Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
4. Раскрытая кварцевая частица связывается водородными связями с определенными компонентами внутренней поверх-
1072
Глава 7
ности лизосомной мембраны, которая в этом случае выделяет гибель и растворение макрофага.
Однако позднее было сделано важное наблюдение, что такие превращения не приводили к гибели макрофага [320]. Вместо этого повреждение макрофага происходит тогда, когда он еще сохраняется живым с находящимися внутри клеток кварцевыми частицами. Кварцевая поверхность каким-то образом повреждает лизосомы, так что при этом производится новый фактор, вероятно фермент. Когда такой фермент выделяется из омертвевшего макрофага, он побуждает фибробласты производить дополнительное количество оксипролина, который затем связывается с образованием фиброзных тканей. Вероятно, подобное развитие процесса подтверждает наблюдения Марасаса и Харингтона [3206] относительно того, что поверхность кварца катализирует окисление на воздухе <з7-пролина до оксипролина.
Сопоставление аморфного и кристаллического кремнезема. Влияние размеров частиц
¦ В реальных условиях производства силикоз, включая фиброз легких, вызывается не состоящей из частиц аморфного кремнезема пылью, но скорее всего кварцевой пылью. Однако в многочисленных исследованиях брались частицы разных размеров, но не учитывалось их кристаллическое или аморфное состояние.
Тщательное сравнение порошков кварца, кристобалита, три-димита и плавленого кварцевого стекла, имевших во всех случаях одни и те же размеры частиц (в основном 1—4 мкм) и одинаковые удельные поверхности, было проведено Кингом и др. [321]. Пылевидные препараты вводились в виде суспензии в легкие крыс, после чего наблюдалось развитие силикоза. Все формы кремнезема вызывали легочный фиброз. Однако воздействия, оказываемые аморфным (плавленым) кремнеземом, оказались наименее тяжелыми. Кварц и кристобалит примерно в равной степени вызывали типичные симптомы силикоза. Такой же порядок фиброгенной активности был установлен Ингльбрехтом и Нагельшмидтом [322]. Штобер [323а] сделал заключение, что существует не очень большое различие между образцами аморфного кварцевого стекла и кварца в возникновении силикоза при некоторых определенных экспериментальных условиях, если брались частицы равного размера. Эта точка зрения была поддержана исследованиями, проведенными in vitro Бауманом и Раше [3236], которые продемонстрировали значительное различие в биологической активности кристаллического кварца с чистой поверхностью и точно такого же кварцевого порошка, на котором был осажден слой аморфного крем-
Кремнезем в биосфере
1073
незема. Кристаллическая поверхность оказалась токсичной по отношению к культуре клеток альвеолярных макрофагов собаки, тогда как аморфная кремнеземная поверхность оставалась по существу инертной. Были использованы частицы трех размеров: 0,6; 1,2 и 2,0 мкм, а толщина аморфного слоя, осажденного на кристаллической поверхности, составляла всего три или четыре молекулярных слоя.
С практической точки зрения существует очень немного условий, когда аморфный кремнезем (кварцевое стекло) мог бы содержать опасные для человека частицы размером 1—4 мкм. Почти все аморфные кремнеземные пылевидные образцы состоят из частиц, величиной по крайней мере на два порядка меньше. С другой стороны, почти все кремнеземные пыли с частицами размером 1—4 мкм, встречающиеся в промышленных условиях, являются кристаллическими, как правило кварцевыми.
Таким образом, можно констатировать, что на практике аморфные кремнеземы не вызывают силикоза. Кроме того, даже при введении поправки на различие в размерах частиц необходимо учитывать, что кварцевая поверхность (и особенно триди-митовая) более фиброгенна, чем поверхность аморфного кремнезема.
Как было показано Шеперсом [324] и Клостеркёттером [325], пирогенный порошок, состоящий из аморфных кремнеземных частиц субмикронного размера, обычно представляющих собой агрегаты, составленные из первичных частиц коллоидного размера, не вызывал силикоза. Контрольные исследования по введению кремнезема респираторным путем крысам и кроликам показали, что имели место раздражения и бронхиальные осложнения, но не развивался фиброз, и все животные вернулись в нормальное состояние после окончания испытаний. Осажденный аморфный кремнезем также не был фиброгенным [326].
Действительно опасными являются частицы твердых образцов кристаллического кремнезема в любой форме (за исключением стишовита) с размерами 5,0—0,5 мкм. Еще меньшие частицы кристаллического кремнезема (0,05—0,5 мкм) могут оказаться даже более опасными, но эксперименты с ними, по-видимому, не проводились. Возможно, что описанные в литературе случаи значительно более высокой силпкозной активности коэсита (размер частиц менее 0,5 мкм) по сравнению с активностью частиц кварца (размером 1—3 мкм) были обусловлены меньшим размером частиц коэсита [327а].
Далее наиболее мелкие частицы порошков аморфного кремнезема могут временно вызывать узелковые формы пневмоко-ниоза; например, для пирогенного аэросила максимальный допустимый уровень концентрации кремнеземной пыли в атмосфере рабочих помещений составляет 1 мг/м3 [3276].
