Що таке силікоз легень?

Силікоз — це тип пневмоконіозу, що розвивається внаслідок вдихання частинок кристалічного кремнезему і характеризується розвитком прогресуючого, незворотного запалення легень та фіброзу. У хворих на силікоз підвищується ризик розвитку мікобактеріальних захворювань (туберкульозу), аутоімунних захворювань та бронхогенної карциноми. Хоча цьому стану можна запобігти, ефективного лікування на сьогодні не існує.

До якої групи захворювань належить силікоз?

Силікоз — професійне захворювання.

Силікоз: причини

Чим викликаний силікоз?

Кремнезем, або діоксид кремнію (SiO₂), складається з атома кремнію та двох атомів кисню. Кремнезем — найпоширеніший мінерал на Землі, поширений у всій земній корі у вигляді силікатних мінералів. Кремнезем є основним компонентом понад 95% гірських порід та каміння.

Професійна дія кремнеземного пилу — одна з найстаріших відомих форм захворювань легень. Ще Гіппократ у 400 р. до н. е. вперше описав порушення дихання у металокопачів.

Силікоз нині є найпоширенішим хронічним професійним захворюванням у світі. У багатьох галузях робітники наражаються на ризик вдихання пилу, що містить кремнезем, включаючи абразивно-струменеве очищення, виробництво джинсової тканини, штучного каменю, цегли, гончарних і порцелянових виробів, прокладання тунелів, видобуток корисних копалин, роботи з різання каменю та виготовлення скульптур, а також будівництво та знесення конструкцій.

У 1997 р. Міжнародне агентство з вивчення раку визнало кристалічний кремнезем, що вдихається, канцерогеном для людини.

З початку 1990-х років виробництво джинсової тканини та штучного каменю стали одними з найбільших галузей промисловості, в яких працівники зазнають впливу кремнезему. Джинсову тканину часто піддають піскоструминній обробці з використанням мінералів, що містять частинки кремнезему, щоб надати їй вигляду зношеної або запраної. Штучний камінь, який зазвичай використовується для виготовлення стільниць, складається з кварцу, декоративного скла та металевих деталей, пов’язаних полімерною смолою. Компонент кристалічного кремнезему становить понад 90% готового каменю. Ці сучасні виробничі процеси призводять до поширеності силікозу. У той же час на сьогодні великі невдихувані частинки кремнезему вважаються безпечними для здоров’я. Кремнезем широко використовується в косметичній, харчовій, сільськогосподарській промисловості, фармацевтичній галузі та медицині.

Силікоз: епідеміологія

У період 1991–1995 рр. тільки в Китаї у більш ніж 500 000 осіб діагностовано захворювання легень, пов’язане із вдиханням частинок кремнезему.

Сукупна респіраторна дія кремнезему ідентифікована як основний фактор, пов’язаний з розвитком патології легень. На розвиток та тяжкість перебігу захворювання впливають як тривалість, так і інтенсивність впливу двоокису кремнію.

TWA (Time-Weighted Average) — це середньозважена концентрація речовини, яка відзначається протягом середнього робочого тижня тривалістю 40 год. Зазвичай прийнята межа впливу діоксиду кремнію становить 0,05–0,1 мг/м³. Однак у 2002 р. було показано, що навіть за рівня впливу, рівному TWA 0,05 мг/м³, протягом трудової кар’єри тривалістю 40–45 років у працівників відзначали значний ризик розвитку силікозу.

Навіть короткі періоди впливу високих концентрацій кремнезему помітно підвищують ризик розвитку силікозу.

Силікоз: патогенез

За оцінками експертів, у відповідь на імунну стимуляцію частинками кремнезему альвеолярні макрофаги впливають на альвеолярні клітини типу II та бронхіолярні епітеліальні клітини, що виробляють велику кількість сурфактанту. Однак захисний ефект сурфактанту проти пошкодження легень, викликаного кремнеземом, має тимчасовий характер і триває близько 3 днів, після чого сурфактант піддається ферментативному білковому розщепленню. Стійке надвиробництво поверхнево-активної речовини та накопичення денатурованого білка є гострою патологічною ознакою впливу кремнезему. Це призводить до накопичення білкового сміття (продуктів деградації білка) в альвеолах та розвитку силікопротеїнозу.

У термінальних дихальних шляхах частинки кремнезему поглинаються альвеолярними макрофагами. Частинки захоплюються лізосомами, де вони стійкі до деградації. Усередині лізосоми кремнезем зумовлює утворення активних форм кисню, які пошкоджують лізосомальну мембрану, що призводить до потрапляння лізосомальних ферментів у цитоплазму макрофагів та загибелі клітин. Дисфункціональні альвеолярні макрофаги, що персистують в альвеолах, не можуть підтримувати гомеостаз сурфактанту або ефективно очищати альвеоли від сторонніх частинок.

Макрофаги в пошкодженій легеневій тканині стимулюють активність фібробластів, що призводить до легеневого фіброзу, утворення кремнієвих вузликів та зменшення площі легень, доступної для газообміну. Частинки кремнезему, що вивільняються в результаті руйнування макрофагів або виводяться шляхом мукоциліарного кліренсу, транспортуються через лімфатичний дренаж або поглинаються іншими альвеолярними макрофагами, стимулюючи хибне коло клітинного руйнування, запалення та пошкодження легень. Лімфатичне поширення легеневих макрофагів, ймовірно, пояснює походження будь-яких позалегеневих проявів силікозу, включаючи лімфаденопатію.

Силікоз легень: гістопатологія

Класичною гістопатологічною ознакою силікозу є силікотичний вузлик. Мікроскопічно силікотичні вузлики мають 2 зони: центральну та периферичну. Концентрично розташовані колагенові волокна виявляють у центральній зоні. Периферична зона погано організована та містить фібробласти, лімфоцити та пилові макрофаги. Візуалізація за допомогою мікроскопії в поляризованому світлі виявляє слабо двопроменезаломлювальні багатогранні частинки і яскраво двопроменезаломлювальні голчасті кристали силікату.

Гістопатологічні ознаки захворювання визначаються до розвитку симптомів та рентгенологічних ознак.

Силікоз: діагностика

Описано три основні форми силікозу, кожна з яких відрізняється латентним періодом між початковим впливом кремнезему та появою симптомів.

Виділяють три основні форми силікозу:

• гостру;
• прискорену;
• хронічну.

Який перебіг найбільш характерний для силікозу?

Хронічний силікоз, найбільш часто діагностована форма силікозу, також відомий як класичний силікоз, може бути простим або ускладненим. Ускладнений хронічний силікоз також відомий як потужний фіброз легень.

Історія хвороби. Силікоз повинен бути запідозрений у осіб, які тривалий час піддавалися дії діоксиду кремнію: всі пацієнти з силікозом в анамнезі піддавалися дії діоксиду кремнію.

Проте у багатьох пацієнтів із силікозом симптоми не виявляються при звичайному фізикальному обстеженні. Таким чином, пацієнтам має бути рекомендоване дообстеження з урахуванням професійного анамнезу.

Які симптоми характерні при силікозі?

Симптоми та результати фізикального обстеження, якщо вони виявлені, найчастіше визначаються формою силікозу (таблиця).

Гострий силікоз

Гострий силікоз, або силікопротеїноз, зазвичай проявляється протягом періоду від декількох тижнів до менше ніж 5 років після впливу частинок діоксиду кремнію, що вдихаються. Хоча силікопротеїноз може розвинутися у будь-якої людини, яка зазнала високоінтенсивного впливу частинок кремнезему, що вдихаються, найчастіше він виявляється у людей, які виконували абразивну піскоструминну очистку або працювали в тунелях. Гострий силікоз характеризується вираженим альвеолітом та альвеолярним протеїнозом. Симптоми гострого силікозу:

• задишка;
• кашель;
• лихоманка;
• стомлюваність;
• ненавмисне зменшення маси тіла.

При фізикальному обстеженні часто виявляють гіпоксію.

Прискорений силікоз

Прискорений (швидкопрогресуючий) силікоз характеризується більш швидким прогресуванням захворювання, ніж хронічний. Прискорена форма силікозу розвивається протягом 5–10 років після дії діоксиду кремнію. При прискореному силікозі можуть відзначати як ознаки силікопротеїнозу, так і силікотичні вузлики, характерні для хронічного захворювання.

Хронічний силікоз

Хронічний силікоз є найчастішою формою силікозу. Клінічно зазвичай проявляється через 10–30 років після тривалої дії низьких концентрацій діоксиду кремнію. Виділяють простий та ускладнений хронічний силікоз.

Простий хронічний силікоз називають вузликовим силікозом, для якого характерні легеневі вузлики діаметром менше 10 мм.

У пацієнтів із хронічним силікозом перебіг захворювання може довго бути безсимптомним.

Хронічний силікоз: симптоми

• Сухий кашель;
• задишка при фізичному навантаженні.

Простий силікоз може перейти в ускладнений силікоз у міру прогресування вузликів.

Ускладнений хронічний силікоз розвивається при прогресуванні ураження легень, збільшенні та злитті легеневих вузликів, з утворенням конгломератних мас діаметром понад 10 мм. У пацієнтів із хронічним силікозом зазвичай розвиваються виражені порушення дихання через глибоке руйнування легеневої тканини, що призводить до зниження перфузійної здатності, порушення функції легень та підвищення легеневого опору. Надалі у пацієнтів розвиваються легенева гіпертензія та легеневе серце.

При фізикальному обстеженні у пацієнтів із прискореним або хронічним силікозом може бути виявлена лімфаденопатія. При низьких рівнях впливу частинок кремнезему, що вдихаються, розвиток лімфаденопатії може передувати розвитку легеневих змін.

Як визначити силікоз?

Діагноз силікозу ґрунтується на даних професійного анамнезу та результатах рентгенологічного обстеження.

Силікоз: додаткові методи обстеження

• Рентгенографія органів грудної клітки. У більшості пацієнтів на ранніх стадіях силікоз має безсимптомний перебіг, перші ознаки захворювання часто виявляють при рентгенографії грудної клітки під час профілактичних оглядів. Виявляють множинні вузлики в середніх та верхніх відділах легень з двох боків, часто зі збільшенням прикореневих та медіастинальних лімфатичних вузлів.
• Комп’ютерна томографія високої роздільної здатності є чутливішим методом і дозволяє виявити силікоз на ранніх стадіях.

Ознаки, характерні для простого хронічного силікозу, включають чітко виражені вузлики діаметром менше 10 мм. Ці вузлики зазвичай розташовуються у верхніх частках і можуть супроводжуватися медіастинальною та внутрішньогрудною лімфаденопатією з перилімфатичними вузликами.

Рентгенологічні ознаки, характерні для хронічного ускладненого силікозу, включають конгломератні утворення діаметром понад 10 мм. Ці утворення зазвичай розташовуються у верхівці легені та поширюються в бік воріт. Ці великі вузли часто мають нерівні краї, розрізняються за формою і можуть призвести до втрати об’єму легень і деформації середостіння або трахеї.

• Визначення функції зовнішнього дихання. Функція легень у хворих на силікоз варіює залежно від стадії захворювання. На ранніх стадіях захворювання функція легень може бути порушена. На пізніших стадіях функціональні тести легень можуть виявити зниження об’єму легень, форсованої життєвої ємності легень (ФЖЄЛ), об’єму форсованого видиху за секунду (ОФВ1) і дифузійної здатності.
• Біопсія легені.
• Магнітно-резонансна томографія (МРТ) показана для диференціювання силікозу та раку легені.
• Позитронно-емісійна томографія (ПЕТ) не дозволяє диференціювати рак від силікозу, оскільки і при раку, і при силікозі відзначають інтенсивне поглинання фтордезоксиглюкози патологічними вузлами.

Силікоз: лікування

На сьогодні немає ефективного лікування силікозу.

Які лікарські засоби застосовуються для лікування силікозу? Хворим проводиться симптоматична терапія (бронхолітики — агоністи бета-адренорецепторів, антихолінергічні засоби, глюкокортикостероїди, у тому числі інгаляційні та ін.), лікування бактеріальних ускладнень, киснева терапія при гіпоксемії та легенева реабілітація. Основним методом лікування термінальної стадії силікозу є трансплантація легень.

Важливо виявляти та проводити хіміотерапію латентного туберкульозу у пацієнтів із силікозом.

Хворим із силікозом рекомендовано відмову від куріння та лікування нікотинової залежності.

На сьогодні необхідні дослідження ефективності антифіброзної та антицитокінової терапії силікозу.

Надзвичайно важливо повсюдно впроваджувати заходи профілактики силікозу у промисловості.

Силікоз: диференційна діагностика

• Саркоїдоз;
• туберкульоз легень;
• злоякісні новоутворення;
• хронічна обструктивна хвороба легень.

Які ускладнення характерні для силікозу?

Силікоз — прогресуюче захворювання, що характеризується незворотним фіброзуванням легень та обмеженням функції легень. Прогноз несприятливий, з поступовим погіршенням функції легень, що веде до розвитку дихальної недостатності, легеневої гіпертензії та легеневого серця.

Вплив кремнезему та сигаретного диму адитивно підвищують ризик розвитку раку легені.

У пацієнтів із силікозом значно підвищений ризик інфікування мікобактерією туберкульозу та розвитку силікотуберкульозу.

Вплив кремнезему пов’язаний з розвитком деяких аутоімунних захворювань, таких як системний червоний вовчак, системний склероз (склеродермія), гломерулонефрит та ревматоїдний артрит.