Лимфохемопоетски систем се састоји од крви, коштане сржи, слезине, тимуса, лимфних канала и лимфних чворова. Крв и коштана срж заједно се називају хематопоетски систем. Коштана срж је место производње ћелија, која непрестано замењује ћелијске елементе крви (еритроците, неутрофиле и тромбоците). Производња је под строгом контролом групе фактора раста. Неутрофили и тромбоцити се користе док обављају своје физиолошке функције, а еритроцити на крају постају стари и наџиве своју корисност. За успешно функционисање, ћелијски елементи крви морају да циркулишу у одговарајућем броју и да задрже свој структурни и физиолошки интегритет. Еритроцити садрже хемоглобин, који омогућава узимање и испоруку кисеоника у ткива како би се одржао ћелијски метаболизам. Еритроцити нормално опстају у циркулацији 120 дана док одржавају ову функцију. Неутрофили се налазе у крви на путу до ткива како би учествовали у инфламаторном одговору на микробе или друге агенсе. Циркулишући тромбоцити играју кључну улогу у хемостази.
Потребе за производњу коштане сржи су огромне. Дневно, срж замењује 3 милијарде еритроцита по килограму телесне тежине. Неутрофили имају полуживот у циркулацији од само 6 сати, а сваки дан се мора произвести 1.6 милијарди неутрофила по килограму телесне тежине. Целокупна популација тромбоцита мора се заменити сваких 9.9 дана. Због потребе за стварањем великог броја функционалних ћелија, срж је изузетно осетљива на било какву инфективну, хемијску, метаболичку или еколошку увреду која нарушава синтезу ДНК или ремети формирање виталне субћелијске машинерије црвених крвних зрнаца, белих крвних зрнаца или тромбоцити. Даље, пошто су крвне ћелије потомство коштане сржи, периферна крв служи као осетљиво и тачно огледало активности коштане сржи. Крв је лако доступна за анализу путем венепункције, а испитивање крви може дати рани траг о болести изазваној животном средином.
Хематолошки систем се може посматрати и као провод за супстанце које улазе у тело и као систем органа на који може негативно утицати професионална изложеност потенцијално штетним агенсима. Узорци крви могу послужити као биолошки монитор изложености и пружити начин за процену ефеката професионалне изложености на лимфохематопоетски систем и друге органе тела.
Агенси животне средине могу да ометају хематопоетски систем на неколико начина, укључујући инхибицију синтезе хемоглобина, инхибицију производње или функције ћелије, леукемогенезу и повећано уништавање црвених крвних зрнаца.
Абнормалности броја крвних зрнаца или функције узроковане директно професионалним опасностима могу се поделити на оне за које је хематолошки проблем најважнији здравствени ефекат, као што је апластична анемија изазвана бензеном, и на оне за које су ефекти на крв директни али мањег значаја од ефеката на друге органске системе, као што је анемија изазвана оловом. Понекад су хематолошки поремећаји секундарни ефекат опасности на радном месту. На пример, секундарна полицитемија може бити резултат професионалне болести плућа. Табела 1 наводи оне опасности за које је разумно добро прихваћено да имају а усмеравају ефекат на хематолошки систем.
Табела 1. Одабрани агенси умешани у метхемоглобинемију стечену из околине и на радном месту
- Бунарска вода контаминирана нитратима
- Азотни гасови (у заваривању и силосима)
- Анилинске боје
- Храна са високим садржајем нитрата или нитрита
- Нафталин (садрже нафтален)
- Калијум хлорат
- Нитробензени
- Фенилендиамин
- Толуенедиамине
Примери опасности на радном месту које првенствено утичу на хематолошки систем
Бензен
Бензен је идентификован као отров на радном месту који изазива апластичну анемију у касном 19. веку (Голдстеин 1988). Постоје добри докази да није сам бензен, већ један или више метаболита бензена који су одговорни за његову хематолошку токсичност, иако тачни метаболити и њихове субћелијске мете тек треба да буду јасно идентификоване (Снидер, Витз и Голдстеин 1993).
Имплицитно у препознавању да метаболизам бензена игра улогу у његовој токсичности, као иу недавним истраживањима о метаболичким процесима укљученим у метаболизам једињења као што је бензен, је вероватноћа да ће постојати разлике у људској осетљивости на бензен, на основу разлика у метаболичким стопама које су условљене околинским или генетским факторима. Постоје неки докази о породичној склоности ка апластичној анемији изазваној бензеном, али то није јасно показано. Чини се да цитокром П-450(2Е1) игра важну улогу у формирању хематотоксичних метаболита бензена, а постоје и неке сугестије из недавних студија у Кини да су радници са већом активношћу овог цитохрома више изложени ризику. Слично, сугерисано је да Тхалассемиа минор, и вероватно други поремећаји код којих постоји повећан промет коштане сржи, могу предиспонирати особу за апластичну анемију изазвану бензеном (Иин ет ал. 1996). Иако постоје индикације о неким разликама у осетљивости на бензен, општи утисак из литературе је да, за разлику од низа других агенаса као што је хлорамфеникол, за који постоји широк распон осетљивости, чак и укључујући идиосинкратичне реакције које изазивају апластичну анемију при релативно тривијалним нивоима изложености, постоји виртуелни универзални одговор на излагање бензену, што доводи до токсичности коштане сржи и на крају до апластичне анемије на начин који зависи од дозе.
Ефекат бензена на коштану срж је стога аналоган ефекту који производе хемотерапеутски алкилирајући агенси који се користе у лечењу Ходгкинове болести и других карцинома (Туцкер ет ал. 1988). Са повећањем дозе долази до прогресивног пада све формираних елемената крви, што се понекад испољава у почетку као анемија, леукопенија или тромбоцитопенија. Треба напоменути да би било најнеочекиваније посматрати особу са тромбоцитопенијом која није била праћена ниским нормалним нивоом осталих формираних крвних елемената. Даље, не би се очекивало да таква изолована цитопенија буде тешка. Другим речима, изолована бела крвна слика од 2,000 по мл, где је нормални опсег 5,000 до 10,000, снажно би сугерисала да је узрок леукопеније био другачији од бензена (Голдстеин 1988).
Коштана срж има значајан резервни капацитет. Након чак и значајног степена хипоплазије коштане сржи као дела хемотерапеутског режима, крвна слика се обично враћа на нормалу. Међутим, појединци који су били подвргнути таквим третманима не могу да реагују тако што произведу тако висок број белих крвних зрнаца када су изложени изазову њихове коштане сржи, као што је ендотоксин, као што то могу појединци који никада раније нису били лечени таквим хемотерапијским агенсима. Разумно је закључити да постоје нивои дозе агенса као што је бензен који може уништити ћелије прекурсора коштане сржи и на тај начин утицати на резервну способност коштане сржи без наношења довољно штете да доведе до крвне слике која је била нижа од лабораторијског опсега. од нормалног. Пошто рутински медицински надзор можда неће открити абнормалности код радника који је можда заиста патио од изложености, фокус на заштити радника мора бити превентиван и мора се придржавати основних принципа хигијене рада. Иако обим развоја токсичности коштане сржи у вези са изложеношћу бензену на радном месту остаје нејасан, не изгледа да би једно акутно излагање бензену вероватно изазвало апластичну анемију. Ово запажање може одражавати чињеницу да су ћелије прекурсора коштане сржи изложене ризику само у одређеним фазама свог ћелијског циклуса, можда када се деле, а неће све ћелије бити у тој фази током једне акутне изложености. Брзина којом се цитопенија развија делимично зависи од циркулационог животног века типа ћелије. Потпуни престанак производње коштане сржи довео би прво до леукопеније јер бела крвна зрнца, посебно гранулоцитна крвна зрнца, опстају у циркулацији мање од једног дана. Затим би дошло до смањења тромбоцита, чије је време преживљавања око десет дана. На крају, дошло би до смањења црвених крвних зрнаца, које преживе укупно 120 дана.
Бензен не само да уништава плурипотенцијалну матичну ћелију, која је одговорна за производњу црвених крвних зрнаца, тромбоцита и гранулоцитних белих крвних зрнаца, већ је такође утврђено да узрокује брз губитак циркулишућих лимфоцита и код лабораторијских животиња и код људи. Ово указује на могућност да бензен има негативан ефекат на имуни систем код изложених радника, ефекат који још није јасно демонстриран (Ротхман ет ал. 1996).
Излагање бензену је повезано са апластичном анемијом, која је често фаталан поремећај. Смрт је обично узрокована инфекцијом јер смањење белих крвних зрнаца, леукопенија, па компромитује одбрамбени систем организма, или крварење због смањења тромбоцита неопходних за нормално згрушавање. Појединац изложен бензену на радном месту који развије тешку апластичну анемију мора се сматрати стражаром за сличне ефекте код сарадника. Студије засноване на открићу стражара често су откриле групе радника који показују очигледне доказе хематотоксичности бензена. Углавном, они појединци који не подлегну релативно брзо апластичној анемији обично ће се опоравити након уклањања излагања бензену. У једној накнадној студији групе радника који су претходно имали значајну панцитопенију изазвану бензеном (смањење свих типова крвних зрнаца) десет година касније било је само мањих резидуалних хематолошких абнормалности (Хернберг ет ал. 1966). Међутим, неки радници у овим групама, са иницијално релативно тешком панцитопенијом, напредовали су у својим болестима тако што су прво развили апластичну анемију, затим мијелодиспластичну прелеукемијску фазу, и на крају до коначног развоја акутне мијелогене леукемије (Ласкин и Голдстеин 1977). Овакво напредовање болести није неочекивано јер се чини да особе са апластичном анемијом из било ког узрока имају већу вероватноћу од очекиване да ће развити акутну мијелогену леукемију (Де Планкуе ет ал. 1988).
Други узроци апластичне анемије
Други агенси на радном месту су повезани са апластичном анемијом, од којих је најистакнутија радијација. Ефекти зрачења на матичне ћелије коштане сржи коришћени су у терапији леукемије. Слично томе, различити хемотерапеутски алкилирајући агенси производе аплазију и представљају ризик за раднике одговорне за производњу или примену ових једињења. Чини се да радијација, бензол и алкилирајући агенси имају гранични ниво испод којег се неће појавити апластична анемија.
Заштита радника у производњи постаје проблематичнија када агенс има идиосинкратичан начин деловања у којем мале количине могу изазвати аплазију, као што је хлорамфеникол. Тринитротолуен, који се лако апсорбује кроз кожу, повезан је са апластичном анемијом у постројењима за муницију. Пријављено је да су разне друге хемикалије повезане са апластичном анемијом, али је често тешко утврдити узрочност. Пример је пестицид линдан (гама-бензен хексахлорид). Појавили су се извештаји о случајевима, генерално након релативно високих нивоа изложености, у којима је линдан повезан са аплазијом. Овај налаз је далеко од тога да буде универзалан за људе и нема извештаја о токсичности коштане сржи изазване линданом код лабораторијских животиња лечених великим дозама овог агенса. Хипоплазија коштане сржи је такође повезана са излагањем етилен гликол етрима, разним пестицидима и арсену (Флемминг и Тиммени 1993).