Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Глава 7
процессов были получены в многочисленных исследованиях, как in vitro, так и in vivo, хотя механизм токсического воздействия вот уже долгое время остается дискуссионным вопросом.
Измерения токсичности тонкодисперсных порошков, подобных пылям, in vitro включают применение макрофагов в тканевых культурах с указанием возможного воздействия пылевидных частиц на поглощение кислорода, потребление глюкозы и т. д. [232]. Маркс и Нагелыимидт [233] использовали этот метод с целью сравнения токсичности целого ряда частиц пылевидных препаратов. Кремнезем оказался гораздо более токсичным по сравнению с другими порошками.
В культурах макрофагов кристаллическая форма кремнезема (тридимит) вызывала понижение поглощения кислорода и подавляла 'образование молочной кислоты, тогда как аморфный кремнезем такого действия не оказывал. Если частица триди-мита оказывалась покрытой слоем аморфного кремнезема или А120з, то она становилась неактивной. С другой стороны, тридимит не оказывал никакого действия на полиморфноядерные лейкоциты и на другие клеточные субстанции [234]. Коммоли и Перин [235] высказали предположение, что кремнезем обнаруживает свое токсическое действие на местах синтеза белка.
Для культур in vitro было показано, что механизм, благодаря которому кремнезем стимулировал развитие силикоза, заключался в следующем: частицы кварца инактивировалп макрофаги, способствуя, таким образом, более быстрому росту бактерий [236]. Было показано, что из-за токсического действия кремнезема на макрофаги подавляется реакция инородного тела при трансплантациях кожи, тогда как при обычных условиях кожа, как правило, отторгается вследствие воздействия макрофагов [237]. Ясно, что один из непосредственных эффектов, вызываемых присутствием частиц кварца размером 0,1—1,0 мкм, состоит в том, что эти частицы поглощаются клетками макрофага. В клетках частицы вступают в реакции с мембранами лнзосом, что приводит к выделению лизосомных ферментов. Последние не только убивают макрофаги, но и распространяются в окружающие ткани, что может вызвать фиброз. Действие кремнезема на мембрану лизосомы заключается в том, что такая частица, вероятно, разрывает мембрану, делая ее проницаемой. При этом мембрана адсорбируется вокруг кремнеземной частицы, так что могут выделяться ферменты [236, 238]. Зис-ман, Хирш и Аллисон [239] дали другое указание на то, что кремнезем вмешивается в окружающую систему по механизму иммунизации животных. Мышей заражали вирусом herpes, simplex, а затем им вводили впрыскиванием либо антимакрофаго-вую сыворотку, либо суспензию, содержавшую частицы кварца размером ~2 мкм. Оба вводимых препарата приводили к уве-
Кремнезем в биосфере
личению смертности мышей. На основании этих фактов было сделано заключение, что кремнезем инактивнровал макрофаги.
Частицы кристаллического кварца с поверхностью, обработанной таким образом, чтобы удалить поверхностный слой аморфного кремнезема, отличались по поведению от частиц необработанного кварца, что обнаруживалось по их реакции с макрофагами. Так, кварц с очищенной поверхностью взаимодействовал с макрофагами немедленно, и при этом повышалась активность кислой фосфатазы, что не наблюдалось в случае необработанного кварца [240а].
Штальдер и Штобер [2406] провели контрольные опыты на всех формах кремнезема с частицами ~ 1 мкм для выяснения их гемолитической активности. Было показано, что все формы кремнезема, за исключением стишовита, оказались в достаточной мере активными. Активность убывала в ряду тридимит, кварц, кристобалит, прозрачное (аморфное) кварцевое стекло и коэсит. Кварц и тридимит были во многом схожи между собой и более активны, другие формы оказались менее эффективными. Это, по-видимому, позволяет установить прямую связь между гемолитической активностью и активностью поверхностей указанных типов кремнезема по отношению к возникновению силикоза. Штальдер [240в] продолжил исследования в этом направлении и показал, что все силикагенные порошки проявляют специфическое цитотоксическое воздействие вследствие повреждения биологических мембран. Сильное притягивание таких мембран к кремнеземной поверхности вызывает разрушение лизо-сом с выделением кислых гидролаз и разрывом макрофагов. Кремнеземная поверхность, по-видимому, обладает способностью специфически притягивать мембрану, содержащую липиды, при этом изменяется форма липидных мицелл и нарушается селективность ионов, так что происходит осмотическое набухание системы, сопровождаемое распадом клеток.
Более точным было бы предположение о существовании сильного притяжения подобной мембраны к поверхности кремнезема, которое, вероятно, обусловливается присутствием фос-фатидилхолина. Этот тип соединения представляет собой компонент мембран в большинстве высших организмов и характеризуется наличием группы, содержащей четвертичный аммониевый ион. Недавно выполненные исследования показали сильное притяжение к кремнеземной поверхности таких сильноосновных
О
II
катионов как (диглицерид) О—Р—О—СН2—СН2—Ы+(СН3)з.
I
О"
1052
Глава 7
