Развитие профессиональных болезней лёгких у горняков и каменотёсов описывали Агрикола (1554 г.) и Парацельс (1567 г.). В России впервые высказался о неблагоприятном воздействии рудничной пыли на лёгкие М.В.Ломоносов (1763 г.).

Этиология

Развитие пневмокониозов (ПК) обусловлено длительным воздействием промышленных аэрозолей (пылей), образующихся в ходе производственных процессов и обладающих фиброгенным действием.

Патогенез

Начальный этап развития любого пневмокониоза от воздействия минеральной пыли заключается в образовании «пылевого депо». Оно возникает когда количество пыли, задерживающееся в лёгких, превышает количество частиц, удаляемых из них.

Любая пыль это инородное тело. Первая теория (механическая) объясняла патогенез ПК механическим повреждением органов дыхания твёрдыми частицами, в основе которого лежат общебиологические ответные реакции организма. Однако позже было доказано, что пыли с более выраженными механическими свойствами, чем кварц не вызывает выраженного пневмофиброза. Тем не менее значимость механического действия некоторых видов промышленной пыли (асбест и др.) в формировании интерстициального фиброза сомнений не вызывает.

Следующая теория – токсико-химическая. Она заключалась в том, что кристаллический диоксид кремния растворяясь в тканевой жидкости образует коллоидный раствор кремниевой кислоты, обладающий фиброгенным эффектом. Но эта теория не учитывает цитотоксичность аэрозолей.

Иммунологическая теория доказывает, что развитие силикотического процесса сопровождается нарушением клеточной и гуморальной систем иммунитета. Формируется выраженный дефицит Т-клеток на фоне увеличения В-розеткообразующих лимфоцитов. Однако значение этих изменений в развитии пневмофиброза остаётся неясным.

В дальнейшем обнаружена двусторонняя стимулирующая связь между макрофагами и Т-лимфоцитами, которая осуществляется со стороны макрофага интерлейкином I, а со стороны Т-лимфоцитов различными лимфоцитами (факторами MIRF и другими). В то же время интерлейкин I стимулирует коллагенообразование. 

В настоящее время большое значение придаётся процессам, лежащим в основе гибели макрофагов (кониофагов) – цитотоксичности фиброгенной пыли. Аргументирована гипотеза о ведущей роли ОН- групп на поверхности диоксида кремния в механизме гибели макрофагов. Непосредственной причиной гибели макрофагов является накопление в лизосомах большого количества пыли и его разрушение под действием лизосомальных гидролаз.

Принципиальное значение в развитии пылевого фиброза имеет усиление процессов перекисного окисления (ПОЛ) биомембран под влиянием аэрозоля двуокиси кремния и асбеста. Кварц инициирует свободнорадикальные реакции, которые являются причиной нарушения обменных процессов в кониофаге. Он влияет через активацию ПОЛ на метаболические процессы в соединительной ткани лёгких. Процесс начинается с активации макрофагов путём увеличения потребления ими кислорода и усиления генерации его активных форм (супероксидного анион-радикала, перекиси водорода, гидроксильного радикала и др.). Этот феномен, названный респираторным взрывом, является проявлением кислородозависимой бактерицидной системы фагоцитов. Чем больше фиброгенность аэрозоля тем вше степень генерации активных форм кислорода макрофагами.

Активные радикалы кислорода инициируют цепь патологических реакций в лёгочной ткани. Они напрямую воздействуют на биологические объекты (стенку сосудов, соединительную ткань, мембраны лизосом), что ведёт к их повреждению или активации процесса окисления арахидоновой кислоты. Это ведёт к образованию активных медиаторов в виде лейкотриенов, тромбоксанов, простогландинов, которые поддерживают и усиливают хронический воспалительный процесс, конечной фазой которого является пневмофиброз.

При распаде альвеолярных макрофагов выделяются многочисленные факторы, влияющие на развитие воспаления и фиброза лёгочной ткани. Это фактор, активирующий фибробласты и усиливающий синтез ими коллагена, и фактор, привлекающий нейтрофилы. Под воздействием последнего нейтрофилы проникают через эндотелий капилляров в лёгочную паренхиму и бронхоальвеолярное пространство. Фагоцитируя пылевые частицы они обладают более высокой способностью к генерации активных форм кислорода, чем макрофаги.

Таким образом, пневмокониозы можно охарактеризовать как хроническое гранулематозное воспаление, протекающее на фоне иммунных изменений, в инициации и поддержке которого участвуют биологические вещества тканевых базофилов, кониофагов, свободные радикалы кислорода и медиаторов, образующихся в процессе активации процессов ПОЛ.

Таким образом в основу теории патогенеза пневмокониозов положены следующие факторы:

1. Разрушение кониофага при его рабочей гипертрофии многочисленными поглощёнными пылевыми частицами и развивающейся декомпенсации внутриклеточных органелл. Указанный компонент превалирует при ингаляции высокодисперсных фракций малофиброгенной пыли (силикатов, угля и др.).

2. Разрушение макрофагов вследствие взаимодействия гидроксильных групп (Si-O-H) и образования водородных связей с фосфолипидами мембран макрофагов, т.е обусловленное электронно-обменным характером адсорбционного взаимодействия кварца с биомембранами.

3. Инициирование кварцем свободнорадикальных реакций, изменение перекисного окисления липидов и нарушение метаболических процессов, ведущее к формированию соединительнотканных структур.

1. Иммунопатологические процессы, обусловленные воздействием пыли, ведущие к пневмофиброзу.

Морфология

Морфологические изменения зависят от вида пневмокониотического процесса, его выраженности. Уже в начале экспозиции аэрозолей наблюдается картина катарального воспаления слизистой оболочки верхних дыхательных путей, которая в последующем трансформируется в хроническую гиперпластическую и наиболее характерную для пылевой патологии атрофическую форму. Даже при экспозиции в течение 1 мес. в лёгких и региональных лимфатических узлах выявляется скопление пылевых клеток вокруг сосудов и бронхов, наблюдается гиперплазия лимфоидной ткани. В легочной ткани и прикорневых лимфоузлах формируются клеточно-пылевые узелки, состоящие из макрофагов, в цитоплазме которых находится пыль, а также фиброцитов, гистиоцитов. По их периферии наблюдается скопление лимфоцитов. Между клетками, образующими узелок отмечается разрастание коллагеновых волокон. В лёгких встречаются микроателектазы, а также изменения в виде перинодулярной эмфиземы.

В гистогенезе кониотической гранулемы выделяют 4 стадии. Первая стадия – гранулёма в основном состоит из гистиоцитов и альвеолярных макрофагов с фагоцотированными частицами кварца, лимфоцитов и тучных клеток. Во второй стадии в гранулёме появляются фиброциты и фибробласты. Третья стадия характеризуется увеличением количества коллагеновых волокон, составляющих 50% массы гранулёмы. В четвертой стадии гранулёмы в основном состоят из клеток фибробластического ряда, немногочисленных макрофагов при максимальном развитии коллагеновых волокон.

При силикатозах (асбестз, талькоз, слюдяной и др.) в лёгких наблюдается картина межуточного склероза. Преобладают перибронхиальные и периваскулярные изменения. Изменения наблюдаются в нижних и средних отделах. В верхних долях развивается эмфизема. В лёгких больных асбестозом обнаруживаются асбестовые тельца – частицы асбестовых волокон, покрытые серозной оболочкой. Подобные образования (слюдяные тельца) обнаруживаются при слюдяном пневмокониозе. Почти у всех больных асбестозом имеются плевральные изменения.

Особое место занимает иммунопатология, обусловленная воздействием бериллия. В данном случае гранулёмы представляют собой клеточно-фиброзные образования с гигантскими многоядерными клетками. В начальной стадии процесса наблюдается картина бронхобронхиолита, а также пневмонита с проявлениями воспалительного характера в виде обильной экссудации, пролиферации лимфоцитарных и гистиоцитарных элементов, десквамации альвеолярного эпителия. Для бериллиоза характерен пневмосклероз очагового или диффузного характера с ранним гиалинозом, деструкцией коллагеновых волокон.

Диффузный гранулематозный процесс развивается при воздействии аэрозолей редкоземельных металлов (от лантана до иттрия).

Твёрдые металлы (вольфрам, молибден, титан, тантал, цирконий) и их сплавы вызывают пневмонит, фиброзирующий альвеолит, диффузный пневмосклероз.

Ингаляция пыли малофиброгенных металлов (железа, олова, алюминия, бария и др.) при длительной экспозиции ведёт к развитию диффузного пневмосклероза с преобладанием изменений лёгочной ткани в области её отложения.

Угольная пыль также обладает фиброгенными свойствами. Однако чистый углерод редко вызывает патологию бронхолёгочной системы. Чаще имеет место антракосиликоз. Присутствует сочетанное действие угля и кварца. Вокруг пылевых отложений, а также сосудов и бронхов, в плевре наблюдается разрастание коллагеновых волокон. Утолщены стенки альвеол, развивается эмфизема. Воздействием диоксида кремния обусловлено формирование клеточно-фиброзных узелков (гранулём), а при выраженных формах болезни – фиброзных узлов и конгломератов.

Классификация

Современная классификация пневмокониозов состоит их четырёх разделов: этиологической группировки, рентгенологи –          

Ческой, патоморфологической и клинико-функциональной характеристики с указанием основных осложнений пневмокониозов.

Этиологическая группировка

В зависимости от состава воздействующего аэрозоля выделяют три группы пневмокониозов:

I группа – пневмокониозы, развивающиеся от воздействия высоко- и умереннофиброгенной пыли:

а) силикоз;

б) пневмокониозы от смешанной пыли с высоким содержанием свободного диоксида кремния (силикосиликатозы, силикоантракоз, силикосидероз). Характеризуются прогрессирующим течением и высокой частотой осложнений туберкулёзом.

II группа – пневмокониозы от воздействия слабофиброгенной пыли:

а) силикатозы (асбестоз, талькоз, каолиноз, оливиноз, нефелиноз, цементный, слюдяной пневмокониоз);

б) карбокониозы (антракоз, графитоз, сажевый пневмокониоз);

в) пневмокониоз шлифовальщиков и наждачников;

г) пневмокониозы от рентгеноконтрастных пылей (сидероз, пневмокониоз электросварщиков и газосварщиков, баритоз, станиоз, манганокониоз и др.). Для них характерен умеренно выраженный фиброз лёгких. Они имеют доброкачественное течение и часто осложняются неспецифическими заболеваниями органов дыхания.

III группа – пневмокониозы от воздействия аэрозолей токсико-аллергического действия (металлы-аллергены, пластмассы и другие полимерные материалы, органические вещества) – бериллиоз, алюминоз и другие хронические гиперчувствительные пневмониты. Основными синдромами указанной патологии являются гранулематозный пневмонит, хронический бронхо-бронхиолит, альвеолит с прогрессирующим течением и исходом в диффузный пневмофиброз.