Что такое силикоз легких?

Силикоз — это тип пневмокониоза, развивается вследствие вдыхания частиц кристаллического кремнезема и характеризуется развитием прогрессирующего, необратимого воспаления легких и фиброза. У больных с силикозом повышается риск развития микобактериальных заболеваний (туберкулеза), аутоиммунных заболеваний и бронхогенной карциномы. Хотя это состояние можно предотвратить, эффективного лечения на сегодня не существует.

К какой группе заболеваний относится силикоз?

Силикоз — профессиональное заболевание.

Силикоз: причины

Чем вызван силикоз?

Кремнезем, или диоксид кремния (SiO₂), состоит из атома кремния и двух атомов кислорода. Кремнезем — самый распространенный минерал на Земле, распространенный по всей земной коре в виде силикатных минералов. Кремнезем является основным компонентом более 95% горных пород и камней.

Профессиональное воздействие кремнеземной пыли — одна из старейших известных форм заболеваний легких. Еще Гиппократ в 400 г. до н. э. впервые описал нарушения дыхания у металлокопателей.

Силикоз в настоящее время является наиболее распространенным хроническим профессиональным заболеванием в мире. Во многих отраслях рабочие подвергаются риску вдыхания пыли, содержащей кремнезем, включая абразивно-струйную очистку, производство джинсовой ткани, искусственного камня, кирпичей, гончарных и фарфоровых изделий, прокладку туннелей, добычу полезных ископаемых, работы по резке камня и изготовлению скульптур из камня, а также строительство и снос конструкций.

В 1997 г. Международное агентство по изучению рака признало кристаллический вдыхаемый кремнезем канцерогеном для человека.

С начала 1990-х годов производство джинсовой ткани и искусственного камня стали одними из крупнейших отраслей промышленности, в которых работники подвергаются воздействию кремнезема. Джинсовую ткань часто подвергают пескоструйной обработке с использованием минералов, содержащих частицы кремнезема, чтобы придать ей вид изношенной или застиранной. Искусственный камень, обычно используемый для изготовления столешниц, состоит из кварца, декоративного стекла и металлических деталей, связанных полимерной смолой. Компонент кристаллического кремнезема составляет более 90% готового камня. Эти современные производственные процессы приводят к распространённости силикоза. В то же время на сегодня крупные невдыхаемые частицы кремнезема считаются безопасными для здоровья. Кремнезем широко используется в косметической, пищевой, сельскохозяйственной промышленности, фармацевтической отрасли и медицине.

Силикоз: эпидемиология

В период 1991–1995 гг. только в Китае более чем у 500 000 человек диагностировано заболевание легких, связанное с вдыханием частиц кремнезема.

Совокупное респираторное воздействие кремнезема идентифицировано как основной фактор, связанный с развитием патологии легких. На развитие и тяжесть течения заболевания влияют как продолжительность, так и интенсивность воздействия двуокиси кремния.

TWA (Time-Weighted Average) — это средневзвешенная концентрация вещества, которая отмечается в течение средней рабочей недели продолжительностью 40 ч.  Обычно принятый предел воздействия диоксида кремния составляет 0,05–0,1 мг/м³. Однако в 2002 г. было показано, что даже при уровнях воздействия, равных TWA 0,05 мг/м³ в течение трудовой карьеры продолжительностью 40–45 лет у работников отмечали значительный риск развития силикоза.

Даже короткие периоды воздействия высоких концентраций кремнезема заметно повышают риск развития силикоза.

Силикоз: патогенез

По оценкам экспертов, в ответ на иммунную стимуляцию частицами кремнезема альвеолярные макрофаги влияют на альвеолярные клетки типа II и бронхиолярные эпителиальные клетки, производящие обильное количество сурфактанта. Однако защитный эффект сурфактанта против повреждения легких, вызванного кремнеземом, имеет временный характер и длится около 3 дней, после чего сурфактант подвергается ферментативному белковому расщеплению. Устойчивое перепроизводство поверхностно-активного вещества и накопление денатурированного белка являются острым патологическим признаком воздействия кремнезема. Это приводит к накоплению белкового мусора (продуктов деградации белка) в альвеолах и развитию силикопротеиноза.

В терминальных дыхательных путях частицы кремнезема поглощаются альвеолярными макрофагами. Частицы захватываются лизосомами, где они устойчивы к деградации. Внутри лизосомы кремнезем обусловливает образование активных форм кислорода, которые повреждают лизосомальную мембрану, что приводит к попаданию лизосомальных ферментов в цитоплазму макрофагов и гибели клеток. Дисфункциональные альвеолярные макрофаги, персистирующие в альвеолах, не могут поддерживать гомеостаз сурфактанта или эффективно очищать альвеолы от посторонних частиц.

Макрофаги в поврежденной легочной ткани стимулируют активность фибробластов, что приводит к легочному фиброзу, образованию кремниевых узелков и уменьшению площади легких, доступной для газообмена. Частицы кремнезема, высвобождаемые в результате разрушения макрофагов, либо выводятся путем мукоцилиарного клиренса, транспортируются через лимфатический дренаж, либо поглощаются другими альвеолярными макрофагами, стимулируя порочный круг клеточного разрушения, воспаления и повреждения легких. Лимфатическое распространение легочных макрофагов, вероятно, объясняет происхождение любых внелегочных проявлений силикоза, включая лимфаденопатию.

Силикоз легких: гистопатология

Классическим гистопатологическим признаком силикоза является силикотический узелок. Микроскопически силикотические узелки имеют 2 зоны: центральную и периферическую. Концентрически расположенные коллагеновые волокна выявляют в центральной зоне. Периферическая зона плохо организована и содержит фибробласты, лимфоциты и пылевые макрофаги. Визуализация с помощью микроскопии в поляризованном свете выявляет слабо двулучепреломляющие многогранные частицы и ярко двулучепреломляющие игольчатые кристаллы силиката.

Гистопатологические признаки заболевания определяются до развития симптомов и рентгенологических признаков.

Силикоз: диагностика

Описаны три основные формы силикоза, каждая из которых отличается латентным периодом между первоначальным воздействием кремнезема и появлением симптомов.

Выделяют три основные формы силикоза:

• острую;
• ускоренную;
• хроническую.

Какое течение наиболее характерно для силикоза?

Хронический силикоз, наиболее часто диагностированная форма силикоза, также известен как классический силикоз и может быть простым или осложненным. Осложненный хронический силикоз также известен как массивный фиброз легких.

История болезни. Силикоз должен быть заподозрен у лиц, длительно подвергавшихся воздействию диоксидом кремния: все пациенты с силикозом в анамнезе подвергались воздействию диоксида кремния.

Тем не менее у многих пациентов с силикозом симптомы не проявляются при обычном физикальном обследовании. Таким образом, пациентам должно быть рекомендовано дообследование с учетом профессионального анамнеза.

Какие симптомы характерны при силикозе?

Симптомы и результаты физикального обследования, если они выявлены, зачастую определяются формой силикоза (таблица).

Острый силикоз

Острый силикоз, или силикопротеиноз, обычно проявляется в течение периода от нескольких недель до менее 5 лет после воздействия вдыхаемых частиц диоксида кремния. Хотя силикопротеиноз может развиться у любого человека, подвергшегося высокоинтенсивному воздействию вдыхаемых частиц кремнезема, чаще всего он выявляется у людей, которые выполняли абразивную пескоструйную очистку или работали в туннелях. Острый силикоз характеризуется выраженным альвеолитом и альвеолярным протеинозом. Симптомы острого силикоза:

• одышка;
• кашель;
• лихорадка;
• утомляемость;
• непреднамеренное уменьшение массы тела.

При физикальном обследовании часто выявляют гипоксию.

Ускоренный силикоз

Ускоренный (быстропрогрессирующий) силикоз характеризуется более быстрым прогрессированием заболевания, чем хронический. Ускоренная форма силикоза развивается в течение 5–10 лет после воздействия диоксида кремния. При ускоренном силикозе могут отмечать как признаки силикопротеиноза, так и силикотические узелки, характерные для хронического заболевания.

Хронический силикоз

Хронический силикоз является наиболее частой формой силикоза. Клинически обычно проявляется через 10–30 лет после длительного воздействия низких концентраций диоксида кремния. Выделяют простой и осложненный хронический силикоз.

Простой хронический силикоз также называют узловым силикозом, для которого характерны легочные узелки диаметром менее 10 мм.

У пациентов с хроническим силикозом течение заболевания может длительно быть бессимптомным.

Хронический силикоз: симптомы

• Сухой кашель;
• одышка при физической нагрузке.

Простой силикоз может перейти в осложненный силикоз по мере прогрессирования узелков.

Осложненный хронический силикоз развивается при прогрессировании поражения легких, увеличении и слиянии легочных узелков, с образованием конгломератных масс диаметром более 10 мм. У пациентов с хроническим силикозом обычно развиваются выраженные нарушения дыхания из-за глубокого разрушения легочной ткани, что приводит к снижению перфузионной способности, нарушению функции легких и повышению легочного сопротивления. В дальнейшем у пациентов развиваются легочная гипертензия и легочное сердце.

При физикальном обследовании у пациентов с ускоренным или хроническим силикозом может быть выявлена лимфаденопатия. При низких уровнях воздействия вдыхаемых частиц кремнезема развитие лимфаденопатии может предшествовать развитию легочных изменений.

Как определить силикоз?

Диагноз силикоза основывается на данных профессионального анамнеза и результатах рентгенологического обследования.

Силикоз: дополнительные методы обследования

• Рентгенография органов грудной клетки. У большинства пациентов на ранних стадиях силикоз имеет бессимптомное течение, первые признаки заболевания часто выявляют при рентгенографии грудной клетки во время профилактических осмотров. Выявляют множественные узелки в средних и верхних отделах легких с двух сторон, часто с увеличением прикорневых и медиастинальных лимфатических узлов.
• Компьютерная томография высокого разрешения является более чувствительным методом и позволяет выявить силикоз на ранних стадиях.

Признаки, характерные для хронического простого силикоза, включают четко выраженные узелки диаметром менее 10 мм. Эти узелки обычно располагаются в верхних долях и могут сопровождаться медиастинальной и внутригрудной лимфаденопатией с перилимфатическими узелками.

Рентгенологические признаки, характерные для хронического осложненного силикоза, включают конгломератные образования диаметром более 10 мм. Эти образования обычно располагаются в верхушке легкого и распространяются в сторону ворот. Эти крупные узлы часто имеют неровные края, различаются по форме и могут привести к потере объема легких и деформации средостения или трахеи.

• Определение функции внешнего дыхания. Функция легких у больных силикозом варьирует в зависимости от стадии заболевания. На ранних стадиях заболевания функция легких может быть не нарушена. На более поздних стадиях функциональные тесты легких могут выявить снижение объема легких, форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ), объема форсированного выдоха за одну секунду (ОФВ1) и диффузионной способности.
• Биопсия легкого.
• Магнитно-резонансная томография (МРТ) показана для дифференцирования силикоза и рака легких.
• Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) не позволяет дифференцировать рак от силикоза, поскольку и при раке, и при силикозе отмечают интенсивное поглощение фтордезоксиглюкозы патологическими узлами.

Силикоз: лечение

На сегодня не существует эффективного лечения силикоза.

Какие лекарственные средства применяются для лечения силикоза? Больным проводится симптоматическая терапия (бронхолитики — агонисты бета-адренорецепторов, антихолинергические средства, глюкокортикостероиды, в том числе ингаляционные и др.), лечение бактериальных осложнений, кислородотерапия при гипоксемии и легочная реабилитация. Основным методом лечения терминальной стадии силикоза является трансплантация легких.

Важно выявлять и проводить химиотерапию латентного туберкулеза у пациентов с силикозом.

Больным с силикозом рекомендован отказ от курения и лечение никотиновой зависимости.

На сегодня необходимы исследования эффективности антифиброзной и антицитокиновой терапии силикоза.

Чрезвычайно важно повсеместно внедрять меры профилактики силикоза в промышленности.

Силикоз: дифференциальная диагностика

• Саркоидоз;
• туберкулез легких;
• злокачественные новообразования;
• хроническая обструктивная болезнь легких.

Какие осложнения характерны для силикоза?

Силикоз — прогрессирующее заболевание, характеризующееся необратимым фиброзированием легких и ограничением функции легких. Прогноз неблагоприятный, с постепенным ухудшением функции легких, ведущим к развитию дыхательной недостаточности, легочной гипертензии и легочного сердца.

Воздействие кремнезема и сигаретного дыма аддитивно повышают риск развития рака легких.

У пациентов с силикозом значительно повышен риск инфицирования микобактерией туберкулеза и развития силикотуберкулеза.

Воздействие кремнезема связано с развитием некоторых аутоиммунных заболеваний, таких как системная красная волчанка, системный склероз (склеродермия), гломерулонефрит и ревматоидный артрит.