Силікоз

Силікоз – це професійне захворювання легенів, викликане вдиханням пилу кристалічного кремнезему. Він характеризується запаленням і рубцюванням у вигляді вузлуватих уражень у верхніх частках легень.

Що таке силікоз?

Силікоз – це професійне захворювання легенів, викликане вдиханням пилу кристалічного кремнезему. Він характеризується запаленням і рубцюванням у вигляді вузлуватих уражень у верхніх частках легень. Силікоз легенів різновид пневмоконіозу. Хвороба (особливо гостра форма) характеризується задишкою, кашлем, пропасницею і ціанозом (синюшна шкіра). Його часто помилково приймають за набряк легенів (рідина в легенях), пневмонію або туберкульоз легенів.

У 2013 році від силікозу у всьому світі померло не менше 43 000 чоловік в порівнянні з 50 000 випадками в 1990 році.

Ознаки та симптоми

Оскільки хронічний силікоз розвивається повільно, ознаки та симптоми можуть з’явитися тільки через роки після захворювання. Ознаки та симптоми включають:

• диспное (задишку), що підсилюється при фізичному навантаженні;
• кашель, часто стійкий, іноді сильний;
• втома;
• тахіпное (прискорене дихання), яке часто утруднено;
• втрата апетиту і схуднення;
• біль у грудях;
• висока температура;
• поступове потемніння шкіри;
• поступові темні неглибокі тріщини в нігтях в кінцевому підсумку призводять до розривів, оскільки білкові волокна всередині нігтьового ложа руйнуються.

У запущених випадках також виникає наступне:

• ціаноз, блідість верхніх частин тіла (посиніння шкіри);
• легеневе серце (хвороба правого шлуночка серця);
• дихальна недостатність.

Причини і фактори ризику

В природі існують дві форми діоксиду кремнію: аморфна і кристалічна. Кристалічна форма діоксиду кремнію – це багатий природний мінерал, зазвичай міститься в таких речовинах, як піщаник, кварц і граніт. Хоча вдихання аморфної форми, мабуть, не викликає клінічно значущих ускладнень, вдихання кристалічної сполуки може привести до захворювання легенів.

Оскільки кремнезем відкладається в дихальних шляхах, контакт з альвеолярної і ендобронхіальної поверхнями генерує активні форми кисню. Більш дрібні частинки за допомогою фагоцитозу потрапляють в макрофаги, які генерують додаткові вільні радикали. Окислювальне пошкодження активованими макрофагами і частинками кремнезему призводить до вивільнення запальних цитокінів, посилення передачі сигналів клітинами і апоптозу паренхімних клітин і макрофагів. Інфільтрація фібробластів відбувається у вигляді вузлів у міру прогресування захворювання.

Багато професій можуть піддавати робочих ризику впливу кремнеземного пилу в самих різних галузях промисловості. До професій підвищеного ризику відносяться ремонт доріг, виробництво бетону, видобуток вугілля, обробка цегли і виїмка гірських порід. Також ризику наражаються робочі, зайняті на різанні каменю, видобутку нафти, металообробці, піскоструминному очищенні та ін.

Епідеміологія

За даними управління з безпеки та гігієни праці, понад два мільйони робочих піддаються впливу тієї чи іншої форми вдихуваного діоксиду кремнію на регулярній основі. Підвищення обізнаності та заходи безпеки на робочому місці привели до значного зниження захворюваності на це захворювання за останні кілька десятиліть; однак запобіжні заходи залишаються недосконалими, і продовжують виникати нові випадки силікозу.

Патофізіологія

Вдихання кристалічного діоксиду кремнію викликає утворення мінеральних відкладень на рівні кінцевих бронхіол і альвеол. Присутність стороннього матеріалу призводить до активації альвеолярних макрофагів, а також надає пряму токсичну дію на навколишнє паренхіму легенів. Пошкодження клітин призводить до вивільнення запальних цитокінів (таких як IL-1 і TNF-альфа), утворення вільних радикалів і посилення клітинних сигнальних шляхів. Різні цитокіни викликають розвиток фіброзу.

Повідомлялося також про роль огрядних клітин тканини. Є також свідчення того, що кремнезем перешкоджає здатності макрофагів пригнічувати ріст мікобактерій, і цей ефект пояснює загальну асоціацію силікоз / туберкульоз. При гострій формі силікозу спостерігається пряма токсична дія на альвеолярні клітини 2 типу, а також на макрофаги. Роль імунологічних факторів при силікозі легенів давно постулюється, але не доведена.

Гістопатологія

Вузлуватий силікоз характеризується наявністю силікотичних вузликів. В цілому сілікотні вузлики є тверді дискретні округлі утворення, що містять різну кількість чорного пігменту. Вузлики, як правило, виникають навколо респіраторних бронхіол і дрібних легеневих артерій, а також в субплевральних і парасептальних областях. Прогресуюче розширення викликає облітерацію дрібних дихальних шляхів і легеневих судин. Останні характеризуються концентрично розташованими пучками гіалінізованого колагену, оточеними різною кількістю заповнених пилом гістіоцитозів.

У ранніх вузликах виділяються фібробласти і гістіоцитоми з безклітинними пластинками колагену. Усередині вузликів часто зустрічаються дрібні поляризовані, двічі приломляючі, круглі або овальні частинки. Їх присутність допомагає підтвердити діагноз, але в деяких випадках вони можуть бути відсутніми, і вони не є специфічними для силікозу. Гранульоматозна реакція може спостерігатися в капсулі силикотичних вузликів. Його наявність підвищує ймовірність співіснування МАК інфекцій. Центральний некроз незвичайний.

Навколо легеня може бути нічим не примітна, хоча навколо невеликих дихальних шляхів зазвичай видно пилові плями і макрофаги з пігментом. Іноді у пацієнтів з хронічним силікозом повідомлялося про неспецифічний тип інтерстиціального фіброзу.

При гострому силікоз мікроскопічні дані імітують легеневий альвеолярний протеіноз. На відміну від звичайного альвеолярного протеіноз, зазвичай також спостерігаються інтерстициальні запалення і фіброз або нерівномірні гіалінові рубці, а також різну кількість пігменту. Силікозні вузлики погано сформовані або в більшості випадків відсутні.

Мікроскопічне дослідження може бути корисно для виявлення деяких ускладнень, включаючи прогресуючий масивний фіброз або туберкульоз, а також не туберкульозні інфекції. Прогресуючий масивний фіброз характеризується наявністю вузлового фіброзу розміром більш як 1 см. Звичайно є велика аморфна маса фіброзної тканини, яка складається з конгломерірованних вузликів, що викликають облітерацію і контрактуру паренхіми легені. ця поразка також зустрічається при інших пневмоконіозах, включаючи асбестоз, пневмоконіоз шахтарів або змішаний пиловий фіброз. Зіткнувшись з гранулематозною інфекцією з некрозом, можна запідозрити туберкульоз і не туберкульозний мікобактеріоз.

Діагностика

У діагностиці силікозу легенів є три ключові елементи. По-перше, анамнез пацієнта повинен виявити вплив достатньої кількості кварцового пилу, щоб викликати це захворювання. По-друге, візуалізація грудної клітини (зазвичай рентген грудної клітини), яка виявляє ознаки, відповідні силікозу. По-третє, немає ніяких основних захворювань, які з більшою ймовірністю можуть викликати аномалії. Фізикальне обстеження зазвичай нічим не примітна, якщо немає складного захворювання. Також результати обстеження неспецифічні для силікозу.

Дослідження легеневої функції може виявити обмеження повітряного потоку, обмежувальні дефекти, зниження дифузійної здатності, змішані дефекти або може бути нормальним (особливо без ускладнень). У більшості випадків силікоз не вимагає біопсії тканини для діагностики, але в деяких випадках це може бути необхідно, перш за все, для виключення інших станів.

При неускладненому силікозі рентген грудної клітки підтвердить наявність невеликих (<10 мм) вузликів в легенях, особливо у верхніх зонах легких. Поразка і велика кількість зони легких збільшується в міру прогресування захворювання. У запущених випадках силікозу велике помутніння (> 1 см) виникає в результаті злиття невеликих помутнінь, особливо у верхніх зонах легких. При втягуванні легеневої тканини виникає компенсаторна емфізема. Збільшення воріт часто зустрічається при хронічному і прискореному силікозові. Приблизно в 5-10% випадків вузли кальцифіруються по периферії, викликаючи так звану кальцифікацію «яєчної шкаралупи». Це відкриття не є патогномонічним (діагностичним) силікозу. У деяких випадках легеневі вузлики також можуть кальцинованої.

Комп’ютерна томографія (КТ-сканування) також можуть надати детальний аналіз легких і виявити кавітацію через супутню МАК інфекцію.

Класифікація

Класифікація силікозу проводиться в залежності від тяжкості захворювання (включаючи рентгенограму), почала і швидкості прогресування. До них відносяться:

– Хронічний простий силікоз.

Зазвичай виникає в результаті тривалого впливу (10 років або більше) відносно низьких концентрацій кремнеземного пилу і зазвичай з’являється через 10-30 років після першого впливу. Це найбільш поширений тип силікозу. Пацієнти з цим типом захворювання, особливо на ранній стадії, можуть не мати явних ознак або симптомів захворювання, але відхилення від норми можуть бути виявлені за допомогою рентгена. Часто зустрічаються хронічний кашель і задишка при фізичному навантаженні. Рентгенологічно при хронічному простому силікозі виявляється велика кількість невеликих (<10 мм в діаметрі) помутнінь, зазвичай округлої форми і переважаючих в верхніх зонах легких.

– Прискорений силікоз.

Силікоз, який розвивається через 5-10 років після першого впливу більш високих концентрацій кремнеземного пилу. Симптоми і рентгенологічні дані аналогічні хронічного простому силікозу, але виникають раніше і мають тенденцію до більш швидкого прогресування. Пацієнти з прискореним силікозом піддаються більшому ризику розвитку ускладненого захворювання, включаючи прогресуючий масивний фіброз (ПМФ).

– Ускладнений силікоз.

Силікоз може «ускладнюватися» розвитком важких рубців (прогресуючий масивний фіброз, також відомий як конгломератний силікоз), коли маленькі вузлики поступово зливаються, досягаючи розміру 1 см або більше. ПМФ асоціюється з більш важкими симптомами і порушенням дихання, ніж простий тип розладу. Силікоз може також ускладнюватися іншим захворюванням легенів, таким як туберкульоз, не туберкульозній мікобактеріальній інфекція і грибкова інфекція, деякі аутоімунні захворювання і рак легенів. Ускладнений силікоз частіше зустрічається при прискореному силікоз, ніж при хронічному.

– Гострий силікоз.

Силікоз, який розвивається від декількох тижнів до 5 років після впливу високих концентрацій вдихається кварцового пилу. Вона також відомо як сілікопротеіноз. Симптоми гострого силікозу включають більш швидкий початок важкої тяжкої задишки, кашлю, слабкості і втрати ваги, що часто призводить до смерті. Рентген зазвичай виявляє дифузне альвеолярне наповнення повітряними бронхограмма, що описується як ознака «матового скла», і схоже на пневмонію, набряк легенів, альвеолярний крововилив і альвеолярно-клітинний рак легенів.

Лікування

Немає жодних конкретних терапевтичних модальностей. Первинна лікувальна процедура полягає в видаленні джерела впливу і полегшення симптомів і запобігання подальшого прогресування захворювання.

Прогноз

Попередні дослідження силікозу показали, що прогноз залежить від різних чинників, включаючи вік на момент постановки діагнозу, історію куріння, клінічне прогресування захворювання, генетичні поліморфізм, супутні захворювання і конгломератного-вузлові захворювання на рентгенографії. Генетичний поліморфізм фактора некрозу пухлини (TNF) -α2 і rs2076304 в гені десмоплакіна також був пов’язаний з підвищеним ризиком смерті.

У пацієнтів, які зазнали сильного впливу діоксиду кремнію протягом відносно короткого періоду часу, може розвинутися прискорений силікоз. Це явище зазвичай пов’язана з історією впливу від 5 до 15 років, зазвичай 10 років або менше. Розвиток захворювання може тривати, попри припинення впливу кремнезему. Також аутоімунні захворювання пов’язані з прискореним силікозом.

У пацієнтів з хронічним силікозом хвороба може протікати безсимптомно, попри те, що на них впливає кремнеземний пил протягом десятиліть. Однак у частині цих пацієнтів може розвинутися прогресуючий масивний фіброз (ПМФ). Ретракція ПМФ може викликати емфізематозні зміни в базилярних областях легких. Ці пацієнти схильні до розвитку гіпоксичної дихальної недостатності, мікобактеріальних інфекцій і пневмотораксу. Причина смерті незмінно – дихальна недостатність.

Ускладнення

– Паличка Коха (Mycobacterium tuberculosis) і мікобактеріальні інфекції, не пов’язані з туберкульозом.

У пацієнтів з силікоз ризик мікобактеріальних інфекцій збільшується в 8-20 разів. Порушення регуляції шляхів загибелі клітин може призвести до того, що макрофаги, які зазнали впливу діоксиду кремнію, матимуть підвищену експресію фактора некрозу пухлини альфа (TNFα), інтерлейкіну (IL) -1b і експресії каспаз-9. Після зараження мікобактеріями ці макрофаги сприяють некрозу, а не апоптозу, що призводить до вивільнення життєздатних мікобактерій з некротичних клітин і прогресуванню латентного захворювання в активну.

– Аутоімунні захворювання.

Епідеміологічні дані підтверджують підвищений ризик між професійним впливом кристалічної кремнеземного пилу і розвитком аутоімунних захворювань, таких як системний червоний вовчак (ВКВ), системний склероз і ревматоїдний артрит (РА). Поширеність ВКВ серед чоловіків з високим рівнем впливу кремнезему в 10 разів вище, ніж серед населення в цілому. Ревматоїдний артрит (РА) частіше зустрічається у чоловіків з силікоз, ніж серед населення в цілому, що, швидше за все, пов’язано з впливом кремнезему на імунну систему.

Синдром Каплана (сілікоартріт, ревматоїдний пневмоконіоз), спочатку описаний у вугільних робочих, характеризується легеневими вузликами з кавітацією у робочих з кремнеземом з серопозитивним РА. Вважається, що наявність підвищених рівнів аутоантитіл, імунних комплексів і гипергаммаглобулинемії у робочих, які зазнали впливу кремнезему, може привести до цієї схильності. Пил кремнезему змушує відкриті макрофаги виділяти антигенні полісахариди, які активують ретикулоендотеліальну систему. Аутоімунні захворювання можуть супроводжувати прискорений силікоз. Таким чином, важливо провести скринінг хворих, оскільки лікування та прогноз можуть змінитися.

– Хронічна обструктивна хвороба легень (ХОЗЛ).

Попередні дослідження показали, що вплив кремнеземного пилу може привести до розвитку хронічного бронхіту, емфіземи легенів і / або невеликих захворювань дихальних шляхів навіть без доказів радіологічно підтвердженого силікозу. Пропоновані механізми включають таке:

• Частинки кремнезему викликають вивільнення медіаторів, які посилюють вироблення оксидантів, цитокінів, хемокінів і еластази, що призводить до запалення дихальних шляхів і емфіземи.
• Частинки кремнезему викликають пошкодження епітеліальних клітин, що сприяє його проникненню через стінки дрібних дихальних шляхів, що призводить до локалізованого фіброзу.

– Рак.

Розбіжності щодо канцерогенності кремнезему виникають через різних методів наявних досліджень, а також через можливість систематичної помилки через фактори, що впливають на ситуацію, таких як куріння сигарет, а також вплив хімічних речовин, таких як радон, миш’як або поліціклікароматичні вуглеводні. За даними Американського коледжу професійної та екологічної медицини, ризик раку легенів у пацієнтів, які страждають на силікоз, як правило, найбільший у кращих робітників з силікоз, але ризик раку у некурящих, які зазнали впливу кремнезему, без силікозу менш очевидний через непорівнянних результатів наявних досліджень. Кремнезем класифікується як канцероген для людини групи 1 з 1997 року Міжнародним агентством з вивчення раку.

– Легеневий альвеолярний протеіноз.

Легеневий альвеолярний протеіноз може виникнути після впливу високого рівня кремнезему. При мікроскопічному дослідженні бронхоальвеолярного лаважу виявлено позитивне забарвлення періодичною кислотою по Шиффа, гістологічно відоме як сілікопротеіноз.

– Хронічна хвороба нирок (ХХН).

Захворювання нирок, такі як нефротичний синдром, гломерулярний нефрит і термінальна стадія ниркової недостатності (ТПН), можуть виникати у осіб, які зазнали впливу кремнезему, при відсутності явної хвороби легенів. Серед робітників, зайнятих у виробництві промислового піску, граніту і кераміки, спостерігається підвищена захворюваність ТПН.