Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
42 Заказ Л» 250
1074
Глава 7
Восприимчивость к силикозу
Было обнаружено, что восприимчивость к силикозу в значительной степени зависит от курения и потребления алкоголя: продолжительность жизни пьющих и курящих в условиях запыленности сокращается на 6—7 лет, тогда как непьющий человек при идентичных условиях живет более чем на 12 лет дольше [328]. Увеличение концентрации кремнеземной пыли на 50 % сокращает в среднем вдвое продолжительность жизни. Индивидуальная восприимчивость к силикозу, без сомнения, широко варьирует, но подобный фактор трудно выделить. Рак легких не является следствием силикоза, и кремнезем не канцерогенное вещество. Однако силикоз повышает восприимчивость к раковым заболеваниям курящих, поскольку в этом случае ухудшается устранение канцерогенных соединений табачного дыма из легких [329].
•Необычное соединение в пораженных силикозом тканях
Вейсс [290] обнаружил необычное кристаллическое неорганическое соединение, о котором уже говорилось выше, образующееся тогда, когда кварцевые частицы остаются в тканях животных. При отборе проб легочной ткани людей, умерших от силикоза, Вейсс [127] в 76 случаях обнаружил кристаллическое вещество — гидратфосфатосиликата железа. Это вещество не было обнаружено ни в одной из 11 проб, взятых из тканей легких, не пораженных силикозом. Подобное соединение неизвестно в природе, но синтезировано в легких или брюшной полости у крыс при осаждении тонкомолотого кварца. Вещество синтезируется в условиях in vivo в течение 6—18 нёд. Его со-'став может быть выражен формулой
4ss ТО* [Feg+Fe?+ (ОН) Sl3i36P0>64O,J
Катионы М+ можно менять; кроме того, вода может замещаться небольшими полярными органическими молекулами. Вещество, вероятно, родственно основному фосфату кальциймагнийжелеза, который, как было найдено, соединяется с кремнеземом -в организме морского животного — голотурии [69].
Неизвестно, играет ли какую-нибудь роль это соединение в биологическом воздействии кварца. Оно может существовать только в виде побочного продукта, образуемого в живой системе, поскольку все его компоненты, как оказалось, содержатся в определенных концентрациях в растворе, с которыми кристаллическая фаза данного вещества находится в равновесии.
Кремнезем в биосфере
1075
Теория растворимости
В настоящее время считают, что теория растворимости не способна объяснять развитие типичного силикоза, который включает и фиброз. Однако поликремневые кислоты и коллоидные кремнеземы, конечно, оказывают и другие токсические воздействия на ткани и живые клетки. В большинстве работ, первоначально направленных на поиски причин заболеваний силикозом и основанных на теории растворимости, не объяснялся механизм образования фиброза и силикоза, но тем не менее это направление представило большую часть сведений относительно других воздействий кремнезема.
В своей монографии по пневмокониозу Холт [330] собрал много важных факторов:!) наблюдения относительно того, что поликремневые кислоты или коллоидный кремнезем денатурируют белки и проявляют цитотоксичность; 2) полученные в экспериментах на мономолекулярных пленках доказательства того, что белковые монослои сильно адсорбируют поликремневую кислоту и тем самым постоянно изменяются и связываются поперечными связями; 3) сведения о способности белковых монослоев на поверхности воды концентрировать кремневую кислоту путем ее адсорбции, а также стимулировать полимеризацию такой кислоты, когда общая концентрация кремнезема настолько низка, что в иных условиях полимеризация кремнезема была бы невозможна.
В теории растворимости принимается, что повреждение тканей вызывается присутствием в них поликремневых кислот или коллоидных частиц кремнезема. Растворимый или мономерный кремнезем Б!(ОН)4 оказывается инертным при низкой температуре. Такие полимерные формы кремнезема не образуются до тех пор, пока концентрация растворимого кремнезема не превысит растворимость аморфного кремнезема, которая оказывается значительно большей чем 0,01 % 5Ю2. Однако кварц растворяется только до — 0,001 % $Ю2. Одно из объяснений образования поликремневой кислоты и коллоидных частиц из относительно нерастворимого кварца заключается в том, что растворимый кремнезем первоначально концентрируется с помощью каких-то биологических процессов. В вышеприведенном перечислении установленных закономерностей (п. 3) Холт приводил доводы, что кремнезем мог концентрироваться на мембранах, и там полимеризоваться. Другой возможный путь самопроизвольного концентрирования кремнезема состоит в следующем. В экспериментах, выполненных Айлером, раствор монокремневой кислоты, не насыщенный по отношению к аморфному кремнезему, подвергался старению в нейтральном растворе, содер-
42*
1076
Глава 7
жащем небольшое количество бромида цетилтриметиламмония. Кремнезем осаждался вместе с ПАВ. Судя по всему, мицело-образующий катион способен притягивать и концентрировать мономерный кремнезем так, что последний может полимеризо-ваться вплоть до образования частиц, растворению которых препятствует окружающий их слой катионов, т. е. частица будет находиться внутри мицеллы. Таким образом, можно представить, что внутри живых клеток катионные группы могут собирать кремнезем и вызывать затем его полимеризацию. Процесс идет до тех пор, пока полимер окажется настолько большим, что станет способным денатурировать белок.
