Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Причина такого явления заключается в том, что макрофаги или фагоциты, выступающие как защитные силы против инородных включений, поглощают кварцевые частицы. В этом состоянии поверхность кварца действует как специфический гетерогенный катализатор процесса возникновения некоего «фактора», вероятно какого-то модифицированного фермента, который, выделяясь затем из омертвевшего макрофага, способен вызывать раздражение фибробластов, что приводит к получению избытка оксипролина. Это в свою очередь ведет к формированию аномально большого количества фиброзной ткани.
Для того чтобы дать высокую оценку тем огромным усилиям, которые предпринимались в прошлом по этой сложнейшей проблеме, рассмотрим различные, ранее выдвинутые теории и связанные с ними наблюдения. Это также даст возможность описать многие случайные, но тем не менее интересные наблюдения, которые были зарегистрированы.
1068
Глава 7
Объем литературы по этой теме настолько огромен, что здесь приведены библиографические ссылки лишь на недавно опубликованные обзоры. Некоторое обобщение относящихся к силикозу теоретических представлений, которые появились начиная с 1955 г., состоит в следующем.
Шеперс [308] представил достаточно полный обзор по истории исследований силикоза с обсуждением 50 основных теорий, которые были им классифицированы на химические, физиологические и биологические. Автор особо выделил тот факт, что после начального взаимодействия кварцевой частицы с протоплазмой и разрушения фагоцитов дальнейшие изменения происходят уже в присутствии некротической, отмирающей ткани. Большая часть кремнезема может быть удалена, но биологические изменения продолжаются, приводя к образованию фиброзных тканей и больших количеств легочных липидов, так что масса легких может возрасти в 30 раз (в расчете на сухую массу), причем в ней на долю кремнезема может приходиться менее 5 %.
Автор пришел к заключению, что теория растворимости здесь не применима. Вместо нее рассматривались химические свойства поверхности кремнеземных частиц, непосредственно участвующих в реакциях с тканями. О физических теориях в общем судили как о недостаточно пригодных для описания изучаемой проблемы. Хотя и можно было установить некоторую корреляцию между величиной удельной поверхности или адсорбционной способностью альбумина и патогенностью кремнезема, но были найдены и исключения. Объяснение, каким образом частицы кремнезема убивают фагоцит, весьма далеко от реальных биохимических взаимодействий, имеющих место в развитии силикоза.
Штобер представил обзор по истории вопроса о силикозе и три основные теории, в которых рассматривались а) растворимость кремнезема, б) поверхностные взаимодействия кремнезема и в) иммунные реакции, происходящие в присутствии кремнезема. Затем автор обобщил обширные исследования, выполненные с частицами всех известных форм кремнезема, в которых поверхностные свойства и характеристики растворимости сопоставлялись с биологическими реакциями [309]. Штобер указывал, что простая теория растворимости не может быть корректной. Был отмечен следующий факт: если расположить различные формы кремнезема в порядке возрастания растворимости (кристаллические разновидности кремнезема, опал, тонкодисперсный кремнезем с малыми по размеру частицами, коллоидный кремнезем), то фиброгенная активность в этом ряду понижается, тогда как токсичность по отношению к тканям повышается.
Кремнезем в биосфере
1069
Что касается «поверхностной» теории, то с ее позиций -растворимый кремнезем представляет собой несущественную, случайную форму, тогда как именно поверхность, или граница, раздела фаз кварцевой частицы способна вызывать изменения в органических молекулах. Основная идея заключается в том, что регулярное расположение атомов на поверхности кристаллической решетки действует как матрица, по которой совмещаются полярные группы белковых молекул. Последние таким образом могут адсорбироваться и затем модифицироваться. В теории иммунной реакции, которая не вступает в противоречие с другими теориями, делается попытка объяснить последующие этапы при развитии силикозных"повреждений.
Отмечалось, что высокая скорость растворения стишовита наряду с полным отсутствием его биологической активности, по-видимому, позволила окончательно исключить из рассмотрения теорию растворимости. Стишовит представляет собой форму кремнезема, подобную а-оксиду алюминия, в котором атом кремния координирован шестью атомами кислорода. Основное отличие поверхностных свойств заключается в том, что в стишовите в два раза более высока концентрация поверхностных групп БЮН в расчете на единицу площади и что его поверхность не адсорбирует поли (винилпиридин-М-оксид), который сильно адсорбируется другими кристаллическими модификациями кремнезема. Однако довольно высокая силикозная активность кварца по сравнению с другими модификациями не была объяснена.
Хеппльстон [310, 311] в своем обзоре рассмотрел основные теории по фиброгенному действию кремнезема, классифицированные аналогичным образом с позиций: а) растворимости, б) поверхностных свойств и в) иммунологических эффектов. Иммунологическая теория имеет второстепенную важность, поскольку не объясняет первоначального действия кремнезема в стимулировании быстрого разрастания соединительной ткани. Теория растворимости была признана непригодной, так как не давала необходимых объяснений. Эта теория не отвечала требованиям еще и потому, что ни известные поверхностные структуры различных модификаций кремнезема, ни их адсорбционные характеристики по отношению к альбумину или у-глобу-лнну не могли быть скоррелированы с биологической активностью. Однако Штобер [312] показал, что все кристаллические формы кремнезема, за исключением стишовита, относительно активны.
