легких у рабочих, занимающихся добычей бериллия, у которых не было симптомов, показали наличие легкой артериальной гипоксемии. Обычно это происходило в течение первых 10 лет воздействия. У рабочих, подвергшихся воздействию бериллия в течение 20 лет и более, отмечалось снижение форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ) и объема форсированного выдоха за одну секунду (ОФВ).1). Эти данные свидетельствуют о том, что первоначальная легкая гипоксемия может быть связана с ранним альвеолитом и что при дальнейшем воздействии и с течением времени снижение ОФВ1 и ФЖЕЛ может представлять собой образование фиброза и гранулемы.
Другие лабораторные тесты
Сообщалось о неспецифических аномальных лабораторных тестах при хроническом бериллиозе, которые включают повышенную скорость оседания, эритроцитоз, повышенный уровень гаммаглобулина, гиперурикемию и гиперкальциемию.
Кожная проба Квейма отрицательна при бериллиевой болезни, тогда как при саркоидозе она может быть положительной. Уровень ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) обычно нормальный при бериллиевой болезни, но может быть повышен у 60% или более пациентов с активным саркоидозом.
Диагноз
Диагностика хронической бериллиевой болезни в течение многих лет основывалась на критериях, разработанных с помощью Реестра случаев бериллиевой болезни, которые включали:
Четыре из шести критериев должны были быть соблюдены и должны были включать либо (1), либо (6). С 1980-х годов достижения в области иммунологии позволили поставить диагноз бериллиевой болезни, не требуя образцов ткани для гистологического исследования или анализа бериллия. Трансформация лимфоцитов в крови в ответ на воздействие бериллия (как в тесте трансформации лимфоцитов, LTT) или лимфоцитов в результате бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ) была предложена Newman et al. (1989) как полезный диагностический инструмент для постановки диагноза бериллиевой болезни у подвергшихся воздействию субъектов. Их данные свидетельствуют о том, что положительный результат LTT в крови свидетельствует о сенсибилизации. Однако последние данные показывают, что LTT в крови плохо коррелирует с заболеванием легких. Трансформация лимфоцитов БАЛ намного лучше коррелирует с аномальной функцией легких и плохо коррелирует с одновременными аномалиями в LTT крови. Таким образом, для постановки диагноза бериллиевой болезни необходимо сочетание клинических, рентгенологических и легочных нарушений, а также положительный результат LTT в БАЛ. Положительный LTT крови сам по себе не является диагностическим. Микрозондовый анализ небольших образцов ткани на бериллий — еще одна недавняя инновация, которая может помочь в диагностике заболевания в небольших образцах ткани легких, полученных при трансбронхиальной биопсии легкого.
Саркоидоз является заболеванием, наиболее близким к хронической бериллиевой болезни, и его дифференциация может быть затруднена. До сих пор при хроническом бериллиозе не было выявлено ни кистозной болезни костей, ни поражения глаз или миндалин. Точно так же тест Квейма отрицателен при бериллиевой болезни. Кожные пробы для демонстрации сенсибилизации бериллием не рекомендуются, поскольку сам тест является сенсибилизирующим, может вызвать системные реакции у сенсибилизированных людей и сам по себе не устанавливает, что присутствующее заболевание обязательно связано с бериллием.
Более сложные иммунологические подходы к дифференциальной диагностике должны обеспечить лучшую дифференциацию от саркоидоза в будущем.
прогноз
Прогноз хронической бериллиевой болезни с годами изменился в лучшую сторону; было высказано предположение, что более длительные задержки в начале заболевания, наблюдаемые у рабочих, работающих с бериллием, могут отражать более низкое воздействие или более низкую нагрузку бериллия на организм, что приводит к более легкому клиническому течению. Клинические данные свидетельствуют о том, что стероидная терапия, если ее применять при первом появлении измеримой инвалидности в адекватных дозах в течение достаточно длительного периода времени, улучшает клиническое состояние многих пациентов, позволяя некоторым из них вернуться к полезной работе. Нет четких доказательств того, что стероиды излечивают хроническое отравление бериллием.
Бериллий и рак
У животных экспериментально введенный бериллий является канцерогеном, вызывающим остеогенную саркому после внутривенного введения у кроликов и рак легких после вдыхания у крыс и обезьян. Вопрос о том, может ли бериллий быть канцерогеном для человека, является спорным. Некоторые эпидемиологические исследования предполагают наличие связи, особенно после острой бериллиевой болезни. Этот вывод был оспорен другими. Можно заключить, что бериллий канцерогенен для животных и может существовать связь между раком легких и бериллием у людей, особенно при остром заболевании.
Меры безопасности и охраны здоровья
Меры безопасности и охраны здоровья должны охватывать опасность возгорания, а также гораздо более серьезную опасность токсичности.
Предупреждение об огне
Должны быть приняты меры для предотвращения возможных источников воспламенения, таких как искрение или искрение электрических аппаратов, трение и т. д., вблизи мелкодисперсного бериллиевого порошка. Оборудование, в котором находился этот порошок, должно быть опорожнено и очищено перед использованием на нем ацетилена или электросварочного аппарата. Не содержащий окислов ультратонкий порошок бериллия, приготовленный в среде инертного газа, может самовозгораться при контакте с воздухом.
Для тушения бериллиевого пожара следует использовать подходящий сухой порошок, а не воду. Следует надеть полный комплект средств индивидуальной защиты, включая средства защиты органов дыхания, а пожарные должны после этого принять ванну и организовать отдельную стирку своей одежды.
Охрана здоровья
Бериллиевые процессы должны проводиться под тщательным контролем, чтобы защитить как рабочих, так и население в целом. Основной риск связан с переносимым по воздуху загрязнением, поэтому процесс и установка должны быть спроектированы так, чтобы образовывалось как можно меньше пыли или дыма. Использовать мокрые процессы вместо сухих, а ингредиенты бериллийсодержащих препаратов унифицировать в виде водных суспензий, а не сухих порошков; по возможности установка должна быть спроектирована как группа отдельных закрытых блоков. Допустимая концентрация бериллия в атмосфере настолько мала, что ограждение необходимо применять даже при мокрых процессах, иначе вытекающие брызги и разливы могут засохнуть, а пыль попасть в атмосферу.
Операции, в результате которых может выделяться пыль, должны проводиться в зонах с максимальной степенью ограждения в соответствии с потребностями манипуляций. Некоторые операции выполняются в перчаточных боксах, но гораздо больше — в помещениях, оборудованных вытяжной вентиляцией, аналогичной той, которая установлена в химико-вытяжных шкафах. Операции механической обработки могут вентилироваться с помощью местных вытяжных систем с высокой скоростью и малым объемом или с помощью кожухов с вытяжной вентиляцией.
Для проверки эффективности этих мер предосторожности следует проводить мониторинг атмосферы таким образом, чтобы можно было рассчитать среднесуточный уровень воздействия на рабочих вдыхаемого бериллия. Рабочая зона должна регулярно очищаться с помощью соответствующего пылесоса или влажной швабры. Бериллиевые процессы должны быть отделены от других операций на заводе.
Рабочие, занимающиеся бериллиевыми процессами, должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты. Там, где они полностью заняты в процессах, связанных с манипуляциями с соединениями бериллия, или в процессах, связанных с извлечением металла из руды, должна быть предусмотрена полная смена одежды, чтобы рабочие не шли домой в одежде, в которой они работают. работал. Должны быть приняты меры для безопасной стирки такой рабочей одежды, и даже работникам прачечных должны быть предоставлены защитные комбинезоны, чтобы они также не подвергались риску. Эти договоренности не должны быть оставлены для обычных процедур домашней стирки. Случаи отравления бериллием в семьях рабочих связаны с тем, что рабочие брали домой зараженную одежду или носили ее дома.
Стандарт гигиены труда 2 мкг/м3, предложенный в 1949 году комитетом, работающим под эгидой Комиссии по атомной энергии США, по-прежнему широко соблюдается. Существующие интерпретации обычно допускают колебания до «потолка» в 5 мкг/м.3 до тех пор, пока не будет превышено среднее значение, взвешенное по времени. Кроме того, «приемлемый максимальный пик концентрации над потолком для восьмичасовой смены» составляет 25 мкг/м.3 также допустимо до 30 мин. Эти рабочие уровни достижимы в текущей производственной практике, и нет никаких свидетельств неблагоприятного воздействия на здоровье людей, работающих в среде, контролируемой таким образом. Из-за возможной связи между бериллием и раком легких было предложено снизить допустимый предел до 1 мкг/м.3, но никаких официальных действий по этому предложению в Соединенных Штатах предпринято не было.
Население, подверженное риску развития бериллиевой болезни, - это те, кто каким-то образом имеет дело с бериллием при его добыче или последующем использовании. Однако было зарегистрировано несколько «соседских» случаев на расстоянии от 1 до 2 км от предприятий по добыче бериллия.
Предварительные и периодические медицинские осмотры рабочих, подвергшихся воздействию бериллия и его соединений, обязательны в ряде стран. Рекомендуемая оценка включает ежегодную респираторную анкету, рентгенографию грудной клетки и тесты функции легких. С развитием иммунологии LTT также может стать рутинной оценкой, хотя в настоящее время недостаточно данных, чтобы рекомендовать ее рутинное использование. При наличии признаков бериллиевой болезни неразумно позволять рабочему подвергаться дальнейшему воздействию бериллия, даже если рабочее место соответствует пороговым критериям концентрации бериллия в воздухе.
Лечение
Важным шагом в терапии является предотвращение дальнейшего воздействия бериллия. Кортикостероиды являются основным методом терапии хронической бериллиевой болезни. Кортикостероиды благоприятно изменяют течение болезни, но не «излечивают» ее.
Кортикостероиды следует начинать ежедневно с относительно высокой дозы преднизолона от 0.5 до 1 мг на кг или более и продолжать до тех пор, пока не наступит улучшение или не произойдет дальнейшее ухудшение клинических показателей или показателей функции легких. Обычно это занимает от 4 до 6 недель. Рекомендуется медленное снижение дозы стероидов, и, в конечном итоге, возможна терапия через день. Стероидная терапия обычно становится необходимостью на всю жизнь.
Другие поддерживающие меры, такие как дополнительный кислород, диуретики, наперстянка и антибиотики (при наличии инфекции), показаны в зависимости от клинического состояния пациента. Следует также рассмотреть возможность иммунизации против гриппа и пневмококка, как и у любого пациента с хроническим респираторным заболеванием.
Выражение пневмокониоз, от греческого пневма (воздух, ветер) и конис (пыль) был придуман в Германии Ценкером в 1867 году для обозначения изменений в легких, вызванных задержкой вдыхаемой пыли. Постепенно стала очевидной необходимость различать влияние различных видов пыли. Необходимо различать минеральную или растительную пыль и их микробиологическую составляющую. В связи с этим на Третьей международной конференции экспертов по пневмокониозу, организованной МОТ в Сиднее в 1950 г., было принято следующее определение: «Пневмокониоз — это поддающееся диагностике заболевание легких, возникающее при вдыхании пыли, при этом под термином «пыль» следует понимать к твердым частицам в твердой фазе, но исключая живые организмы».
Тем не менее, слово болезнь по-видимому, подразумевает некоторую степень нарушения здоровья, чего может не быть в случае пневмокониозов, не связанных с развитием фиброза/рубцевания легких. В целом реакция легочной ткани на присутствие пыли неодинакова у разных видов пыли. Нефиброгенные пыли вызывают в легких тканевую реакцию, характеризующуюся минимальной фиброзной реакцией и отсутствием нарушений функции легких. Такие пыли, примерами которых являются мелкодисперсные пыли каолинита, диоксида титана, оксида олова, сульфата бария и оксида железа, часто называют биологически инертными.
Фиброгенная пыль, такая как диоксид кремния или асбест, вызывает более выраженную фиброгенную реакцию, приводящую к образованию рубцов в легочной ткани и явным заболеваниям. Разделение пыли на фиброгенную и нефиброгенную разновидности отнюдь не является четким, поскольку многие минералы, особенно силикаты, занимают промежуточное положение по своей способности вызывать фиброзные поражения в легких. Тем не менее она оказалась полезной для клинических целей и нашла отражение в классификации пневмокониозов.
Новое определение пневмокониозов было принято на Четвертой международной конференции по пневмокониозам, Бухарест, 1971 г.: «Пневмокониозы — это скопление пыли в легких и тканевые реакции на ее присутствие. Для целей этого определения «пыль» означает аэрозоль, состоящий из твердых неживых частиц».
Во избежание неправильного толкования выражение неопухолевый иногда добавляется к словам «тканевая реакция».
Рабочая группа на Конференции сделала следующее всеобъемлющее заявление:
Определение пневмокониоза
Ранее, в 1950 г., на 3-й Международной конференции специалистов по пневмокониозам было принято определение пневмокониоза, которое используется до настоящего времени. Между тем, развитие новых технологий привело к увеличению профессиональных рисков, особенно тех, которые связаны с вдыханием переносимых по воздуху загрязняющих веществ. Расширение знаний в области медицины труда позволило распознать новые легочные заболевания профессионального происхождения, но также продемонстрировало необходимость пересмотра определения пневмокониоза, принятого в 1950 году. Поэтому МОТ организовала созыв Рабочей группы. в рамках IV Международной конференции по пневмокониозам с целью рассмотрения вопроса об определении пневмокониозов. Рабочая группа провела общее обсуждение по этому вопросу и приступила к рассмотрению ряда предложений, представленных ее членами. Наконец, было принято новое определение пневмокониоза, подготовленное вместе с комментарием. Этот текст воспроизводится ниже.
В последние годы в ряде стран к пневмокониозам по социально-экономическим причинам отнесены состояния, которые явно не являются пневмокониозами, но тем не менее являются профессиональными легочными заболеваниями. Под термином «заболевание» в целях профилактики включаются самые ранние проявления, не обязательно приводящие к инвалидности или сокращению жизни. Поэтому Рабочая группа решила переопределить пневмокониоз как накопление пыли в легких и реакцию тканей на ее присутствие. Для целей этого определения «пыль» означает аэрозоль, состоящий из твердых частиц неживой природы. С патологоанатомической точки зрения пневмокониозы для удобства можно разделить на коллагеновые и неколлагеновые формы. Неколлагеновый пневмокониоз вызывается нефиброгенной пылью и имеет следующие характеристики:
Примерами неколлагенового пневмокониоза являются пневмокониозы, вызванные чистой пылью оксида олова (станноз) и сульфата бария (баритоз).
Коллагеновый пневмокониоз характеризуется:
Такой коллагенозный пневмокониоз может быть вызван фиброгенной пылью или измененной реакцией ткани на нефиброгенную пыль.
Примерами коллагенового пневмокониоза, вызванного фиброгенной пылью, являются силикоз и асбестоз, тогда как осложненный пневмокониоз шахтеров или прогрессирующий массивный фиброз (PMF) представляет собой измененную реакцию ткани на относительно нефиброгенную пыль. На практике различие между коллагеновым и неколлагеновым пневмокониозом установить трудно. Продолжительное воздействие одной и той же пыли, такой как угольная пыль, может вызвать переход от неколлагеновой формы к коллагеновой. Кроме того, воздействие одной пыли в настоящее время становится все менее распространенным явлением, а воздействие смешанной пыли, имеющей разную степень фиброгенного потенциала, может привести к пневмокониозу, который может варьироваться от неколлагеновой до коллагеновой формы. Кроме того, существуют профессиональные хронические легочные заболевания, которые, хотя и развиваются при вдыхании пыли, исключаются из пневмокониозов, поскольку не известно, что частицы накапливаются в легких. Ниже приведены примеры потенциально инвалидизирующих профессиональных хронических легочных заболеваний: биссиноз, бериллиоз, фермерское легкое и родственные заболевания. У них есть один общий знаменатель, а именно этиологический компонент пыли вызывает сенсибилизацию легочной или бронхиальной ткани, так что, если легочная ткань реагирует, воспаление имеет тенденцию быть гранулематозным, а если бронхиальная ткань реагирует, возникает сужение бронхов. Воздействие вредных вдыхаемых материалов на определенных производствах связано с повышенным риском смертности от рака дыхательных путей. Примерами таких материалов являются радиоактивные руды, асбест и хроматы.
Принята на IV Международной конференции МОТ по пневмокониозам. Бухарест, 1971 год.
Несмотря на все национальные и международные усилия, направленные на их профилактику, пневмокониозы все еще широко распространены как в промышленно развитых, так и в развивающихся странах и являются причиной инвалидности и инвалидности многих рабочих. Вот почему Международное бюро труда (МОТ), Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и многие национальные институты гигиены и безопасности труда продолжают борьбу с этими заболеваниями и предлагают устойчивые программы для их предотвращения. Например, МОТ, ВОЗ и Национальный институт безопасности и гигиены труда США (NIOSH) предложили в своих программах работать совместно над глобальной борьбой с силикозом. Часть этой программы основана на медицинском наблюдении, которое включает чтение рентгенограмм грудной клетки, чтобы помочь диагностировать этот пневмокониоз. Это один из примеров, который объясняет, почему МОТ в сотрудничестве со многими экспертами разработала и постоянно обновляет классификацию рентгенограмм пневмокониозов, которая обеспечивает средства для систематической регистрации рентгенографических аномалий в грудной клетке, вызванных вдыханием пыли. Схема предназначена для классификации изображений задне-передних рентгенограмм грудной клетки.
Целью классификации является простое и воспроизводимое кодирование рентгенологических аномалий пневмокониозов. Классификация не определяет патологических образований и не учитывает работоспособность. Классификация не подразумевает юридических определений пневмокониозов для целей компенсации, а также не подразумевает уровень, на котором выплачивается компенсация. Тем не менее, было обнаружено, что классификация имеет более широкое применение, чем предполагалось. В настоящее время он широко используется во всем мире для эпидемиологических исследований, для надзора за этими промышленными профессиями и в клинических целях. Использование схемы может привести к лучшей международной сопоставимости статистики пневмокониозов. Он также используется для систематического описания и регистрации части информации, необходимой для оценки компенсации.
Наиболее важным условием для полноценного использования этой системы классификации с научной и этической точки зрения является постоянное чтение фильмов, подлежащих классификации, путем систематического обращения к 22 стандартным фильмам, представленным в Международной классификации МОТ. фильмы. Если читатель пытается классифицировать пленку, не обращаясь ни к одной из стандартных пленок, то не следует упоминать о чтении в соответствии с Международной классификацией рентгенограмм МОТ. Возможность отклонения от классификации из-за избыточного или недостаточного чтения настолько рискованна, что его или ее чтение не следует использовать, по крайней мере, для эпидемиологических исследований или международной сопоставимости статистики пневмокониозов.
Первая классификация была предложена для силикоза на Первой международной конференции специалистов по пневмокониозам, состоявшейся в Йоханнесбурге в 1930 г. Она сочетала в себе как рентгенологические проявления, так и нарушение функции легких. В 1958 г. была создана новая классификация, основанная исключительно на рентгенологических изменениях (Женевская классификация 1958 г.). С тех пор он несколько раз пересматривался, последний раз в 1980 году, всегда с целью предоставления улучшенных версий для широкого использования в клинических и эпидемиологических целях. Каждая новая версия классификации, продвигаемая МОТ, вносила модификации и изменения, основанные на международном опыте, накопленном при использовании более ранних классификаций.
Чтобы дать четкие инструкции по использованию классификации, МОТ выпустила в 1970 г. публикацию, озаглавленную Международная классификация рентгенограмм пневмокониозов/1968 г. в серии «Безопасность и гигиена труда» (№ 22). Эта публикация была пересмотрена в 1972 г. Международная классификация рентгенограмм пневмокониозов U/C МОТ/1971 г. и снова в 1980 году как Руководство по использованию Международной классификации рентгенограмм пневмокониозов МОТ, исправленное издание 1980 г. Описание стандартных рентгенограмм приведено в таблице 1.
Таблица 1. Описание стандартных рентгенограмм
1980 Стандартные рентгенограммы, показывающие | Небольшие непрозрачности | Утолщение плевры | ||||||||||
Грудная клетка | ||||||||||||
Техническое качество | расточительность | Форма- размер | степень | Большие непрозрачности | Ограниченный (бляшки) | Рассеянный свет | Мембранный клапан | Облитерация реберно-диафрагмального угла | Плевральная кальцификация | Символы | Комментарии | |
0/0 (пример 1) | 1 | 0/0 | – | – | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Ничто | Хорошо выражен сосудистый рисунок |
0/0 (пример 2) | 1 | 0/0 | – | – | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Ничто | Также показан сосудистый рисунок, но не так четко, как в примере 1. |
1/1; п/п | 1 | 1/1 | п/п | Р Л х х х х х х х | A | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | рп. | Ревматоидный пневмокониоз в левой нижней зоне. Небольшие помутнения присутствуют во всех зонах, но их обильность в правой верхней зоне типична (некоторые сказали бы, что немного более обильна), чем классифицируется как категория 1/1. |
2/2; п/п | 2 | 2/2 | п/п | Р Л х х х х х х х | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Пи; тб. | Дефект качества: рентгенограмма слишком светлая |
3/3; п/п | 1 | 3/3 | п/п | Р Л х х х х х х х | Нет | Нет | Нет | Нет | Да Р Л х – | Нет | Топор. | Ничто |
1/1; кв/кв | 1 | 1/1 | кв / кв | Р Л х х х х – – | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Ничто | Иллюстрирует изобилие на 1/1 лучше, чем форма или размер |
2/2; кв/кв | 1 | 2/2 | кв / кв | Р Л х х х х х х х | Нет | Нет | Да R L x x ширина: a размер: 1 1 | Нет | Да Р Л х х | Нет | Ничто | Ничто |
3/3; кв/кв | 2 | 3/3 | кв / кв | Р Л х х х х х х х | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Пи. | Дефекты качества: плохая четкость плевры и срезанные базальные углы. |
1/1; р/р | 2 | 1/1 | г / г | Р Л х х х х – – | Нет | Нет | Нет | Нет | Да Р Л – х | Нет | Ничто | Дефект качества: движение предмета. Обилие небольших затемнений более выражено в правом легком. |
2/2; р/р | 2 | 2/2 | г / г | Р Л х х х х х х х | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Ничто | Дефекты качества: рентгенограмма слишком светлая и слишком высокая контрастность. Тень сердца несколько смещена влево |
3/3; р/р | 1 | 3/3 | г / г | Р Л х х х х х х х | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | топор; я. | Ничто |
1/1; с/т | 2 | 1/1 | с / т | Р Л х – х х х х | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | кл. | Дефект качества: обрезаны основы. Линии Керли в нижней правой зоне |
2/2; SS | 2 | 2/2 | с / с | Р Л – – х х х х | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Эм. | Дефект качества: искривление основ из-за усадки. Эмфизема верхних отделов |
3/3; SS | 2 | 3/3 | с / с | Р Л х х х х х х х | Нет | Нет | Да R L x x ширина: a размер: 3 3 | Нет | Нет | Нет | хо; их; Пи. | Дефект качества: рентгенограмма слишком светлая. Сотовый вид легких не отмечается |
1/1; t/t Облитерация реберно-диафрагмального угла | 1 | 1/1 | т / т | Р Л – – х х х х | Нет | Нет | Да R L x x ширина: a размер: 2 2 | Нет | Да Р Л х – | Да R L – x степень: 2 | Ничто | Эта рентгенограмма определяет нижний предел облитерации реберно-диафрагмального угла. Обратите внимание на сморщивание нижних отделов легких. |
2/2; т/т | 1 | 2/2 | т / т | Р Л х х х х х х х | Нет | Нет | Да R L x x ширина: a размер: 1 1 | Нет | Нет | Нет | я. | Плевральные утолщения присутствуют в верхушках легких. |
3/3; т/т | 1 | 3/3 | т / т | Р Л х х х х х х х | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Привет; хо; я бы; их; тб. | Ничто |
1/1; у/у 2/2; у/у 3/3; ты / ты | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | Эта составная рентгенограмма иллюстрирует средние категории обилия небольших затемнений, классифицируемых по форме и размеру как u/u. |
A | 2 | 2/2 | п / д | Р Л х х х х х х х | A | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Дефекты качества: рентгенограмма слишком светлая, плевра нечеткая. |
B | 1 | 1/2 | п / д | Р Л х х х х х х х | B | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | топор; ко. | Определение плевры несколько несовершенно. |
C | 1 | 2/1 | кв/т | Р Л х х х х х х х | C | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | бу; ди; Эм; Эс; Привет; я. | Небольшие помутнения трудно классифицировать из-за наличия больших помутнений. Обратите внимание на облитерацию левого реберно-диафрагмального угла. Это не поддается классификации, поскольку не достигает нижнего предела, определяемого стандартной рентгенограммой 1/1; т/т |
Утолщение плевры (описано) | – | – | – | – | – | Да | Нет | Нет | Нет | Нет | Плевральное утолщение имеет лицевую сторону, неопределенной ширины и степени 2. | |
Утолщение плевры (диффузное) | – | – | – | – | – | Нет | Да | Нет | Нет | Да | Плевральное утолщение, представленное в профиль, имеет ширину а и степень 2. Не связанные небольшие кальцификации. | |
Плевральное утолщение (кальциноз) диафрагмы | – | – | – | – | – | Нет | Нет | Да | Нет | Да | Ограниченное, кальцифицированное плевральное утолщение 2 степени | |
Плевральное утолщение (кальциноз) грудной стенки | – | – | – | – | – | Да | Нет | Нет | Нет | Да | Обызвествленное и некальцинированное плевральное утолщение имеет лицевую сторону, неопределенной ширины и степени 2. |
Классификация МОТ 1980 г.
Пересмотр 1980 г. был проведен МОТ в сотрудничестве с Комиссией Европейских сообществ, NIOSH и Американским колледжем радиологии. Краткое изложение классификации приведено в таблице 2. В ней сохранены принципы прежних классификаций (1968 и 1971 гг.).
Таблица 2. Международная классификация рентгенограмм пневмокониозов МОТ 1980 г.: Краткое изложение деталей классификации
Особенности | Коды | Определения | |
Техническое качество | |||
1 | Хорошо. | ||
2 | Приемлемо, без технического дефекта, способного ухудшить классификацию пневмокониоза на рентгенограмме. | ||
3 | Плохо, с некоторым техническим дефектом, но все еще приемлемо для целей классификации. | ||
4 | Неприемлемый. | ||
Паренхиматозные аномалии | |||
Небольшие непрозрачности | расточительность | Категория обильности основывается на оценке концентрации затемнений по сравнению со стандартными рентгенограммами. | |
0/- 0/0 0/1 1/0 1/1 1/2 2/1 2/2 2/3 3/2 3/3 3/+ | Категория O — небольшие затемнения отсутствуют или менее выражены, чем нижняя граница категории 1. Категории 1, 2 и 3 — увеличение обилия небольших затемнений, что определяется соответствующими стандартными рентгенограммами. | ||
степень | RU РМ RL LU LM LL | Зоны, в которых видны помутнения, записывают. Правая (R) и левая (L) грудная клетка разделены на три зоны — верхнюю (U), среднюю (M) и нижнюю (L). Категорию обильности определяют, рассматривая обильность в целом по пораженным зонам легкого и сравнивая ее со стандартными рентгенограммами. | |
Форма и Размер | |||
Круглый | п/п кв/кв р/р | Буквы p, q и r обозначают наличие небольших округлых затемнений. По внешнему виду на стандартных рентгенограммах определяются три размера: p = диаметр примерно до 1.5 мм q = диаметр от примерно 1.5 мм до примерно 3 мм r = диаметр от примерно 3 мм до примерно 10 мм | |
Нерегулярный | с/с т/т у/у | Буквы s, t и u обозначают наличие небольших помутнений неправильной формы. По внешнему виду на стандартных рентгенограммах определяются три размера: s = ширина примерно до 1.5 мм t = ширина более примерно 1.5 мм и примерно до 3 мм u = ширина более 3 мм и примерно до 10 мм | |
смешанный | p/s p/t p/u p/q p/r q/s q/t q/u q/p q/r r/s r/t r/u r/p r/q s/p s/q s/r s/t s/u t/p t/q t/r t/s t/ u u/p u/q u/r u/s u/t | Для смешанных форм (или размеров) небольших помутнений сначала записывают преобладающую форму и размер. Наличие значительного количества другой формы и размера фиксируется после косого хода. | |
Большие непрозрачности | А Б В | Категории определяются с точки зрения размеров непрозрачности. Категория А – помутнение, имеющее наибольший диаметр более примерно 10 мм и до 50 мм включительно, или несколько помутнений каждое более примерно 10 мм, сумма наибольших диаметров которых не превышает примерно 50 мм. Категория B – одно или несколько затемнений, больших или более многочисленных, чем в категории A, общая площадь которых не превышает эквивалента правой верхней зоны. Категория C – одно или несколько затемнений, общая площадь которых превышает эквивалент правой верхней зоны. | |
Плевральные аномалии | |||
Утолщение плевры | |||
Грудная клетка | Тип | Различают два типа плеврального утолщения грудной стенки: ограниченное (бляшки) и диффузное. Оба типа могут встречаться вместе | |
Сайт | Р Л | Плевральное утолщение грудной стенки регистрируют отдельно для правой (П) и левой (Л) грудной клетки. | |
Ширина | а б в | При утолщении плевры, выявляемом вдоль латеральной грудной стенки, измерение максимальной ширины производится от внутренней линии грудной стенки до внутреннего края тени, наиболее четко просматриваемой на паренхиматозно-плевральной границе. Максимальная ширина обычно приходится на внутренний край реберной тени в ее самой внешней точке. a = максимальная ширина до 5 мм b = максимальная ширина от 5 мм до 10 мм c = максимальная ширина от 10 мм | |
Лицо на | Д Н | Наличие плеврального утолщения, видимого в анфас, фиксируется, даже если его можно увидеть и в профиль. Если утолщение плевры видно только анфас, ширину обычно измерить невозможно. | |
степень | 1 2 3 | Степень плеврального утолщения определяется с точки зрения максимальной длины плеврального поражения или как сумма максимальных длин, как в профиль, так и в анфас. 1 = общая длина, эквивалентная одной четверти проекции боковой стенки грудной клетки 2 = общая длина, превышающая одну четверть, но не половину проекции боковой стенки грудной клетки 3 = общая длина, превышающая половину проекции боковой стенки грудной клетки стена | |
Мембранный клапан | Билингвальная команда | Д Н | Бляшка, затрагивающая диафрагмальную плевру, регистрируется как присутствующая (Y) или отсутствующая (N), отдельно для правой (R) и левой (L) грудной клетки. |
Сайт | Р Л | ||
Облитерация костодиафрагмального угла | Билингвальная команда | Д Н | Наличие (Y) или отсутствие (N) облитерации реберно-диафрагмального угла регистрируют отдельно от утолщения над другими областями для правой (R) и левой (L) грудной клетки. Нижний предел этой облитерации определяется на стандартной рентгенограмме. |
Сайт | Р Л | Если утолщение распространяется вверх по грудной стенке, то следует регистрировать как облитерацию реберно-диафрагмального угла, так и утолщение плевры. | |
Плевральная кальцификация | Сайт | Место и степень кальцификации плевры записывают отдельно для двух легких, а степень определяют по размерам. | |
Грудная клетка | Р Л | ||
Мембранный клапан | Р Л | ||
Другие контрактные услуги | Р Л | «Другое» включает кальцификацию медиастинальной и перикардиальной плевры. | |
степень | 1 2 3 | 1 = участок обызвествленной плевры с наибольшим диаметром примерно до 20 мм или несколько таких участков, сумма наибольших диаметров которых не превышает примерно 20 мм. 2 = участок кальцифицированной плевры с наибольшим диаметром от примерно 20 мм до примерно 100 мм или несколько таких участков, сумма наибольших диаметров которых превышает примерно 20 мм, но не превышает примерно 100 мм. 3 = участок кальцифицированной плевры с наибольшим диаметром, превышающим примерно 100 мм, или ряд таких участков, сумма наибольших диаметров которых превышает примерно 100 мм. | |
Символы | |||
Следует понимать, что определению каждого из символов предшествует соответствующее слово или фраза, такая как «подозрение», «изменения, наводящие на размышления» или «непрозрачность, наводящие на размышления» и т. д. | |||
ax | Слияние небольших пневмокониотических затемнений | ||
bu | Булла (е) | ||
ca | Рак легкого или плевры | ||
cn | Кальциноз в небольших пневмокониотических затемнениях | ||
co | Аномалия размера или формы сердца | ||
cp | Cor pulmonale | ||
cv | Полость | ||
di | Выраженное искривление внутригрудных органов | ||
ef | выпот | ||
em | Определенная эмфизема | ||
es | Кальцификация яичной скорлупы прикорневых или медиастинальных лимфатических узлов | ||
fr | Сломанное ребро(я) | ||
hi | Увеличение прикорневых или медиастинальных лимфатических узлов | ||
ho | Сотовое легкое | ||
id | Нечетко определенная диафрагма | ||
ih | Нечеткий контур сердца | ||
kl | Септальные (Керли) линии | ||
od | Другая значительная аномалия | ||
pi | Утолщение плевры в междолевой щели средостения | ||
px | Пневмоторакс | ||
rp | Ревматоидный пневмокониоз | ||
tb | туберкулез | ||
Комментарии | |||
Билингвальная команда | Д Н | Должны быть записаны комментарии, относящиеся к классификации рентгенограммы, особенно если считается, что какая-то другая причина ответственна за тень, которая, по мнению других, может быть вызвана пневмокониозом; также для выявления рентгенограмм, техническое качество которых могло существенно повлиять на показания. |
Классификация основана на наборе стандартных рентгенограмм, письменном тексте и наборе примечаний (OHS № 22). На рентгенограмме органов грудной клетки отсутствуют признаки, патогномоничные для воздействия пыли. Основным принципом является то, что все внешние признаки, которые соответствуют тем, которые определены и представлены на стандартных рентгенограммах и в руководстве по использованию Международной классификации МОТ, должны быть классифицированы. Если читатель считает, что какой-либо внешний вид, вероятно, или определенно не связан с пылью, рентгенограмму не следует классифицировать, но необходимо добавить соответствующий комментарий. 22 стандартных рентгенограммы были отобраны после международных испытаний таким образом, чтобы проиллюстрировать средние категории стандартов обилия небольших затемнений и привести примеры стандартов категорий A, B и C для больших затемнений. Плевральные аномалии (диффузное утолщение плевры, бляшки и облитерация реберно-диафрагмального угла) также иллюстрируются на различных рентгенограммах.
Дискуссия, в частности, на Седьмой международной конференции по пневмокониозам, проходившей в Питтсбурге в 1988 г., указала на необходимость усовершенствования некоторых разделов классификации, в частности касающихся плевральных изменений. Совещание дискуссионной группы по пересмотру Международной классификации рентгенограмм пневмокониозов МОТ было созвано МОТ в Женеве в ноябре 1989 г. Эксперты высказали предположение, что краткая классификация бесполезна и может быть удалена. Что касается плевральных аномалий, группа согласилась разделить эту классификацию на три части: «Диффузное утолщение плевры»; «плевральные бляшки»; и «Облитерация реберно-диафрагмального угла». Диффузное утолщение плевры можно разделить на грудную стенку и диафрагму. Их идентифицировали по шести зонам — верхней, средней и нижней, как правого, так и левого легких. Если утолщение плевры ограничено, оно может быть идентифицировано как бляшка. Все бляшки должны быть измерены в сантиметрах. Следует систематически отмечать облитерацию реберно-диафрагмального угла (независимо от того, существует он или нет). Важно определить, виден реберно-диафрагмальный угол или нет. Это связано с его особой важностью в отношении диффузного утолщения плевры. Являются ли таблички классифицированными или нет, следует просто указывать с помощью символа. Сплющивание диафрагмы должно быть отмечено дополнительным символом, так как это очень важный признак при воздействии асбеста. Наличие бляшек должно быть указано в этих ячейках с использованием соответствующего символа «с» (кальцинированные) или «h» (гиалиновые).
Полное описание классификации, включая ее применение и ограничения, можно найти в публикации (МОТ, 1980 г.). Пересмотр классификации рентгенограмм является непрерывным процессом МОТ, и в ближайшем будущем (1997-98 гг.) должно быть опубликовано пересмотренное руководство с учетом рекомендаций этих экспертов.
Пневмокониозы давно признаны профессиональными заболеваниями. Значительные усилия были направлены на исследования, первичную профилактику и лечение. Но врачи и гигиенисты сообщают, что эта проблема все еще существует как в промышленно развитых, так и в промышленно развивающихся странах (Валианте, Ричардс и Кинсли, 1992; Марковиц, 1992). Поскольку имеются убедительные доказательства того, что три основных промышленных минерала, ответственных за пневмокониозы (асбест, уголь и кремнезем), будут по-прежнему иметь определенное экономическое значение, что еще больше повлечет за собой возможное воздействие, ожидается, что проблема будет по-прежнему иметь определенные масштабы на протяжении всей во всем мире, особенно среди малообеспеченного населения в небольших отраслях промышленности и небольших горнодобывающих предприятиях. Практические трудности в первичной профилактике или недостаточное понимание механизмов, ответственных за индукцию и прогрессирование заболевания, — все это факторы, которые, возможно, могут объяснить сохраняющееся наличие проблемы.
Этиопатогенез пневмокониозов можно определить как оценку и понимание всех явлений, происходящих в легких после вдыхания фиброгенных пылевых частиц. Выражение каскад событий часто встречается в литературе по этому вопросу. Каскад представляет собой серию событий, при которых сначала происходит воздействие, а затем в максимальной степени прогрессирует болезнь в ее более тяжелых формах. Если исключить редкие формы ускоренного силикоза, которые могут развиться уже после нескольких месяцев воздействия, то большинство пневмокониозов развивается после воздействия, исчисляемого не годами, а десятилетиями. Это особенно актуально в настоящее время на рабочих местах, где применяются современные стандарты профилактики. Таким образом, явления этиопатогенеза следует анализировать с точки зрения их многолетней динамики.
За последние 20 лет стало доступно большое количество информации о многочисленных и сложных легочных реакциях, связанных с интерстициальным фиброзом легких, вызванным несколькими агентами, включая минеральную пыль. Эти реакции были описаны на биохимическом и клеточном уровне (Richards, Masek and Brown 1991). Свой вклад внесли не только физики и патологоанатомы-экспериментаторы, но и клиницисты, широко использовавшие бронхоальвеолярный лаваж в качестве нового легочного метода исследования. Эти исследования изображали этиопатогенез как очень сложную сущность, которую, тем не менее, можно разбить на несколько аспектов: (1) само вдыхание частиц пыли и последующее строение и значение легочной нагрузки (взаимосвязи воздействие-доза-реакция), ( 2) физико-химические характеристики фиброгенных частиц, (3) биохимические и клеточные реакции, индуцирующие основные поражения пневмокониозов, и (4) детерминанты прогрессирования и осложнений. Не следует игнорировать более позднюю грань, так как более тяжелые формы пневмокониозов влекут за собой ухудшение состояния и инвалидность.
Детальный анализ этиопатогенеза пневмокониозов выходит за рамки данной статьи. Нужно было бы различать несколько типов пыли и углубляться в многочисленные специализированные области, некоторые из которых до сих пор являются предметом активных исследований. Но интересные общие представления возникают из имеющегося в настоящее время объема знаний по этому вопросу. Они будут представлены здесь через четыре упомянутых ранее «аспекта», а библиография направит заинтересованного читателя к более специализированным текстам. В основном будут приведены примеры трех основных и наиболее документированных пневмокониозов: асбестоза, пневмокониоза угольщиков (ПШУ) и силикоза. Будут обсуждаться возможные последствия для профилактики.
Отношения экспозиция-доза-реакция
Пневмокониозы возникают в результате вдыхания некоторых фиброгенных частиц пыли. В физике аэрозолей термин пыль имеет очень точное значение (Hinds 1982). Он относится к переносимым по воздуху частицам, полученным путем механического измельчения исходного материала в твердом состоянии. Частицы, образующиеся в результате других процессов, не следует называть пылью. Облака пыли в различных промышленных условиях (например, при горнодобывающей промышленности, проходке туннелей, пескоструйной очистке и производстве) обычно содержат смесь нескольких типов пыли. Частицы пыли в воздухе не имеют однородного размера. Они демонстрируют распределение по размерам. Размер и другие физические параметры (плотность, форма и поверхностный заряд) определяют аэродинамическое поведение частиц и вероятность их проникновения и осаждения в различных отделах дыхательной системы.
В области пневмокониозов интерес представляет альвеолярный компартмент. Взвешенные в воздухе частицы, достаточно мелкие, чтобы достичь этого отсека, называются вдыхаемые частицы. Все частицы, достигающие альвеолярных компартментов, не осаждаются систематически, некоторые все еще присутствуют в выдыхаемом воздухе. Физические механизмы, ответственные за осаждение, в настоящее время хорошо известны как для изометрических частиц (Raabe, 1984), так и для волокнистых частиц (Sébastien, 1991). Установлены функции, связывающие вероятность осаждения с физическими параметрами. Вдыхаемые частицы и частицы, отложившиеся в альвеолярном компартменте, имеют немного разные характеристики размера. Для неволокнистых частиц для измерения массовой концентрации вдыхаемых частиц используются приборы для отбора проб воздуха по размеру и приборы прямого считывания. Для волокнистых частиц подход иной. Метод измерения основан на сборе фильтром «общей пыли» и подсчете волокон под оптическим микроскопом. В этом случае выбор размера осуществляется путем исключения из подсчета «невдыхаемых» волокон, размеры которых превышают заданные критерии.
После отложения частиц на альвеолярных поверхностях начинается процесс так называемого альвеолярного клиренса. Хемотаксическое привлечение макрофагов и фагоцитоз составляют его первые фазы. Описано несколько путей клиренса: удаление макрофагов, загрязненных пылью, по направлению к реснитчатым дыхательным путям, взаимодействие с эпителиальными клетками и перенос свободных частиц через альвеолярную мембрану, фагоцитоз интерстициальными макрофагами, секвестрация в интерстициальную область и транспортировка в лимфатические узлы. Лауверинс и Баэрт, 1977). Пути клиренса имеют специфическую кинетику. Не только режим воздействия, но и физико-химические характеристики осажденных частиц запускают активацию различных путей, ответственных за удержание таких загрязняющих веществ в легких.
Представление о характере задержки, характерном для каждого типа пыли, является довольно новым, но в настоящее время достаточно устоявшимся, чтобы его можно было интегрировать в схемы этиопатогенеза. Например, этот автор обнаружил, что после длительного воздействия асбеста в легких накапливаются волокна амфиболового типа, но не хризотилового типа (Sébastien 1991). Было показано, что короткие волокна очищаются быстрее, чем более длинные. Известно, что кварц проявляет некоторый лимфотропизм и легко проникает в лимфатическую систему. Было показано, что изменение химического состава поверхности частиц кварца влияет на альвеолярный клиренс (Hemenway et al., 1994; Dubois et al., 1988). Одновременное воздействие нескольких типов пыли также может влиять на альвеолярный клиренс (Davis, Jones and Miller, 1991).
При очистке альвеол частицы пыли могут претерпевать некоторые химические и физические изменения. Примеры этих изменений включают покрытие железистым материалом, выщелачивание некоторых элементарных компонентов и адсорбцию некоторых биологических молекул.
Другое понятие, недавно полученное из экспериментов на животных, — это «перегрузка легких» (Mermelstein et al., 1994). У крыс, сильно подвергшихся вдыханию различных видов нерастворимой пыли, развивались сходные реакции: хроническое воспаление, увеличение количества макрофагов, содержащих частицы, увеличение количества частиц в интерстиции, утолщение перегородки, липопротеиноз и фиброз. Эти результаты были связаны не с реактивностью тестируемой пыли (диоксид титана, вулканический пепел, летучая зола, нефтяной кокс, поливинилхлорид, тонер, сажа и частицы дизельного выхлопа), а с чрезмерным воздействием на легкие. Неизвестно, следует ли учитывать перегрузку легких в случае воздействия на человека фиброгенной пыли.
Среди путей клиренса особое значение для пневмокониозов имеет перенос в интерстиций. Клиренс частиц, подвергшихся секвестрации в интерстиций, намного менее эффективен, чем клиренс частиц, поглощенных макрофагами в альвеолярном пространстве и удаленных реснитчатыми дыхательными путями (Vincent and Donaldson, 1990). У людей было обнаружено, что после длительного воздействия различных неорганических загрязняющих веществ, переносимых по воздуху, накопление было намного больше в интерстициальных, чем в альвеолярных макрофагах (Sébastien et al., 1994). Было также высказано мнение, что индуцированный силикагелем фиброз легких включает реакцию частиц с интерстициальными, а не с альвеолярными макрофагами (Bowden, Hedgecock and Adamson, 1989). Удержание отвечает за «дозу», меру контакта между частицами пыли и их биологической средой. Надлежащее описание дозы потребовало бы знания в каждый момент времени количества пыли, хранящейся в нескольких структурах и клетках легких, физико-химических состояний частиц (включая поверхностные состояния) и взаимодействий между частицами и легочные клетки и жидкости. Непосредственная оценка дозы у людей, очевидно, является невыполнимой задачей, даже если бы были доступны методы измерения частиц пыли в нескольких биологических образцах легочного происхождения, таких как мокрота, жидкость бронхоальвеолярного лаважа или ткани, взятые при биопсии или аутопсии (Bignon, Sébastien and Bientz, 1979). . Эти методы использовались для различных целей: для получения информации о механизмах удержания, для подтверждения определенной информации о воздействии, для изучения роли нескольких типов пыли в развитии патогенов (например, воздействие амфиболов по сравнению с воздействием хризотила при асбестозе или кварца по сравнению с воздействием угля при CWP). и помочь в диагностике.
Но эти прямые измерения дают только моментальный снимок удерживания во время отбора проб и не позволяют исследователю восстановить данные о дозе. Новые дозиметрические модели предлагают интересные перспективы в этом отношении (Katsnelson et al., 1994; Smith, 1991; Vincent and Donaldson, 1990). Эти модели нацелены на оценку дозы на основе информации о воздействии путем рассмотрения вероятности осаждения и кинетики различных путей выведения. Недавно в эти модели было введено интересное понятие «доставки вредоносности» (Винсент и Дональдсон, 1990). Это понятие принимает во внимание специфическую реактивность накопленных частиц, причем каждая частица рассматривается как источник, высвобождающий некоторые токсичные вещества в легочную среду. Например, в случае частиц кварца можно предположить, что некоторые участки поверхности могут быть источником активных форм кислорода. Модели, разработанные в этом направлении, также могут быть уточнены, чтобы учесть большие межиндивидуальные различия, обычно наблюдаемые с альвеолярным просветом. Это было экспериментально задокументировано с асбестом: «животные с высоким содержанием асбеста» подвергались большему риску развития асбестоза (Bégin and Sébastien 1989).
До сих пор эти модели использовались исключительно патологами-экспериментаторами. Но они также могут быть полезны эпидемиологам (Smith, 1991). Большинство эпидемиологических исследований, посвященных взаимосвязи между воздействием и реакцией, основывались на «кумулятивном воздействии», показателе воздействия, полученном путем интегрирования во времени расчетных концентраций переносимой по воздуху пыли, воздействию которых подвергались рабочие (произведение интенсивности и продолжительности). Использование кумулятивного воздействия имеет некоторые ограничения. Анализы, основанные на этом показателе, неявно предполагают, что продолжительность и интенсивность оказывают одинаковое влияние на риск (Vacek and McDonald, 1991).
Возможно, использование этих сложных дозиметрических моделей могло бы дать некоторое объяснение общему наблюдению в эпидемиологии пневмокониозов: «значительные различия между рабочими силами», и это явление четко наблюдалось для асбестоза (Becklake, 1991) и CWP (Attfield and Morring). 1992). При сопоставлении распространенности заболевания с кумулятивным воздействием были обнаружены большие различия — до 50 раз — в риске между некоторыми профессиональными группами. Геологическое происхождение угля (марка угля) частично объяснило CWP, добыча месторождений высокосортного угля (уголь с высоким содержанием углерода, такой как антрацит), сопряженная с большим риском. Это явление еще предстоит объяснить в случае асбестоза. Неопределенности в надлежащей кривой отклика на воздействие имеют некоторое отношение — по крайней мере, теоретически — к результату, даже при текущих стандартах воздействия.
В более общем плане метрики воздействия необходимы в процессе оценки риска и установления контрольных пределов. Использование новых дозиметрических моделей может улучшить процесс оценки риска пневмокониозов с конечной целью повышения степени защиты, обеспечиваемой контрольными пределами (Kriebel, 1994).
Физико-химические характеристики фиброгенных частиц пыли.
Токсичность, характерная для каждого типа пыли, связанная с физико-химическими характеристиками частиц (включая более тонкие характеристики, такие как характеристики поверхности), представляет собой, вероятно, наиболее важное понятие, появившееся постепенно в течение последних 20 лет. На самых ранних этапах исследований между «минеральной пылью» не проводилось никакой дифференциации. Затем были введены родовые категории: асбест, уголь, искусственные неорганические волокна, филлосиликаты и кремнезем. Но эта классификация оказалась недостаточно точной для учета разнообразия наблюдаемых биологических эффектов. В настоящее время используется минералогическая классификация. Например, выделяют несколько минералогических типов асбеста: серпентиновый хризотил, амфиболовый амозит, амфиболовый крокидолит и амфиболовый тремолит. Что касается кремнезема, обычно проводится различие между кварцем (наиболее распространенным), другими кристаллическими полиморфами и аморфными разновидностями. В области угля высокосортные и низкосортные угли следует обрабатывать отдельно, поскольку имеются убедительные доказательства того, что риск CWP и особенно риск прогрессирующего массивного фиброза намного выше после воздействия пыли, образующейся в высокосортных угольных шахтах.
Но минералогическая классификация имеет и некоторые ограничения. Имеются данные, как экспериментальные, так и эпидемиологические (с учетом «между рабочими различиями»), что внутреннюю токсичность одного минералогического типа пыли можно модулировать, воздействуя на физико-химические характеристики частиц. Это поставило сложный вопрос о токсикологическом значении каждого из многочисленных параметров, которые можно использовать для описания пылинки и пылевого облака. На уровне отдельных частиц можно учитывать несколько параметров: объемный химический состав, кристаллическую структуру, форму, плотность, размер, площадь поверхности, химический состав поверхности и поверхностный заряд. Работа с пылевыми облаками добавляет еще один уровень сложности из-за распределения этих параметров (например, распределения по размерам и состава смешанной пыли).
Размер частиц и химический состав их поверхности были двумя наиболее изученными параметрами для объяснения эффекта модуляции. Как было показано ранее, механизмы удержания зависят от размера. Но размер также может модулировать токсичность. на месте, о чем свидетельствуют многочисленные животные и в пробирке исследований.
В области минеральных волокон размер считался настолько важным, что он стал основой теории патогенеза. Эта теория приписывала токсичность волокнистых частиц (натуральных и искусственных) форме и размеру частиц, не оставляя роли химическому составу. При работе с волокнами размер должен быть разбит на длину и диаметр. Для описания распределения размеров следует использовать двумерную матрицу, полезные диапазоны составляют от 0.03 до 3.0 мм для диаметра и от 0.3 до 300 мм для длины (Sébastien 1991). Объединив результаты многочисленных исследований, Липпман (1988) присвоил индекс токсичности нескольким клеткам матрикса. Существует общая тенденция считать длинные и тонкие волокна наиболее опасными. Поскольку стандарты, используемые в настоящее время в промышленной гигиене, основаны на использовании оптического микроскопа, они игнорируют самые тонкие волокна. Если оценка специфической токсичности каждой клетки в матрице представляет некоторый академический интерес, то ее практический интерес ограничен тем фактом, что каждый тип волокна связан с определенным распределением размеров, которое является относительно однородным. Для компактных частиц, таких как уголь и кремнезем, нет четких данных о возможной специфической роли субфракций частиц разного размера, отложившихся в альвеолярной области легких.
Более поздние теории патогенеза в области минеральной пыли подразумевают активные химические центры (или функциональные группы), присутствующие на поверхности частиц. Когда частица «рождается» путем отделения от исходного материала, некоторые химические связи разрываются либо гетеролитическим, либо гомолитическим образом. То, что происходит при разрушении и последующих рекомбинациях или реакциях с молекулами окружающего воздуха или биологическими молекулами, составляет химию поверхности частиц. Например, в отношении частиц кварца было описано несколько представляющих особый интерес химических функциональных групп: силоксановые мостики, силанольные группы, частично ионизированные группы и радикалы на основе кремния.
Эти функциональные группы могут инициировать как кислотно-основные, так и окислительно-восстановительные реакции. Только недавно внимание было привлечено к последним (Dalal, Shi and Vallyathan, 1990; Fubini et al., 1990; Pézerat et al., 1989; Kamp et al., 1992; Kennedy et al., 1989; Bronwyn, Razzaboni and Bolsaitis, 1990). В настоящее время имеются убедительные доказательства того, что частицы с поверхностными радикалами могут производить активные формы кислорода даже в клеточной среде. Неясно, следует ли приписывать все образование кислородных радикалов поверхностным радикалам. Предполагается, что эти участки могут запускать активацию клеток легких (Hemenway et al., 1994). Другие участки могут быть вовлечены в мембранолитическую активность цитотоксических частиц с такими реакциями, как ионное притяжение, водородные связи и гидрофобные связи (Nolan et al., 1981; Heppleston, 1991).
После того, как химия поверхности была признана важным фактором, определяющим токсичность пыли, было предпринято несколько попыток изменить естественную поверхность частиц минеральной пыли, чтобы уменьшить их токсичность, как это оценивалось в экспериментальных моделях.
Было обнаружено, что адсорбция алюминия частицами кварца снижает их фиброгенность и способствует альвеолярному очищению (Dubois et al., 1988). Лечение поливинилпиридин-N-оксидом (ПВПНО) имело также некоторый профилактический эффект (Goldstein and Rendall, 1987; Heppleston, 1991). Использовались несколько других процессов модификации: измельчение, термическая обработка, кислотное травление и адсорбция органических молекул (Wiessner et al. 1990). Свежесколотые частицы кварца проявляли наибольшую поверхностную активность (Кун и Демерс, 1992; Вальятан и др., 1988). Интересно, что каждое отклонение от этой «фундаментальной поверхности» приводило к снижению токсичности кварца (Sébastien 1990). Чистота поверхности некоторых встречающихся в природе разновидностей кварца может быть причиной некоторых наблюдаемых различий в токсичности (Wallace et al. 1994). Некоторые данные подтверждают идею о том, что количество незагрязненной поверхности кварца является важным параметром (Кригсейс, Шарман и Серафин, 1987).
Множественность параметров вместе с их распределением в пылевом облаке дает множество возможных способов сообщения о концентрациях в воздухе: массовая концентрация, числовая концентрация, концентрация на площади поверхности и концентрация в различных категориях размера. Таким образом, можно построить многочисленные показатели воздействия и оценить токсикологическое значение каждого из них. Нынешние стандарты гигиены труда отражают это многообразие. Для асбеста стандарты основаны на численной концентрации волокнистых частиц в определенной категории геометрического размера. Для кремнезема и угля стандарты основаны на массовой концентрации вдыхаемых частиц. Некоторые стандарты также были разработаны для воздействия смесей частиц, содержащих кварц. Ни один стандарт не основывается на характеристиках поверхности.
Биологические механизмы, вызывающие фундаментальные поражения
Пневмокониозы представляют собой интерстициальные фиброзные заболевания легких, фиброз которых бывает диффузным или узловым. Фиброзная реакция включает активацию фибробластов легких (Goldstein and Fine, 1986) и продукцию и метаболизм компонентов соединительной ткани (коллагена, эластина и гликозаминогликанов). Считается, что это поздняя стадия заживления после повреждения легких (Niewoehner and Hoidal, 1982). Даже если несколько факторов, в основном связанных с характеристиками воздействия, могут модулировать патологическую реакцию, интересно отметить, что каждый тип пневмокониоза характеризуется тем, что можно было бы назвать фундаментальным поражением. Фиброзирующий альвеолит вокруг периферических дыхательных путей представляет собой основное поражение при воздействии асбеста (Bégin et al., 1992). Силикозный узелок является основным поражением силикоза (Ziskind, Jones and Weil, 1976). Простой CWP состоит из пылевых пятен и узелков (Seaton 1983).
Патогенез пневмокониозов обычно представляет собой каскад событий, последовательность которых выглядит следующим образом: альвеолярно-макрофагальный альвеолит, передача сигналов воспалительными клеточными цитокинами, окислительное повреждение, пролиферация и активация фибробластов и метаболизм коллагена и эластина. Альвеолярно-макрофагальный альвеолит является характерной реакцией на задержку фиброзирующей минеральной пыли (Ром, 1991). Альвеолит определяется увеличением числа активированных альвеолярных макрофагов, высвобождающих избыточное количество медиаторов, включая оксиданты, хемотаксины, факторы роста фибробластов и протеазу. Хемотаксины привлекают нейтрофилы и вместе с макрофагами могут высвобождать оксиданты, способные повреждать клетки альвеолярного эпителия. Факторы роста фибробластов получают доступ к интерстицию, где они сигнализируют фибробластам о репликации и увеличении производства коллагена.
Каскад начинается при первом столкновении частиц, отложившихся в альвеолах. Например, при воздействии асбеста первоначальное повреждение легких происходит почти сразу после воздействия на бифуркации альвеолярных протоков. Всего через 1 час воздействия в экспериментах на животных происходит активное поглощение волокон эпителиальными клетками I типа (Brody et al., 1981). В течение 48 часов в местах отложения накапливается повышенное количество альвеолярных макрофагов. При хроническом воздействии этот процесс может привести к перибронхиолярному фиброзирующему альвеолиту.
Точный механизм, с помощью которого осажденные частицы вызывают первичное биохимическое повреждение альвеолярной выстилки, конкретной клетки или любой из ее органелл, неизвестен. Возможно, чрезвычайно быстрые и сложные биохимические реакции приводят к образованию свободных радикалов, перекисному окислению липидов или истощению некоторых видов молекул, защищающих жизненно важные клетки. Было показано, что минеральные частицы могут действовать как каталитические субстраты для образования гидроксильных и супероксидных радикалов (Guilianelli et al., 1993).
На клеточном уровне информации немного больше. После отложения на альвеолярном уровне очень тонкие эпителиальные клетки I типа легко повреждаются (Adamson, Young and Bowden 1988). Макрофаги и другие воспалительные клетки притягиваются к месту повреждения, и воспалительная реакция усиливается за счет высвобождения метаболитов арахидоновой кислоты, таких как простагландины и лейкотриены, вместе с обнажением базальной мембраны (Holtzman 1991; Kuhn et al. 1990; Engelen et al. 1989). На этой стадии первичного повреждения архитектура легкого становится дезорганизованной, проявляя интерстициальный отек.
Во время хронического воспалительного процесса как поверхность пылевых частиц, так и активированные воспалительные клетки выделяют повышенное количество активных форм кислорода в нижние дыхательные пути. Окислительный стресс в легких оказывает заметное влияние на систему антиоксидантной защиты (Heffner and Repine, 1989) с экспрессией антиоксидантных ферментов, таких как супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза и каталаза (Engelen et al., 1990). Эти факторы находятся в легочной ткани, интерстициальной жидкости и циркулирующих эритроцитах. Профили антиоксидантных ферментов могут зависеть от типа фиброгенной пыли (Janssen et al., 1992). Свободные радикалы являются известными медиаторами повреждения и заболевания тканей (Kehrer 1993).
Интерстициальный фиброз является результатом процесса восстановления. Существует множество теорий, объясняющих, как происходит процесс восстановления. Взаимодействию макрофагов/фибробластов уделяется наибольшее внимание. Активированные макрофаги секретируют сеть провоспалительных фиброгенных цитокинов: TNF, IL-1, трансформирующий фактор роста и тромбоцитарный фактор роста. Они также продуцируют фибронектин, гликопротеин клеточной поверхности, который действует как химический аттрактант и, при некоторых условиях, как стимулятор роста мезенхимальных клеток. Некоторые авторы считают, что одни факторы важнее других. Например, в патогенезе силикоза особое значение придавалось ФНО. На экспериментальных животных было показано, что отложение коллагена после инстилляции кремнезема мышам почти полностью предотвращалось антителами против TNF (Piguet et al., 1990). Было показано, что высвобождение тромбоцитарного фактора роста и трансформирующего фактора роста играет важную роль в патогенезе асбестоза (Brody 1993).
К сожалению, многие теории макрофагов/фибробластов склонны игнорировать потенциальный баланс между фиброгенными цитокинами и их ингибиторами (Kelley 1990). Фактически, возникающий в результате дисбаланс между окислителями и антиоксидантами, протеазами и антипротеазами, метаболитами арахидоновой кислоты, эластазами и коллагеназами, а также дисбаланс между различными цитокинами и факторами роста будет определять аномальное ремоделирование интерстициального компонента в сторону нескольких формы пневмокониозов (Porcher et al., 1993). При пневмокониозах баланс явно направлен в сторону подавляющего действия повреждающей активности цитокинов.
Поскольку клетки типа I неспособны к делению, после первичного повреждения эпителиальный барьер замещается клетками типа II (Lesur et al., 1992). Есть некоторые указания на то, что если этот процесс восстановления эпителия успешен и что регенерирующие клетки типа II не повреждаются дальше, фиброгенез вряд ли будет продолжаться. При некоторых условиях репарация клетками типа II становится чрезмерной, что приводит к альвеолярному протеинозу. Этот процесс был ясно продемонстрирован после воздействия кремнезема (Heppleston 1991). В какой степени изменения в эпителиальных клетках влияют на фибробласты, неизвестно. Таким образом, кажется, что фиброгенез инициируется в областях обширного эпителиального повреждения, поскольку фибробласты реплицируются, затем дифференцируются и производят больше коллагена, фибронектина и других компонентов внеклеточного матрикса.
Имеется обширная литература по биохимии нескольких типов коллагена, образующихся при пневмокониозах (Richards, Masek and Brown, 1991). Метаболизм такого коллагена и его стабильность в легких являются важными элементами процесса фиброгенеза. То же самое, вероятно, относится и к другим компонентам поврежденной соединительной ткани. Метаболизм коллагена и эластина представляет особый интерес на этапе заживления, поскольку эти белки очень важны для структуры и функции легких. Было очень хорошо показано, что изменения в синтезе этих белков могут определять, развивается ли эмфизема или фиброз после повреждения легких (Niewoehner and Hoidal 1982). В болезненном состоянии такие механизмы, как повышение активности трансглутаминазы, могут способствовать образованию стабильных белковых масс. В некоторых фиброзных поражениях CWP белковые компоненты составляют одну треть поражения, остальное составляют пыль и фосфат кальция.
Принимая во внимание только метаболизм коллагена, возможны несколько стадий фиброза, некоторые из которых потенциально обратимы, а другие прогрессируют. Имеются экспериментальные данные о том, что если не будет превышено критическое воздействие, ранние поражения могут регрессировать, а необратимый фиброз маловероятен. Например, при асбестозе было описано несколько типов легочных реакций (Bégin, Cantin and Massé, 1989): транзиторная воспалительная реакция без поражения, слабозадерживающая реакция с фиброзным рубцом, ограниченным дистальными отделами дыхательных путей, сильная воспалительная реакция, поддерживаемая постоянным воздействием и слабый просвет наиболее длинных волокон.
Из этих исследований можно сделать вывод, что воздействие фиброзных частиц пыли может запускать несколько сложных биохимических и клеточных путей, участвующих в повреждении и восстановлении легких. Режим воздействия, физико-химические характеристики частиц пыли и, возможно, индивидуальные факторы восприимчивости, по-видимому, являются определяющими факторами тонкого баланса между несколькими путями. Физико-химические характеристики будут определять тип окончательного основного поражения. Режим воздействия, по-видимому, определяет ход событий во времени. Имеются некоторые указания на то, что режимы с достаточно низким воздействием могут в большинстве случаев ограничивать реакцию легких на непрогрессирующие поражения без инвалидности или нарушений.
Медицинское наблюдение и скрининг всегда были частью стратегии профилактики пневмокониозов. В этом контексте возможность обнаружения некоторых ранних поражений является преимуществом. Расширение знаний о патогенезе проложило путь к разработке нескольких биомаркеров (Borm, 1994), а также к совершенствованию и использованию «неклассических» методов исследования легких, таких как измерение скорости клиренса депонированного 99 технеция диэтилентриамин-пентаацетата. 99 Tc-DTPA) для оценки целостности легочного эпителия (O'Brodovich and Coates, 1987) и количественное сканирование легких с галлием-67 для оценки воспалительной активности (Bisson, Lamoureux and Bégin, 1987).
В области пневмокониозов рассматривались несколько биомаркеров: макрофаги мокроты, сывороточные факторы роста, сывороточный проколлагеновый пептид III типа, антиоксиданты эритроцитов, фибронектин, эластаза лейкоцитов, нейтральная металлоэндопептидаза и пептиды эластина в плазме, летучие углеводороды в выдыхаемом воздухе и высвобождение TNF при моноциты периферической крови. Биомаркеры концептуально весьма интересны, но для точной оценки их значимости необходимо провести еще много исследований. Эта работа по валидации потребует значительных усилий, поскольку она потребует от исследователей проведения проспективных эпидемиологических исследований. Такая попытка была предпринята недавно для высвобождения TNF моноцитами периферической крови при CWP. TNF оказался интересным маркером прогрессирования CWP (Borm 1994). Помимо научных аспектов значения биомаркеров в патогенезе пневмокониозов, необходимо тщательно изучить другие вопросы, связанные с использованием биомаркеров (Schulte, 1993), а именно возможности профилактики, влияние на медицину труда и этико-правовые проблемы.
Прогрессирование и осложнения пневмокониозов
В первые десятилетия этого века пневмокониоз считался болезнью, инвалидизирующей молодых и преждевременно убивающей. В промышленно развитых странах в настоящее время это обычно считается не более чем радиологической аномалией, не имеющей нарушений или инвалидности (Sadoul 1983). Однако этому оптимистичному заявлению следует противопоставить два замечания. Во-первых, даже если при ограниченном воздействии пневмокониоз остается относительно скрытым и бессимптомным заболеванием, следует знать, что заболевание может прогрессировать в сторону более тяжелых и инвалидизирующих форм. Факторы, влияющие на это прогрессирование, определенно важно рассматривать как часть этиопатогенеза заболевания. Во-вторых, в настоящее время имеются доказательства того, что некоторые пневмокониозы могут влиять на общее состояние здоровья и могут быть фактором, способствующим развитию рака легких.
Документально подтвержден хронический и прогрессирующий характер асбестоза от начального субклинического поражения до клинического асбестоза (Bégin, Cantin and Massé, 1989). Современные методы исследования легких (БАЛ, КТ, поглощение галлия-67 в легких) показали, что воспаление и повреждение были непрерывными с момента воздействия через латентную или субклиническую фазу до развития клинического заболевания. Сообщалось (Bégin et al., 1985), что 75 % субъектов, у которых изначально было положительное сканирование с галлием-67, но в то время у них не было клинического асбестоза, прогрессировали до «полномасштабного» клинического асбестоза в течение четырех лет. период. Как у людей, так и у экспериментальных животных асбестоз может прогрессировать после выявления болезни и прекращения воздействия. Весьма вероятно, что история воздействия до распознавания является важным фактором, определяющим прогрессирование. Некоторые экспериментальные данные подтверждают представление о непрогрессирующем асбестозе, связанном с воздействием световой индукции и прекращением воздействия при распознавании (Sébastien, Dufresne and Bégin, 1994). Предполагая, что то же самое понятие применимо к людям, было бы крайне важно точно установить показатели «воздействия световой индукции». Несмотря на все усилия по обследованию работающего населения, подвергающегося воздействию асбеста, эта информация все еще отсутствует.
Хорошо известно, что воздействие асбеста может привести к чрезмерному риску рака легких. Даже если признать, что асбест является канцерогеном сам по себеНа протяжении долгого времени ведутся споры о том, связан ли риск рака легких у рабочих с асбестом с воздействием асбеста или с фиброзом легких (Hughes and Weil 1991). Эта проблема еще не решена.
В связи с постоянным улучшением условий труда на современных горнодобывающих предприятиях, в настоящее время ХВП является болезнью, поражающей в основном шахтеров-пенсионеров. Если простой CWP представляет собой состояние без симптомов и без заметного влияния на функцию легких, прогрессирующий массивный фиброз (PMF) представляет собой гораздо более тяжелое состояние с серьезными структурными изменениями легких, дефицитом функции легких и сокращением ожидаемой продолжительности жизни. Многие исследования были направлены на выявление детерминант прогрессирования ПМФ (тяжелая задержка пыли в легких, угольная ранка, микобактериальная инфекция или иммунологическая стимуляция). Была предложена объединяющая теория (Vanhee et al., 1994), основанная на продолжительном и тяжелом альвеолярном воспалении с активацией альвеолярных макрофагов и значительной выработкой активных форм кислорода, хемотаксических факторов и фибронектина. Другие осложнения CWP включают микобактериальную инфекцию, синдром Каплана и склеродермию. Нет никаких доказательств повышенного риска рака легких среди шахтеров.
Хроническая форма силикоза следует за воздействием, измеряемое десятилетиями, а не годами, вдыхаемой пыли, содержащей обычно менее 30% кварца. Но в случае неконтролируемого воздействия богатой кварцем пыли (например, исторические воздействия с пескоструйной обработкой) острые и ускоренные формы могут быть обнаружены уже через несколько месяцев. Случаи острого и ускоренного заболевания особенно подвержены риску осложнений туберкулезом (Ziskind, Jones and Weil, 1976). Также может наблюдаться прогрессирование с развитием крупных поражений, стирающих структуру легкого, называемых либо осложненный силикоз or ПМФ.
Несколько исследований изучали прогрессирование силикоза в зависимости от воздействия и дали расходящиеся результаты о связи между прогрессированием и воздействием до и после начала заболевания (Hessel et al., 1988). Недавно Инфанте-Ривард и соавт. (1991) изучали прогностические факторы, влияющие на выживаемость пациентов с компенсированным силикозом. Пациенты с небольшими затемнениями на рентгенограмме грудной клетки, у которых не было одышки, отхаркивания или аномальных звуков дыхания, имели выживаемость, аналогичную таковой у референтов. Остальные пациенты имели худшую выживаемость. Наконец, следует упомянуть о недавней озабоченности по поводу кремнезема, силикоза и рака легких. Имеются некоторые доказательства за и против предположения о том, что диоксид кремния сам по себе является канцерогеном (Agius 1992). Силикагель может синергизировать мощные канцерогены окружающей среды, такие как содержащиеся в табачном дыме, благодаря относительно слабому стимулирующему действию на канцерогенез или ухудшению их клиренса. Более того, болезненный процесс, связанный с силикозом или ведущий к нему, может нести повышенный риск развития рака легких.
В настоящее время прогрессирование и осложнение пневмокониозов можно рассматривать как ключевую проблему медикаментозного лечения. Использование классических методов исследования легких усовершенствовано для раннего выявления заболевания (Bégin et al., 1992), на стадии, когда пневмокониоз ограничивается рентгенологическими проявлениями, без ухудшения или инвалидности. В ближайшем будущем, вероятно, будет доступна батарея биомаркеров для документирования еще более ранних стадий заболевания. Вопрос о том, следует ли разрешить работнику, у которого диагностирован пневмокониоз — или документально подтверждена его более ранняя стадия, — продолжать свою работу, в течение некоторого времени озадачивал лиц, принимающих решения в области гигиены труда. Это довольно сложный вопрос, который влечет за собой этические, социальные и научные соображения. Если о индукции пневмокониоза имеется огромное количество научной литературы, то информация о прогрессировании, которую могут использовать лица, принимающие решения, довольно скудна и несколько запутана. Было предпринято несколько попыток изучить роль переменных, таких как история воздействия, задержка пыли и состояние здоровья в начале заболевания. Отношения между всеми этими переменными действительно усложняют проблему. Даны рекомендации по медицинскому осмотру и наблюдению за работниками, подвергающимися воздействию минеральной пыли (Wagner 1996). Программы уже разработаны или будут реализованы соответствующим образом. Такие программы, безусловно, выиграют от лучшего научного знания о прогрессировании, и особенно о взаимосвязи между характеристиками воздействия и удержания.
Обсуждение
Информация, полученная многими научными дисциплинами об этиопатогенезе пневмокониозов, огромна. Теперь главная трудность состоит в том, чтобы заново собрать разрозненные элементы головоломки в унифицированные механистические пути, ведущие к фундаментальным поражениям пневмокониозов. Без этой необходимой интеграции мы остались бы с контрастом между несколькими фундаментальными поражениями и очень многочисленными биохимическими и клеточными реакциями.
Наши знания об этиопатогенезе до сих пор лишь в ограниченной степени влияли на практику гигиены труда, несмотря на твердое намерение гигиенистов действовать в соответствии со стандартами, имеющими определенное биологическое значение. В их практику были включены два основных понятия: выбор размера вдыхаемых частиц пыли и зависимость токсичности от типа пыли. Последнее привело к некоторым ограничениям, характерным для каждого типа пыли. Количественная оценка риска, необходимый шаг в определении пределов воздействия, представляет собой сложную задачу по нескольким причинам, таким как разнообразие возможных индексов воздействия, недостаточная информация о прошлом воздействии, трудности с эпидемиологическими моделями при работе с множественными показателями воздействия. и сложность оценки дозы на основе информации о воздействии. Нынешние пределы воздействия, иногда содержащие значительную неопределенность, вероятно, достаточно низки, чтобы обеспечить хорошую защиту. Однако различия между работниками, наблюдаемые в отношениях между воздействием и реакцией, отражают наш неполный контроль над этим явлением.
Влияние более нового понимания каскада событий в патогенезе пневмокониозов не изменило традиционный подход к наблюдению за рабочими, но значительно помогло врачам в их способности распознавать болезнь (пневмокониоз) на ранней стадии, в то время, когда заболевание оказывает лишь ограниченное влияние на функцию легких. На самом деле именно субъекты на ранней стадии заболевания должны быть выявлены и отстранены от дальнейшего значительного воздействия, если необходимо предотвратить инвалидность с помощью медицинского наблюдения.
Силикоз представляет собой фиброзное заболевание легких, вызванное вдыханием, задержкой и реакцией легких на кристаллический кремнезем. Несмотря на то, что известна причина этого расстройства — воздействие на органы дыхания пыли, содержащей диоксид кремния, — это серьезное и потенциально смертельное профессиональное заболевание легких остается распространенным во всем мире. Кремнезем, или двуокись кремния, является преобладающим компонентом земной коры. Профессиональное воздействие частиц кремнезема вдыхаемого размера (аэродинамический диаметр от 0.5 до 5 мкм) связано с добычей полезных ископаемых, разработкой карьеров, бурением, прокладкой туннелей и абразивно-струйной обработкой материалами, содержащими кварц (пескоструйная обработка). Воздействие диоксида кремния также представляет опасность для резчиков по камню, а также для гончарных, литейных, молочных и огнеупорных рабочих. Поскольку воздействие кристаллического кремнезема широко распространено, а кварцевый песок является недорогим и универсальным компонентом многих производственных процессов, миллионы рабочих во всем мире подвергаются риску заболевания. Истинная распространенность заболевания неизвестна.
Определение
Силикоз представляет собой профессиональное заболевание легких, связанное с вдыханием диоксида кремния, широко известного как кремнезем, в кристаллической форме, обычно в виде кварца, а также в виде других важных кристаллических форм кремнезема, например, кристобалита и тридимита. Эти формы также называют «свободным кремнеземом», чтобы отличить их от силикатов. Содержание кремнезема в различных горных породах, таких как песчаник, гранит и сланец, колеблется от 20 до почти 100%.
Работники профессий и отраслей с высоким риском
Хотя силикоз является древним заболеванием, все еще регистрируются новые случаи как в развитых, так и в развивающихся странах. В начале этого века силикоз был основной причиной заболеваемости и смертности. Современные рабочие по-прежнему подвергаются воздействию кварцевой пыли в различных сферах деятельности, и когда в новых технологиях отсутствует надлежащий контроль запыленности, воздействие пыли и частиц может быть более опасным, чем при немеханизированных рабочих условиях. Всякий раз, когда земная кора нарушается и используются или перерабатываются содержащие кремнезем горные породы или песок, существует потенциальный риск респираторных заболеваний для рабочих. Продолжают поступать сообщения о силикозе в отраслях и на рабочих местах, которые ранее не считались подверженными риску, что отражает почти повсеместное присутствие кремнезема. Действительно, из-за латентного и хронического характера этого заболевания, включая развитие и прогрессирование силикоза после прекращения воздействия, у некоторых рабочих, подвергшихся текущему воздействию, заболевание может не проявляться до следующего столетия. Во многих странах мира добыча полезных ископаемых, разработка карьеров, проходка туннелей, абразивно-струйные и литейные работы по-прежнему сопряжены с серьезными рисками воздействия кремнезема, а эпидемии силикоза продолжают возникать даже в развитых странах.
Формы силикоза — история воздействия и клинико-патологические описания
Обычно описывают хроническую, ускоренную и острую формы силикоза. Эти клинические и патологические проявления болезни отражают различную интенсивность воздействия, латентные периоды и естественное течение. Хроническая или классическая форма обычно следует за одним или несколькими десятилетиями воздействия вдыхаемой пыли, содержащей кварц, и может прогрессировать до прогрессирующего массивного фиброза (PMF). Ускоренная форма следует за более короткими и тяжелыми воздействиями и прогрессирует быстрее. Острая форма может возникнуть после кратковременного интенсивного воздействия высоких концентраций вдыхаемой пыли с высоким содержанием кремнезема в течение периодов, которые могут измеряться месяцами, а не годами.
Хронический (или классический) силикоз может протекать бессимптомно или приводить к постепенно прогрессирующей одышке при физической нагрузке или кашлю (часто ошибочно приписываемому процессу старения). Он представляет собой рентгенологическую аномалию с небольшими (<10 мм) округлыми затемнениями преимущественно в верхних долях. История 15 или более лет с момента начала воздействия является обычным явлением. Патологическим признаком хронической формы является силикотический узел. Поражение характеризуется бесклеточным центральным участком концентрически расположенных мутовчатых гиалинизированных коллагеновых волокон, окруженных клеточной соединительной тканью с ретикулиновыми волокнами. Хронический силикоз может перейти в ПМФ (иногда называемый осложненным силикозом) даже после прекращения воздействия пыли, содержащей кремнезем.
Прогрессирующий массивный фиброз чаще проявляется одышкой при физической нагрузке. Эта форма заболевания характеризуется узловыми затемнениями размером более 1 см на рентгенограмме грудной клетки и обычно сопровождается снижением диффузионной способности монооксида углерода, снижением напряжения кислорода в артериальной крови в покое или при физической нагрузке, а также выраженными ограничениями при спирометрии или измерении объема легких. Деформация бронхиального дерева также может привести к обструкции дыхательных путей и продуктивному кашлю. Может возникнуть рецидивирующая бактериальная инфекция, мало чем отличающаяся от наблюдаемой при бронхоэктазах. Потеря веса и кавитация больших затемнений должны вызывать подозрение на туберкулез или другую микобактериальную инфекцию. Пневмоторакс может быть опасным для жизни осложнением, так как фиброзное легкое может быть трудно повторно расправлено. Гипоксемическая дыхательная недостаточность с легочным сердцем является частым терминальным событием.
Ускоренный силикоз могут появиться после более интенсивных воздействий более короткой (от 5 до 10 лет) продолжительности. Симптомы, рентгенологические данные и физиологические параметры аналогичны таковым при хронической форме. Ухудшение функции легких происходит быстрее, и у многих рабочих с обострением заболевания может развиться микобактериальная инфекция. Аутоиммунное заболевание, включая склеродермию или системный склероз, наблюдается при силикозе, часто ускоренного типа. Прогрессирование рентгенологических аномалий и функциональных нарушений может быть очень быстрым, когда аутоиммунное заболевание связано с силикозом.
Острый силикоз может развиться в течение от нескольких месяцев до 2 лет после массивного воздействия кремнезема. Резкая одышка, слабость и потеря веса часто проявляются симптомами. Рентгенологические признаки диффузного альвеолярного наполнения отличаются от таковых при более хронических формах силикоза. Описаны гистологические признаки, сходные с легочным альвеолярным протеинозом, и иногда сообщалось о внелегочных (почечных и печеночных) аномалиях. Обычным течением является быстрое прогрессирование тяжелой гипоксемической дыхательной недостаточности.
Туберкулез может осложнять все формы силикоза, но люди с острым и ускоренным заболеванием могут подвергаться наибольшему риску. Одно только воздействие кремнезема, даже без силикоза, также может предрасполагать к этой инфекции. М. tuberculosis является обычным микроорганизмом, но встречаются и атипичные микобактерии.
Даже при отсутствии рентгенологического силикоза у рабочих, подвергающихся воздействию кремнезема, могут быть и другие заболевания, связанные с профессиональным воздействием пыли, такие как хронический бронхит и связанная с ним эмфизема. Эти аномалии связаны со многими видами воздействия минеральной пыли на рабочем месте, включая пыль, содержащую кремнезем.
Патогенез и связь с туберкулезом
Точный патогенез силикоза неясен, но множество доказательств указывает на взаимодействие между легочными альвеолярными макрофагами и частицами кремнезема, отложившимися в легких. Поверхностные свойства частиц кремнезема, по-видимому, способствуют активации макрофагов. Затем эти клетки высвобождают хемотаксические факторы и медиаторы воспаления, что приводит к дальнейшему клеточному ответу полиморфноядерных лейкоцитов, лимфоцитов и дополнительных макрофагов. Высвобождаются факторы, стимулирующие фибробласты, которые способствуют гиалинизации и отложению коллагена. Возникающее в результате патологическое силикотическое поражение представляет собой гиалиновый узелок, содержащий центральную бесклеточную зону со свободным кремнеземом, окруженным завитками коллагена и фибробластов, и активную периферическую зону, состоящую из макрофагов, фибробластов, плазматических клеток и дополнительного количества свободного кремнезема, как показано на рисунке 1.
Рисунок 1. Типичный силикотный узел, микроскопический срез. Предоставлено доктором В. Вальятаном.
Точные свойства частиц кремнезема, которые вызывают описанную выше легочную реакцию, неизвестны, но характеристики поверхности могут иметь важное значение. Характер и степень биологической реакции обычно связаны с интенсивностью воздействия; однако появляется все больше свидетельств того, что свежерасколотый кремнезем может быть более токсичным, чем состаренная пыль, содержащая кремнезем, что, возможно, связано с реакционноспособными радикальными группами на плоскостях расщепления свежерасколотого кремнезема. Это может служить патогенетическим объяснением наблюдаемых случаев запущенных заболеваний как у пескоструйщиков, так и у бурильщиков, где воздействие недавно разрушенного кремнезема особенно интенсивно.
Инициирующий токсический инсульт может протекать с минимальной иммунологической реакцией; однако устойчивый иммунологический ответ на инсульт может иметь важное значение при некоторых хронических проявлениях силикоза. Например, антинуклеарные антитела могут возникать при ускоренном силикозе и склеродермии, а также при других коллагеновых заболеваниях у рабочих, подвергшихся воздействию кремнезема. Восприимчивость силикотических рабочих к инфекциям, таким как туберкулез и Нокардия астероидная, вероятно, связано с токсическим действием кремнезема на легочные макрофаги.
Связь между силикозом и туберкулезом признается уже почти столетие. Активный туберкулез у силикотических рабочих может превышать 20%, когда распространенность туберкулеза среди населения высока. Опять же, люди с острым силикозом, по-видимому, подвергаются значительно более высокому риску.
Клиническая картина силикоза
Первичным симптомом обычно является одышка, сначала отмечаемая при активности или физической нагрузке, а затем в покое по мере потери легочного резерва. Однако при отсутствии других респираторных заболеваний одышка может отсутствовать, а проявлением может быть бессимптомный рабочий с аномальной рентгенограммой грудной клетки. Рентгенограмма может время от времени показывать довольно запущенное заболевание с минимальными симптомами. Появление или прогрессирование одышки может предвещать развитие осложнений, включая туберкулез, обструкцию дыхательных путей или ПМФ. Кашель часто возникает вторично по отношению к хроническому бронхиту из-за воздействия пыли на рабочем месте, употребления табака или того и другого. Кашель иногда также может быть связан с давлением больших масс силикотических лимфатических узлов на трахею или главные бронхи.
Другие симптомы со стороны грудной клетки встречаются реже, чем одышка и кашель. Кровохарканье встречается редко и должно вызывать опасения по поводу осложняющих расстройств. Свистящее дыхание и стеснение в груди обычно могут возникать как часть сопутствующей обструктивной болезни дыхательных путей или бронхита. Боль в груди и скованность пальцев не являются признаками силикоза. Системные симптомы, такие как лихорадка и потеря веса, предполагают наличие осложняющей инфекции или неопластического заболевания. Запущенные формы силикоза связаны с прогрессирующей дыхательной недостаточностью с легочным сердцем или без него. Можно отметить несколько физических признаков, если нет осложнений.
Рентгенологические картины и функциональные легочные аномалии
Самыми ранними рентгенологическими признаками неосложненного силикоза обычно являются небольшие округлые затемнения. Они могут быть описаны Международной классификацией рентгенограмм пневмокониозов МОТ по размеру, форме и категории распространенности. При силикозе преобладают помутнения типа «q» и «r». Также были описаны другие узоры, включая линейные или неправильные тени. Помутнения, видимые на рентгенограмме, представляют собой суммирование патологических силикотических узелков. Обычно они обнаруживаются преимущественно в верхних зонах, а позже могут прогрессировать и распространяться на другие зоны. Прикорневая лимфаденопатия также отмечается иногда перед узловыми паренхиматозными тенями. Кальцификация яичной скорлупы сильно указывает на силикоз, хотя этот признак наблюдается нечасто. ПМП характеризуется образованием крупных затемнений. Эти большие поражения можно описать по размеру, используя классификацию МОТ, как категории A, B или C. Большие затемнения или поражения PMF имеют тенденцию к сокращению, обычно в верхних долях, оставляя области компенсаторной эмфиземы по их краям и часто в основаниях легких. В результате ранее заметные небольшие округлые затемнения могут иногда исчезать или становиться менее заметными. Могут возникать плевральные аномалии, но они не являются частым рентгенологическим признаком при силикозе. Большие помутнения также могут вызывать беспокойство в отношении новообразований, и рентгенографическое различение при отсутствии старых пленок может быть затруднено. Все очаги, которые кавитируют или быстро изменяются, должны быть оценены на наличие активного туберкулеза. Острый силикоз может проявляться рентгенологически картиной альвеолярного наполнения с быстрым развитием PMF или осложненными массовыми поражениями. См. рисунки 2 и 3.
Рисунок 2. Рентгенограмма грудной клетки, острый силикопротеиноз у бурильщика угольной шахты. Предоставлено доктором Н. Л. Лаппом и доктором Д. Е. Бэнксом.
Рисунок 3. Рентгенограмма грудной клетки, осложненный силикоз, демонстрирующий прогрессирующий массивный фиброз.
Легочные функциональные тесты, такие как спирометрия и диффузионная способность, полезны для клинической оценки людей с подозрением на силикоз. Спирометрия также может быть полезной для раннего выявления последствий воздействия пыли на здоровье на рабочем месте, поскольку она может выявить физиологические отклонения, которые могут предшествовать рентгенологическим изменениям. При силикозе нет исключительно характерного паттерна вентиляционных нарушений. Спирометрия может быть нормальной, а при отклонении от нормы на записях может быть обнаружена обструкция, рестрикция или смешанный паттерн. Обструкция действительно может быть более распространенным явлением. Эти изменения, как правило, более выражены при продвинутых радиологических категориях. Однако существует плохая корреляция между рентгенологическими аномалиями и дыхательной недостаточностью. При остром и ускоренном силикозе функциональные изменения более выражены, а прогрессирование более быстрое. При остром силикозе рентгенологическое прогрессирование сопровождается нарастанием дыхательной недостаточности и нарушений газообмена, что приводит к дыхательной недостаточности и, в конечном итоге, к смерти от трудноизлечимой гипоксемии.
Осложнения и специальные диагностические вопросы
При наличии в анамнезе воздействия и характерной рентгенограмме диагноз силикоза, как правило, установить нетрудно. Проблемы возникают только тогда, когда рентгенологические особенности необычны или история облучения не распознана. Биопсия легкого редко требуется для установления диагноза. Тем не менее, образцы тканей полезны в некоторых клинических условиях, когда присутствуют осложнения или дифференциальный диагноз включает туберкулез, новообразования или ПМФ. Биопсийный материал должен быть отправлен на посев, а в исследовательских учреждениях анализ пыли может быть полезной дополнительной мерой. Когда требуется ткань, обычно необходима открытая биопсия легкого для получения адекватного материала для исследования.
Настороженность в отношении инфекционных осложнений, особенно туберкулеза, нельзя переоценить, и симптомы изменения кашля или кровохарканья, лихорадки или потери веса должны стать поводом для обследования, чтобы исключить эту излечимую проблему.
Существенная озабоченность и интерес к взаимосвязи между воздействием диоксида кремния, силикозом и раком легких продолжают стимулировать дискуссии и дальнейшие исследования. В октябре 1996 года комиссия Международного агентства по изучению рака (IARC) классифицировала кристаллический диоксид кремния как канцероген группы I, сделав этот вывод на основании «достаточных доказательств канцерогенности для человека». Существует неопределенность в отношении патогенных механизмов развития рака легких у людей, подвергшихся воздействию диоксида кремния, и продолжается изучение возможной связи между силикозом (или фиброзом легких) и раком у рабочих, подвергшихся воздействию кремнезема. Независимо от механизма, который может быть ответственен за опухолевые явления, известная связь между воздействием диоксида кремния и силикозом диктует контроль и снижение воздействия на рабочих, подверженных риску этого заболевания.
Профилактика силикоза
Профилактика остается краеугольным камнем ликвидации этого профессионального заболевания легких. Использование улучшенной вентиляции и местной вытяжки, технологическое ограждение, влажные методы, средства индивидуальной защиты, включая правильный выбор респираторов, и, где это возможно, промышленная замена агентов, менее опасных, чем диоксид кремния, - все это снижает воздействие. Также важно информировать рабочих и работодателей об опасностях воздействия кремнеземной пыли и о мерах по контролю воздействия.
Если у работника диагностирован силикоз, рекомендуется исключить его из зоны постоянного воздействия. К сожалению, болезнь может прогрессировать даже без дальнейшего воздействия кремнезема. Кроме того, обнаружение случая силикоза, особенно острой или ускоренной формы, должно побудить к оценке рабочего места, чтобы защитить других работников, также подвергающихся риску.
Скрининг и надзор
Рабочие, подвергающиеся воздействию кремнезема и другой минеральной пыли, должны проходить периодический осмотр на предмет неблагоприятного воздействия на здоровье в качестве дополнения, но не замены контроля воздействия пыли. Такой скрининг обычно включает оценку респираторных симптомов, нарушений функции легких и неопластических заболеваний. Также следует провести оценку на туберкулезную инфекцию. В дополнение к индивидуальному скринингу работников следует собирать данные о группах рабочих для наблюдения и профилактических мероприятий. Руководство по этим типам исследований включено в список рекомендуемой литературы.
Терапия, лечение осложнений и контроль силикоза
Когда профилактика не увенчалась успехом и развился силикоз, терапия направлена в основном на осложнения болезни. Терапевтические меры аналогичны тем, которые обычно используются при лечении обструкции дыхательных путей, инфекций, пневмоторакса, гипоксемии и дыхательной недостаточности, осложняющих другие легочные заболевания. Исторически сложилось так, что вдыхание аэрозольного алюминия в качестве специфической терапии силикоза не увенчалось успехом. Поливинилпиридин-N-оксид, полимер, который защитил экспериментальных животных, недоступен для использования людьми. Недавняя лабораторная работа с тетрандрином показала в естественных условиях снижение фиброза и синтеза коллагена у животных, подвергшихся воздействию диоксида кремния, получавших этот препарат. Однако в настоящее время отсутствуют убедительные доказательства эффективности для человека, и есть опасения по поводу потенциальной токсичности, включая мутагенность этого препарата. Из-за высокой распространенности заболевания в некоторых странах продолжаются исследования комбинаций лекарств и других вмешательств. В настоящее время не появилось ни одного успешного подхода, и поиск специфической терапии силикоза на сегодняшний день не дал результатов.
Дальнейшее воздействие нежелательно, поэтому следует давать рекомендации по уходу или смене текущей работы с информацией о прошлых и настоящих условиях воздействия.
При медикаментозном лечении силикоза крайне важно следить за осложняющей инфекцией, особенно туберкулезом. Использование БЦЖ у больных с туберкулин-отрицательным силикозом не рекомендуется, но в странах с низкой распространенностью туберкулеза рекомендуется профилактическая терапия изониазидом (INH) у туберкулин-положительных пациентов с силикозом. Диагностика активной туберкулезной инфекции у больных силикозом может быть затруднена. Клинические симптомы потери веса, лихорадки, потливости и недомогания должны стать поводом для проведения рентгенологического исследования и выделения штаммов кислотоустойчивых бактерий мокроты и посевов. Рентгенологические изменения, включая увеличение или образование каверн в конгломератах или узелковых затемнениях, вызывают особую озабоченность. Бактериологические исследования отхаркиваемой мокроты не всегда могут быть достоверными при силикотуберкулезе. Волоконно-оптическая бронхоскопия для получения дополнительных образцов для посева и исследования часто может быть полезной для установления диагноза активного заболевания. Использование множественной лекарственной терапии при подозрении на активное заболевание у больных силикотиками оправдано при более низком уровне подозрения, чем у лиц, не страдающих силикотом, из-за сложности точного установления доказательств активной инфекции. Терапия рифампицином, по-видимому, повышает эффективность лечения силикоза, осложненного туберкулезом, а в некоторых недавних исследованиях ответ на краткосрочную терапию был сравним в случаях силикотуберкулеза с таковым в сопоставимых случаях первичного туберкулеза.
Вентиляционная поддержка при дыхательной недостаточности показана при наличии поддающихся лечению осложнений. Пневмоторакс, спонтанный и связанный с ИВЛ, обычно лечится введением плевральной дренажной трубки. Может развиться бронхоплевральный свищ, и следует рассмотреть вопрос о хирургической консультации и лечении.
Острый силикоз может быстро прогрессировать до дыхательной недостаточности. Когда это заболевание напоминает легочный альвеолярный протеиноз и присутствует тяжелая гипоксемия, агрессивная терапия включает массивный лаваж всего легкого с пациентом под общей анестезией в попытке улучшить газообмен и удалить альвеолярный мусор. Несмотря на привлекательную концепцию, эффективность полного лаважа легких не установлена. Глюкокортикоидная терапия также использовалась при остром силикозе; тем не менее, это все еще имеет недоказанную пользу.
Некоторые молодые пациенты с терминальной стадией силикоза могут считаться кандидатами на трансплантацию легких или сердце-легкие в центрах, имеющих опыт проведения этой дорогостоящей процедуры с высоким риском. Раннее направление и оценка этого вмешательства могут быть предложены отдельным пациентам.
Обсуждение агрессивных и высокотехнологичных терапевтических вмешательств, таких как трансплантация, позволяет подчеркнуть серьезную и потенциально смертельную природу силикоза, а также подчеркнуть решающую роль первичной профилактики. Борьба с силикозом в конечном итоге зависит от снижения и контроля воздействия пыли на рабочем месте. Это достигается неукоснительным и добросовестным соблюдением основных принципов гигиены труда и техники с обязательством по сохранению здоровья работников.
Шахтеры подвержены ряду легочных заболеваний и расстройств, возникающих в результате воздействия пыли угольных шахт. К ним относятся пневмокониоз, хронический бронхит и обструктивная болезнь легких. Возникновение и тяжесть заболевания зависят от интенсивности и продолжительности воздействия пыли. Конкретный состав пыли угольных шахт также влияет на некоторые последствия для здоровья.
В развитых странах, где в прошлом существовала высокая распространенность заболеваний легких, снижение уровня запыленности, вызванное регулированием, привело к значительному снижению распространенности заболеваний с 1970-х годов. Кроме того, значительное сокращение рабочей силы в горнодобывающей промышленности в большинстве этих стран за последние десятилетия, отчасти вызванное изменениями в технологии и, как следствие, повышением производительности, приведет к дальнейшему снижению общего уровня заболеваемости. Шахтерам в других странах, где добыча угля появилась сравнительно недавно, а борьба с пылью менее агрессивна, повезло меньше. Эта проблема усугубляется высокой стоимостью современных горнодобывающих технологий, что вынуждает нанимать большое количество рабочих, многие из которых подвержены высокому риску развития заболеваний.
В следующем тексте каждое заболевание или расстройство рассматривается по очереди. Подробно описаны те, которые характерны для добычи угля, такие как пневмокониоз угольщиков; описание других, таких как обструктивная болезнь легких, ограничено теми аспектами, которые относятся к шахтерам и воздействию пыли.
Пневмокониоз угольщиков
Пневмокониоз угольщиков (CWP) - это заболевание, чаще всего связанное с добычей угля. Это не быстро развивающееся заболевание, для проявления которого обычно требуется не менее десяти лет, а часто и намного дольше, когда воздействие низкое. На начальных стадиях это является индикатором чрезмерного удержания пыли в легких и может быть связано с несколькими симптомами или признаками само по себе. Однако по мере его развития у горняка возрастает риск развития гораздо более серьезного прогрессирующего массивного фиброза (PMF).
Патология
Классическим поражением CWP является угольная макула, скопление пыли и запыленных макрофагов по периферии дыхательных бронхиол. Пятна содержат минимальное количество коллагена и поэтому обычно не пальпируются. Они имеют размер от 1 до 5 мм и часто сопровождаются расширением прилегающих воздушных пространств, называемых очаговая эмфизема. Хотя часто они очень многочисленны, они обычно не видны на рентгенограмме грудной клетки.
Еще одним поражением, связанным с CWP, является угольный узелок. Эти более крупные поражения поддаются пальпации и содержат смесь макрофагов, наполненных пылью, коллагена и ретикулина. Наличие угольных узелков с кремниевыми узелками или без них (см. ниже) указывает на фиброз легких и в значительной степени отвечает за затемнение, наблюдаемое на рентгенограммах грудной клетки. Макроузлы (размером от 7 до 20 мм) могут сливаться с образованием прогрессирующего массивного фиброза (см. ниже), или ПМФ может развиваться из одного макроузла.
Силикотические узелки (описаны в разделе силикоз) были обнаружены у значительного меньшинства подземных шахтеров. Для большинства причина может заключаться просто в кремнеземе, содержащемся в угольной пыли, хотя воздействие чистого кремнезема на некоторых работах, безусловно, является важным фактором (например, среди бурильщиков с поверхности, подземных машинистов и анкероустановщиков).
рентгенография
Наиболее полезный показатель CWP у шахтеров в течение жизни получают с помощью рутинной рентгенографии грудной клетки. Отложения пыли и реакции узловых тканей ослабляют рентгеновский луч и приводят к непрозрачности пленки. Обилие этих затемнений может быть систематически оценено с использованием стандартизированного метода описания рентгенограммы, такого как метод, распространенный МОТ и описанный в других разделах этой главы. В этом методе отдельные задне-передние снимки сравниваются со стандартными рентгенограммами, показывающими увеличивающееся количество небольших помутнений, и фильм классифицируется по одной из четырех основных категорий (0, 1, 2, 3) на основе его сходства со стандартом. Также проводится вторичная классификация в зависимости от оценки читателем сходства фильма с соседними категориями МОТ. Также отмечают другие аспекты затемнений, такие как размер, форма и область возникновения в легком. Некоторые страны, такие как Китай и Япония, разработали аналогичные системы для систематического описания или интерпретации рентгенограмм, которые особенно подходят для их собственных нужд.
Традиционно мал. закругленный типы непрозрачности были связаны с добычей угля. Однако более поздние данные свидетельствуют о том, что нерегулярный типы также могут быть результатом воздействия пыли угольных шахт. Непрозрачности CWP и силикоза часто неразличимы на рентгенограмме. Однако есть данные о том, что помутнения большего размера (тип r) чаще указывают на силикоз.
Важно отметить, что значительное количество патологических аномалий, связанных с пневмокониозом, может присутствовать в легких еще до того, как их можно будет обнаружить при рутинной рентгенографии грудной клетки. Это особенно верно для макулярных отложений, но становится менее верным с увеличением количества и размера узелков. Сопутствующая эмфизема также может уменьшить видимость поражений на рентгенограмме грудной клетки. Компьютерная томография (КТ) — особенно компьютерная томография высокого разрешения (КТВР) — может позволить визуализировать аномалии, не очевидные при обычной рентгенографии грудной клетки, хотя КТ не является необходимой для рутинной клинической диагностики заболеваний легких у шахтеров и не показана для медицинских целей. наблюдение за шахтерами.
Клинические аспекты
Развитие CWP, хотя и является маркером чрезмерной задержки пыли в легких, само по себе часто не сопровождается какими-либо явными клиническими признаками. Однако это не означает, что вдыхание пыли угольных шахт не представляет опасности, поскольку в настоящее время хорошо известно, что в результате воздействия пыли могут возникнуть другие легочные заболевания. Легочная гипертензия чаще отмечается у шахтеров, у которых развивается обструкция дыхательных путей на фоне ХВП. Более того, после того, как CWP развился, он обычно прогрессирует, если воздействие пыли не прекращается, и может прогрессировать после этого. Это также подвергает горняка значительно повышенному риску развития клинически угрожающего PMF с вероятностью последующего ухудшения состояния, инвалидности и преждевременной смерти.
Механизмы заболевания
Развитие самого раннего изменения CWP, пылевого пятна, представляет собой эффект осаждения и накопления пыли. Последующая стадия, то есть развитие узелков, возникает в результате воспалительно-фиброзной реакции легкого на пыль. При этом роль кварцевой и некремнеземной пыли уже давно обсуждается. С одной стороны, известно, что кварцевая пыль значительно более токсична, чем угольная пыль. Тем не менее, с другой стороны, эпидемиологические исследования не продемонстрировали убедительных доказательств того, что воздействие диоксида кремния влияет на распространенность или заболеваемость CWP. В самом деле, кажется, что существует почти обратная связь, в том смысле, что уровни заболеваемости, как правило, выше там, где уровни кремнезема ниже (например, в районах, где добывается антрацит). Недавно некоторое понимание этого парадокса было получено благодаря изучению характеристик частиц. Эти исследования показывают, что с токсичностью может быть связано не только количество кремнезема, присутствующего в пыли (измеряемое обычным образом с помощью инфракрасной спектрометрии или рентгеновской дифракции), но и биодоступность поверхности частиц кремнезема. Например, глиняное покрытие (окклюзия) может играть важную модифицирующую роль. Еще один важный фактор, который исследуется в настоящее время, касается поверхностного заряда в виде свободных радикалов и влияния «свежеразломанной» пыли, содержащей кремнезем, по сравнению со «старой».
Надзор и эпидемиология
Распространенность CWP среди подземных горняков зависит от вида работы, стажа работы и возраста. Недавнее исследование шахтеров США показало, что с 1970 по 1972 год от 25 до 40% работающих шахтеров имели небольшие округлые помутнения категории 1 или выше после 30 или более лет работы в горнодобывающей промышленности. Эта распространенность отражает воздействие уровней 6 мг/м3 или более вдыхаемой пыли среди рабочих угольного забоя до этого времени. Введение предела запыленности 3 мг/м3 в 1969 г. со снижением до 2 мг/м3 в 1972 г. привело к снижению заболеваемости примерно вдвое по сравнению с прежним уровнем. Спад, связанный с борьбой с пылью, отмечен и в других местах, например, в Соединенном Королевстве и Австралии. К сожалению, эти достижения были уравновешены временным увеличением распространенности в других местах.
В ряде исследований была продемонстрирована взаимосвязь экспозиция-реакция для распространенности или заболеваемости CWP и воздействия пыли. Они показали, что основной значительной переменной воздействия пыли является воздействие смешанной шахтной пыли. Интенсивные исследования, проведенные британскими исследователями, не выявили какого-либо серьезного влияния воздействия кремнезема, если процентное содержание кремнезема составляло менее примерно 5%. Ранг угля (процентное содержание углерода) является еще одним важным предиктором развития CWP. Исследования, проведенные в Соединенных Штатах, Соединенном Королевстве, Германии и других странах, дали четкие указания на то, что распространенность и заболеваемость CWP заметно возрастает с увеличением качества угля, причем они значительно выше при добыче антрацитового (высокосортного) угля. Не было обнаружено никаких других переменных окружающей среды, оказывающих какое-либо серьезное влияние на развитие CWP. Возраст шахтеров, по-видимому, оказывает определенное влияние на развитие заболевания, поскольку пожилые шахтеры, по-видимому, подвергаются повышенному риску. Однако не совсем ясно, означает ли это, что пожилые майнеры более восприимчивы, является ли это эффектом времени пребывания или просто артефактом (например, возрастной эффект может отражать недооценку оценок воздействия на пожилых майнеров). Курение сигарет, по-видимому, не увеличивает риск развития CWP.
Исследования, в ходе которых шахтеры обследовались каждые пять лет с помощью рентгенограмм грудной клетки, показывают, что риск развития ПМФ в течение пяти лет явно связан с категорией CWP, выявленной при первоначальном рентгенологическом исследовании грудной клетки. Поскольку риск категории 2 намного выше, чем риск категории 1, одно время считалось, что майнерам следует по возможности не допускать попадания в категорию 2. Однако на большинстве шахт обычно гораздо больше горняков с CWP категории 1 по сравнению с категорией 2. Таким образом, более низкий риск для категории 1 по сравнению с категорией 2 несколько компенсируется большим количеством горняков с категорией 1. стало ясно, что все пневмокониозы должны быть предотвращены.
Смертность
Было замечено, что шахтеры как группа имеют повышенный риск смерти от незлокачественных респираторных заболеваний, и есть доказательства того, что смертность среди шахтеров с CWP несколько выше, чем у людей того же возраста без заболевания. Однако эффект меньше, чем у майнеров с PMF (см. ниже).
предотвращение
Единственной защитой от CWP является минимизация воздействия пыли. Если возможно, это должно быть достигнуто с помощью методов пылеподавления, таких как вентиляция и распыление воды, а не с помощью респираторов или административного контроля, например ротации рабочих. В этом отношении в настоящее время имеются убедительные доказательства того, что регулирующие меры в некоторых странах по снижению уровня запыленности, принятые примерно в 1970-х годах, привели к значительному снижению уровня заболеваемости. Перевод рабочих с ранними признаками CWP на менее пыльные рабочие места является разумным шагом, хотя практических доказательств того, что такие программы преуспели в предотвращении прогрессирования заболевания, мало. По этой причине подавление пыли должно оставаться основным методом профилактики заболеваний.
Постоянный активный мониторинг воздействия пыли и сознательное приложение усилий по контролю могут быть дополнены скрининговым наблюдением за состоянием здоровья горняков. Если у горняков обнаруживаются заболевания, связанные с пылью, следует активизировать усилия по контролю воздействия на всех рабочих местах, а горнякам с воздействием пыли следует предложить работу в малопыльных зонах шахты.
Лечение
Хотя были опробованы несколько форм лечения, в том числе ингаляции алюминиевой пудры и введение тетрандина, не известно ни одного лечения, которое бы эффективно обращало вспять или замедляло фиброзный процесс в легких. В настоящее время, главным образом в Китае, но также и в других странах, промывание всего легкого используется с целью снижения общей нагрузки на легкие пылью. Хотя эта процедура может привести к удалению значительного количества пыли, ее риски, преимущества и роль в управлении здоровьем шахтеров неясны.
В остальном лечение должно быть направлено на профилактику осложнений, максимальное улучшение функционального состояния горняков и облегчение их симптомов, вызванных как CWP, так и другими сопутствующими респираторными заболеваниями. Как правило, горняки, у которых развиваются заболевания легких, вызванные пылью, должны оценить свое текущее воздействие пыли и использовать ресурсы правительства и профсоюзных организаций, чтобы найти доступные пути для снижения всех неблагоприятных воздействий на органы дыхания. Для шахтеров, которые курят, прекращение курения является начальным шагом в управлении личным воздействием. Предложена профилактика инфекционных осложнений хронических заболеваний легких с помощью доступных пневмококковых и ежегодных гриппозных вакцин. Также рекомендуется раннее обследование симптомов легочной инфекции с особым вниманием к микобактериям. Лечение острого бронхита, бронхоспазма и застойной сердечной недостаточности у шахтеров аналогично лечению пациентов без заболеваний, связанных с пылью.
Прогрессирующий массивный фиброз
ПМФ, иногда называемый осложненным пневмокониозом, диагностируется при наличии одного или нескольких крупных фиброзных поражений (определение которых зависит от способа обнаружения) в одном или обоих легких. Как следует из названия, PMF со временем часто становится более серьезным, даже при отсутствии дополнительного воздействия пыли. Он также может развиваться после прекращения воздействия пыли и часто может приводить к инвалидности и преждевременной смерти.
Патология
Поражения PMF могут быть односторонними или двусторонними и чаще всего обнаруживаются в верхних или средних долях легкого. Повреждения состоят из коллагена, ретикулина, угольной пыли и запыленных макрофагов, а в центре может содержаться черная жидкость, которая иногда образует кавитацию. Стандарты патологии США требуют, чтобы поражения были размером 2 см или больше, чтобы их можно было идентифицировать как объекты PMF в хирургических или аутопсийных образцах.
Радиология
Большие помутнения > 1 см) на рентгенограмме в сочетании с обширным воздействием угольной пыли в анамнезе предполагают наличие PMF. Однако важно учитывать и другие заболевания, такие как рак легких, туберкулез и гранулемы. Большие помутнения обычно видны на фоне небольших помутнений, но развитие ПМФ из обильности категории 0 было отмечено в течение пятилетнего периода.
Клинические аспекты
Диагностические возможности для каждого отдельного горняка с большим затемнением грудной клетки должны быть надлежащим образом оценены. Клинически стабильные горняки с двусторонними поражениями в типичном распределении верхних отделов легких и с ранее существовавшим простым CWP могут представлять небольшую диагностическую проблему. Тем не менее, шахтеры с прогрессирующими симптомами, факторами риска других заболеваний (например, туберкулеза) или атипичными клиническими проявлениями должны пройти тщательное соответствующее обследование, прежде чем диагност припишет поражения ПМП.
Одышка и другие респираторные симптомы часто сопровождают ПМФ, но не обязательно связаны с самим заболеванием. Застойная сердечная недостаточность (вследствие легочной гипертензии и легочного сердца) — нередкое осложнение.
Механизмы заболевания
Несмотря на обширные исследования, истинная причина развития ПМФ остается неясной. За прошедшие годы были предложены различные гипотезы, но ни одна из них не является полностью удовлетворительной. Одна известная теория заключалась в том, что туберкулёз сыграл свою роль. Действительно, туберкулез часто присутствует у шахтеров с ПМП, особенно в развивающихся странах. Однако было обнаружено, что ПМФ развивается у шахтеров, у которых не было признаков туберкулеза, и не было обнаружено повышения туберкулиновой реактивности у шахтеров с пневмокониозом. Несмотря на исследования, убедительные доказательства роли иммунной системы в развитии ПМФ отсутствуют.
Надзор и эпидемиология
Как и в случае с CWP, уровни PMF снижаются в странах, где действуют строгие правила и программы по борьбе с пылью. Недавнее исследование горняков США показало, что около 2% шахтеров, работающих под землей, имели PMF после 30 или более лет работы в горных работах (хотя эта цифра могла быть необъективной из-за того, что затронутые шахтеры ушли с работы).
Исследования воздействия и реакции PMF показали, что воздействие пыли угольных шахт, категория CWP, качество и возраст угля являются основными детерминантами развития болезни. Как и в случае CWP, эпидемиологические исследования не выявили значительного воздействия кварцевой пыли. Хотя одно время считалось, что PMF развивается только на фоне небольших помутнений CWP, недавно было установлено, что это не так. Было показано, что у шахтеров с первоначальным рентгенологическим исследованием грудной клетки, показывающим CWP категории 0, в течение пяти лет развивается PMF, при этом риск увеличивается с увеличением их кумулятивного воздействия пыли. Кроме того, у горняков может развиться PMF после прекращения воздействия пыли.
Смертность
ПМФ приводит к преждевременной смертности, прогноз ухудшается с увеличением стадии заболевания. Недавнее исследование показало, что у шахтеров с PMF категории C показатель выживаемости в течение 22 лет составляет лишь одну четверть по сравнению с шахтерами без пневмокониоза. Этот эффект проявлялся во всех возрастных группах.
предотвращение
Избегание воздействия пыли — единственный способ предотвратить PMF. Поскольку риск его развития резко возрастает с увеличением категории простого CWP, стратегия вторичной профилактики PMF заключается в том, чтобы горняки периодически проходили рентгенографию грудной клетки и прекращали или уменьшали воздействие при обнаружении простого CWP. Хотя этот подход представляется обоснованным и был принят в некоторых юрисдикциях, его эффективность систематически не оценивалась.
Лечение
Не существует известного лечения ПМФ. Медицинская помощь должна быть организована вокруг улучшения состояния и сопутствующих легочных заболеваний при одновременной защите от инфекционных осложнений. Хотя поддержание функциональной стабильности может быть более трудным у пациентов с ПМФ, в остальном лечение аналогично простому CWP.
Обструктивная болезнь легких
В настоящее время имеются последовательные и убедительные доказательства взаимосвязи между потерей функции легких и воздействием пыли. В различных исследованиях, проведенных в разных странах, изучалось влияние воздействия пыли на абсолютные значения и временные изменения измерений вентиляционной функции, таких как объем форсированного выдоха за одну секунду (ОФВ).1), форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) и скорость кровотока. Все они нашли доказательства того, что воздействие пыли приводит к снижению функции легких, и результаты нескольких недавних исследований в Великобритании и США были поразительно схожими. Это указывает на то, что в течение года воздействие пыли на угольный забой приводит в среднем к снижению функции легких, эквивалентному выкуриванию полпачки сигарет в день. Исследования также показывают, что эффекты варьируются, и у конкретного шахтера могут развиться эффекты, равные или худшие, чем те, которые ожидаются от курения сигарет, особенно если человек подвергался более сильному воздействию пыли.
Последствия воздействия пыли были обнаружены как у тех, кто никогда не курил, так и у нынешних курильщиков. Более того, нет никаких доказательств того, что курение усугубляет эффект воздействия пыли. Скорее, исследования в целом показали несколько меньший эффект у нынешних курильщиков, что может быть связано с отбором здоровых работников. Важно отметить, что взаимосвязь между воздействием пыли и снижением вентиляции, по-видимому, существует независимо от пневмокониоза. То есть наличие пневмокониоза не обязательно для снижения функции легких. Наоборот, похоже, что вдыхаемая пыль может действовать несколькими путями, приводя к пневмокониозу у одних шахтеров, к обструкции у других и к множественным последствиям у третьих. В отличие от шахтеров только с CWP, шахтеры с респираторными симптомами имеют значительно более низкую функцию легких после стандартизации по возрасту, курению, воздействию пыли и другим факторам.
Недавняя работа по изменениям вентиляционной функции включала изучение продольных изменений. Результаты показывают, что у новых майнеров может наблюдаться нелинейная тенденция снижения с течением времени, при этом за высоким начальным уровнем убытков следует более умеренное снижение при продолжающемся воздействии. Кроме того, есть свидетельства того, что горняки, которые реагируют на пыль, могут, если возможно, отказаться от более сильного воздействия.
Хронический бронхит
Респираторные симптомы, такие как хронический кашель и выделение мокроты, являются частым следствием работы в угольной шахте, и большинство исследований показывают повышенную распространенность по сравнению с контрольными группами, не подвергавшимися воздействию. Кроме того, было показано, что распространенность и частота респираторных симптомов увеличивается с кумулятивным воздействием пыли, с учетом возраста и курения. Наличие симптомов, по-видимому, связано со снижением функции легких сверх того, что связано с воздействием пыли и другими предполагаемыми причинами. Это говорит о том, что воздействие пыли может играть важную роль в инициировании определенных болезненных процессов, которые затем прогрессируют независимо от дальнейшего воздействия. Взаимосвязь между размером бронхиальной железы и воздействием пыли была продемонстрирована патологически, и было обнаружено, что смертность от бронхита и эмфиземы увеличивается с увеличением кумулятивного воздействия пыли.
Эмфизема
Патологоанатомические исследования неоднократно обнаруживали превышение эмфиземы у шахтеров по сравнению с контрольными группами. Более того, установлено, что степень эмфиземы зависит как от количества пыли в легких, так и от патологических оценок пневмокониоза. Кроме того, важно признать, что есть доказательства того, что наличие эмфиземы связано с воздействием пыли и процентом прогнозируемого ОФВ.1. Следовательно, эти результаты согласуются с мнением о том, что воздействие пыли может привести к инвалидности, вызывая эмфизему.
Форма эмфиземы, наиболее четко связанная с добычей угля, — очаговая эмфизема. Он состоит из зон расширенных воздушных пространств размером от 1 до 2 мм, примыкающих к пылевым пятнам, окружающим респираторные бронхиолы. В настоящее время считается, что эмфизема формируется в результате разрушения тканей, а не в результате растяжения или дилатации. Помимо очаговой эмфиземы, имеются данные о том, что центриацинарная эмфизема имеет профессиональное происхождение, а тотальная эмфизема (т. е. распространенность всех типов) коррелирует со стажем работы в горнодобывающей промышленности как у никогда не куривших, так и у курильщиков. Нет никаких доказательств того, что курение потенцирует взаимосвязь воздействия пыли и эмфиземы. Однако есть указания на обратную зависимость между содержанием кремнезема в легких и наличием эмфиземы.
Вопрос об эмфиземе уже давно вызывает споры, и некоторые заявляют, что систематическая ошибка отбора и курение затрудняют интерпретацию патологических исследований. Кроме того, некоторые считают, что очаговая эмфизема оказывает незначительное влияние на функцию легких. Тем не менее, патологические исследования, проведенные с 1980-х годов, дали ответ на более раннюю критику и показывают, что влияние воздействия пыли на здоровье шахтеров может быть более значительным, чем считалось ранее. Эта точка зрения подтверждается недавними данными о том, что смертность от бронхита и эмфиземы связана с кумулятивным воздействием пыли.
Силикоз
Силикоз, хотя он больше связан с другими отраслями, чем добыча угля, может возникать у шахтеров. В подземных шахтах он чаще всего встречается у рабочих на определенных работах, где обычно происходит воздействие чистого кремнезема. К таким рабочим относятся анкероустановщики, которые сверлят потолочную породу, которая часто может быть песчаником или другой породой с высоким содержанием кремнезема; машинисты, водители железнодорожного транспорта, которые подвергаются воздействию пыли, образуемой песком, уложенным на пути для увеличения тяги; и бурильщики, участвующие в разработке шахт. Было показано, что бурильщики на открытых угольных шахтах подвергаются особому риску в Соединенных Штатах, у некоторых из них развивается острый силикоз всего через несколько лет воздействия. Основываясь на патологических данных, как указано ниже, силикоз в той или иной степени может поражать гораздо больше шахтеров, чем только те, кто работает на указанных выше работах.
Силикотические узелки у шахтеров по своей природе аналогичны узелкам, наблюдаемым в других местах, и состоят из завитков коллагена и ретикулина. Одно большое исследование вскрытия показало, что около 13% шахтеров имели силикотические узелки в легких. Хотя одна профессия (водитель) отличалась гораздо более высокой распространенностью кремниевых конкреций (25%), распространенность среди горняков на других работах была незначительной, что позволяет предположить, что ответственным за это является кремнезем в смешанной шахтной пыли.
Силикоз нельзя достоверно отличить от пневмокониоза угольщиков на рентгенограмме. Тем не менее, есть некоторые свидетельства того, что более крупный тип небольших затемнений (тип r) свидетельствует о силикозе.
Ревматоидный пневмокониоз
Ревматоидный пневмокониоз, один из вариантов которого называется Синдром Каплана, это термин, используемый для обозначения состояния, поражающего рабочих, подвергающихся воздействию пыли, у которых появляются множественные большие рентгенографические тени. Патологически эти поражения напоминают ревматоидные узелки, а не поражения PMF, и часто возникают в течение короткого промежутка времени. Активный артрит или наличие циркулирующего ревматоидного фактора обычно обнаруживаются, но иногда отсутствуют.
Рак легких
В число профессиональных воздействий, которым подвергаются шахтеры, входит ряд веществ, которые являются потенциальными канцерогенами. Некоторые из них представляют собой диоксид кремния и бенз(а)пирены. Тем не менее, нет четких доказательств превышения смертности от рака легких среди шахтеров. Одним из очевидных объяснений этого является то, что шахтерам запрещено курить под землей из-за опасности возгорания и взрыва. Тем не менее, тот факт, что между раком легких и воздействием пыли не было обнаружено взаимосвязи между воздействием и реакцией, свидетельствует о том, что пыль угольных шахт не является основной причиной рака легких в промышленности.
Нормативно-правовые ограничения воздействия пыли
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендовала «ориентировочный предел воздействия на здоровье» для вдыхаемой угольной пыли (с содержанием вдыхаемого кварца менее 6%) в диапазоне от 0.5 до 4 мг/м.3. ВОЗ предлагает в качестве критерия риск PMF 2 на 1,000 в течение всего срока службы и рекомендует учитывать при установлении предельных значений факторы окружающей среды, связанные с шахтами, включая класс угля, процентное содержание кварца и размер частиц.
В настоящее время в основных угледобывающих странах ограничения основаны только на регулировании угольной пыли (например, 3.8 мг/мXNUMX).3 в Соединенном Королевстве, 5 мг/м3 в Австралии и Канаде) или по регулированию смеси угля и кремнезема, как в США (2 мг/м3 когда процент кварца составляет 5 или менее, или (10 мг/м3)/% SiO2), или в Германии (4 мг/м3 когда процент кварца составляет 5 или менее, или 0.15 мг/м3 в противном случае) или по регулированию чистого кварца (например, Польша, с 0.05 мг/м3 предел).
Историческая перспектива
асбест термин, используемый для описания группы встречающихся в природе волокнистых минералов, которые очень широко распространены в обнажениях горных пород и месторождениях по всему миру. Использование растяжимых и термостойких свойств асбеста для использования человеком восходит к глубокой древности. Например, в Финляндии в третьем веке до нашей эры для укрепления глиняных горшков использовали асбест. В классические времена для сохранения праха знаменитых усопших использовали саваны, сотканные из асбеста. Марко Поло вернулся из своего путешествия по Китаю с описанием волшебного материала, из которого можно было сделать огнеупорную ткань. К началу девятнадцатого века было известно, что месторождения существуют в нескольких частях мира, включая Уральские горы, северную Италию и другие районы Средиземноморья, Южную Африку и Канаду, но коммерческая эксплуатация началась только во второй половине XIX века. девятнадцатого века. К этому времени промышленная революция создала не только спрос (например, на изоляцию парового двигателя), но и облегчила производство, поскольку механизация заменила ручное выбивание волокна из материнской породы. Современная промышленность зародилась в Италии и Соединенном Королевстве после 1860 года и получила развитие благодаря разработке и эксплуатации обширных месторождений хризотилового (белого) асбеста в Квебеке (Канада) в 1880-х годах. Эксплуатация также обширных месторождений хризотила в Уральских горах была скромной до 1920-х годов. Длинные тонкие волокна хризотила особенно подходили для изготовления ткани и войлока, что было одним из первых коммерческих применений минерала. Разработка месторождений крокидолитового (синего) асбеста на северо-западе мыса, Южная Африка, волокна более водостойкого, чем хризотил, и лучше подходящего для использования в море, а также месторождений амозитового (коричневого) асбеста, также обнаруженных в Южной Африке, началось в первые годы нашего века. Разработка финских месторождений антофиллитового асбеста, единственного важного коммерческого источника этого волокна, велась с 1918 по 1966 год, а месторождения крокидолита в Виттенуме, Западная Австралия, разрабатывались с 1937 по 1966 год.
Типы волокон
Минералы асбеста делятся на две группы: группу серпентина, включающую хризотил, и группу амфиболов, включающую крокидолит, тремолит, амозит и антофиллит (рис. 1). Большинство рудных месторождений минералогически неоднородны, как и большинство коммерческих форм минерала (Skinner, Roos and Frondel 1988). Хризотил и различные амфиболовые асбестовые минералы различаются по кристаллической структуре, химическим и поверхностным характеристикам, а также по физическим характеристикам их волокон, обычно описываемых с точки зрения отношения длины к диаметру (или аспекту). Они также различаются по характеристикам, которые отличают коммерческое использование и класс. К текущему обсуждению относятся доказательства того, что разные волокна различаются по своей биологической активности (как будет рассмотрено ниже в разделах, посвященных различным заболеваниям).
Рисунок 1. Типы асбестовых волокон.
Видно при выборочной микроскопии вместе с энергодисперсионным рентгеновским спектром, что позволяет идентифицировать отдельные волокна. Предоставлено А. Дюфрен и М. Харриган, Университет Макгилла.
Коммерческое производство
Рост коммерческого производства, показанный на рис. 2, в первые годы этого века был медленным. Например, производство в Канаде впервые превысило 100,000 1911 коротких тонн в год в 200,000 году и 1923 1976 тонн в 5,708,000 году. Рост между двумя мировыми войнами был устойчивым, значительно увеличился, чтобы удовлетворить потребности Второй мировой войны и впечатляюще удовлетворить потребности мирного времени ( в том числе в период холодной войны), достигнув пика в 1978 г., когда он составил 4,000,000 1986 1990 коротких тонн (Selikoff and Lee 1980). После этого производство остановилось, поскольку воздействие воздействия на здоровье стало предметом растущей озабоченности общественности в Северной Америке и Европе и оставалось примерно на уровне 1981 1980 100 коротких тонн в год до 90 года, но еще больше снизилось в 75-х годах. В 4-х годах также произошли изменения в использовании и источниках волокна; в Европе и Северной Америке спрос снизился, поскольку были введены заменители для многих применений, в то время как на африканском, азиатском и южноамериканском континентах спрос на асбест увеличился, чтобы удовлетворить потребности в дешевом прочном материале для использования в строительстве и в водопроводных сетях. К 2 году Россия стала крупнейшим производителем в мире благодаря увеличению коммерческой эксплуатации крупных месторождений в Китае и Бразилии. В 3 году было подсчитано, что во всем мире было добыто в общей сложности более 1988 миллионов тонн асбеста, XNUMX % которого составлял хризотил, примерно XNUMX % которого приходилось на XNUMX района добычи хризотила, расположенные в Квебеке (Канада), Южной Африке и Южной Африке. Центральный и Южный Урал. От двух до трех процентов всего мирового производства приходится на крокидолит из Северного мыса, Южная Африка и из Западной Австралии, и еще от XNUMX до XNUMX процентов приходится на амозит из Восточного Трансвааля, Южная Африка (Skinner, Ross and Frondel XNUMX). .
Рисунок 2. Мировое производство асбеста в тысячах тонн, 1900-92 гг.
Заболевания и состояния, связанные с асбестом
Как и диоксид кремния, асбест способен вызывать рубцевание во всех биологических тканях человека и животных. Кроме того, асбест вызывает злокачественные реакции, добавляя дополнительный элемент заботы о здоровье человека, а также бросая вызов науке в отношении того, как асбест оказывает пагубное воздействие. Первое известное заболевание, связанное с асбестом, диффузный интерстициальный легочный фиброз или рубцевание, позже названное асбестозом, было предметом сообщений о случаях заболевания в Соединенном Королевстве в начале 1900-х годов. Позже, в 1930-х годах, в медицинской литературе появились сообщения о случаях рака легких в связи с асбестозом, хотя только в течение следующих нескольких десятилетий были собраны научные доказательства того, что асбест является канцерогенным фактором. В 1960 году связь между воздействием асбеста и другим гораздо менее распространенным раком, злокачественной мезотелиомой, которая поражает плевру (мембрана, покрывающая легкие и выстилающая грудную стенку), привлекла внимание сообщением о скоплении этих опухолей в 33 человека, все из которых работали или жили в районе добычи асбеста в Северо-Западном Кейптауне (Wagner 1996). В 1960-х и 1970-х годах асбестоз был целью мер по борьбе с пылью, введенных и проводившихся с возрастающей строгостью, и во многих промышленно развитых странах по мере снижения частоты этого заболевания связанные с асбестом заболевания плевры стали наиболее частым проявлением воздействия асбеста. состояние, при котором наиболее часто подвергавшиеся воздействию субъекты обращались за медицинской помощью. В таблице 1 перечислены заболевания и состояния, которые в настоящее время считаются связанными с асбестом. Болезни, выделенные жирным шрифтом, — это наиболее часто встречающиеся заболевания, для которых прямая причинно-следственная связь хорошо установлена, а для полноты картины перечислены также некоторые другие состояния, для которых связь установлена менее четко (см. сноску к таблице 16). ) и разделы, которые следуют в тексте ниже, которые расширяют различные заголовки болезней).
Таблица 1. Заболевания и состояния, связанные с асбестом
Патология | Пораженный(е) орган(ы) | Болезнь/состояние1 |
Доброкачественные | Легкие Плевра Кожа | асбестоз (диффузный интерстициальный фиброз) Заболевание мелких дыхательных путей2 (фиброз ограничен перибронхиолярная область) Хроническое заболевание дыхательных путей3 Плевральные бляшки Висцеро-теменные реакциив том числе доброкачественные плевральные выпот, диффузный плевральный фиброз и округлый ателектаз Асбестовые мозоли4 |
злокачественный | Легкие Плевра Другие полости, выстланные мезотелием Желудочно-кишечный тракт5 Другие контрактные услуги5 | Рак легких (все типы клеток) Рак гортани Мезотелиома плевры Мезотелиома брюшины, перикард и мошонка (по убывающей частоте встречаемости) Рак желудка, пищевода, толстой кишки, прямой кишки, яичников, желчного пузыря, желчных протоков, поджелудочной железы, почек |
1 Заболевания или состояния, выделенные жирным шрифтом, являются наиболее часто встречающимися и причинно-следственными связями, для которых хорошо установлена и/или общепризнана.
2 Считается, что фиброз в стенках мелких дыхательных путей легких (включая перепончатые и респираторные бронхиолы) представляет собой раннюю паренхиматозную реакцию легких на остаточный асбест (Wright et al., 1992), которая прогрессирует до асбестоза, если воздействие продолжается и/или прекращается. тяжелый, но если воздействие ограничено или слабое, реакция легких может быть ограничена этими областями (Becklake in Liddell & Miller 1991).
3 Включены бронхит, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) и эмфизема. Было показано, что все они связаны с работой в пыльной среде. Доказательства причинно-следственной связи рассматриваются в разделе Хронические заболевания дыхательных путей и Беклейк (1992).
4 Относится к непосредственному обращению с асбестом и представляет скорее исторический, чем текущий интерес.
5 Данные не согласуются во всех исследованиях (Doll and Peto, 1987); некоторые из самых высоких рисков были зарегистрированы в когорте из более чем 17,000 1990 американских и канадских рабочих по асбестовой изоляции (Selikoff 1), за которыми наблюдали с 1967 января 31 г. по 1986 декабря XNUMX г., у которых воздействие было особенно сильным.
Источники: Беклейк, 1994 г.; Лидделл и Миллер, 1992 г.; Селикофф 1990; Долл и Пето в Antman and Aisner 1987; Райт и др. 1992.
Пользы
В таблице 2 перечислены основные источники, продукты и области применения минералов асбеста.
Таблица 2. Основные коммерческие источники, продукты и области применения асбеста
Тип волокна | Расположение крупных месторождений | Коммерческие продукты и/или использование |
хризотиловый (Белый) |
Россия, Канада (Квебек, также Британская Колумбия, Ньюфаундленд), Китай (провинция Сычуань); страны Средиземноморья (Италия, Греция, Корсика, Кипр); Южная Африка (ЮАР, Зимбабве, Свазиленд); Бразилия; более мелкие месторождения в США (Вермонт, Аризона, Калифорния) и в Японии | Строительные материалы (черепица, черепица, желоба и цистерны; кровля, профнастил и сайдинг) Напорные и другие трубы Противопожарная защита (морская и др.) Изоляция и звукоизоляция Изделия из армированного пластика (лопасти вентиляторов, распределительное устройство) Фрикционные материалы обычно в сочетании со смолами в тормозах, сцеплениях и т.д. Текстиль (используется в ремнях, одежде, кожухах, противопожарных барьерах, автоклавах, пряже и упаковке) Бумажные изделия (используемые для изготовления картона, изоляторов, прокладок, кровельного войлока, настенных покрытий и т. д.) Поплавки в красках, покрытиях и сварочных электродах |
Крокидолит (Синий) |
Южная Африка (Северо-Западный Кейп, Восточный Трансвааль), Западная Австралия1 | Используется в основном в сочетании с цементными изделиями (в частности, напорными трубами), но также и во многих других продуктах, перечисленных выше. |
Амозит (коричневый) |
Южная Африка (Северный Трансвааль)1 | Используется в основном в производстве цемента, теплоизоляции и кровельных материалов, особенно в США.2 , а также в сочетании со многими продуктами, перечисленными в разделе хризотил. |
антофиллит | Финляндия1 | Наполнитель в резиновой, пластмассовой и химической промышленности |
Тремолит | Италия, Корея и некоторые острова Тихого океана; добывается в небольших масштабах в Турции, Китае и других странах; загрязняет рудоносную породу на некоторых асбестовых, железных, тальковых и вермикулитовых рудниках; также встречается в сельскохозяйственных почвах на Балканском полуострове и в Турции. | Используется как наполнитель в тальке; может быть удален или не удален при переработке руды, поэтому он может появиться в конечных продуктах |
Актинолит | Загрязняет амозитовые, реже хризотиловые, тальковые и вермикулитовые отложения. | Обычно не используется в коммерческих целях |
1 Подобный список, очевидно, не является исчерпывающим, и читатели должны обращаться к цитируемым источникам и другим главам этой книги. Энциклопедия для более полной информации.
2 Больше не работает.
Источники: Институт асбеста (1995 г.); Браун (1994); Лидделл и Миллер (1991); Селикофф и Ли (1978); Скиннер и др. (1988).
Хотя эта таблица обязательно неполная, в ней подчеркивается, что:
Цифра более 3,000 обычно указывается для количества применений асбеста, и, несомненно, это привело к тому, что асбест был назван «волшебным минералом» в 1960-х годах. Промышленный список 1953 года содержит до 50 применений асбеста-сырца в дополнение к его использованию в производстве продуктов, перечисленных в Таблице 17, каждое из которых имеет множество других промышленных применений. В 1972 г. потребление асбеста в такой промышленно развитой стране, как США, относилось к следующим категориям продукции: строительство (42%); фрикционные материалы, войлок, набивки и прокладки (20%); напольная плитка (11%); бумага (9%); изоляция и текстиль (3%) и другие виды использования (15%) (Selikoff and Lee 1978). Напротив, отраслевой список основных категорий продукции за 1995 год показывает следующее значительное перераспределение в мировом масштабе: асбестоцемент (84%); фрикционные материалы (10%); текстиль (3%); уплотнения и прокладки (2%); и другие виды использования (1%) (Институт асбеста, 1995 г.).
Профессиональное воздействие, прошлое и настоящее
Профессиональное облучение, особенно в промышленно развитых странах, всегда было и остается наиболее вероятным источником облучения человека (см. Энциклопедия содержать дополнительную информацию). Однако в производственных процессах и процедурах произошли серьезные изменения, направленные на уменьшение выброса пыли в рабочую среду (Браун, 1994; Селикофф и Ли, 1978). В странах, где ведется добыча полезных ископаемых, фрезерование обычно происходит на входе в шахту. Большинство хризотиловых рудников ведутся открытым способом, в то время как амфиболовые рудники обычно используют подземные методы добычи, при которых образуется больше пыли. Измельчение включает отделение волокна от горной породы с помощью механизированного дробления и просеивания, которые были пыльными процессами до введения мокрых методов и / или ограждения на большинстве мельниц в 1950-х и 1960-х годах. Обращение с отходами также является источником воздействия на человека, как и транспортировка асбеста в мешках, будь то погрузка и разгрузка грузовиков и железнодорожных вагонов или работа на пристани. Эти воздействия уменьшились с момента введения герметичных пакетов и использования герметичных контейнеров.
Рабочим приходилось использовать асбест-сырец непосредственно в упаковке и футеровке, особенно в локомотивах, а также для распыления стен, потолков и воздуховодов, а в морской промышленности - для палуб и переборок. Некоторые из этих видов использования были прекращены добровольно или запрещены. При производстве асбестоцементных изделий воздействие происходит при приемке и открытии мешков, содержащих асбест-сырец, при подготовке волокна к смешиванию с раствором, при механической обработке конечных продуктов и при обращении с отходами. При производстве виниловой плитки и напольных покрытий асбест использовался в качестве армирующего вещества и наполнителя для смешивания с органическими смолами, но в настоящее время в Европе и Северной Америке его в значительной степени заменили органическим волокном. При производстве пряжи и текстиля воздействие волокна происходит при получении, подготовке, смешивании, кардочесании, прядении, ткачестве и каландрировании волокна — процессах, которые до недавнего времени были сухими и потенциально очень пыльными. Воздействие пыли на современных предприятиях значительно снижено за счет использования коллоидной суспензии волокна, экструдированного через коагулянт для формирования влажных прядей для последних трех процессов. При производстве изделий из асбестовой бумаги воздействие асбестовой пыли на человека наиболее вероятно также при приеме и приготовлении исходной смеси и при резке готовой продукции, которая в 1970-х годах содержала от 30 до 90% асбеста. При производстве асбестовых фрикционных изделий (формованных из сухих смесей, валковых, тканых или бесконечно намотанных) воздействие асбестовой пыли на человека также, скорее всего, происходит во время начальной обработки и процессов смешивания, а также при отделке конечного продукта, что в 1970-е годы содержали от 30 до 80% асбеста. В строительной отрасли, до регулярного использования соответствующей вытяжной вентиляции (которая появилась в 1960-х годах), высокоскоростная резка, сверление и шлифовка асбестосодержащих плит или плитки приводили к выбросу волокнистой пыли вблизи зоне дыхания оператора, особенно при проведении таких операций в закрытых помещениях (например, в строящихся высотных зданиях). В период после Второй мировой войны основным источником воздействия на человека было использование, удаление или замена асбестосодержащих материалов при сносе или ремонте зданий или кораблей. Одной из главных причин такого положения дел была неосведомленность как о составе этих материалов (т. е. о том, что они содержат асбест), так и о том, что воздействие асбеста может быть вредным для здоровья. В 1990-х годах в некоторых странах повышение уровня образования работников, лучшие методы работы и средства индивидуальной защиты снизили риск. В транспортной отрасли источниками воздействия были удаление и замена отставания в двигателях локомотивов и тормозных материалов в грузовых и легковых автомобилях в авторемонтной промышленности.
Другие источники воздействия
Облучение лиц, занимающихся профессиями, не связанными непосредственно с использованием или обращением с асбестом, но работающих в той же области, что и те, кто имеет дело с ним напрямую, называется парапрофессиональный (свидетель) экспозиция. Это был важный источник воздействия не только в прошлом, но и в случаях, когда в 1990-х годах была поставлена диагноз. В число вовлеченных рабочих входят электрики, сварщики и плотники в строительстве, судостроении или ремонтной промышленности; обслуживающий персонал на асбестовых заводах; слесарей, кочегаров и др. на электростанциях и кораблях и котельных, где имеется асбестовая футеровка или другая изоляция, и обслуживающий персонал в послевоенных высотных домах с использованием различных асбестосодержащих материалов. В прошлом, домашнее воздействие в первую очередь из-за того, что запыленную рабочую одежду встряхивали или стирали дома, пыль, выделяемая таким образом, задерживалась в коврах или мебели и снова поднималась в воздух в результате повседневной деятельности. Мало того, что уровни переносимых по воздуху волокон могли достигать уровня 10 волокон на миллилитр (в/мл), что в десять раз превышает предел профессионального воздействия, предложенный на консультации ВОЗ (1989 г.) в 1.0 в/мл, волокна имели тенденцию оставаться в воздухе несколько дней. С 1970-х годов практика хранения всей рабочей одежды на рабочем месте для стирки получила широкое, но не повсеместное распространение. В прошлом воздействие на жилые помещения также происходило в результате загрязнения воздуха промышленными источниками. Например, повышенные уровни переносимого по воздуху асбеста были зарегистрированы вблизи шахт и асбестовых заводов и определяются уровнями производства, контролем за выбросами и погодой. Учитывая длительную задержку, в частности, связанного с асбестом заболевания плевры, такое воздействие, вероятно, по-прежнему является причиной некоторых случаев, которые были диагностированы в 1990-х годах. В 1970-х и 1980-х годах, с повышением осведомленности общественности как о последствиях воздействия асбеста на здоровье, так и о том факте, что асбестосодержащие материалы широко используются в современном строительстве (особенно в рыхлой форме, используемой для распыления на стены). , потолки и вентиляционные каналы), основная причина беспокойства связана с тем, что по мере старения таких зданий и их ежедневного износа волокна асбеста могут выбрасываться в воздух в количестве, достаточном для того, чтобы представлять угрозу для здоровья работающих. в современных высотных зданиях (оценки рисков см. ниже). Другие источники загрязнения воздуха в городских районах включают высвобождение волокон из тормозов транспортных средств и повторное рассеивание волокон, выделяемых проезжающими транспортными средствами (Bignon, Peto and Saracci, 1989).
К непромышленным источникам воздействия на окружающую среду относятся естественные волокна в почве, например, в Восточной Европе, и обнажения горных пород в Средиземноморском регионе, включая Корсику, Кипр, Грецию и Турцию (Bignon, Peto and Saracci 1989). Дополнительным источником воздействия на человека является использование тремолита для побелки и штукатурки в Греции и Турции и, согласно более поздним сообщениям, в Новой Каледонии в южной части Тихого океана (Luce et al. 1994). Кроме того, в нескольких сельских деревнях Турции было обнаружено, что цеолитовое волокно, эрионит, используется как в штукатурке, так и в домашнем строительстве, а также причастно к возникновению мезотелиомы (Bignon, Peto and Saracci 1991). Наконец, воздействие на человека может происходить через питьевую воду, в основном из-за естественного загрязнения, и, учитывая широко распространенное естественное распространение клетчатки в обнажениях, большинство источников воды содержат некоторое количество клетчатки, причем самые высокие уровни наблюдаются в горнодобывающих районах (Skinner, Roos and Frondel 1988).
Этиопатология заболеваний, связанных с асбестом
Судьба вдыхаемых волокон
Вдыхаемые волокна выравниваются с воздушным потоком, и их способность проникать в более глубокие полости легких зависит от их размера: волокна с аэродинамическим диаметром 5 мм или менее демонстрируют проникновение более 80%, но также и задержку менее 10-20%. Более крупные частицы могут попасть в нос и в главные дыхательные пути в местах бифуркации, где они имеют тенденцию скапливаться. Частицы, отложившиеся в основных дыхательных путях, очищаются под действием реснитчатых клеток и транспортируются вверх по слизистому эскалатору. Индивидуальные различия, связанные с тем, что кажется одним и тем же воздействием, обусловлены, по крайней мере частично, различиями между людьми в проникновении и удержании вдыхаемых волокон (Bégin, Cantin and Massé, 1989). Мелкие частицы, оседающие за пределами основных дыхательных путей, фагоцитируются альвеолярными макрофагами, клетками-мусорщиками, которые поглощают чужеродный материал. Более длинные волокна, т. е. более 10 мм, часто подвергаются атаке более чем одного макрофага, с большей вероятностью покрываются оболочкой и образуют ядро асбестового тела — характерная структура, признанная с начала 1900-х годов в качестве маркера воздействия. см. рисунок 3). Покрытие волокна считается частью защиты легких, делающей его инертным и неиммуногенным. Асбестовые тельца чаще образуются на амфиболовых, чем на хризотиловых волокнах, а их плотность в биологическом материале (мокроте, бронхоальвеолярном лаваже, легочной ткани) является косвенным маркером легочной нагрузки. Покрытые оболочкой волокна могут сохраняться в легких в течение длительного времени, и их можно выделить из мокроты или жидкости бронхоальвеолярного лаважа в течение 30 лет после последнего воздействия. Отложение непокрытых волокон, отложившихся в паренхиме легкого, происходит по направлению к периферии легкого и субплевральным областям, а затем к лимфатическим узлам корня легкого.
Рисунок 3. Асбестовый корпус
Увеличение х 400, видно на микроскопическом срезе легкого как слегка изогнутая удлиненная структура с мелкозернистой железисто-белковой оболочкой. Само асбестовое волокно можно определить по тонкой линии у одного конца асбестового тела (стрелка). Источник: Fraser et al. 1990 г.
Теории, объясняющие, как волокна вызывают различные плевральные реакции, связанные с воздействием асбеста, включают:
Также может быть ретроградный поток через грудной проток в абдоминальные лимфатические узлы, что объясняет возникновение перитонеальной мезотелиомы.
Клеточные эффекты вдыхаемых волокон
Исследования на животных показывают, что начальные явления, которые следуют за задержкой асбеста в легких, включают:
Эти явления отражены в материале, извлеченном при бронхоальвеолярном лаваже у животных и человека (Bégin, Cantin and Massé, 1989). Как размеры волокон, так и их химические характеристики, по-видимому, определяют биологическую способность к фиброгенезу, и эти характеристики, в дополнение к свойствам поверхности, также считаются важными для канцерогенеза. Длинные тонкие волокна более активны, чем короткие, хотя активность последних нельзя сбрасывать со счетов, а амфиболы более активны, чем хризотил, что объясняется их большей биостойкостью (Bégin, Cantin and Massé, 1989). Волокна асбеста могут также воздействовать на иммунную систему человека и изменять циркулирующую популяцию лимфоцитов крови. Например, опосредованный клетками иммунитет человека к клеточным антигенам (такой, который проявляется в туберкулиновой кожной пробе) может быть нарушен (Browne 1994). Кроме того, поскольку асбестовые волокна, по-видимому, способны вызывать хромосомные аномалии, было высказано мнение, что их также можно считать способными вызывать рак, а также способствовать развитию рака (Jaurand in Bignon, Peto and Saracci 1989).
Отношения доза-экспозиция-реакция
В биологических науках, таких как фармакология или токсикология, в которых отношения доза-реакция используются для оценки вероятности желаемых эффектов или риска нежелательных эффектов, доза понимается как количество агента, доставленного в орган-мишень и остающегося в контакте с ним в течение достаточно времени, чтобы вызвать реакцию. В медицине труда суррогаты дозы, такие как различные меры воздействия, обычно являются основой для оценки риска. Однако взаимосвязь между воздействием и реакцией обычно можно продемонстрировать в исследованиях рабочей силы; однако наиболее подходящая мера воздействия может различаться в зависимости от заболевания. Несколько обескураживает тот факт, что, хотя взаимосвязь между воздействием и реакцией будет различаться между работниками, эти различия можно лишь частично объяснить типом волокна, размером частиц и производственным процессом. Тем не менее, такие взаимосвязи между воздействием и реакцией сформировали научную основу для оценки риска и установления допустимых уровней воздействия, которые первоначально были направлены на борьбу с асбестозом (Selikoff and Lee 1978). Поскольку распространенность и/или заболеваемость этим заболеванием снизились, озабоченность переключилась на обеспечение защиты здоровья человека от рака, связанного с асбестом. За последнее десятилетие были разработаны методы количественного измерения пылевой нагрузки в легких или биологической дозы непосредственно в пересчете на количество волокон на грамм сухой легочной ткани. Кроме того, энергосберегающий рентгеновский анализ (EDXA) позволяет точно охарактеризовать каждое волокно по его типу (Churg 1991). Хотя стандартизация результатов между лабораториями еще не достигнута, сравнение результатов, полученных в данной лаборатории, полезно, а измерение легочной нагрузки добавило новый инструмент для оценки случая. Кроме того, применение этих методов в эпидемиологических исследованиях
асбестоз
Определение и история
асбестоз так называется пневмокониоз, возникающий в результате воздействия асбестовой пыли. Срок пневмокониоз используется здесь, как определено в статье «Пневмокониозы: определения» этого Энциклопедия как состояние, при котором происходит «накопление пыли в легких и реакция тканей на пыль». В случае асбестоза тканевая реакция носит коллагеновый характер и приводит к необратимому изменению альвеолярной архитектуры с рубцеванием. Уже в 1898 г. Годовой отчет Главного инспектора фабрик Ее Величества содержал ссылку на отчет женщины-инспектора фабрики о неблагоприятных последствиях для здоровья от воздействия асбеста, а также на отчет 1899 г. Report содержит подробности одного такого случая с человеком, проработавшим 12 лет на одной из недавно открытых текстильных фабрик в Лондоне, Англия. Вскрытие выявило диффузный тяжелый фиброз легких, и то, что впоследствии стало известно как асбестовые тела, было обнаружено при последующем повторном гистологическом исследовании предметных стекол. Поскольку фиброз легкого является редким состоянием, эту связь считали причинно-следственной, и в 1907 г. случай был представлен в качестве доказательства комитету по компенсации производственных заболеваний (Browne 1994). Несмотря на появление отчетов аналогичного характера, поданных инспекторами из Соединенного Королевства, Европы и Канады в течение следующего десятилетия, роль воздействия асбеста в генезе заболевания не была общепризнанной до тех пор, пока отчет о случае не был опубликован в журнале. British Medical Journal в 1927 г. В этом отчете термин легочный асбестоз был впервые использован для описания этого конкретного пневмокониоза, и было сделано замечание о выраженности ассоциированных плевральных реакций, в отличие, например, от силикоза, основного пневмокониоза, признанного в то время (Selikoff and Lee, 1978). В 1930-х годах два крупных исследования рабочей силы, проведенные среди текстильщиков, одно в Соединенном Королевстве и одно в Соединенных Штатах, предоставили доказательства связи между воздействием и реакцией (и, следовательно, вероятной причинно-следственной связи) между уровнем и продолжительностью воздействия и радиографическими данными. изменения, свидетельствующие об асбестозе. Эти отчеты легли в основу первых правил контроля в Соединенном Королевстве, обнародованных в 1930 году, и первых пороговых предельных значений для асбеста, опубликованных Американской конференцией государственных и промышленных гигиенистов в 1938 году (Selikoff and Lee 1978).
Патология
Фиброзные изменения, характерные для асбестоза, являются следствием воспалительного процесса, вызванного оставшимися в легком волокнами. Фиброз при асбестозе интерстициальный, диффузный, с тенденцией к преимущественному поражению нижних долей и периферических зон и в запущенных случаях связан с облитерацией нормальной легочной архитектуры. Часто встречается фиброз прилежащей плевры. Ничто в гистологических особенностях асбестоза не отличает его от интерстициального фиброза, вызванного другими причинами, за исключением присутствия асбеста в легких либо в виде асбестовых тел, видимых при световой микроскопии, либо в виде непокрытых волокон, большинство из которых слишком тонкие, чтобы можно увидеть только с помощью электронной микроскопии. Таким образом, отсутствие асбестовых тел на изображениях, полученных при световой микроскопии, не исключает ни воздействия, ни диагноза асбестоза. На другом конце спектра тяжести заболевания фиброз может быть ограничен относительно небольшим количеством зон и поражать в основном перибронхиолярные области (см. рис. 4), вызывая то, что было названо асбестозависимым заболеванием мелких дыхательных путей. Опять же, за исключением, возможно, более обширного поражения перепончатых мелких дыхательных путей, ничто в гистологических изменениях этого состояния не отличает его от заболевания мелких дыхательных путей, вызванного другими причинами (такими как курение сигарет или воздействие другой минеральной пыли), кроме присутствия асбеста в дыхательных путях. легкое. Заболевание мелких дыхательных путей может быть единственным проявлением легочного фиброза, связанного с асбестом, или оно может сосуществовать с различной степенью интерстициального фиброза, то есть с асбестозом (Wright et al., 1992). Были опубликованы тщательно продуманные критерии патологической классификации асбестоза (Craighead et al., 1982). Как правило, степень и интенсивность легочного фиброза связаны с измеренным содержанием пыли в легких (Liddell and Miller, 1991).
Рисунок 4. Заболевание мелких дыхательных путей, связанное с асбестом
Перибронхиолярный фиброз и инфильтрация воспалительными клетками видны на гистологическом срезе респираторной бронхиолы (R) и ее дистальных отделов или альвеолярных ходов (A). Окружающее легкое в основном нормальное, но с очаговым утолщением интерстициальной ткани (стрелка), что указывает на ранний асбестоз. Источник: Fraser et al. 1990 г.
Клинические признаки
Одышка, самая ранняя, наиболее часто регистрируемая и наиболее неприятная жалоба, привела к тому, что асбестоз стал называться моносимптомным заболеванием (Selikoff and Lee 1978). Одышке предшествуют другие симптомы, в том числе сухой, часто мучительный кашель и чувство стеснения в груди, что, как полагают, связано с плевральными реакциями. Поздние инспираторные хрипы или хрипы, которые сохраняются после кашля, сначала слышны в подмышечных впадинах и над основанием легких, а затем становятся более генерализованными по мере прогрессирования состояния и, как полагают, связаны со взрывным открытием дыхательных путей, которые закрываются на выдохе. Считается, что грубые хрипы и хрипы, если они присутствуют, отражают бронхит либо в ответ на работу в пыльной среде, либо из-за курения.
Визуализация грудной клетки
Традиционно наиболее важным диагностическим инструментом для установления наличия асбестоза была рентгенограмма грудной клетки. Этому способствовало использование радиологической классификации МОТ (1980 г.), которая оценивает небольшие неравномерные затемнения, характерные для асбестоза, в непрерывном диапазоне от отсутствия заболевания до наиболее запущенного заболевания, как по степени тяжести (описываемой как обилие на 12-градусной шкале). балльная шкала от –/0 до 3/+) и протяженность (описываемая как количество затронутых зон). Несмотря на различия между читателями, даже среди тех, кто прошел курсы обучения чтению, эта классификация оказалась особенно полезной в эпидемиологических исследованиях, а также использовалась в клинике. Однако патологические изменения, вызванные асбестозом, могут обнаруживаться при биопсии легкого у 20% пациентов с нормальной рентгенограммой грудной клетки. Кроме того, небольшие неравномерные помутнения низкой интенсивности (например, 1/0 по шкале МОТ) не являются специфическими для асбестоза, но могут наблюдаться в связи с другими воздействиями, например, при курении сигарет (Browne 1994). Компьютерная томография (КТ) произвела революцию в визуализации интерстициальных заболеваний легких, включая асбестоз, а компьютерная томография высокого разрешения (КТВР) повысила чувствительность к выявлению интерстициальных и плевральных заболеваний (Fraser et al., 1990). Характеристики асбестоза, которые могут быть идентифицированы с помощью HRCT, включают утолщенные междольковые (перегородочные) и внутридольковые основные линии, паренхиматозные тяжи, криволинейные субплевральные линии и субплевральные зависимые плотности, причем первые два являются наиболее характерными для асбестоза (Fraser et al., 1990). HRCT также может выявить эти изменения в случаях с дефицитом функции легких, когда рентгенограмма грудной клетки неубедительна. На основании посмертной HRCT было показано, что утолщение внутридольковых линий коррелирует с перибронхиолярным фиброзом, а утолщение междольковых линий с интерстициальным фиброзом (Fraser et al., 1990). До сих пор не разработан стандартизированный метод чтения для использования HRCT при заболеваниях, связанных с асбестом. В дополнение к его стоимости тот факт, что устройство КТ является больничной установкой, делает маловероятным то, что оно заменит рентгенограмму грудной клетки для эпиднадзора и эпидемиологических исследований; его роль, скорее всего, останется ограниченной расследованием отдельных случаев или запланированными исследованиями, направленными на решение конкретных вопросов. Рисунок 21 иллюстрирует использование визуализации органов грудной клетки для диагностики заболеваний легких, связанных с асбестом; показанный случай демонстрирует асбестоз, связанное с асбестом заболевание плевры и рак легких. Большие затемнения, осложнение других пневмокониозов, в частности силикоза, нехарактерны для асбестоза и обычно связаны с другими состояниями, такими как рак легкого (см. случай, описанный на рис. 5) или округлый ателектаз.
Рисунок 5. Визуализация грудной клетки при заболевании легких, связанном с асбестом.
Заднепередняя рентгенограмма грудной клетки (A) показывает асбестоз, поражающий оба легких и оцененный как категория ILO 1/1, связанный с двусторонним утолщением плевры (незакрашенные стрелки) и нечетко определяемым затемнением (концы стрелок) в левой верхней доле. На КТВР (В) было показано, что это плотное образование (М), примыкающее к плевре, а трансторакальная пункционная биопсия выявила аденокарциному легкого. Также на КТ (С) при высоком затухании можно увидеть плевральные бляшки (стрелки), а также тонкое криволинейное затемнение в паренхиме под бляшками с интерстициальной аномалией в легком между затемнением и плеврой. Источник: Fraser et al. 1990 г.
Функциональные тесты легких
Установленный интерстициальный фиброз легких вследствие воздействия асбеста, как и установленный фиброз легких, вызванный другими причинами, обычно, но не всегда, связан с рестриктивным профилем функции легких (Becklake 1994). К его особенностям относятся уменьшенные объемы легких, в частности жизненная емкость легких (ЖЕЛ) с сохранением отношения объема форсированного выдоха за 1 секунду к форсированной жизненной емкости легких (ОФВ).1/ФЖЕЛ%), снижение податливости легких и нарушение газообмена. Ограничение воздушного потока со сниженным ОФВ1Однако /ФЖЕЛ может также присутствовать как реакция на пыльную рабочую среду или на сигаретный дым. На более ранних стадиях асбестоза, когда патологические изменения ограничиваются перибронхиолярным фиброзом и даже до того, как на рентгенограмме грудной клетки становятся очевидными небольшие неравномерные затемнения, единственным признаком может быть нарушение показателей, отражающих дисфункцию мелких дыхательных путей, таких как максимальная скорость выдоха в середине выдоха. дыхательной дисфункции. Реакция на стресс при физической нагрузке также может быть нарушена на ранних стадиях заболевания с усилением вентиляции в связи с потребностью в кислороде при физической нагрузке (из-за учащенного и поверхностного дыхания) и нарушением OXNUMX.2 обмен. По мере прогрессирования заболевания требуется все меньше и меньше упражнений, чтобы поставить под угрозу O2 обмен. Учитывая, что рабочий, подвергшийся воздействию асбеста, может проявлять черты как рестриктивного, так и обструктивного профиля функции легких, мудрый врач интерпретирует профиль функции легких у рабочего, работающего с асбестом, как меру ухудшения, а не как вспомогательное средство. диагноз. Функции легких, в частности жизненная емкость легких, представляют собой полезный инструмент для индивидуального наблюдения за субъектами или в эпидемиологических исследованиях, например, после прекращения воздействия, для мониторинга естественного течения асбестоза или связанного с асбестом заболевания плевры.
Другие лабораторные тесты
Бронхоальвеолярный лаваж все чаще используется в качестве клинического инструмента при исследовании заболеваний легких, связанных с асбестом:
Он также используется для изучения механизмов заболеваний у людей и животных (Bégin, Cantin and Massé, 1989). Поглощение галлия-67 используется в качестве меры активности легочного процесса, а сывороточные антинуклеарные антитела (АНА) и ревматоидный фактор (РФ), оба из которых отражают иммунологический статус человека, также были исследованы в качестве факторов. влияние на прогрессирование заболевания и/или учет индивидуальных различий в реакции на, по-видимому, одинаковый уровень и дозу воздействия.
Эпидемиология, включая естественную историю
Распространенность радиологического асбестоза, зарегистрированная в обследованиях рабочей силы, значительно различается, и, как можно было ожидать, эти различия связаны с различиями в продолжительности и интенсивности воздействия, а не с различиями между рабочими местами. Тем не менее, даже если их принять во внимание, ограничив сравнение взаимосвязей воздействия и реакции теми исследованиями, в которых оценки воздействия были индивидуализированы для каждого члена когорты и основаны на истории работы и измерениях промышленной гигиены, заметные градиенты, связанные с волокном и технологическим процессом, очевидны (Liddell и др.). Миллер 1991). Например, 5-процентная распространенность небольших неравномерных затемнений (1/0 или более по классификации МОТ) является результатом кумулятивного воздействия примерно 1,000 лет волокна у добытчиков хризотила в Квебеке, примерно 400 лет волокна у добытчиков хризотила на Корсике и менее 10 лет волокна у добытчиков крокидолита в Южной Африке и Австралии. Напротив, у текстильщиков, подвергшихся воздействию хризотила Квебека, 5% распространенность неравномерных небольших помутнений возникла в результате кумулятивного воздействия волокна менее 20 лет. Исследования запыленности легких также согласуются с градиентом волокон, вызывающим асбестоз: у 29 мужчин на тихоокеанских верфях с асбестозом, связанным главным образом с воздействием амозита, средняя нагрузка на легкие, обнаруженная в материале вскрытия, составила 10 миллионов амозитных волокон на грамм сухой легочной ткани по сравнению с до средней нагрузки хризотила в 30 миллионов волокон на грамм сухой легочной ткани у 23 горняков и мельников хризотила в Квебеке (Becklake and Case 1994). Распределение волокон по размерам способствует, но не полностью объясняет эти различия, предполагая, что другие факторы, специфичные для завода, включая другие загрязняющие вещества на рабочем месте, могут играть роль.
Асбестоз может оставаться стабильным или прогрессировать, но, вероятно, не регрессирует. Скорость прогрессирования увеличивается с возрастом, с кумулятивным воздействием и с увеличением степени существующего заболевания, и более вероятно, что оно возникнет при воздействии крокидолита. Радиологический асбестоз может как прогрессировать, так и проявляться спустя долгое время после прекращения воздействия. Ухудшение функции легких может также происходить после прекращения воздействия (Liddell and Miller, 1991). Важный вопрос (и по которому эпидемиологические данные не согласуются друг с другом) заключается в том, увеличивает ли продолжающееся воздействие вероятность прогрессирования после развития радиологических изменений (Browne, 1994; Liddell and Miller, 1991). В некоторых юрисдикциях, например в Соединенном Королевстве, число случаев асбестоза, по которым работники получают компенсацию, за последние десятилетия уменьшилось, что отражает контроль на рабочих местах, введенный в действие в 1970-х годах (Meredith and McDonald 1994). В других странах, например, в Германии (Gibbs, Valic and Browne, 1994), заболеваемость асбестозом продолжает расти. В Соединенных Штатах скорректированные по возрасту показатели смертности, связанной с асбестом (основанные на упоминании асбестоза в свидетельстве о смерти либо как причины смерти, либо как сопутствующей роли) в возрасте 1+ увеличились с менее 1 на миллион в 1960 г. 2.5 в 1986 г. и до 3 в 1990 г. (Министерство здравоохранения и социальных служб США, 1994 г.).
Диагностика и ведение случаев
Клинический диагноз зависит от:
Рентгенограмма грудной клетки остается ключевым инструментом для установления наличия заболевания, дополняемая КТВР, если она доступна в случаях, когда есть сомнения. Другими объективными признаками являются наличие базальных хрипов, в то время как уровень функции легких, включая физическую нагрузку, полезен для установления нарушений, что необходимо для оценки компенсации. Поскольку ни патология, ни рентгенологические изменения, ни симптомы и изменения функции легких, связанные с асбестозом, не отличаются от таковых, связанных с интерстициальным фиброзом легких, вызванным другими причинами, установление воздействия является ключом к диагностике. Кроме того, многочисленные виды использования асбестовых продуктов, состав которых часто неизвестен пользователю, делает изучение истории воздействия гораздо более сложной задачей при допросе, чем считалось ранее. Если история воздействия кажется неадекватной, идентификация агента в биологических образцах (мокрота, бронхоальвеолярный лаваж и, при необходимости, биопсия) может подтвердить воздействие; дозу в виде нагрузки на легкие можно количественно оценить при вскрытии или в удаленных хирургическим путем легких. Доказательства активности заболевания (из сканирования с галлием-67 или бронхоальвеолярного лаважа) могут помочь в оценке прогноза, ключевого вопроса при этом необратимом состоянии. Даже при отсутствии последовательных эпидемиологических доказательств того, что прогрессирование замедляется после прекращения воздействия, такой курс может быть разумным и, безусловно, желательным. Однако это решение нелегко принять или рекомендовать, особенно для пожилых работников, у которых мало возможностей для профессиональной переподготовки. Безусловно, воздействие не должно продолжаться ни на одном рабочем месте, не соответствующем действующим допустимым уровням воздействия. Критерии диагностики асбестоза в эпидемиологических целях менее требовательны, особенно для перекрестных исследований рабочей силы, которые включают тех, кто достаточно здоров, чтобы находиться на работе. Обычно они решают вопросы причинно-следственной связи и часто используют маркеры, которые указывают на минимальное заболевание, основанное либо на уровне функции легких, либо на изменениях на рентгенограмме грудной клетки. Напротив, критерии диагностики для судебно-медицинских целей значительно более строгие и различаются в зависимости от правовых административных систем, в которых они действуют, в зависимости от штата внутри страны, а также между странами.
Связанное с асбестом заболевание плевры
Историческая перспектива
В ранних описаниях асбестоза фиброз висцеральной плевры упоминается как часть болезненного процесса (см. «Патология», стр. 10.55). В 1930-х годах также были сообщения об ограниченных плевральных бляшках, часто кальцифицированных, в париетальной плевре (которая выстилает грудную стенку и покрывает поверхность диафрагмы) и встречались у людей с воздействием окружающей среды, а не профессионального воздействия. Исследование, проведенное в 1955 году на немецкой фабрике, показало 5% распространенность плевральных изменений на рентгенограмме грудной клетки, что привлекло внимание к тому факту, что заболевание плевры может быть первичным, если не единственным проявлением воздействия. Висцеропариетальные плевральные реакции, включая диффузный плевральный фиброз, доброкачественный плевральный выпот (впервые зарегистрированный в 1960-х годах) и округлый ателектаз (впервые зарегистрированный в 1980-х годах), в настоящее время считаются взаимосвязанными реакциями, которые удобно отличать от плевральных бляшек на основе патологии и, возможно, патогенеза. , а также клинические особенности и проявления. В юрисдикциях, в которых показатели распространенности и/или заболеваемости асбестозом снижаются, плевральные проявления, все более часто встречающиеся в обследованиях, все чаще становятся основанием для выявления прошлого воздействия и все чаще причиной обращения за медицинской помощью.
Плевральные бляшки
Плевральные бляшки представляют собой гладкие, приподнятые белые образования неправильной формы, покрытые мезотелием и обнаруживаемые на париетальной плевре или диафрагме (рис. 6). Они различаются по размеру, часто бывают множественными и имеют тенденцию к кальцификации с возрастом (Browne 1994). Только небольшая часть обнаруженных при вскрытии видна на рентгенограмме грудной клетки, хотя большинство из них можно обнаружить с помощью КТВР. При отсутствии легочного фиброза плевральные бляшки могут не вызывать никаких симптомов и обнаруживаться только при скрининговых обследованиях с использованием рентгенографии органов грудной клетки. Тем не менее, согласно опросам рабочей силы, они неизменно ассоциируются с умеренными, но измеримыми нарушениями функции легких, в основном с ЖЕЛ и ФЖЕЛ (Ernst and Zejda, 1991). В радиологических обследованиях в Соединенных Штатах сообщается о частоте 1% у мужчин без известного облучения и 2.3% у мужчин, включая городских жителей, подвергавшихся профессиональному облучению. Показатели также выше в сообществах с асбестовой промышленностью или высокими показателями использования, в то время как у некоторых рабочих, таких как листовые металлурги, изоляторы, сантехники и железнодорожники, ставки могут превышать 50%. В 1994 году в Финляндии при вскрытии 288 мужчин в возрасте от 35 до 69 лет, которые внезапно умерли, плевральные бляшки были обнаружены у 58% и имели тенденцию к увеличению с возрастом, с вероятностью воздействия (на основе анамнеза), с концентрацией волокна асбеста в легочной ткани и при курении (Karjalainen et al. 1994). Этиологическая фракция бляшек, связанная с запыленностью легких в 0.1 миллиона волокон на грамм легочной ткани, оценивается в 24% (это значение считается заниженным). Исследования запыленности легких также согласуются с градиентом волокон по способности вызывать плевральные реакции; у 103 мужчин, подвергшихся воздействию амозита на верфях Тихого океана, у всех с плевральными бляшками, средняя нагрузка на легкие при вскрытии составила 1.4 миллиона волокон на грамм легочной ткани по сравнению с 15.5 и 75 миллионами волокон на грамм легочной ткани для хризотила и тремолита соответственно в 63. Квебекские горняки и мельники хризотила исследовали таким же образом (Becklake and Case 1994).
Рисунок 6. Заболевание плевры, связанное с асбестом
Диафрагмальная плевральная бляшка (А) видна на аутопсийном материале в виде гладкого четко очерченного очага фиброза на диафрагме строителя при случайном контакте с асбестом и асбестовыми телами в легком. Висцеральный плевральный фиброз (В) виден на вздутом образце легкого при вскрытии и исходит из двух центральных очагов на висцеральной плевре легкого строителя, подвергшегося воздействию асбеста, у которого также было обнаружено несколько париетальных плевральных бляшек. Источник: Fraser et al. 1990.
Висцеропариетальные плевральные реакции
Хотя патология и патогенез различных форм висцеро-теменной реакции на воздействие асбеста почти наверняка взаимосвязаны, их клинические проявления и то, как на них обращают внимание, различаются. Острые экссудативные плевральные реакции могут возникать в виде выпота у субъектов, у которых в легких не проявляются другие заболевания, связанные с асбестом, или в виде обострения тяжести и степени существующих плевральных реакций. Такие плевральные выпоты называются доброкачественными в отличие от выпотов, связанных со злокачественной мезотелиомой. Доброкачественные плевральные выпоты обычно возникают через 10–15 лет после первого воздействия (или после ограниченного воздействия в прошлом) у лиц в возрасте от 20 до 30 лет. Они обычно преходящи, но могут повторяться, могут поражать одну или обе стороны грудной клетки одновременно или последовательно и могут быть бессимптомными или сопровождаться такими симптомами, как стеснение в груди и/или плевральная боль и одышка. Плевральная жидкость содержит лейкоциты, часто кровь и богата альбумином; лишь изредка он содержит асбестовые тела или волокна, которые, однако, могут быть обнаружены в биоптате плевры или нижележащего легкого. Большинство доброкачественных плевральных выпотов исчезают спонтанно, хотя у небольшой части пациентов (порядка 10% в одной серии) эти выпоты могут трансформироваться в диффузный плевральный фиброз (см. рисунок 6) с развитием фиброза легких или без него. Местные плевральные реакции также могут складываться сами по себе, захватывая легочную ткань и вызывая четко выраженные поражения, называемые округлый ателектаз or псевдоопухоль потому что они могут иметь радиологический вид рака легких. В отличие от плевральных бляшек, которые редко вызывают симптомы, висцеропариетальные плевральные реакции обычно сопровождаются некоторой одышкой, а также нарушением функции легких, особенно при облитерации реберно-диафрагмального угла. Например, в одном исследовании средний дефицит ФЖЕЛ составил 0.07 л при поражении грудной стенки и 0.50 л при вовлечении реберно-диафрагмального угла (Ernst and Zejda in Liddell and Miller, 1991). Как уже указывалось, распределение и детерминанты плевральных реакций значительно различаются между рабочими, причем уровень распространенности увеличивается с:
Рак легких
Историческая перспектива
В 1930-е годы в США, Великобритании и Германии был опубликован ряд отчетов о клинических случаях рака легких (заболевание, гораздо менее распространенное в то время, чем сегодня) у рабочих, работающих с асбестом, большинство из которых также страдали асбестозом различной степени. серьезности. Дополнительные доказательства связи между этими двумя состояниями были представлены в Годовом отчете Главного инспектора фабрик Его Величества за 1947 год, в котором отмечалось, что рак легких был зарегистрирован в 13.2% смертей мужчин, связанных с асбестозом в период с 1924 по 1946 год, и только в 1.3% смертей мужчин связано с силикозом. Первым исследованием, в котором рассматривалась причинная гипотеза, было когортное исследование смертности на крупном асбестотекстильном заводе в Соединенном Королевстве (Doll, 1955), одно из первых подобных исследований, основанных на рабочей силе, и к 1980 г. подтвердили взаимосвязь воздействие-реакция, связь была общепринятой как причинно-следственная (McDonald and McDonald in Antman and Aisner 1987).
Клинические признаки и патология
При отсутствии других ассоциированных с асбестом заболеваний клинические признаки и критерии диагностики рака легкого, связанного с асбестом, не отличаются от таковых для рака легких, не связанного с воздействием асбеста. Первоначально рак легких, связанный с асбестом, считался рубцовым раком, подобным раку легких, наблюдаемому при других формах диффузного фиброза легких, таких как склеродермия. Признаками, свидетельствующими в пользу этой точки зрения, были их расположение в нижних долях легких (где обычно более выражен асбестоз), их иногда мультицентрическое происхождение и преобладание аденокарциномы в некоторых сериях. Тем не менее, в большинстве опубликованных исследований, основанных на рабочей силе, распределение типов клеток не отличалось от наблюдаемого в исследованиях населения, не подвергавшегося воздействию асбеста, что подтверждает мнение о том, что асбест сам по себе может быть канцерогеном для человека, вывод, сделанный Международным агентством. по исследованию рака (Всемирная организация здравоохранения: Международное агентство по изучению рака, 1982 г.). Большинство, но не все виды рака легких, связанные с асбестом, возникают в связи с рентгенологическим асбестозом (см. ниже).
эпидемиология
Когортные исследования подтверждают, что риск рака легких увеличивается с воздействием, хотя относительная скорость увеличения для каждого волокна на миллилитр в год воздействия варьируется и зависит как от типа волокна, так и от производственного процесса (Health Effects Institute—Asbestos Research 1991). Например, при воздействии главным образом хризотила в горнодобывающей, фрезерной и фрикционной промышленности увеличение колебалось примерно от 0.01 до 0.17%, а при текстильном производстве от 1.1 до 2.8%, в то время как при воздействии изоляционных материалов из амозита и некоторых цементных изделий воздействие смешанных волокна, были зарегистрированы показатели до 4.3 и 6.7% (Nicholson 1991). Когортные исследования среди рабочих, занимающихся асбестом, также подтверждают, что риск рака очевиден для некурящих и что риск увеличивается (скорее мультипликативно, чем аддитивно) при курении сигарет (McDonald and McDonald in Antman and Aisner 1987). Относительный риск развития рака легких снижается после прекращения воздействия, хотя снижение происходит медленнее, чем после отказа от курения. Исследования запыленности легких также согласуются с градиентом волокон при развитии рака легких; 32 человека на тихоокеанских верфях, которые в основном подвергались воздействию амозита, имели запыленность легких 1.1 миллиона амозитовых волокон на грамм сухой легочной ткани по сравнению с 36 горняками хризотила в Квебеке со средней запыленностью легких 13 миллионов хризотиловых волокон на грамм легочной ткани (Becklake и Кейс 1994).
Отношение к асбестозу
В 1955 г. при вскрытии причин смерти 102 рабочих, занятых на упомянутой выше фабрике по производству асбеста в Соединенном Королевстве (Doll, 1955), рак легких был обнаружен у 18 человек, 15 из которых также страдали асбестозом. Все испытуемые, у которых были обнаружены оба состояния, проработали не менее 9 лет до 1931 года, когда были введены национальные правила борьбы с асбестовой пылью. Эти наблюдения показали, что по мере снижения уровней воздействия конкурирующий риск смерти от асбестоза также снижался, и рабочие жили достаточно долго, чтобы у них развился рак. В большинстве исследований рабочей силы у пожилых работников с большим стажем работы обнаруживаются некоторые патологические признаки асбестоза (или связанного с асбестом заболевания мелких дыхательных путей) при вскрытии, даже если они могут быть минимальными и не обнаруживаться на рентгенограмме грудной клетки при жизни (McDonald and McDonald in Antman). и Айснер, 1987). Несколько, но не все когортные исследования согласуются с мнением о том, что не все избыточные случаи рака легких у населения, подвергающегося воздействию асбеста, связаны с асбестозом. На самом деле более чем один патогенетический механизм может быть ответственным за рак легких у лиц, подвергшихся воздействию асбеста, в зависимости от локализации и отложения волокон. Например, считается, что длинные тонкие волокна, которые откладываются преимущественно в бифуркациях дыхательных путей, концентрируются и действуют как индукторы процесса канцерогенеза посредством хромосомных повреждений. Промоутеры этого процесса могут включать постоянное воздействие волокон асбеста или табачного дыма (Lippman 1995). Такой рак, скорее всего, будет плоскоклеточным по типу. Напротив, в легких, которые являются местом фиброза, канцерогенез может быть результатом фиброзного процесса: такие виды рака с большей вероятностью будут аденокарциномами.
Последствия и приписываемость
В то время как детерминанты избыточного риска рака могут быть получены для подвергшихся воздействию групп населения, атрибутивность в индивидуальном случае не может быть установлена. Очевидно, что связь с воздействием асбеста более вероятна и достоверна у человека с асбестозом, который никогда не курил, чем у курящего человека без асбеста. Эта вероятность также не может быть обоснованно смоделирована. Измерение запыленности легких может дополнить тщательную клиническую оценку, но каждый случай должен оцениваться по существу (Becklake, 1994).
Злокачественная мезотелиома
Патология, диагностика, установление и клинические признаки
Злокачественные мезотелиомы возникают из серозных полостей тела. Приблизительно две трети возникают в плевре, около одной пятой — в брюшине, в то время как перикард и вагинальная оболочка поражаются гораздо реже (McDonald and McDonald in Lidell and Miller, 1991). Поскольку мезотелиальные клетки плюрипотентны, гистологические особенности мезотелиальных опухолей могут различаться; в большинстве серий эпителиальные, саркоматозные и смешанные формы составляют примерно 50, 30 и 10% случаев соответственно. Диагностика этой редкой опухоли, даже в руках опытных патологоанатомов, непроста, и патологоанатомы панели мезотелиомы часто подтверждают лишь небольшой процент, в некоторых исследованиях менее 50% случаев, представленных для рассмотрения. Разработаны различные цитологические и иммуногистохимические методики, помогающие дифференцировать злокачественную мезотелиому от основных альтернативных клинических диагнозов, а именно вторичного рака или реактивной мезотелиальной гиперплазии; это остается активной областью исследований, в которой ожидания высоки, но результаты неубедительны (Jaurand, Bignon and Brochard 1993). По всем этим причинам выявление случаев для эпидемиологических обследований не является простым делом, и даже если оно основано на раковых регистрах, оно может быть неполным. Кроме того, подтверждение группой экспертов с использованием определенных патологических критериев необходимо для обеспечения сопоставимости критериев регистрации.
Клинические признаки
Боль обычно является характерным признаком. При опухолях плевры это начинается в груди и/или плечах и может быть тяжелым. Далее следует одышка, связанная с плевральным выпотом и/или прогрессирующим поражением легкого опухолью, и потеря веса. При опухолях брюшины боли в животе обычно сопровождаются вздутием. Особенности визуализации показаны на рис. 7. Клиническое течение обычно быстрое, а медиана времени выживания, шесть месяцев в отчете 1973 г. и восемь месяцев в отчете 1993 г., мало изменилась за последние два десятилетия, несмотря на большую осведомленность общественности и медиков, которая часто приводит к более ранней диагностике, несмотря на достижения в диагностических методах и увеличение количества вариантов лечения рака.
Рисунок 7. Злокачественная мезотелиома
На рентгенограмме грудной клетки с чрезмерным проникновением (А) видно большое образование в подмышечной области. Обратите внимание на сопутствующее уменьшение объема правого гемоторакса с заметным неравномерным узловатым утолщением плевры всего правого легкого. КТ (В) подтверждает обширное утолщение плевры с вовлечением париетальной и медиастинальной плевры (закрашенные стрелки) в области ребер и вокруг них. Источник: Fraser et al. 1990 г.
эпидемиология
В течение 15 лет, последовавших за отчетом 1960 г. о серии случаев мезотелиомы в Северо-Западном Кейптауне, Южная Африка (Wagner 1996), международное подтверждение связи пришло из отчетов о других сериях случаев из Европы (Великобритания, Франция, Германия, Голландия). , США (Иллинойс, Пенсильвания и Нью-Джерси) и Австралии, а также исследований случай-контроль из Великобритании (4 города), Европы (Италия, Швеция, Голландия) и из США и Канады. Отношение шансов в этих исследованиях варьировалось от 2 до 9. В частности, в Европе связь с занятиями на верфях была сильной. Кроме того, исследования пропорциональной смертности в когортах, подвергшихся воздействию асбеста, показали, что риск связан как с типом волокна, так и с производственным процессом, при этом показатели, связанные с мезотелиомой, варьируются от 0.3% при добыче хризотила до 1% при производстве хризотила по сравнению с 3.4% при производстве амфибола. добыча полезных ископаемых и производство и достигает 8.6% при использовании смешанных волокон в изоляции (McDonald and McDonald in Liddell and Miller 1991). Подобные градиенты волокон показаны в когортных исследованиях смертности, которые, учитывая короткое время выживания этих опухолей, являются разумным отражением заболеваемости. Эти исследования также показывают более длительные латентные периоды при воздействии хризотила по сравнению с амфиболами. Географические различия в заболеваемости были задокументированы с использованием канадских показателей по возрасту и полу за период с 1966 по 1972 год для расчета ожидаемых показателей (McDonald and McDonald in Liddell and Miller 1991); отношения ставок (фактически наблюдаемые значения выше ожидаемых) составляли 0.8 для США (1972 г.), 1.1 для Швеции (1958–1967 гг.), 1.3 для Финляндии (1965–1969 гг.), 1.7 для Соединенного Королевства (1967–1968 гг.) и 2.1 для Нидерланды (с 1969 по 1971 год). Хотя технические факторы, включая установление фактов, очевидно, могут способствовать зарегистрированным колебаниям, результаты действительно свидетельствуют о более высоких показателях в Европе, чем в Северной Америке.
Временные тенденции и гендерные различия в заболеваемости мезотелиомой использовались в качестве меры воздействия воздействия асбеста на здоровье населения. Наилучшие оценки общих показателей в промышленно развитых странах до 1950 г. составляли менее 1.0 на миллион для мужчин и женщин (McDonald and McDonald in Jaurand and Bignon 1993). Впоследствии показатели неуклонно увеличивались у мужчин и либо совсем не увеличивались, либо в меньшей степени у женщин. Например, общие показатели мужчин и женщин на миллион составляли 11.0 и моложе 2.0 в Соединенных Штатах в 1982 г., 14.7 и 7.0 в Дании в 1975–80 гг., 15.3 и 3.2 в Соединенном Королевстве в 1980–83 гг. 20.9 в Нидерландах за 3.6-1978 гг. Более высокие показатели среди мужчин и женщин, за исключением более молодых людей, были зарегистрированы в странах, где добывают крокидолит: 87 и 28.9 соответственно в Австралии (в возрасте 4.7+) в 2 г. и 1986 и 32.9 соответственно среди белых южноафриканцев (в возрасте 8.9+) в 1 г. Институт воздействия на здоровье — исследование асбеста, 1988 г.). Рост показателей у мужчин, вероятно, отражает профессиональное воздействие, и если это так, то они должны выровняться или снизиться в течение 1991-20-летнего «инкубационного» периода после введения контроля на рабочем месте и снижения уровней воздействия на большинстве рабочих мест в большинстве случаев. промышленно развитых стран в 30-е гг. В странах, в которых показатели заболеваемости среди женщин растут, это увеличение может отражать их все более активное участие в работах, сопряженных с риском, или возрастающее загрязнение городского воздуха в окружающей среде или внутри помещений (McDonald, 1970).
этиология
Факторы окружающей среды, безусловно, являются основными детерминантами риска мезотелиомы, причем воздействие асбеста является наиболее важным, хотя возникновение семейных кластеров поддерживает интерес к потенциальной роли генетических факторов. Все типы асбестовых волокон были вовлечены в образование мезотелиомы, включая антофиллит впервые в недавнем отчете из Финляндии (Meurman, Pukkala and Hakama 1994). Тем не менее, существует значительный объем данных из исследований пропорциональной и когортной смертности и исследований нагрузки на легкие, которые предполагают роль градиента волокон в развитии мезотелиомы, риск выше при воздействии в основном амфиболов или смесей амфиболхризотилов по сравнению с главным образом хризотилом. воздействия. Кроме того, существуют различия в показателях между рабочими для одного и того же волокна при, по-видимому, одном и том же уровне воздействия; это еще предстоит объяснить, хотя распределение волокон по размерам, вероятно, является одним из факторов, влияющих на это.
Роль тремолита широко обсуждалась, споры были вызваны доказательствами его биостойкости в тканях легких животных и человека по сравнению с хризотилом. Вероятная гипотеза состоит в том, что многие короткие волокна, которые достигают и откладываются в периферических дыхательных путях легких и альвеолах, очищаются до субплевральных лимфатических сосудов, где они собираются; их способность вызывать мезотелиому зависит от их биоперсистенции при контакте с плевральными поверхностями (Lippmann 1995). В исследованиях на людях показатели мезотелиомы ниже среди населения, подвергавшегося на работе воздействию относительно незагрязненного тремолитом хризотила (например, в зимбабвийских шахтах), по сравнению с теми, кто подвергался воздействию хризотила, загрязненного таким образом (например, в шахтах Квебека), и эти результаты были воспроизведены в исследованиях на животных (Lippmann 1995). Кроме того, в многомерном анализе массы легочных волокон в материале исследования мезотелиомы по всей Канаде случай-контроль (McDonald et al. 1989) результаты показали, что большинство, если не все мезотелиомы, можно объяснить тремолитовой массой легочных волокон. Наконец, недавний анализ смертности в когорте из более чем 10,000 1890 горняков и мельников хризотила в Квебеке, родившихся между 1920 и 1988 годами, а затем до 1995 года (McDonald and McDonald 7,300), подтверждает эту точку зрения: из почти 37 88 смертей 1993 смертей от мезотелиомы были сосредоточены в некоторых рудниках в районе Тетфорда, однако нагрузка на легкие XNUMX членов когорты из затронутых шахт не отличалась от таковой у горняков из других шахт с точки зрения нагрузки хризотиловым волокном, только с точки зрения нагрузки тремолита (McDonald et al. XNUMX). ).
То, что было названо проблемой тремолита, возможно, является самой важной из обсуждаемых в настоящее время научных проблем, а также имеет значение для общественного здравоохранения. Следует также отметить тот важный факт, что во всех сериях и во всех юрисдикциях определенная часть случаев происходит без сообщений о воздействии асбеста, и что только в некоторых из этих случаев исследования запыленности легких указывают на предыдущее воздействие на окружающую среду или профессиональную деятельность. Другие профессиональные воздействия были связаны с образованием мезотелиомы, например, при добыче талька, вермикулита и, возможно, слюды, но в них руда содержала либо тремолит, либо другие волокна (Bignon, Peto and Saracci 1989). Следует продолжать открытый поиск других воздействий, профессиональных или непрофессиональных, на волокна, неорганические и органические, а также на другие агенты, которые могут быть связаны с образованием мезотелиомы.
Другие заболевания, связанные с асбестом
Хроническое заболевание дыхательных путей
Обычно в эту рубрику включают хронический бронхит и хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ), которые могут быть диагностированы клинически, а также эмфизему, которая до недавнего времени диагностировалась только при патологическом исследовании легких, удаленных при вскрытии или иным образом (Becklake 1992). Основной причиной является курение, и за последние десятилетия смертность и заболеваемость из-за хронических заболеваний дыхательных путей увеличились в большинстве промышленно развитых стран. Однако со снижением заболеваемости пневмокониозом среди многих работников появились доказательства того, что профессиональные воздействия являются причиной хронических заболеваний дыхательных путей, принимая во внимание доминирующую роль курения. Было показано, что все формы хронических заболеваний дыхательных путей связаны с работой на различных пыльных работах, в том числе на тех, где важным компонентом пыли, загрязняющей рабочее место, является асбест (Ernst and Zejda in Liddell and Miller, 1991). Считается, что речь идет об общем бремени загрязняющих веществ, а не о воздействии какого-либо из его отдельных компонентов, в данном случае асбестовой пыли, во многом так же, как влияние воздействия курения на хронические заболевания дыхательных путей, т. е. с точки зрения общее бремя воздействия (например, в виде пачки-лет), а не воздействие какого-либо из более чем 4,000 компонентов табачного дыма. (см. в другом месте этого тома дальнейшее обсуждение взаимосвязи между профессиональным воздействием и хроническими заболеваниями дыхательных путей).
Другие виды рака
В нескольких более ранних когортных исследованиях рабочих, подвергшихся воздействию асбеста, смертность, связанная со всеми видами рака, превысила ожидаемую, основанную на национальной или региональной статистике естественного движения населения. В то время как рак легких составлял большую часть превышения, другие связанные с этим виды рака включали рак желудочно-кишечного тракта, рак гортани и рак яичников, в этом порядке частоты. Для рака желудочно-кишечного тракта (включая те, которые поражают пищевод, желудок, толстую кишку и прямую кишку) предполагается, что релевантное воздействие в профессиональных когортах связано с проглатыванием асбестосодержащей мокроты, выделяемой из основных дыхательных путей в легкие, и в ранее (до принятия мер защиты от облучения в местах приема пищи) непосредственное заражение пищевых продуктов на рабочих местах, не имевших отделенных от рабочих зон предприятий и фабрик мест для приема пищи. Также может иметь место ретроградный поток через грудной проток из лимфатических узлов, дренирующих легкие (см. «Судьба вдыхаемых волокон», стр. 10.54). Поскольку эта связь была непостоянной в различных исследованных когортах, а взаимосвязь между воздействием и реакцией не всегда наблюдалась, было нежелание принимать доказательства связи между профессиональным воздействием и воздействием асбеста в качестве причинно-следственной связи (Doll and Peto 1987; Liddell and Miller). 1991).
Рак гортани встречается гораздо реже, чем рак желудочно-кишечного тракта или легких. Еще в 1970-х годах были сообщения о связи между раком гортани и воздействием асбеста. Как и рак легких, основным фактором риска и причиной рака гортани является курение. Рак гортани также тесно связан с употреблением алкоголя. Учитывая расположение гортани (орган, подвергающийся воздействию всех вдыхаемых загрязняющих веществ, которым подвергаются легкие) и тот факт, что она выстлана тем же эпителием, что и главные бронхи, с биологической точки зрения вполне вероятно, что рак гортани происходит в результате воздействия асбеста. Тем не менее, общие данные, доступные на сегодняшний день, противоречивы, даже из крупных когортных исследований, таких как Квебек и Баланжеро (Италия), занимающихся добычей хризотила, возможно, потому, что это редкий вид рака, и до сих пор существует нежелание рассматривать связь как причинную (Liddell and Miller). 1991), несмотря на его биологическую достоверность. Рак яичников был зарегистрирован в превышении ожидаемого уровня в трех когортных исследованиях (ВОЗ, 1989). Ошибочный диагноз, в частности перитонеальная мезотелиома, может объяснить большинство случаев (Doll and Peto 1987).
Профилактика, эпиднадзор и оценка
Исторические и современные подходы
Профилактика любого пневмокониоза, в том числе асбестоза, традиционно осуществляется посредством:
Допустимые уровни воздействия первоначально были направлены на борьбу с асбестозом и основывались на измерениях промышленной гигиены в миллионах частиц на кубический фут, собранных с использованием тех же методов, которые использовались для борьбы с силикозом. Со смещением биологических акцентов на волокна, особенно на длинные и тонкие, как на причину асбестоза, были разработаны методы, более подходящие для их идентификации и измерения в воздухе, и, учитывая эти методы, основное внимание уделяется более распространенным коротким волокнам, которые загрязняют большую часть рабочих мест было сведено к минимуму. Соотношение размеров (длины к диаметру) для большинства частиц измельченного хризотилового асбеста находится в диапазоне от 5:1 до 20:1, доходя до 50:1, в отличие от большинства частиц измельченного амфиболового асбеста (включая фрагменты расщепления), значения которых ниже 3:1. Внедрение мембранного фильтра для подсчета волокон в пробах воздуха привело к произвольному промышленно-гигиеническому и медицинскому определению волокна как частицы длиной не менее 5 мкм, толщиной не более 3 мкм и отношением длины к ширине не менее 3:1. . Это определение, используемое во многих исследованиях взаимосвязей между воздействием и реакцией, формирует научную основу для установления экологических стандартов.
Например, он использовался на совещании, спонсируемом Всемирной организацией здравоохранения (1989 г.), чтобы предложить пределы воздействия на рабочем месте, и был принят такими агентствами, как Управление по охране труда и здоровья США; он сохранен главным образом по причинам сопоставимости. Совещание ВОЗ под председательством сэра Ричарда Долла, признавая, что предел профессионального облучения в любой стране может быть установлен только соответствующим национальным органом, рекомендовало странам, в которых установлены высокие предельные значения, принять срочные меры для снижения профессионального облучения отдельного работника до 2 f/ml (восьмичасовое средневзвешенное значение по времени) и что все страны должны как можно быстрее перейти на 1 f/ml (восьмичасовое средневзвешенное значение по времени), если они еще не сделали этого. Со снижением заболеваемости асбестозом в некоторых промышленно развитых странах и озабоченностью по поводу раковых заболеваний, связанных с асбестом, внимание в настоящее время переключилось на определение того, будут ли одинаковые параметры волокна, то есть длина не менее 5 мм, толщина 3 мм или менее и длина к ширине не менее 3:1 — также подходят для контроля канцерогенеза (Browne 1994). Современная теория канцерогенеза асбеста предполагает как короткие, так и длинные волокна (Lippmann 1995). Кроме того, принимая во внимание данные о градиенте содержания волокон в развитии мезотелиомы и рака легких и, в меньшей степени, в образовании асбестоза, можно было бы привести доводы в пользу допустимых уровней воздействия с учетом типа волокна. Некоторые страны решили эту проблему, запретив использование (и, следовательно, импорт) крокидолита и установив более строгие уровни воздействия для амозита, а именно 0.1 f/l (McDonald and McDonald 1987).
Уровни воздействия на рабочем месте
Допустимые уровни воздействия воплощают основанную на всех имеющихся доказательствах гипотезу о том, что здоровье человека будет сохранено, если воздействие будет поддерживаться в этих пределах. Пересмотр допустимых уровней воздействия, когда он происходит, неизменно осуществляется в сторону большей строгости (как описано в параграфе выше). Тем не менее, несмотря на хорошее соблюдение мер контроля на рабочем месте, случаи заболевания продолжают возникать по причинам личной восприимчивости (например, уровень удержания клетчатки выше среднего) или из-за неэффективности мер контроля на рабочем месте для определенных работ или процессов. Технический контроль, улучшенная практика на рабочем месте и использование заменителей, описанные в других разделах этой главы, были реализованы на международном уровне (Gibbs, Valic and Browne, 1994) на более крупных предприятиях благодаря отраслевым, профсоюзным и другим инициативам. Например, согласно всемирному отраслевому обзору 1986 г., соответствие действующему рекомендуемому стандарту 1 в/мл было достигнуто на 83% производственных площадок (шахты и фабрики), на которых занято 13,499 6 рабочих в 96 странах; на 167% из 23 цементных заводов, работающих в 71 странах мира; на 40% из 2,000 текстильных фабрик, насчитывающих более 7 рабочих, работающих в 97 странах; и на 64% из 10,190 заводов по производству фрикционных материалов, на которых занято 10 1990 рабочих в 10.57 странах (Bouige XNUMX). Однако немалая часть таких рабочих мест по-прежнему не соответствует нормативным требованиям, не все страны-производители участвовали в этом опросе, а ожидаемая польза для здоровья очевидна только в некоторых национальных статистических данных, а не в других («Диагностика и ведение пациентов», стр. XNUMX). Контроль процессов сноса и малых предприятий, использующих асбест, по-прежнему менее чем успешен даже во многих промышленно развитых странах.
наблюдение
Рентгенограмма грудной клетки является основным инструментом эпиднадзора за асбестом, регистров рака и национальной статистики рака, связанного с асбестом. Похвальная инициатива по международному надзору за добычей полезных ископаемых, проходкой туннелей и карьеров, предпринятая МОТ на основе добровольных отчетов из правительственных источников, сосредоточена на добыче угля и твердых пород, но может включать и асбест. К сожалению, последующая работа была плохой: последний отчет, основанный на данных за 1973–77 годы, был опубликован в 1985 году (МОТ, 1985). Несколько стран публикуют национальные данные о смертности и заболеваемости, прекрасным примером которых является Отчет о надзоре за заболеваниями легких, связанными с работой, для Соединенных Штатов, упомянутый выше отчет (USDHSS 1994). Такие отчеты предоставляют информацию для интерпретации тенденций и оценки воздействия уровней контроля на национальном уровне. Более крупные отрасли должны (и многие из них) вести собственную статистику наблюдения, как это делают некоторые профсоюзы. Надзор за более мелкими предприятиями может потребовать специальных исследований через определенные промежутки времени. Другие источники информации включают такие программы, как Надзор за респираторными заболеваниями, связанными с работой (SWORD) в Соединенном Королевстве, в рамках которой регулярно собираются отчеты от выборки пульмонологов и профессиональных врачей страны (Meredith and McDonald 1994), а также отчеты компенсационных комиссий. (которые, однако, часто не предоставляют информацию о работниках, подвергающихся риску).
Маркировка продуктов, образование и информационная магистраль
Обязательная маркировка продукции вместе с обучением работников и широкой общественности являются мощными средствами профилактики. Если в прошлом это происходило в контексте рабочих организаций, комитетов по управлению рабочими и профсоюзных образовательных программ, то в будущем подходы могут использовать электронные магистрали для предоставления баз данных по охране здоровья и безопасности в токсикологии и медицине.
Воздействие в зданиях и из источников воды
В 1988 году Конгресс США распорядился провести обзор потенциальных рисков для здоровья, связанных с работой в зданиях, построенных с использованием асбестосодержащих материалов (Health Effects Institute—Asbestos Research 1991). При оценке риска использовались результаты большого количества выборочных исследований внутри помещений из Европы, США и Канады. Пожизненный риск преждевременной смерти от рака оценивается в 1 на миллион для тех, кто подвергался воздействию в течение 15 лет в школах (при предполагаемых уровнях воздействия в диапазоне от 0005 до 005 в/мл), и 4 на миллион для тех, кто подвергался воздействию в течение 20 лет, работая в школах. офисные здания (для расчетных уровней воздействия в диапазоне от 0002 до 002 вл/мл). Для сравнения, риск профессионального облучения 0.1 ф/мл (т. е. в соответствии с допустимым пределом воздействия, предложенным Управлением по охране труда и технике безопасности США) в течение 20 лет оценивается в 2,000 на миллион подвергшихся воздействию. Измерения в питьевой воде в городских сообществах показывают значительные различия: от неопределяемых уровней до высоких уровней в пределах от 0.7 млн галлонов/л в Коннектикуте, США, до уровней в диапазоне от 1.1 млн до 1.3 млрд фл/л в горнодобывающих районах Квебека (Биньон, Пето и Сараччи, 1989). Некоторое загрязнение может также происходить из асбестоцементных труб, которые должны обслуживать большинство городских водопроводных сетей в мире. Тем не менее, рабочая группа, которая рассмотрела данные в 1987 г., не сбрасывает со счетов потенциальную связанную с этим опасность, но и не рассматривает риски для здоровья, связанные с употреблением асбеста внутрь, как «одну из наиболее неотложных опасностей для здоровья населения» (USDHHS 1987), точка зрения, согласующаяся с заключительные замечания в монографии IARC (ВОЗ) о непрофессиональном воздействии минерального волокна (Bignon, Peto and Saracci 1989).
Асбест и другие волокна в 21 веке
Первая половина двадцатого века характеризовалась тем, что можно было бы назвать грубым пренебрежением болезнями, связанными с асбестом. До Второй мировой войны причины этого не ясны; научная база для контроля была, но, может быть, не воля и не воинственность рабочих. Во время войны были другие национальные и международные приоритеты, а после войны давление урбанизации быстро растущего населения мира взяло верх, и, возможно, увлечение в индустриальную эпоху универсальностью «волшебного» минерала отвлекло внимание от его опасностей. . После первой Международной конференции по биологическому действию асбеста в 1964 г. (Selikoff and Churg, 1965) заболевания, связанные с асбестом, стали знаменитый судебный процесс, не только за свой собственный счет, но и потому, что он ознаменовал собой период конфронтации между работниками и руководством в отношении прав работника на информацию об опасностях на рабочем месте, охрану здоровья и справедливую компенсацию за травму или болезнь. В странах с компенсацией невиновных работников заболевания, связанные с асбестом, в целом получили справедливое признание и лечение. В странах, где ответственность за качество продукции и групповые иски были более распространены, некоторым пострадавшим работникам (и их юристам) были выплачены крупные суммы, в то время как другие остались без средств к существованию и поддержки. Хотя потребность в волокнах в современном обществе вряд ли уменьшится, роль минеральных волокон по сравнению с другими волокнами может измениться. Уже произошли изменения в использовании как внутри стран, так и между ними (см. «Другие источники воздействия», стр. 10.53). Хотя существует технология снижения воздействия на рабочем месте, остаются рабочие места, на которых она не применялась. Учитывая современные знания, международный обмен информацией и маркировку продукции, а также образование рабочих и приверженность отрасли, должно быть возможно использовать этот минерал для производства дешевых и долговечных продуктов для использования в строительстве и ретикуляции воды на международной основе без риска для пользователя. работнику, производителю или шахтеру, или широкой публике.
Вскоре после окончания Первой мировой войны, проводя исследования по поиску материала, способного заменить алмаз в соплах для волочения металла, Карл Шотер запатентовал в Берлине процесс спекания (повышение давления плюс нагрев при 1,500 °C) смеси мелкозернистого вольфрама. порошок карбида (WC) с 10% кобальта для получения «твердого металла». Основными характеристиками этого агломерата являются чрезвычайная твердость, лишь немного уступающая твердости алмаза, и сохранение механических свойств при высоких температурах; эти характеристики делают его пригодным для использования при волочении металла, для сварных вставок и для высокоскоростных инструментов для обработки металлов, камня, дерева и материалов с высокой устойчивостью к износу или нагреву в механической, авиационной и баллистической областях. Использование твердого металла постоянно расширяется во всем мире. В 1927 году Крупп расширил использование твердого металла в области режущих инструментов, назвав его «видиа».ви Диамант—как бриллиант), имя, используемое до сих пор.
Спекание остается основой производства всех твердых металлов: технологии совершенствуются за счет введения других металлических карбидов — карбида титана (TiC) и карбида тантала (TaC) — и путем обработки деталей из твердого металла для подвижных режущих пластин одним или несколькими слоями нитрид титана или оксид алюминия и другие очень твердые соединения, наносимые химическим осаждением из паровой фазы (CVD) или физическим осаждением из паровой фазы (PVD). Неподвижные вставки, приваренные к инструментам, не могут быть покрыты гальваническим покрытием, а многократно затачиваются алмазным шлифовальным кругом (рис. 1 и 2).
Рис. 1. (A) Примеры некоторых твердосплавных волочильных подвижных вставок, покрытых золотисто-желтым нитридом вольфрама; (B) вставка, приваренная к инструменту и работающая по стали.
Рис. 2. Неподвижные вставки, приваренные к сверлу по камню (A) и диску пилы (B).
Твердосплавный спек образован частицами карбидов металлов, внедренными в матрицу, образованную кобальтом, который при спекании плавится, взаимодействуя и заполняя пустоты. Таким образом, кобальт является структурным клеящим материалом, приобретающим металлокерамические характеристики (рис. 3, 4 и 5).
Рис. 3. Микроструктура спекания WC/Co; Частицы WC включены в легкую матрицу Co (1,500x).
Рис. 4. Микроструктура спекания WC + TiC + TaC + Co. Наряду с призматическими частицами WC наблюдаются глобулярные частицы, образованные твердым раствором TiC + TaC. Световая матрица образована Co (1,500x).
Рисунок 5. Микроструктура спекания, покрытая несколькими очень твердыми слоями (2,000x).
В процессе спекания используются очень мелкие порошки карбида металла (средний диаметр от 1 до 9 мкм) и порошки кобальта (средний диаметр от 1 до 4 мкм), которые смешиваются, обрабатываются раствором парафина, штампуются, депарафинируются при низкой температуре, предварительно спекается при температуре от 700 до 750°C и спекается при 1,500°C (Brookes 1992).
Когда спекание осуществляется с использованием неадекватных методов, неподходящей техники и плохой промышленной гигиены, порошки могут загрязнять атмосферу рабочей среды: поэтому рабочие подвергаются риску вдыхания порошков карбида металла и порошка кобальта. Наряду с основным процессом существуют и другие виды деятельности, которые могут подвергать рабочих риску вдыхания аэрозолей твердых металлов. Заточку неподвижных вставок, приваренных к инструментам, обычно проводят сухим алмазным шлифованием или, чаще, с охлаждением различными жидкостями, образующими порошки или туманы, образованные очень мелкими каплями, содержащими металлические частицы. Частицы твердого сплава применяются также при производстве высокопрочного слоя на стальных поверхностях, подверженных износу, наносимых методами (процесс плазменного покрытия и др.), основанными на сочетании напыления порошка с электрической дугой или управляемым взрывом газовая смесь при высокой температуре. Электрическая дуга или взрывной поток газа определяют расплавление металлических частиц и их воздействие на покрываемую поверхность.
Первые наблюдения за «болезнями твердых металлов» были описаны в Германии в 1940-х годах. Они сообщили о диффузном, прогрессирующем легочном фиброзе, называемом Хартметаллунгенфиброз. В течение следующих 20 лет параллельные случаи наблюдались и описывались во всех индустриальных странах. Пострадавшие рабочие в большинстве случаев отвечали за спекание. С 1970 г. по настоящее время несколько исследований показывают, что патология дыхательного аппарата вызывается вдыханием твердых частиц металла. Он поражает только восприимчивых субъектов и проявляется следующими симптомами:
Он поражает не только рабочих, отвечающих за агломерацию, но и всех, кто вдыхает аэрозоли, содержащие твердые металлы и особенно кобальт. Это в основном и, возможно, исключительно вызвано кобальтом.
В определение твердометаллической болезни в настоящее время входит группа патологий дыхательного аппарата, отличающихся друг от друга клинической тяжестью и прогнозом, но имеющих общую вариабельную индивидуальную реактивность к этиологическому фактору — кобальту.
Более поздние эпидемиологические и экспериментальные данные сходятся во мнении о причинной роли кобальта в возникновении острых симптомов в верхних дыхательных путях (ринит, астма) и подострых и хронических симптомов в бронхиальной паренхиме (фиброзирующий альвеолит и хронический интерстициальный фиброз).
Патогенный механизм основан на индукции Со сверхчувствительной иммунореакции: фактически только у некоторых субъектов возникают патологии после кратковременного воздействия относительно низкой концентрации или даже после более длительного и более интенсивного воздействия. Концентрации Co в биологических образцах (кровь, моча, кожа) у лиц с патологией и без нее существенно не различаются; нет корреляции дозы и реакции на тканевом уровне; были выделены специфические антитела (иммуноглобины IgE и IgG) против соединения Co-альбумина у астматиков, а пластырь-тест Co является положительным у субъектов с альвеолитом или фиброзом; цитологические аспекты гигантоклеточного альвеолита совместимы с иммунореакцией, а острые или подострые симптомы имеют тенденцию к регрессу, когда субъекты перестают подвергаться воздействию Со (Parkes, 1994).
Иммунологическая основа повышенной чувствительности к Со еще не была удовлетворительно объяснена; поэтому невозможно определить надежный маркер индивидуальной восприимчивости.
Патологии, идентичные патологиям, обнаруженным у субъектов, подвергшихся воздействию твердых металлов, также наблюдались у огранщиков алмазов, которые используют диски, образованные микроалмазами, сцементированными с Со, и поэтому вдыхают только частицы Со и алмаза.
Еще не полностью продемонстрировано, что чистый Co (за исключением всех других вдыхаемых частиц) способен сам по себе вызывать патологии и, прежде всего, диффузный интерстициальный фиброз: частицы, вдыхаемые с Co, могут иметь синергетический, а также модулирующий эффект. Экспериментальные исследования, по-видимому, показывают, что биологическая реактивность к смеси частиц Со и вольфрама сильнее, чем реакция, вызванная одним Со, и у рабочих, ответственных за производство чистого порошка Со, не наблюдается значительных патологий (Наука о «Всеобщая окружающая среда», 1994 г.).
Клинические симптомы твердометаллической болезни, которую на основании современных знаний об этиопатогенезе следовало бы более точно назвать «кобальтовой болезнью», бывают, как указывалось выше, острыми, подострыми и хроническими.
Острые симптомы включают специфическое раздражение дыхательных путей (ринит, ларинго-трахеит, отек легких), вызванное воздействием высоких концентраций кобальтового порошка или кобальтового дыма; они наблюдаются лишь в исключительных случаях. Астма наблюдается чаще. Он появляется у 5-10% рабочих, подвергающихся воздействию кобальта в концентрации 0.05 мг/мXNUMX.3, текущее пороговое предельное значение США (TLV). Симптомы сужения грудной клетки с одышкой и кашлем, как правило, появляются в конце рабочей смены или ночью. Диагноз профессиональной аллергической бронхиальной астмы, обусловленной кобальтом, можно заподозрить на основании анамнезных критериев, но он подтверждается специфической бронхостимуляционной пробой, определяющей появление немедленной, отсроченной или двойной бронхоспастической реакции. В постановке диагноза могут помочь даже тесты дыхательной способности, проводимые в начале и в конце рабочей смены. Астматические симптомы, вызванные кобальтом, имеют тенденцию исчезать, когда субъект удаляется от воздействия, но, как и при всех других формах профессиональной аллергической астмы, симптомы могут стать хроническими и необратимыми, если воздействие продолжается в течение длительного времени (годы), несмотря на наличие нарушения дыхания. У субъектов с высокой бронхореактивностью могут проявляться астматические симптомы неаллергической этиологии с неспецифической реакцией на вдыхание кобальта и других раздражающих порошков. В высоком проценте случаев аллергической бронхиальной астмы в сыворотке крови обнаружена специфическая реакция на соединение ко-сероальбумина человека. Рентгенологическая картина не меняется: только в редких случаях могут быть обнаружены смешанные формы астмы плюс альвеолит с рентгенологическими изменениями, вызванными именно альвеолитом. Бронхорасширяющая терапия, наряду с немедленным прекращением воздействия на работу, приводит к полному выздоровлению в случаях, которые недавно начались, еще не стали хроническими.
Подострые и хронические симптомы включают фиброзирующий альвеолит и хронический диффузный и прогрессирующий интерстициальный фиброз (DIPF). Клинический опыт, по-видимому, указывает на то, что переход от альвеолита к интерстициальному фиброзу представляет собой процесс, который развивается постепенно и медленно во времени: можно найти случаи чистого начального альвеолита, обратимого при прекращении воздействия в сочетании с терапией кортикостероидами; или случаи с уже присутствующим компонентом фиброза, которые могут улучшаться, но не достигать полного выздоровления, путем исключения субъекта из-под воздействия, даже при дополнительной терапии; и, наконец, случаи, в которых преобладает ситуация необратимого DIPF. Частота таких случаев среди рабочих, подвергшихся воздействию, невелика, намного ниже, чем процент случаев аллергической астмы.
Альвеолит сегодня легко изучать по его цитологическим компонентам с помощью бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ); он характеризуется большим увеличением общего числа клеток, в основном образованных макрофагами, с многочисленными многоядерными гигантскими клетками и типичным видом гигантских клеток инородных тел, содержащих иногда цитоплазматические клетки (рис. 6); часто наблюдается даже абсолютное или относительное увеличение лимфоцитов со сниженным соотношением CD4/CD8, что связано с большим увеличением эозинофилов и тучных клеток. В редких случаях альвеолит носит в основном лимфоцитарный характер с обратным соотношением CD4/CD8, как это происходит при пневмопатиях вследствие гиперчувствительности.
Рисунок 6. Цитологический БАЛ в случае макрофагального мононуклеарного гигантоклеточного альвеолита, вызванного твердым металлом. Между мононуклеарными макрофагами и лимфоцитом наблюдается гигантская клетка типа инородного тела (400x).
Субъекты с альвеолитом сообщают об одышке, связанной с усталостью, потерей веса и сухим кашлем. В нижних отделах легкого отмечается крепитация с функциональными изменениями рестриктивного характера и рассеянным округлым или неправильным рентгенологическим затемнением. Патч-тест на кобальт в большинстве случаев положительный. У восприимчивых субъектов альвеолит выявляется после относительно короткого периода пребывания на рабочем месте, в течение одного или нескольких лет. На начальных этапах эта форма обратима вплоть до полного выздоровления при простом прекращении воздействия, с лучшими результатами, если это сочетается с терапией кортизоном.
Развитие диффузного интерстициального фиброза усугубляет клиническую симптоматику с нарастанием одышки, появляющейся даже при минимальной нагрузке, а затем и в покое, с нарастанием рестриктивной вентиляционной недостаточности, связанной со снижением капиллярно-альвеолярной диффузии, и с появлением рентгенологических помутнений линейного и сотового типа (рис. 7). Гистологическая картина фиброзирующего альвеолита «пристеночного типа».
Рисунок 7. Рентгенограмма грудной клетки пациента с интерстициальным фиброзом, вызванным твердым металлом. Наблюдаются линейная и диффузная непрозрачность и сотовый вид.
Эволюция быстро прогрессирует; лечение неэффективно, прогноз сомнительный. В одном из случаев, диагностированных автором, в итоге потребовалась пересадка легкого.
Профессиональный диагноз основывается на анамнезе, цитологической картине БАЛ и кобальтовом пластыре.
Профилактика твердометаллической или, точнее, кобальтовой болезни в настоящее время носит в основном технический характер: защита рабочих путем устранения пороха, дыма или тумана при достаточной вентиляции рабочих зон. Фактически отсутствие знаний о факторах, определяющих индивидуальную повышенную чувствительность к кобальту, делает невозможным выявление восприимчивых людей, и необходимо приложить максимальные усилия для снижения атмосферных концентраций.
Количество людей, подвергающихся риску, недооценено, потому что многие работы по заточке выполняются на небольших предприятиях или ремесленниками. На таких рабочих местах ПДК США 0.05 мг/м3 часто превышается. Существует также некоторый вопрос относительно адекватности TLV для защиты рабочих от кобальтовой болезни, поскольку взаимосвязь доза-эффект для механизмов заболевания, связанных с гиперчувствительностью, полностью не изучена.
Рутинное наблюдение должно быть достаточно точным, чтобы выявлять кобальтовые патологии на самых ранних стадиях. Следует проводить ежегодную анкету, направленную в основном на временные симптомы, наряду с медицинским обследованием, которое включает проверку функции легких и другие соответствующие медицинские обследования. Поскольку было продемонстрировано, что существует хорошая корреляция между концентрациями кобальта в рабочей среде и экскрецией металла с мочой, целесообразно проводить полугодовые измерения кобальта в моче (CoU) в образцах, взятых в конце рабочего дня. рабочая неделя. Когда воздействие находится на уровне TLV, индекс биологического воздействия (BEI) оценивается равным 30 мкг Co/литр мочи.
Предэкспозиционные медицинские осмотры на наличие ранее существовавших респираторных заболеваний и гиперчувствительности бронхов могут быть полезны при консультировании и трудоустройстве работников. Метахолиновые тесты являются полезным индикатором неспецифической гиперреактивности бронхов и могут быть полезны в некоторых случаях.
Настоятельно рекомендуется международная стандартизация методов экологического и медицинского наблюдения за рабочими, подвергающимися воздействию кобальта.
Данная статья посвящена обсуждению пневмокониозов, связанных с различными специфическими неволокнистыми веществами; воздействие этой пыли нигде в этом томе не рассматривается. Для каждого материала, способного вызвать пневмокониоз при воздействии, за кратким обсуждением минералогии и коммерческого значения следует информация, касающаяся здоровья легких подвергшихся воздействию рабочих.
алюминий
Алюминий — это легкий металл, имеющий множество коммерческих применений как в металлическом, так и в комбинированном состоянии. (Abramson et al. 1989; Kilburn and Warshaw 1992; Kongerud et al. 1994.) Алюминийсодержащие руды, прежде всего бокситы и криолиты, состоят из комбинаций металла с кислородом, фтором и железом. Загрязнение руд кремнеземом является обычным явлением. Глинозем (Al2O3) извлекается из бокситов и может быть переработан для использования в качестве абразива или катализатора. Металлический алюминий получают из оксида алюминия электролитическим восстановлением в присутствии фтора. Электролиз смеси проводят с помощью угольных электродов при температуре около 1,000°С в ячейках, называемых электролизёрами. Металлический алюминий затем вытягивается для литья. Воздействие пыли, дыма и газов в электролизных цехах, в том числе углерода, глинозема, фторидов, диоксида серы, монооксида углерода и ароматических углеводородов, усиливается во время вскрытия корки и других операций по техническому обслуживанию. Многочисленные изделия изготавливаются из алюминиевых пластин, чешуек, гранул и отливок, что обусловливает значительный потенциал профессионального облучения. Металлический алюминий и его сплавы находят применение в авиационной, лодочной и автомобильной промышленности, в производстве контейнеров, электрических и механических устройств, а также в различных конструкциях и конструкциях. Мелкие частицы алюминия используются в красках, взрывчатых веществах и зажигательных устройствах. Для поддержания разделения частиц добавляют минеральные масла или стеарин; повышенная токсичность алюминиевых хлопьев для легких связана с использованием минерального масла.
Здоровье легких
Вдыхание пыли и паров, содержащих алюминий, может происходить у рабочих, занимающихся добычей полезных ископаемых, добычей, переработкой, изготовлением и конечным использованием алюминийсодержащих материалов. Легочный фиброз, приводящий к симптомам и рентгенологическим данным, был описан у рабочих, подвергшихся различным воздействиям алюминийсодержащих веществ. Болезнь Шейвера — тяжелое пневмокониозное заболевание, описанное у рабочих, занятых в производстве абразивов из глинозема. Сообщается о ряде смертей от этого состояния. Наиболее часто поражаются верхние доли легкого и частым осложнением является возникновение пневмоторакса. Высокие уровни диоксида кремния были обнаружены в окружающей среде электролизного цеха, а также в легких рабочих при вскрытии, что позволяет предположить, что диоксид кремния является потенциальным фактором клинической картины болезни Шейвера. Также наблюдались высокие концентрации частиц оксида алюминия. Патология легких может проявляться пузырями и буллами, иногда наблюдается утолщение плевры. Фиброз диффузный, с участками воспаления в легких и связанных с ними лимфатических узлах.
Алюминиевые порошки используются для изготовления взрывчатых веществ, и имеется ряд сообщений о тяжелом прогрессирующем фиброзе у рабочих, вовлеченных в этот процесс. Поражение легких также иногда описывалось у рабочих, занятых сваркой или полировкой алюминия, а также упаковщиком наполнителя для кошачьих туалетов, содержащего силикат алюминия (алунит). Однако сообщения о легочных заболеваниях, связанных с воздействием алюминия, значительно различаются. Эпидемиологические исследования рабочих, подвергшихся воздействию алюминия, в целом показали низкую распространенность пневмокониотических изменений и незначительное среднее снижение вентиляционной функции легких. В различных рабочих средах соединения оксида алюминия могут встречаться в нескольких формах, и в исследованиях на животных эти формы, по-видимому, обладают разной токсичностью для легких. Силикагель и другая смешанная пыль также могут способствовать этой различной токсичности, как и материалы, используемые для покрытия частиц алюминия. У одного рабочего, у которого развилась гранулематозная болезнь легких после воздействия оксидов и металлического алюминия, была обнаружена трансформация лимфоцитов его крови при воздействии солей алюминия, что позволяет предположить, что определенную роль могут играть иммунологические факторы.
Астматический синдром часто отмечался у рабочих, подвергавшихся воздействию паров в цехах электролиза алюминия. Были замешаны фториды, обнаруженные в помещении электролиза, хотя конкретный агент или агенты, связанные с астматическим синдромом, не были определены. Как и при других формах профессиональной астмы, симптомы часто проявляются через 4–12 часов после воздействия и включают кашель, одышку, стеснение в груди и хрипы. Также можно отметить немедленную реакцию. Атопия и семейный анамнез астмы, по-видимому, не являются факторами риска развития астмы горшков. Можно ожидать, что после прекращения воздействия в большинстве случаев симптомы исчезнут, хотя у двух третей пострадавших рабочих наблюдается стойкая неспецифическая реактивность бронхов, а у некоторых рабочих симптомы и гиперреактивность дыхательных путей сохраняются в течение многих лет даже после прекращения воздействия. Прогноз при комнатной астме, по-видимому, лучше у тех, кто сразу же устраняется от воздействия, когда проявляются астматические симптомы. Фиксированная обструкция воздушного потока также была связана с работой в гигиеническом помещении.
Углеродные электроды используются в процессе восстановления алюминия, а известные канцерогены для человека были обнаружены в окружающей среде электролизного цеха. Несколько исследований смертности выявили повышенный риск рака легких среди работников этой отрасли, подвергшихся воздействию.
Диатомовая земля
Отложения диатомовой земли образуются в результате срастания скелетов микроскопических организмов. (Cooper and Jacobson 1977; Checkoway et al. 1993.) Диатомит можно использовать в литейных цехах и для обслуживания фильтров, абразивов, смазочных материалов и взрывчатых веществ. Некоторые месторождения содержат до 90% свободного кремнезема. У рабочих, подвергшихся воздействию, могут развиться изменения легких, включая простой или осложненный пневмокониоз. Риск смерти как от незлокачественных респираторных заболеваний, так и от рака легких был связан с пребыванием рабочих на пыльных работах, а также с кумулятивным воздействием кристаллического кремнезема во время добычи и обработки диатомовой земли.
Элементарный углерод
Помимо угля, двумя распространенными формами элементарного углерода являются графит (кристаллический углерод) и сажа. (Hanoa 1983; Petsonk et al. 1988.) Графит используется в производстве графитовых карандашей, литейных футеровок, красок, электродов, сухих батарей и тиглей для металлургических целей. Мелкоизмельченный графит обладает смазочными свойствами. Технический углерод представляет собой частично разложившуюся форму, используемую в автомобильных шинах, пигментах, пластмассах, красках и других продуктах. Углеродная сажа производится из ископаемого топлива с помощью различных процессов, включающих частичное сжигание и термическое разложение.
Вдыхание углерода, а также связанной с ним пыли может происходить при добыче и измельчении природного графита, а также при производстве искусственного графита. Искусственный графит производится путем нагревания угля или нефтяного кокса и обычно не содержит свободного кремнезема.
Здоровье легких
Пневмокониоз возникает в результате воздействия на рабочих как природного, так и искусственного графита. Клинически у рабочих с угольным или графитовым пневмокониозом рентгенологические признаки сходны с таковыми у угольщиков. В прошлом сообщалось о тяжелых симптоматических случаях массивного легочного фиброза, особенно связанных с производством угольных электродов для металлургии, хотя в недавних сообщениях подчеркивается, что материалы, вовлеченные в воздействие, приводящее к такого рода состояниям, вероятно, представляют собой смешанную пыль.
гильсонит
Гильсонит, также известный как уинтаит, представляет собой затвердевший углеводород. (Keimig et al. 1987.) Это происходит в венах на западе Соединенных Штатов. Текущее использование включает производство герметиков для автомобильных швов, чернил, красок и эмалей. Входит в состав растворов и цементов для бурения нефтяных скважин; это добавка в песчаные формы в литейном производстве; его можно найти в составе асфальта, строительных плит и взрывчатых веществ; и он используется в производстве графита ядерного качества. Рабочие, подвергшиеся воздействию гильсонитовой пыли, сообщали о симптомах кашля и выделении мокроты. Пять из девяноста девяти опрошенных рабочих имели рентгенологические признаки пневмокониоза. Никаких нарушений легочной функции в связи с воздействием гильсонитовой пыли выявлено не было.
гипсовый
Гипс представляет собой гидратированный сульфат кальция (CaSO4· 2H2О) (Оукс и др., 1982). Он используется в качестве компонента гипсокартона, гипса и портландцемента. Месторождения встречаются в нескольких формах и часто связаны с другими минералами, такими как кварц. Пневмокониоз наблюдался у горняков гипса и объяснялся загрязнением кремнеземом. Вентиляционные нарушения не были связаны с воздействием гипсовой пыли.
Масла и смазки
Жидкости, содержащие углеводородные масла, используются в качестве охлаждающих жидкостей, смазочно-охлаждающих жидкостей и смазочных материалов (Cullen et al. 1981). Растительные масла содержатся в некоторых коммерческих продуктах и в различных пищевых продуктах. Эти масла могут распыляться и вдыхаться при фрезеровании или механической обработке металлов, покрытых маслом, или при использовании маслосодержащих спреев для очистки или смазки. Замеры окружающей среды в механических цехах и на заводах задокументировали уровни содержания масла в воздухе до 9 мг/мXNUMX.3. В одном отчете говорится о воздействии переносимого по воздуху масла при сжигании животных и растительных жиров в закрытом здании.
Здоровье легких
Иногда сообщалось, что у рабочих, подвергшихся воздействию этих аэрозолей, развивались признаки липоидная пневмония, аналогично тому, что отмечается у пациентов, которые аспирировали капли в нос с минеральным маслом или другие маслянистые вещества. Состояние связано с симптомами кашля и одышки, хрипов в легких на вдохе и нарушениями функции легких, как правило, легкой степени тяжести. Сообщалось о нескольких случаях с более обширными рентгенологическими изменениями и тяжелыми поражениями легких. Воздействие минеральных масел также было связано в нескольких исследованиях с повышенным риском развития рака дыхательных путей.
Портландцемент
Портландцемент производится из гидратированных силикатов кальция, оксида алюминия, оксида магния, оксида железа, сульфата кальция, глины, сланца и песка (Абронс и др., 1988; Ян и др., 1993). Смесь измельчают и прокаливают при высоких температурах с добавлением гипса. Цемент находит широкое применение в дорожном и строительном строительстве.
Здоровье легких
Силикоз, по-видимому, представляет наибольший риск для цементников, за ним следует смешанный пылевой пневмокониоз. (В прошлом в цемент добавляли асбест для улучшения его характеристик.) Были отмечены аномальные рентгенологические признаки грудной клетки, в том числе небольшие округлые и неравномерные затемнения и изменения плевры. Иногда сообщалось, что у рабочих развился легочный альвеолярный протеиноз после вдыхания цементной пыли. В некоторых, но не во всех обследованиях цементников были отмечены обструктивные изменения воздушного потока.
Редкоземельные металлы
Редкоземельные металлы или «лантаноиды» имеют атомные номера от 57 до 71. Лантан (атомный номер 57), церий (58) и неодим (60) являются наиболее распространенными из группы. Другие элементы этой группы включают празеодим (59), прометий (61), самарий (62), европий (63), гадолиний (64), тербий (65), диспрозий (66), гольмий (67), эрбий (68). ), тулий (69), иттербий (70) и лютеций (71). (Hussain, Dick and Kaplan, 1980; Sabbioni, Pietra and Gaglione, 1982; Vocaturo, Colombo and Zanoni, 1983; Sulotto, Romano and Berra, 1986; Waring and Watling, 1990; Deng et al., 1991). песок, из которого они добываются. Они используются в различных сплавах металлов, в качестве абразивов для полировки зеркал и линз, для высокотемпературной керамики, в фейерверках и кремнях для зажигалок. В электронной промышленности они используются при электросварке и встречаются в различных электронных компонентах, включая телевизионные люминофоры, радиографические экраны, лазеры, микроволновые устройства, изоляторы, конденсаторы и полупроводники.
Углеродные дуговые лампы широко используются в полиграфии, фотогравюре и литографии и использовались для прожекторов, точечного освещения и кинопроекции до того, как широко распространились аргоновые и ксеноновые лампы. Оксиды редкоземельных металлов были включены в центральную сердцевину стержней угольной дуги, где они стабилизируют поток дуги. Дым, выделяемый лампами, представляет собой смесь газообразных и твердых частиц, состоящую примерно из 65% оксидов редкоземельных элементов, 10% фторидов, несгоревшего углерода и примесей.
Здоровье легких
Пневмокониоз у рабочих, подвергшихся воздействию редкоземельных элементов, проявлялся главным образом двусторонними узловатыми рентгенографическими инфильтратами в грудной клетке. Патология легких при редкоземельном пневмокониозе описывается как интерстициальный фиброз, сопровождающийся скоплением мелкозернистых частиц пыли, или гранулематозными изменениями.
Описаны вариабельные нарушения функции легких, от рестриктивных до смешанных рестриктивно-обструктивных. Однако спектр легочных заболеваний, связанных с вдыханием редкоземельных элементов, еще предстоит определить, и данные о характере и прогрессировании заболевания и гистологических изменениях доступны в основном только из нескольких сообщений о случаях.
Неопластический потенциал изотопов редкоземельных элементов был предложен в отчете о случае рака легких, возможно, связанного с ионизирующим излучением встречающихся в природе радиоизотопов редкоземельных элементов.
Осадочные соединения
Отложения осадочных пород образуются в результате процессов физического и химического выветривания, эрозии, переноса, отложения и диагенеза. Их можно разделить на два больших класса: Кластики, которые включают механически осевший эрозионный мусор, и химические осадки, к которым относятся карбонаты, оболочки органических скелетов и солевые отложения. Осадочные карбонаты, сульфаты и галогениды дают относительно чистые минералы, кристаллизующиеся из концентрированных растворов. Из-за высокой растворимости многих осадочных соединений они быстро выводятся из легких и, как правило, мало связаны с легочной патологией. Напротив, у рабочих, подвергшихся воздействию некоторых осадочных соединений, в первую очередь обломочных, наблюдались пневмокониотические изменения.
Фосфаты
Фосфатная руда, Ca5(F,Cl)(ПО4)3, используется в производстве удобрений, пищевых добавок, зубной пасты, консервантов, моющих средств, пестицидов, ядов для грызунов и боеприпасов (Dutton et al. 1993). Добыча и переработка руды может привести к различным раздражающим воздействиям. Обследования рабочих, занятых добычей и добычей фосфатов, зафиксировали усиление симптомов кашля и выделение мокроты, а также рентгенографические признаки пневмокониоза, но мало признаков нарушения функции легких.
сланец
Сланец представляет собой смесь органического материала, состоящего в основном из углерода, водорода, кислорода, серы и азота (Ром, Ли и Крафт, 1981; Ситон и др., 1981). Минеральный компонент (кероген) содержится в осадочной породе, называемой мергелем, которая имеет серо-коричневый цвет и слоистую консистенцию. Горючий сланец использовался в качестве источника энергии с 1850-х годов в Шотландии. Основные месторождения существуют в США, Шотландии и Эстонии. Пыль в атмосфере подземных сланцевых шахт имеет относительно мелкую дисперсность, до 80 % пылевых частиц размером менее 2 мм.
Здоровье легких
Пневмокониоз, связанный с отложением сланцевой пыли в легких, называется шалоз. Пыль вызывает гранулематозную и фиброзную реакцию в легких. Этот пневмокониоз клинически подобен пневмокониозу и силикозу угольщиков и может прогрессировать до массивного фиброза даже после того, как рабочий уволился с работы.
Патологические изменения, выявленные в легких при шалозе, характеризуются деформацией сосудов и бронхов, неравномерным утолщением межальвеолярных и междольковых перегородок. В дополнение к интерстициальному фиброзу в образцах легких со сланцевым пневмокониозом были обнаружены увеличенные прикорневые тени, связанные с переносом сланцевой пыли и последующим развитием четко выраженных склеротических изменений в прикорневых лимфатических узлах.
Было обнаружено, что у сланцевиков распространенность хронического бронхита в два с половиной раза выше, чем у контрольной группы того же возраста. Влияние воздействия сланцевой пыли на функцию легких систематически не изучалось.
Шифер
Сланец представляет собой метаморфическую горную породу, состоящую из различных минералов, глин и углеродистых веществ (McDermott et al. 1978). Основные составляющие сланца включают мусковит, хлорит, кальцит и кварц, а также графит, магнетит и рутил. Они претерпели метаморфоз с образованием плотной кристаллической породы, которая обладает прочностью, но легко раскалывается, что объясняет ее экономическое значение. Сланец используется в кровельных работах, габаритном камне, напольной плитке, облицовке, конструкционных формах, таких как панели и подоконники, классные доски, карандаши, бильярдные столы и столешницы лабораторных столов. Шиферный щебень используется при строительстве автомагистралей, покрытий для теннисных кортов и легких кровельных гранул.
Здоровье легких
Пневмокониоз был обнаружен у трети рабочих, обследованных в грифельной промышленности в Северном Уэльсе, и у 54% производителей грифельных карандашей в Индии. У сланцевиков были выявлены различные рентгенологические изменения в легких. Из-за высокого содержания кварца в некоторых сланцах и прилегающих к ним пластах горных пород пневмокониозы сланцевиков могут иметь черты силикоза. Распространенность респираторных симптомов у сланцевиков высока, и доля рабочих с симптомами увеличивается с категорией пневмокониоза, независимо от статуса курения. Сниженные значения объема форсированного выдоха за одну секунду (ОФВ1) и форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ) ассоциированы с повышением категории пневмокониозов.
В легких горняков, подвергшихся воздействию сланцевой пыли, обнаруживаются локальные участки периваскулярного и перибронхиального фиброза, переходящие в образование пятен и обширный интерстициальный фиброз. Типичными поражениями являются фиброзные пятна различной конфигурации, тесно связанные с мелкими легочными кровеносными сосудами.
Тальк
Тальк состоит из силикатов магния и встречается в различных формах. (Валльятан и Крейгхед, 1981; Вегман и др., 1982; Стилле и Табершоу, 1982; Вергеланд, Андерсен и Берхейм, 1990; Гиббс, Пули и Гриффит, 1992).
Месторождения талька часто загрязнены другими минералами, включая как волокнистый, так и неволокнистый тремолит и кварц. Воздействие на легкие рабочих, подвергшихся воздействию талька, может быть связано как с самим тальком, так и с другими связанными минералами.
Производство талька происходит в основном в Австралии, Австрии, Китае, Франции и США. Тальк используется в качестве компонента в сотнях продуктов и используется в производстве красок, фармацевтических препаратов, косметики, керамики, автомобильных шин и бумаги.
Здоровье легких
Диффузные округлые и нерегулярные паренхиматозные затемнения легких и плевральные аномалии видны на рентгенограммах грудной клетки рабочих, работающих с тальком, в связи с воздействием талька. В зависимости от конкретных экспозиций рентгенографические тени могут быть приписаны самому тальку или примесям в тальке. Воздействие талька было связано с такими симптомами, как кашель, одышка и выделение мокроты, а также с признаками обструкции дыхательных путей в исследованиях функции легких. Патология легких выявила различные формы легочного фиброза: сообщалось о гранулематозных изменениях и ожелезненных телах, а также о пыльных макрофагах, скопившихся вокруг респираторных бронхиол, перемешанных с пучками коллагена. Минералогическое исследование легочной ткани работников, занимающихся тальковым производством, также варьирует и может выявить кремнезем, слюду или смешанные силикаты.
Поскольку отложения талька могут быть связаны с асбестом и другими волокнами, неудивительно, что у добытчиков талька и мукомольных заводов сообщается о повышенном риске развития бронхогенной карциномы. Недавние исследования рабочих, подвергшихся воздействию талька без сопутствующих волокон асбеста, выявили тенденцию к более высокой смертности от незлокачественных респираторных заболеваний (силикоз, силико-туберкулез, эмфизема и пневмония), но не было обнаружено повышенного риска бронхогенного рака.
Лак для волос
Воздействие лака для волос происходит как в домашних условиях, так и в коммерческих парикмахерских (Ром, 1992b). Измерения окружающей среды в салонах красоты показали возможность воздействия вдыхаемых аэрозолей. Несколько сообщений о случаях связаны с воздействием лака для волос на возникновение пневмонита. тезауроз, у сильно облученных лиц. Клинические симптомы в этих случаях, как правило, были легкими и исчезали после прекращения воздействия. Гистология обычно показывала гранулематозный процесс в легком и увеличенные прикорневые лимфатические узлы с утолщением альвеолярных стенок и многочисленными зернистыми макрофагами в воздушных пространствах. Макромолекулы в лаках для волос, включая шеллаки и поливинилпирролидон, были предложены в качестве потенциальных агентов. В отличие от сообщений о клинических случаях, усиление рентгенографических теней в паренхиме легких, наблюдаемое при радиологических обследованиях коммерческих парикмахеров, не было окончательно связано с воздействием лака для волос. Хотя результаты этих исследований не позволяют сделать окончательных выводов, клинически значимое заболевание легких, вызванное типичным воздействием лака для волос, кажется необычным явлением.
ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».