Krzemica: co to jest, objawy, przyczyny, leczenie, rokowanie

Co to jest krzemica?

Krzemicajest profesjonalistą choroba płucspowodowane wdychaniem pyłu krzemionki krystalicznej. Charakteryzuje się stanem zapalnym i bliznowaceniem w postaci zmian guzowatych w górnych płatach płuc. Krzemica płuc jest rodzajem pylicy płuc. Choroba (szczególnie ostra postać) charakteryzuje się duszność, kaszel, gorączka i sinica (niebieskawa skóra). Często mylony z obrzękiem płuc (płyn w płucach), zapalenie płuc lub gruźlica płuc.

W 2013 roku co najmniej 43 000 osób zmarło na krzemicę na całym świecie, w porównaniu z 50 000 w 1990 roku.

Symptomy i objawy

Ponieważ przewlekła krzemica rozwija się powoli, oznaki i objawy mogą pojawić się dopiero po latach od choroby. Oznaki i objawy obejmują:

• duszność (duszność), pogarsza się z wysiłkiem;
• kaszel, często uporczywy, czasem gwałtowny;
• zmęczenie;
• przyspieszony oddech (szybki oddech), co często jest trudne;
• utrata apetytu i utrata wagi;
• ból w klatce piersiowej;
• ciepło;
• stopniowe ciemnienie skóry;
• stopniowe, ciemne, płytkie pęknięcia w paznokciach w końcu prowadzą do łez, ponieważ włókna białkowe wewnątrz łożyska paznokcia ulegają rozpadowi.

W zaawansowanych przypadkach występują również:

• sinica, bladość górnej części ciała (niebieska skóra);
• serce płucne (choroba prawej komory serca);
• niewydolność oddechowa.

Przyczyny i czynniki ryzyka

W naturze występują dwie formy dwutlenku krzemu: amorficzna i krystaliczna. Krystaliczna forma krzemionki jest bogatym naturalnym minerałem powszechnie występującym w takich substancjach jak piaskowiec, kwarc i granit. Chociaż inhalacja postaci amorficznej nie wydaje się powodować istotnych klinicznie powikłań, inhalacja związku krystalicznego może prowadzić do choroby płuc.

Ponieważ krzemionka osadza się w drogach oddechowych, kontakt z powierzchniami pęcherzyków i oskrzeli generuje reaktywne formy tlenu. Mniejsze cząsteczki, poprzez fagocytozę, dostają się do makrofagów, które generują dodatkowe wolne rodniki. Uszkodzenie oksydacyjne przez aktywowane makrofagi i cząsteczki krzemionki powoduje uwalnianie zapalnych cytokin, zwiększoną sygnalizację komórkową i apoptoza komórki miąższowe i makrofagi. Infiltracja fibroblastów występuje w postaci węzłów w miarę postępu choroby.

Wiele zawodów może narazić pracowników na narażenie na pył krzemionkowy w wielu różnych gałęziach przemysłu. Zawody wysokiego ryzyka obejmują naprawę dróg, produkcję betonu, wydobycie węgla, cegielnię i wydobywanie skał. Zagrożeni są również pracownicy zajmujący się cięciem kamienia, wydobyciem oleju, obróbką metali, piaskowaniem itp.

Epidemiologia

Według Urzędu ds. Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy ponad dwa miliony pracowników jest regularnie narażonych na jakąś formę wdychanej krzemionki. Zwiększona świadomość i środki bezpieczeństwa w miejscu pracy doprowadziły do ​​znacznego zmniejszenia zachorowalności na tę chorobę w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat; jednak środki ostrożności pozostają niedoskonałe i wciąż pojawiają się nowe przypadki krzemicy.

Patofizjologia

Wdychanie krystalicznego dwutlenku krzemu powoduje powstawanie złogów mineralnych na poziomie końcowych oskrzelików i pęcherzyków płucnych. Obecność obcego materiału prowadzi do aktywacji makrofagów pęcherzykowych, a także ma bezpośredni toksyczny wpływ na otaczający miąższ płuc. Uszkodzenie komórki skutkuje uwolnieniem cytokin zapalnych (takich jak IL-1 i TNF-alfa), tworzeniem się wolnych rodników i wzrostem komórkowych szlaków sygnałowych. Różne cytokiny powodują rozwój zwłóknienia. Opisano również rolę tkankowych komórek tucznych. Istnieją również dowody na to, że krzemionka zaburza zdolność makrofagów do hamowania wzrostu prątków, a efekt ten wyjaśnia ogólny związek krzemicy z gruźlicą. W ostrej postaci krzemicy występuje bezpośredni toksyczny wpływ na komórki pęcherzyków typu 2, a także na makrofagi. Rola czynników immunologicznych w krzemicy płuc była od dawna postulowana, ale nie udowodniona.

Histopatologia

Krzemica guzkowa charakteryzuje się obecnością guzków krzemowych. Ogólnie rzecz biorąc, grudki krzemu są litymi, odrębnymi, zaokrąglonymi formacjami zawierającymi różne ilości czarnego pigmentu. Guzki zwykle rozwijają się wokół oskrzelików oddechowych i małych tętnic płucnych, a także w okolicy podopłucnowej i przyprzegrodowej. Postępująca ekspansja powoduje obliterację małych dróg oddechowych i naczyń płucnych. Te ostatnie charakteryzują się koncentrycznie ułożonymi wiązkami hialinizowanego kolagenu otoczonymi różną liczbą histiocytów wypełnionych kurzem. We wczesnych guzkach wydzielane są fibroblasty i histiocyty z bezkomórkowymi płytkami kolagenowymi. W guzkach często znajdują się małe polaryzowalne, podwójnie załamujące, okrągłe lub owalne cząstki. Ich obecność pomaga potwierdzić diagnozę, ale w niektórych przypadkach mogą być nieobecne i nie są specyficzne dla krzemicy. W torebce guzków krzemowych można zaobserwować reakcję ziarniniakową. Jej obecność zwiększa prawdopodobieństwo współistnienia zakażenia prątkami. Martwica centralna występuje rzadko. Otaczające płuco może być niezauważalne, chociaż plamy kurzu i pigmentowane makrofagi są zwykle widoczne wokół małych dróg oddechowych. Sporadycznie zgłaszano niespecyficzne zwłóknienie śródmiąższowe u pacjentów z przewlekłą krzemicą.

W ostrej krzemicy obraz mikroskopowy naśladuje proteinozę pęcherzyków płucnych. W przeciwieństwie do normalnej proteinozy pęcherzyków płucnych, często obserwuje się również zapalenie śródmiąższowe i zwłóknienie lub nieregularne blizny szkliste, a także różne ilości pigmentu. Guzki krzemicy są słabo wykształcone lub w większości przypadków nie występują.

Badanie mikroskopowe może być pomocne w wykrywaniu niektórych powikłań, w tym postępującego masywnego zwłóknienia lub gruźlicy oraz infekcji niegruźliczych. Postępujące masywne zwłóknienie charakteryzuje się obecnością zwłóknienia guzowatego o wielkości powyżej 1 cm. Zwykle występuje duża amorficzna masa tkanki włóknistej, która składa się ze zbitych guzków powodujących obliterację i przykurcz miąższu płuca. ta zmiana występuje również w innych pylicy płuc, w tym azbestoza, pylica płuc górników lub zwłóknienie pyłu mieszanego. W przypadku zakażenia ziarniniakowego z martwicą można podejrzewać gruźlicę i prątki niegruźlicze.

Diagnostyka

W diagnostyce krzemicy płuc istnieją trzy kluczowe elementy. Po pierwsze, historia pacjenta musi ujawnić ekspozycję na pył krzemionkowy w ilości wystarczającej do wywołania tej choroby. Po drugie, obrazowanie klatki piersiowej (zwykle RTG klatki piersiowej), która wykazuje oznaki zgodne z krzemicą. Po trzecie, nie ma chorób podstawowych, które z większym prawdopodobieństwem powodują nieprawidłowości. Badanie fizykalne zwykle nie jest znaczące, chyba że występuje złożony stan chorobowy. Również wyniki badania są niespecyficzne dla krzemicy. Testy czynnościowe płuc mogą ujawnić ograniczenie przepływu powietrza, wady restrykcyjne, zmniejszona zdolność dyfuzyjna, wady mieszane lub mogą być normalne (zwłaszcza bez komplikacje). W większości przypadków krzemica nie wymaga biopsji tkanki do diagnozy, ale w niektórych przypadkach może być konieczne przede wszystkim wykluczenie innych schorzeń.

W niepowikłanej krzemicy prześwietlenie klatki piersiowej potwierdzi obecność małych (<10 mm) guzków w płucach, zwłaszcza w górnych obszarach płuc. Uszkodzenie i obfitość strefy płuc wzrasta wraz z postępem choroby. W zaawansowanych przypadkach krzemicy duże zmętnienia (> 1 cm) wynikają ze zbiegu małych zmętnień, zwłaszcza w górnych strefach płuc. Po wciągnięciu tkanki płucnej dochodzi do rozedmy wyrównawczej. Powiększenie wnęki jest powszechne w przewlekłej i przyspieszonej krzemicy. W około 5–10% przypadków guzki ulegają zwapnieniu na obrzeżach, powodując tak zwane zwapnienie skorupek jaj. To odkrycie nie jest patognomoniczne (diagnostyczne) dla krzemicy. W niektórych przypadkach mogą również ulec zwapnieniu guzki płucne.

Skany tomografii komputerowej (CT) mogą również dostarczyć szczegółowej analizy płuc i wykryć kawitację z powodu współistniejącego zakażenia prątkami.

Klasyfikacja

Klasyfikacja krzemicy opiera się na ciężkości choroby (w tym zdjęciach radiologicznych), początku i tempie progresji. Obejmują one:

- Przewlekła krzemica prosta.

Zwykle wynika z przedłużonej ekspozycji (10 lat lub więcej) na stosunkowo niskie stężenia pyłu krzemionkowego i zwykle pojawia się 10-30 lat po pierwszej ekspozycji. To najczęstszy rodzaj krzemicy. Pacjenci z tym typem choroby, zwłaszcza we wczesnym stadium, mogą nie mieć wyraźnych oznak lub objawów choroby, ale nieprawidłowości można wykryć za pomocą zdjęć rentgenowskich. Często występuje przewlekły kaszel i wysiłkowa duszność. Radiograficznie w przewlekłej krzemicy prostej ujawnia się obfitość małych (<10 mm średnicy) zmętnień, zwykle o zaokrąglonym kształcie, dominujących w górnych strefach płuc.

- Przyspieszona krzemica.

Krzemica, która rozwija się 5–10 lat po pierwszej ekspozycji na wyższe stężenia pyłu krzemionkowego. Objawy i wyniki badań radiologicznych są podobne do przewlekłej krzemicy prostej, ale pojawiają się wcześniej i mają tendencję do szybszego postępu. Pacjenci z przyspieszoną krzemicą są bardziej narażeni na rozwój powikłanej choroby, w tym postępującego masywnego zwłóknienia (PMF).

- Skomplikowana krzemica.

Krzemica może być „skomplikowana” przez rozwój ciężkich blizn (postępujące masywne zwłóknienie, znane również jako krzemica konglomeratowa), gdy małe guzki stopniowo łączą się, osiągając wielkość 1 cm lub jeszcze. PMF wiąże się z cięższymi objawami i niewydolnością oddechową niż prosty rodzaj zaburzenia. Krzemica może być również powikłana innymi chorobami płuc, takimi jak gruźlica, niegruźlicze zakażenie prątkami i zakażenia grzybicze, niektóre choroby autoimmunologiczne i rak płuc. Krzemica powikłana jest bardziej powszechna w przypadku krzemicy przyspieszonej niż krzemicy przewlekłej.

- Ostra krzemica.

Krzemica, która rozwija się od kilku tygodni do 5 lat po ekspozycji na wysokie stężenia respirabilnego pyłu krzemionkowego. Jest również znany jako silicoproteinoza. Objawy ostrej krzemicy obejmują szybsze pojawienie się ciężkiej, powodującej kalectwo duszności, kaszlu, osłabienia i utraty wagi, często prowadzącej do śmierci. Promienie rentgenowskie zwykle ujawniają rozmyte wypełnienie pęcherzyków płucnych z powietrznymi bronchogramami, opisane jako znak szlifowane szkło i podobny do zapalenia płuc, obrzęk płuc, krwotok pęcherzykowy i rak pęcherzykowy płuca.

Leczenie

Nie ma konkretnych metod terapeutycznych. Podstawowym leczeniem jest usunięcie źródła narażenia i złagodzenie objawów oraz zapobieganie dalszemu postępowi choroby.

Prognoza

Wcześniejsze badania nad krzemicą wykazały, że rokowanie zależy od różnych czynników, w tym wieku w momencie rozpoznania, wywiadu palenie tytoniu, kliniczna progresja choroby, polimorfizmy genetyczne, choroby współistniejące i choroby konglomeratowo-guzkowe na radiografia. Polimorfizmy genetyczne czynnika martwicy nowotworu (TNF) -α2 i rs2076304 w genie desmoplakiny są również związane ze zwiększonym ryzykiem zgonu.

Pacjenci, którzy byli silnie narażeni na działanie krzemionki przez stosunkowo krótki czas, mogą rozwinąć przyspieszoną krzemicę. Zjawisko to jest zwykle związane z historią narażenia od 5 do 15 lat, zwykle 10 lat lub krócej. Rozwój choroby może trwać pomimo zaprzestania ekspozycji na krzemionkę. Podobnie choroby autoimmunologiczne związane z przyspieszoną krzemicą.

Pacjenci z przewlekłą krzemicą mogą być bezobjawowi, mimo że mogą być narażeni na pył krzemionkowy przez dziesięciolecia. Jednak u niektórych z tych pacjentów może rozwinąć się postępujące masywne zwłóknienie (PMF). Cofanie PMF może powodować zmiany rozedmowe w podstawnych obszarach płuc. Pacjenci ci mają skłonność do rozwoju hipoksji niewydolności oddechowej, infekcji prątkowych i odmy opłucnowej. Przyczyną śmierci jest niezmiennie niewydolność oddechowa.

Komplikacje

—​ Różdżka Kocha(Prątek gruźlicy)oraz zakażenia prątkowe niezwiązane z gruźlicą.

U pacjentów z krzemicą ryzyko infekcji prątkami wzrasta 8-20-krotnie. Rozregulowanie szlaków śmierci komórek może prowadzić do tego, że makrofagi są narażone na działanie dwutlenku krzemu, będzie miał zwiększoną ekspresję czynnika martwicy nowotworu alfa (TNFα), interleukiny (IL) -1b i ekspresję kaspaza-9. Po zakażeniu prątkami makrofagi te sprzyjają raczej martwicy niż apoptoza, co prowadzi do uwolnienia żywotnych prątków z komórek martwiczych i progresji choroby utajonej w aktywną.

— Choroby autoimmunologiczne.

Dane epidemiologiczne potwierdzają zwiększone ryzyko między narażeniem zawodowym na pył krzemionki krystalicznej a rozwojem chorób autoimmunologicznych, takich jak toczeń rumieniowaty układowy (SLE), twardzina układowa i reumatoidalne zapalenie stawów (RZS). Częstość występowania SLE wśród mężczyzn z wysokimi poziomami ekspozycji na krzemionkę jest 10 razy wyższa niż w populacji ogólnej. Reumatoidalne zapalenie stawów (RZS) występuje częściej u mężczyzn z krzemicą niż w populacji ogólnej, najprawdopodobniej ze względu na wpływ krzemionki na układ odpornościowy. Zespół Kaplana (zapalenie silicoarthritis, reumatoidalna pylica płuc), pierwotnie opisany u robotnic węgla, charakteryzuje się guzkami płucnymi z kawitacją u robotnic krzemionkowych z seropozytywnym RZS. Uważa się, że obecność podwyższonego poziomu autoprzeciwciał, kompleksów immunologicznych i hipergammaglobulinemii u pracowników narażonych na działanie krzemionki może prowadzić do tej predyspozycji. Pył krzemionkowy powoduje, że odsłonięte makrofagi wydzielają antygenowe polisacharydy, które aktywują układ siateczkowo-śródbłonkowy. Choroby autoimmunologiczne mogą towarzyszyć przyspieszonej krzemicy. Dlatego ważne jest badanie przesiewowe pacjentów, ponieważ leczenie i rokowanie mogą ulec zmianie.

— Przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP).

Wcześniejsze badania wykazały, że narażenie na pył krzemionkowy może prowadzić do rozwoju przewlekłych zapalenie oskrzeli, rozedma płuc i/lub drobna choroba układu oddechowego, nawet bez dowodów radiologicznie potwierdzonej krzemicy. Sugerowane mechanizmy obejmują:

• Cząsteczki krzemionki wyzwalają uwalnianie neuroprzekaźników, które zwiększają produkcję utleniaczy, cytokin, chemokin i elastazy, prowadząc do zapalenia dróg oddechowych i rozedmy płuc.
• Cząsteczki krzemionki powodują uszkodzenie komórek nabłonka, co ułatwia jego przenikanie przez ściany małych dróg oddechowych, prowadząc do miejscowego zwłóknienia.

- Nowotwór.

Kontrowersje dotyczące rakotwórczości krzemionki wynikają z różnych dostępnych metod badawczych, a także z możliwości stronniczości. ze względu na czynniki wpływające na sytuację, takie jak palenie papierosów, a także narażenie na chemikalia, takie jak radon, arsen czy wielopierścieniowe aromatyczne węglowodory. Według American College of Occupational and Environmental Medicine ryzyko rak płuc u pacjentów z krzemicą jest na ogół największe u palaczy z krzemicą, ale ryzyko zachorowania na raka u osób niepalących, narażony na działanie krzemionki, brak krzemu jest mniej oczywisty ze względu na dostępne wyniki, które są nieporównywalne badania. Krzemionka została sklasyfikowana jako czynnik rakotwórczy dla ludzi grupy 1 od 1997 roku przez Międzynarodową Agencję Badań nad Rakiem.

- Proteinoza pęcherzyków płucnych.

Proteinoza pęcherzyków płucnych może wystąpić po ekspozycji na wysoki poziom krzemionki. Badanie mikroskopowe popłuczyn oskrzelowo-pęcherzykowych wykazało dodatnie barwienie Schiffa kwasem nadjodowym, określane histologicznie jako silicoproteinoza.

— Przewlekłą chorobę nerek (PChN).

Choroba nerek, Jak na przykład zespół nerczycowy, kłębuszkowe zapalenie nerek i stadium końcowe niewydolność nerek (ESRD) może wystąpić u osób narażonych na krzemionkę przy braku jawnej choroby płuc. Wzrasta liczba WBC wśród pracowników zatrudnionych przy produkcji piasku przemysłowego, granitu i ceramiki.