Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Теория растворимости не была «заблуждением», поскольку была основана на многих убедительных наблюдениях и объясняла многие цитотоксические и другие вредные воздействия, которые могли происходить в организмах животных, когда кремнезем вводился каким-либо неестественным способом. Однако, хотя она и давала ошибочные данные, приверженцы этой теории упорно продолжали верить, что эти эффекты должны приводить к фиброзу, который характерен для силикоза.
Растворимый кремнезем не вызывает силикоза. Стишовит — кристаллическая форма кремнезема — способен растворяться в воде; при этом концентрация получаемого растворимого кремнезема оказывается намного большей по сравнению с растворением кварца в подобных условиях [309]. Если растворимый кремнезем представляет собой активный агент, способствующий возникновению силикоза, то в таком случае стишовит должен был бы проявить токсичность даже большую, чем кварц. Но на самом деле стишовит безвреден.
Аморфный тонкодиспергированный кремнезем не вызывает силикоза. У животных вдыхание кремнезема вызывало бронхит или интерстициальную пневмонию, но не силикоз. Однако это как раз тот тип кремнезема, из которого легко получается насыщенный раствор мономерного кремнезема в воде. Справедливо, конечно, что введение очень большого количества данного типа кремнезема в легкие, под кожу или в полость тела вызывало развитие плотной фиброзной ткани, что, по-видимому, не имеет ничего общего с силикозом, возникающим под действием кварца.
Кремнезем в биосфере
1079
Если растворимый кремнезем получался бы из кварца, то он должен был бы обнаруживаться в легких. Уитли [342] не удалось найти какой-либо формы аморфного кремнезема в легких в тех случаях, когда вводился кварц. Кроме того, он не нашел и никаких разновидностей поликремневых кислот в водных экстрактах кварца.
Идея о том, что силикоз порождается кремнеземом в растворимой форме, получающимся при растворении свежеобразованных кварцевых частиц, оказалась ошибочной. Это было показано Кингом и др. [343], которые перед проведением исследований на легочных тканях подопытных животных удаляли высокорастворимый кремнезем из кварцевых частиц. Слой такого растворимого кремнезема устранялся обработкой щелочью, так что получаемый кварцевый порошок имел истинную растворимость кварца (около 0,001 %). Однако этот порошок оказался фиброгенноактивным. (Порошки кварца, предварительно обработанные НЕ, проявляли даже еще большую токсичность, возможно, из-за того, что адсорбированный на кварце фтор нельзя удалить промыванием водой; он может замещаться на ОН-только при промывании основанием.)
Авторы работы [344] при изучении культуры эмбриональных миокардиальных клеток цыплят пришли к заключению, что добавление как очень тонкодисперсного кварцевого порошка, так и аморфного кремнезема не вызывает никаких воздействий. Авторы полагали, что введенные частицы должны были находиться полностью внутри клеток, так что токсичность могла быть обусловлена контактом поверхности частиц с цитоплазмой, как и в случае введения кремнезема внутрь фагоцитов. Таким образом, растворимый кремнезем, несомненно, не участвует в рассматриваемых воздействиях. Теорию растворимости подкрепляли также наблюдения относительно токсичности поликремневых кислот, проведенные не на легких, а на других органах. Применяя внутрибрюшинные инъекции, Петерсон И Уитли [345] решительно утверждали, что возникающий при этом так называемый силикоз вызывался раствором кремневой кислоты, полученным в результате растворения поверхности кварца, и что токсичность проявляли исключительно мономерная или олигомерные кремневые кислоты (поддающиеся контролю мо-лнбдатным методом) при инъекциях внутрибрюшинно это справедливо, и нет никаких сомнений в том, что поликремневые кислоты могут вызвать денатурацию белка п как следствие воспалительные реакции. Однако при развитии истинного силикоза, т. е. при фиброзе легких, вдыхаемые кремнеземные частицы, по-видимому, вызывают некий добавочный эффект, имеющий другой механизм.
1080
Глава 7
Именно поверхность кварцевых частиц вызывает силикоз при условии, что частицы имеют определенные размеры. Што-бер [346] писал: «Кажется маловероятным, что выделяемая, с поверхности кремнеземной частицы кремневая кислота как-либо воздействует на тот химический механизм, который вызывает развитие силикоза».
Вещества, тормозящие развитие силикоза
Поскольку именно на твердой поверхности кремнезема происходят процессы, связанные с притяжением клеточных мембран и их разрушением, что вызывает силикоз, то, следовательно, любое покрытие или химическое модифицирование кремнеземной поверхности, снижающее адсорбцию компонентов клеточных мембран, особенно фосфатидилхолина, будет предотвращать инициирование силикоза. Этого можно достичь тремя основными способами:
1. Добавлением водорастворимого биологически инертного органического полимера, такого, например, как поли (винилпи-рндин-Ы-оксид) (ПВПО), который адсорбируется на кремнеземной поверхности более сильно, чем компоненты клеточных мембран.
2. Добавлением какого-либо источника получения раствори- ¦ мого оксида алюминия,.благодаря чему оксид алюминия будет адсорбироваться на поверхности кремйезема и изменять ее химические свойства, уменьшая ее фиброгенность.
