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10. Sistema respiratorio

Editor di capitoli:  Alois David e Gregory R.Wagner


 

Sommario

Tabelle e figure

Struttura e funzione
Morton Lipmann

Esame della funzionalità polmonare
Ulf Ulfvarson e Monica Dahlqvist

Malattie causate da irritanti respiratori e sostanze chimiche tossiche
David LS Ryon e William N. Rom

Asma professionale
George Friedman-Jimenez e Edward L. Petsonk

Malattie causate da polveri organiche
Ragnar Rylander e Richard SF Schilling

Malattia del berillio
Homayun Kazemi

Pneumoconiosi: definizione
Alois David

Classificazione internazionale ILO delle radiografie delle pneumoconiosi
Michele Lesage

Eziopatogenesi delle pneumoconiosi
Patrick Sébastien e Raymond Bégin

Silicosi
John E. Parker e Gregory R. Wagner

Malattie polmonari dei lavoratori del carbone
Michael D. Attfield, Edward L. Petsonk e Gregory R. Wagner

Malattie correlate all'amianto
Margaret R. Becklake

Malattia dei metalli duri
Gerolamo Chiappino

Sistema respiratorio: la varietà di pneumoconiosi
Steven R. Short e Edward L. Petsonk

Broncopneumopatia cronica ostruttiva
Kazimierz Marek e Jan E. Zejda

Effetti sulla salute delle fibre sintetiche
James E. Lockey e Clara S. Ross

Cancro respiratorio
Paolo Boffetta e Elisabete Weiderpass

Infezioni professionali acquisite del polmone
Anthony A. Marfin, Ann F. Hubbs, Karl J. Musgrave e John E. Parker

tavoli

Fare clic su un collegamento sottostante per visualizzare la tabella nel contesto dell'articolo.

1. Regioni del tratto respiratorio e modelli di deposizione di particelle
2. Criteri per la polvere inalabile, toracica e respirabile
3. Riepilogo degli irritanti respiratori
4. Meccanismi di danno polmonare da sostanze inalate
5. Composti capaci di tossicità polmonare
6. Definizione di caso medico di asma professionale
7. Passi nella valutazione diagnostica dell'asma sul posto di lavoro
8. Agenti sensibilizzanti che possono causare asma professionale
9. Esempi di sorgenti di pericoli di esposizione a polveri organiche
10 Agenti nelle polveri organiche con potenziale attività biologica
11 Malattie indotte da polveri organiche e loro codici ICD
12 Criteri diagnostici per la bissinosi
13 Proprietà del berillio e dei suoi composti
14 Descrizione delle radiografie standard
15 Classificazione ILO 1980: radiografie di pneumoconiosi
16 Malattie e condizioni legate all'amianto
17 Principali fonti commerciali, prodotti e usi dell'amianto
18 Prevalenza della BPCO
19 Fattori di rischio implicati nella BPCO
20 Perdita della funzione ventilatoria
21 Classificazione diagnostica, bronchite cronica ed enfisema
22 Test di funzionalità polmonare nella BPCO
23 Fibre sintetiche
24 Carcinogeni respiratori umani accertati (IARC)
25 Probabili cancerogeni respiratori umani (IARC)
26 Malattie infettive respiratorie professionali acquisite

Cifre

Punta su una miniatura per vedere la didascalia della figura, fai clic per vedere la figura nel contesto dell'articolo.

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Lunedi, Febbraio 21 2011 20: 04

Struttura e funzione

Il sistema respiratorio si estende dalla zona respiratoria appena al di fuori del naso e della bocca attraverso le vie aeree conduttive nella testa e nel torace fino agli alveoli, dove avviene lo scambio di gas respiratori tra gli alveoli e il sangue capillare che scorre intorno ad essi. La sua funzione principale è quella di fornire ossigeno (O2) alla regione di scambio gassoso del polmone, dove può diffondersi verso e attraverso le pareti degli alveoli per ossigenare il sangue che passa attraverso i capillari alveolari secondo necessità in un'ampia gamma di livelli di lavoro o attività. Inoltre, il sistema deve anche: (1) rimuovere un uguale volume di anidride carbonica che entra nei polmoni dai capillari alveolari; (2) mantenere la temperatura corporea e la saturazione del vapore acqueo all'interno delle vie aeree polmonari (al fine di mantenere la vitalità e le capacità funzionali dei fluidi superficiali e delle cellule); (3) mantenere la sterilità (per prevenire le infezioni e le loro conseguenze negative); e (4) eliminare i fluidi e i detriti superficiali in eccesso, come le particelle inalate e le cellule epiteliali e fagocitiche senescenti. Deve svolgere tutte queste attività impegnative in modo continuo per tutta la vita e farlo con un'elevata efficienza in termini di prestazioni e utilizzo dell'energia. Il sistema può essere abusato e sopraffatto da insulti gravi come alte concentrazioni di fumo di sigaretta e polvere industriale, o da basse concentrazioni di agenti patogeni specifici che attaccano o distruggono i suoi meccanismi di difesa, o ne provocano il malfunzionamento. La sua capacità di superare o compensare tali insulti con la stessa competenza che fa di solito è una testimonianza della sua elegante combinazione di struttura e funzione.

Trasferimento di massa

La complessa struttura e le numerose funzioni del tratto respiratorio umano sono state riassunte in modo conciso da un gruppo di lavoro della Commissione internazionale per la protezione radiologica (ICRP 1994), come mostrato nella figura 1. Le vie aeree conduttive, note anche come spazio morto respiratorio, occupano circa 0.2 litri. Condizionano l'aria inalata e la distribuiscono, mediante flusso convettivo (di massa), ai circa 65,000 acini respiratori che si dipartono dai bronchioli terminali. All'aumentare dei volumi correnti, il flusso convettivo domina lo scambio di gas più in profondità nei bronchioli respiratori. In ogni caso, all'interno dell'acino respiratorio, la distanza dal fronte di marea convettivo alle superfici alveolari è sufficientemente breve da rendere efficiente la CO2-O2 lo scambio avviene per diffusione molecolare. Al contrario, le particelle sospese nell'aria, con coefficienti di diffusione inferiori di ordini di grandezza a quelli dei gas, tendono a rimanere sospese nell'aria di marea e possono essere espirate senza deposizione.

Figura 1. Morfometria, citologia, istologia, funzione e struttura del tratto respiratorio e regioni utilizzate nel modello di dosimetria dell'ICRP del 1994.

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Una frazione significativa delle particelle inalate si deposita nel tratto respiratorio. I meccanismi che spiegano la deposizione di particelle nelle vie aeree polmonari durante la fase inspiratoria di un respiro di marea sono riassunti nella figura 2. Particelle più grandi di circa 2 mm di diametro aerodinamico (diametro di una sfera di densità unitaria avente la stessa velocità di sedimentazione terminale (Stokes)) può avere una quantità di moto e un deposito significativi per impatto alle velocità relativamente elevate presenti nelle vie aeree più grandi. Le particelle più grandi di circa 1 mm possono depositarsi per sedimentazione nelle vie aeree conduttive più piccole, dove le velocità di flusso sono molto basse. Infine, particelle con diametri compresi tra 0.1 e 1 mm, che hanno una probabilità molto bassa di depositarsi durante un singolo soffio di marea, possono essere trattenute all'interno del 15% circa dell'aria di marea inspirata che viene scambiata con l'aria polmonare residua durante ogni ciclo di marea. Questo scambio volumetrico si verifica a causa delle costanti di tempo variabili per il flusso d'aria nei diversi segmenti dei polmoni. A causa dei tempi di permanenza molto più lunghi dell'aria residua nei polmoni, i bassi spostamenti di particelle intrinseche di particelle da 0.1 a 1 mm all'interno di tali volumi intrappolati di aria di marea inalata diventano sufficienti a causare la loro deposizione per sedimentazione e/o diffusione nel corso di respiri successivi.

Figura 2. Meccanismi per la deposizione di particelle nelle vie aeree polmonari

RES010F2

L'aria polmonare residua essenzialmente priva di particelle che rappresenta circa il 15% del flusso di marea espiratorio tende ad agire come una guaina di aria pulita attorno al nucleo assiale dell'aria di marea in movimento distale, in modo tale che la deposizione di particelle nell'acino respiratorio si concentri nell'interno superfici come le biforcazioni delle vie aeree, mentre le pareti delle vie aeree interbranche hanno poca deposizione.

Il numero di particelle depositate e la loro distribuzione lungo le superfici delle vie respiratorie sono, insieme alle proprietà tossiche del materiale depositato, i determinanti critici del potenziale patogeno. Le particelle depositate possono danneggiare le cellule epiteliali e/o fagocitiche mobili in corrispondenza o in prossimità del sito di deposizione, oppure possono stimolare la secrezione di fluidi e mediatori di origine cellulare che hanno effetti secondari sul sistema. I materiali solubili depositati come, sopra o all'interno di particelle possono diffondersi in e attraverso fluidi e cellule superficiali ed essere rapidamente trasportati dal flusso sanguigno in tutto il corpo.

La solubilità acquosa dei materiali sfusi è una cattiva guida per la solubilità delle particelle nel tratto respiratorio. La solubilità è generalmente notevolmente migliorata dal rapporto superficie-volume molto ampio di particelle abbastanza piccole da entrare nei polmoni. Inoltre, i contenuti ionici e lipidici dei fluidi superficiali all'interno delle vie aeree sono complessi e altamente variabili e possono portare a una maggiore solubilità oa una rapida precipitazione di soluti acquosi. Inoltre, i percorsi di clearance ei tempi di permanenza delle particelle sulla superficie delle vie aeree sono molto diversi nelle diverse parti funzionali del tratto respiratorio.

Il modello di clearance rivisto dell'ICRP Task Group identifica i principali percorsi di clearance all'interno del tratto respiratorio che sono importanti per determinare la ritenzione di vari materiali radioattivi e quindi le dosi di radiazioni ricevute dai tessuti respiratori e da altri organi dopo la traslocazione. Il modello di deposizione ICRP viene utilizzato per stimare la quantità di materiale inalato che entra in ogni percorso di eliminazione. Questi percorsi discreti sono rappresentati dal modello di compartimento mostrato nella figura 3. Corrispondono ai compartimenti anatomici illustrati nella figura 1 e sono riassunti nella tabella 1, insieme a quelli di altri gruppi che forniscono indicazioni sulla dosimetria delle particelle inalate.

Figura 3. Modello di compartimento per rappresentare il trasporto di particelle dipendente dal tempo da ciascuna regione nel modello ICRP del 1994

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Tabella 1. Regioni del tratto respiratorio come definite nei modelli di deposizione di particelle

Strutture anatomiche incluse Regione ACGIH Regioni ISO e CEN Regione del gruppo di lavoro ICRP del 1966 Regione del gruppo di lavoro ICRP del 1994
Naso, rinofaringe
Bocca, orofaringe, laringofaringe
Vie aeree della testa (HAR) Extratoracico (E) Rinofaringe (NP) Passaggi nasali anteriori (ET1 )
Tutti gli altri extratoracici (ET2 )
Trachea, bronchi Tracheobronchiale (TBR) Tracheobronchiale (B) Tracheobronchiale (TB) Trachea e grandi bronchi (BB)
Bronchioli (ai bronchioli terminali)       Bronchioli (bb)
bronchioli respiratori, dotti alveolari,
sacchi alveolari, alveoli
Scambio gassoso (GER) Alveolare (A) Polmonare (P) Alveolare-interstiziale (AI)

 

Vie aeree extratoraciche

Come mostrato in figura 1, le vie aeree extratoraciche sono state suddivise dall'ICRP (1994) in due distinte regioni di clearance e dosimetriche: i passaggi nasali anteriori (ET1) e tutte le altre vie aeree extratoraciche (ET2), cioè i passaggi nasali posteriori, il rinofaringe e l'orofaringe e la laringe. Particelle depositate sulla superficie della pelle che riveste le vie nasali anteriori (ET1) si presume siano soggetti solo alla rimozione per via estrinseca (soffiandosi il naso, asciugandosi e così via). La maggior parte del materiale depositato nel naso-orofaringe o nella laringe (ET2) è soggetto a rapida rimozione nello strato di liquido che ricopre queste vie aeree. Il nuovo modello riconosce che la deposizione diffusiva di particelle ultrafini nelle vie aeree extratoraciche può essere sostanziale, mentre i modelli precedenti no.

Vie aeree toraciche

Il materiale radioattivo depositato nel torace è generalmente diviso tra la regione tracheobronchiale (TB), dove le particelle depositate sono soggette a una clearance mucociliare relativamente rapida, e la regione alveolo-interstiziale (AI), dove la clearance delle particelle è molto più lenta.

Ai fini della dosimetria, l'ICRP (1994) ha suddiviso la deposizione di materiale inalato nella regione della tubercolosi tra trachea e bronchi (BB) e le piccole vie aeree più distali, i bronchioli (bb). Tuttavia, la successiva efficienza con cui le ciglia in entrambi i tipi di vie aeree sono in grado di eliminare le particelle depositate è controversa. Per essere certi che le dosi agli epiteli bronchiali e bronchiolari non fossero sottostimate, il gruppo di lavoro ha ipotizzato che almeno la metà del numero di particelle depositate in queste vie aeree sia soggetta a una clearance mucociliare relativamente "lenta". La probabilità che una particella venga eliminata relativamente lentamente dal sistema mucociliare sembra dipendere dalle sue dimensioni fisiche.

Il materiale depositato nella regione AI è suddiviso in tre compartimenti (AI1, AVERE2 e AI3) che vengono eliminate ciascuna più lentamente rispetto alla deposizione di TB, con le sottoregioni eliminate a tassi caratteristici diversi.

Figura 4. Deposizione frazionata in ciascuna regione del tratto respiratorio per lavoratore leggero di riferimento (respiratore nasale normale) nel modello ICRP del 1994.

RES010F4

La Figura 4 illustra le previsioni del modello ICRP (1994) in termini di deposizione frazionaria in ciascuna regione in funzione della dimensione delle particelle inalate. Riflette la deposizione polmonare minima tra 0.1 e 1 mm, dove la deposizione è determinata in gran parte dallo scambio, nel polmone profondo, tra aria polmonare di marea e residua. La deposizione aumenta al di sotto di 0.1 mm man mano che la diffusione diventa più efficiente con la diminuzione della dimensione delle particelle. La deposizione aumenta con l'aumentare della dimensione delle particelle sopra 1 mm poiché la sedimentazione e l'impatto diventano sempre più efficaci.

 

 

Modelli meno complessi per la deposizione selettiva per dimensione sono stati adottati da professionisti e agenzie per la salute sul lavoro e l'inquinamento atmosferico della comunità, e questi sono stati utilizzati per sviluppare limiti di esposizione per inalazione all'interno di specifici intervalli di dimensioni delle particelle. Si distinguono tra:

  1. quelle particelle che non vengono aspirate nel naso o nella bocca e che quindi non rappresentano pericolo di inalazione
  2. l'inalabile (noto anche come ispirabile) massa particellare (IPM): quelli che vengono inalati e sono pericolosi se depositati ovunque all'interno del tratto respiratorio
  3. la massa particellare toracica (TPM): quelli che penetrano nella laringe e sono pericolosi se depositati ovunque all'interno del torace e
  4. la massa particellare respirabile (RPM): quelle particelle che penetrano attraverso i bronchioli terminali e sono pericolose quando si depositano all'interno della regione di scambio gassoso dei polmoni.

 

All'inizio degli anni '1990 c'è stata un'armonizzazione internazionale delle definizioni quantitative di IPM, TPM e RPM. Nella tabella 1993 sono elencate le specifiche di ingresso selettive per dimensione dei campionatori d'aria che soddisfano i criteri della Conferenza americana degli igienisti industriali governativi (ACGIH 1991), dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO 1991) e del Comitato europeo per la standardizzazione (CEN 2). differiscono dalle frazioni di deposizione dell'ICRP (1994), soprattutto per le particelle più grandi, perché assumono la posizione conservativa secondo cui dovrebbe essere fornita protezione a coloro che sono impegnati nell'inalazione orale, e quindi bypassare la più efficiente efficienza di filtrazione dei passaggi nasali.

Tabella 2. Criteri relativi alle polveri inalabili, toraciche e respirabili di ACGIH, ISO e CEN e PM10 criteri dell'US EPA

Inalabile toracica traspirante PM10
Particelle aerodinamiche
diametro dinamico (mm)
Inalabile
particolato
Massa
(IPM) (%)
Particelle aerodinamiche
diametro dinamico (mm)
toracica
particolato
Massa (TPM) (%)
Particelle aerodinamiche
diametro dinamico (mm)
traspirante
particolato
Massa (RPM) (%)
Particelle aerodinamiche
diametro dinamico (mm)
toracica
particolato
Massa (TPM) (%)
0 100 0 100 0 100 0 100
1 97 2 94 1 97 2 94
2 94 4 89 2 91 4 89
5 87 6 80.5 3 74 6 81.2
10 77 8 67 4 50 8 69.7
20 65 10 50 5 30 10 55.1
30 58 12 35 6 17 12 37.1
40 54.5 14 23 7 9 14 15.9
50 52.5 16 15 8 5 16 0
100 50 18 9.5 10 1    
    20 6        
    25 2        

 

Lo standard della US Environmental Protection Agency (EPA 1987) per la concentrazione di particelle nell'aria ambiente è noto come PM10, cioè particolato di diametro aerodinamico inferiore a 10 mm. Ha un criterio di ingresso del campionatore simile (funzionalmente equivalente) al TPM ma, come mostrato nella Tabella 2, specifiche numeriche leggermente diverse.

Inquinanti dell'aria

Gli inquinanti possono essere dispersi nell'aria a temperature e pressioni ambientali normali in forma gassosa, liquida e solida. Gli ultimi due rappresentano sospensioni di particelle nell'aria e hanno ricevuto il termine generico aerosol di Gibbs (1924) sulla base dell'analogia con il termine idrolato, usato per descrivere sistemi dispersi in acqua. Gas e vapori, che sono presenti come molecole discrete, formano vere soluzioni nell'aria. Le particelle costituite da materiali con tensione di vapore da moderata ad alta tendono ad evaporare rapidamente, perché quelle abbastanza piccole da rimanere sospese nell'aria per più di pochi minuti (cioè quelle più piccole di circa 10 mm) hanno un rapporto superficie-volume elevato. Alcuni materiali con pressioni di vapore relativamente basse possono avere contemporaneamente frazioni apprezzabili sia in forma di vapore che di aerosol.

Gas e vapori

Una volta dispersi nell'aria, gas e vapori contaminanti generalmente formano miscele così diluite che le loro proprietà fisiche (come densità, viscosità, entalpia e così via) sono indistinguibili da quelle dell'aria pulita. Si può ritenere che tali miscele seguano le relazioni della legge dei gas ideali. Non c'è alcuna differenza pratica tra un gas e un vapore tranne che quest'ultimo è generalmente considerato la fase gassosa di una sostanza che può esistere come solido o liquido a temperatura ambiente. Sebbene disperse nell'aria, tutte le molecole di un dato composto sono essenzialmente equivalenti per dimensioni e probabilità di cattura da parte delle superfici ambientali, delle vie respiratorie e dei collettori o campionatori di contaminanti.

Aerosol

Gli aerosol, essendo dispersioni di particelle solide o liquide in aria, hanno la variabile aggiuntiva molto significativa della dimensione delle particelle. La dimensione influenza il movimento delle particelle e, quindi, le probabilità di fenomeni fisici come coagulazione, dispersione, sedimentazione, impatto sulle superfici, fenomeni interfacciali e proprietà di diffusione della luce. Non è possibile caratterizzare una data particella con un singolo parametro di dimensione. Ad esempio, le proprietà aerodinamiche di una particella dipendono dalla densità e dalla forma, nonché dalle dimensioni lineari, e la dimensione effettiva per la diffusione della luce dipende dall'indice di rifrazione e dalla forma.

In alcuni casi speciali, tutte le particelle hanno essenzialmente le stesse dimensioni. Tali aerosol sono considerati monodispersi. Esempi sono i pollini naturali e alcuni aerosol generati in laboratorio. Più tipicamente, gli aerosol sono composti da particelle di molte dimensioni diverse e quindi sono chiamati eterodispersi o polidispersi. Diversi aerosol hanno diversi gradi di dispersione dimensionale. È quindi necessario specificare almeno due parametri per caratterizzare la dimensione dell'aerosol: una misura della tendenza centrale, come una media o una mediana, e una misura della dispersione, come una deviazione standard aritmetica o geometrica.

Le particelle generate da una singola fonte o processo hanno generalmente diametri che seguono una distribuzione log-normale; cioè, i logaritmi dei loro singoli diametri hanno una distribuzione gaussiana. In questo caso, la misura della dispersione è la deviazione standard geometrica, che è il rapporto tra la dimensione dell'84.1 percentile e la dimensione del 50 percentile. Quando più di una fonte di particelle è significativa, l'aerosol misto risultante di solito non segue un'unica distribuzione log-normale e potrebbe essere necessario descriverlo mediante la somma di diverse distribuzioni.

Caratteristiche delle particelle

Esistono molte proprietà delle particelle diverse dalla loro dimensione lineare che possono influenzare notevolmente il loro comportamento nell'aria e i loro effetti sull'ambiente e sulla salute. Questi includono:

Superficie. Per particelle sferiche, la superficie varia come il quadrato del diametro. Tuttavia, per un aerosol di data concentrazione di massa, la superficie totale dell'aerosol aumenta con la diminuzione della dimensione delle particelle. Per particelle non sferiche o aggregate, e per particelle con fessure interne o pori, il rapporto tra superficie e volume può essere molto maggiore che per le sfere.

Volume. Il volume delle particelle varia con il cubo del diametro; pertanto, le poche particelle più grandi in un aerosol tendono a dominare la sua concentrazione di volume (o massa).

Forma. La forma di una particella influenza la sua resistenza aerodinamica così come la sua superficie e quindi il suo movimento e le probabilità di deposizione.

Densità. La velocità di una particella in risposta alle forze gravitazionali o inerziali aumenta con la radice quadrata della sua densità.

Diametro aerodinamico. Il diametro di una sfera di densità unitaria avente la stessa velocità di sedimentazione terminale della particella in esame è uguale al suo diametro aerodinamico. La velocità di sedimentazione terminale è la velocità di equilibrio di una particella che cade sotto l'influenza della gravità e della resistenza del fluido. Il diametro aerodinamico è determinato dalla dimensione effettiva delle particelle, dalla densità delle particelle e da un fattore di forma aerodinamica.

Tipi di aerosol

Gli aerosol sono generalmente classificati in base ai loro processi di formazione. Sebbene la seguente classificazione non sia né precisa né esaustiva, è comunemente usata e accettata nei campi dell'igiene industriale e dell'inquinamento atmosferico.

Polvere. Un aerosol formato dalla suddivisione meccanica di materiale sfuso in particelle aerodisperse aventi la stessa composizione chimica. Le particelle di polvere sono generalmente solide e di forma irregolare e hanno diametri superiori a 1 mm.

Fumo. Un aerosol di particelle solide formate dalla condensazione di vapori formati dalla combustione o dalla sublimazione a temperature elevate. Le particelle primarie sono generalmente molto piccole (meno di 0.1 mm) e hanno forme cristalline sferiche o caratteristiche. Possono essere chimicamente identici al materiale di base o possono essere composti da un prodotto di ossidazione come l'ossido di metallo. Poiché possono formarsi in concentrazioni numeriche elevate, spesso coagulano rapidamente, formando ammassi aggregati di bassa densità complessiva.

Fumo. Un aerosol formato dalla condensazione dei prodotti della combustione, generalmente di materiali organici. Le particelle sono generalmente goccioline liquide con diametro inferiore a 0.5 mm.

Nebbia. Un aerosol a goccioline formato dal taglio meccanico di un liquido sfuso, ad esempio mediante atomizzazione, nebulizzazione, gorgogliamento o spruzzatura. La dimensione delle goccioline può coprire un intervallo molto ampio, solitamente da circa 2 mm a più di 50 mm.

Nebbia. Un aerosol acquoso formato dalla condensazione del vapore acqueo sui nuclei atmosferici ad alta umidità relativa. Le dimensioni delle goccioline sono generalmente superiori a 1 mm.

smog Un termine popolare per un aerosol di inquinamento derivato da una combinazione di fumo e nebbia. Ora è comunemente usato per qualsiasi miscela di inquinamento atmosferico.

Foschia. Un aerosol di dimensioni submicrometriche di particelle igroscopiche che assorbono vapore acqueo a umidità relative relativamente basse.

Aitken o nuclei di condensazione (CN). Particelle atmosferiche molto piccole (per lo più inferiori a 0.1 mm) formate da processi di combustione e per conversione chimica da precursori gassosi.

Modalità di accumulo. Un termine dato alle particelle nell'atmosfera ambiente che vanno da 0.1 a circa 1.0 mm di diametro. Queste particelle sono generalmente sferiche (aventi superfici liquide), e si formano per coagulazione e condensazione di particelle più piccole che derivano da precursori gassosi. Essendo troppo grandi per una rapida coagulazione e troppo piccoli per un'efficace sedimentazione, tendono ad accumularsi nell'aria ambiente.

Modalità particelle grossolane. Particelle di aria ambiente di diametro aerodinamico superiore a circa 2.5 mm e generalmente formate da processi meccanici e risospensione di polvere superficiale.

Risposte biologiche del sistema respiratorio agli inquinanti atmosferici

Le risposte agli inquinanti atmosferici vanno dal fastidio alla necrosi tissutale e alla morte, da effetti sistemici generalizzati ad attacchi altamente specifici su singoli tessuti. I fattori dell'ospite e dell'ambiente servono a modificare gli effetti delle sostanze chimiche inalate e la risposta finale è il risultato della loro interazione. I principali fattori di accoglienza sono:

  1. età, ad esempio, persone anziane, in particolare quelle con funzionalità cardiovascolare e respiratoria cronicamente ridotta, che potrebbero non essere in grado di far fronte a ulteriori stress polmonari
  2. stato di salute, ad esempio, malattia o disfunzione concomitante
  3. stato nutrizionale
  4. stato immunologico
  5. sesso e altri fattori genetici, ad esempio differenze correlate agli enzimi nei meccanismi di biotrasformazione, come percorsi metabolici carenti e incapacità di sintetizzare alcuni enzimi di disintossicazione
  6. stato psicologico, ad esempio stress, ansia e
  7. fattori culturali, ad esempio il fumo di sigaretta, che può influenzare le normali difese o potenziare l'effetto di altre sostanze chimiche.

 

I fattori ambientali includono la concentrazione, la stabilità e le proprietà fisico-chimiche dell'agente nell'ambiente di esposizione e la durata, la frequenza e la via di esposizione. Le esposizioni acute e croniche a una sostanza chimica possono provocare diverse manifestazioni patologiche.

Qualsiasi organo può rispondere solo in un numero limitato di modi e ci sono numerose etichette diagnostiche per le malattie risultanti. Le sezioni seguenti discutono i tipi generali di risposte del sistema respiratorio che possono verificarsi in seguito all'esposizione a inquinanti ambientali.

Risposta irritante

Gli irritanti producono uno schema di infiammazione tissutale generalizzata e non specifica e la distruzione può risultare nell'area di contatto con il contaminante. Alcuni irritanti non producono alcun effetto sistemico perché la risposta irritante è molto maggiore di qualsiasi effetto sistemico, mentre alcuni hanno anche effetti sistemici significativi dopo l'assorbimento, ad esempio l'idrogeno solforato assorbito attraverso i polmoni.

Ad alte concentrazioni, gli irritanti possono causare una sensazione di bruciore al naso e alla gola (e di solito anche agli occhi), dolore al torace e tosse che producono infiammazione della mucosa (tracheite, bronchite). Esempi di sostanze irritanti sono gas quali cloro, fluoro, anidride solforosa, fosgene e ossidi di azoto; nebbie di acidi o alcali; fumi di cadmio; polveri di cloruro di zinco e pentossido di vanadio. Alte concentrazioni di sostanze chimiche irritanti possono anche penetrare in profondità nei polmoni e causare edema polmonare (gli alveoli sono pieni di liquido) o infiammazione (polmonite chimica).

Concentrazioni molto elevate di polveri prive di proprietà chimiche irritanti possono anche irritare meccanicamente i bronchi e, dopo essere entrate nel tratto gastrointestinale, possono anche contribuire al cancro allo stomaco e al colon.

L'esposizione a sostanze irritanti può provocare la morte se gli organi critici sono gravemente danneggiati. D'altra parte, il danno può essere reversibile o può comportare la perdita permanente di un certo grado di funzionalità, come ad esempio una ridotta capacità di scambio di gas.

Risposta fibrotica

Un certo numero di polveri porta allo sviluppo di un gruppo di disturbi polmonari cronici chiamati pneumoconiosi. Questo termine generico comprende molte condizioni fibrotiche del polmone, cioè malattie caratterizzate dalla formazione di cicatrici nel tessuto connettivo interstiziale. Le pneumoconiosi sono dovute all'inalazione e successiva ritenzione selettiva di alcune polveri negli alveoli, dai quali sono soggette a sequestro interstiziale.

Le pneumoconiosi sono caratterizzate da specifiche lesioni fibrotiche, che differiscono per tipo e pattern a seconda della polvere coinvolta. Ad esempio, la silicosi, dovuta alla deposizione di silice priva di cristalli, è caratterizzata da una fibrosi di tipo nodulare, mentre nell'asbestosi si riscontra una fibrosi diffusa, dovuta all'esposizione alle fibre di amianto. Alcune polveri, come l'ossido di ferro, producono solo alterazioni radiologiche (siderosi) senza compromissione funzionale, mentre gli effetti di altre vanno da una minima disabilità alla morte.

Risposta allergica

Le risposte allergiche coinvolgono il fenomeno noto come sensibilizzazione. L'esposizione iniziale a un allergene provoca l'induzione della formazione di anticorpi; la successiva esposizione dell'individuo ora "sensibilizzato" provoca una risposta immunitaria, cioè una reazione anticorpo-antigene (l'antigene è l'allergene in combinazione con una proteina endogena). Questa reazione immunitaria può verificarsi immediatamente dopo l'esposizione all'allergene o può essere una risposta ritardata.

Le reazioni allergiche respiratorie primarie sono l'asma bronchiale, reazioni nel tratto respiratorio superiore che comportano il rilascio di istamina o di mediatori simili all'istamina a seguito di reazioni immunitarie nella mucosa e un tipo di polmonite (infiammazione polmonare) nota come alveolite allergica estrinseca. Oltre a queste reazioni locali, una reazione allergica sistemica (shock anafilattico) può seguire l'esposizione ad alcuni allergeni chimici.

Risposta infettiva

Gli agenti infettivi possono causare tubercolosi, antrace, ornitosi, brucellosi, istoplasmosi, malattia del legionario e così via.

Risposta cancerogena

Il cancro è un termine generico per un gruppo di malattie correlate caratterizzate dalla crescita incontrollata dei tessuti. Il suo sviluppo è dovuto a un complesso processo di interazione di più fattori nell'ospite e nell'ambiente.

Una delle maggiori difficoltà nel tentare di correlare l'esposizione a un agente specifico allo sviluppo del cancro nell'uomo è il lungo periodo di latenza, tipicamente da 15 a 40 anni, tra l'inizio dell'esposizione e la manifestazione della malattia.

Esempi di inquinanti atmosferici che possono provocare il cancro ai polmoni sono l'arsenico ei suoi composti, i cromati, la silice, le particelle contenenti idrocarburi policiclici aromatici e alcune polveri contenenti nichel. Le fibre di amianto possono causare il cancro bronchiale e il mesotelioma della pleura e del peritoneo. Le particelle radioattive depositate possono esporre il tessuto polmonare ad alte dosi locali di radiazioni ionizzanti ed essere la causa del cancro.

Risposta sistemica

Molte sostanze chimiche ambientali producono una malattia sistemica generalizzata a causa dei loro effetti su una serie di siti bersaglio. I polmoni non sono solo il bersaglio di molti agenti nocivi, ma il sito di ingresso di sostanze tossiche che passano attraverso i polmoni nel flusso sanguigno senza alcun danno ai polmoni. Tuttavia, quando vengono distribuiti dalla circolazione sanguigna a vari organi, possono danneggiarli o causare avvelenamenti generali e avere effetti sistemici. Questo ruolo dei polmoni nella patologia occupazionale non è oggetto di questo articolo. Tuttavia, va menzionato l'effetto di particelle finemente disperse (fumi) di diversi ossidi metallici che sono spesso associati a una sindrome sistemica acuta nota come febbre da fumi metallici.

 

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Martedì, Febbraio 22 2011 17: 05

Esame della funzionalità polmonare

La funzione polmonare può essere misurata in diversi modi. Tuttavia, lo scopo delle misurazioni deve essere chiaro prima dell'esame, al fine di interpretare correttamente i risultati. In questo articolo tratteremo l'esame della funzionalità polmonare con particolare riguardo all'ambito lavorativo. È importante ricordare i limiti nelle diverse misurazioni della funzione polmonare. Gli effetti temporanei acuti sulla funzionalità polmonare possono non essere distinguibili in caso di esposizione a polvere fibrogenica come quarzo e amianto, ma possono esserlo effetti cronici sulla funzionalità polmonare dopo un'esposizione a lungo termine (>20 anni). Ciò è dovuto al fatto che gli effetti cronici si verificano anni dopo che la polvere è stata inalata e depositata nei polmoni. D'altra parte, gli effetti temporanei acuti delle polveri organiche e inorganiche, così come le muffe, i fumi di saldatura e gli scarichi dei motori, ben si prestano allo studio. Ciò è dovuto al fatto che l'effetto irritante di queste polveri si manifesterà dopo alcune ore di esposizione. Effetti acuti o cronici sulla funzionalità polmonare possono essere rilevati anche in caso di esposizione a concentrazioni di gas irritanti (biossido di azoto, aldeidi, acidi e cloruri acidi) in prossimità di valori limite di esposizione ben documentati, soprattutto se l'effetto è potenziato dalla contaminazione atmosferica da particolato .

Le misurazioni della funzionalità polmonare devono essere sicure per i soggetti esaminati e l'apparecchiatura per la funzionalità polmonare deve essere sicura per l'esaminatore. È disponibile una sintesi dei requisiti specifici per diversi tipi di apparecchiature per la funzionalità polmonare (ad esempio, Quanjer et al. 1993). Naturalmente, l'attrezzatura deve essere calibrata secondo standard indipendenti. Ciò può essere difficile da ottenere, soprattutto quando si utilizzano apparecchiature computerizzate. Il risultato del test di funzionalità polmonare dipende sia dal soggetto che dall'esaminatore. Per fornire risultati soddisfacenti dall'esame, i tecnici devono essere ben addestrati e in grado di istruire attentamente il soggetto e anche incoraggiare il soggetto a svolgere correttamente il test. L'esaminatore dovrebbe anche avere conoscenza delle vie aeree e dei polmoni per interpretare correttamente i risultati delle registrazioni.

Si raccomanda che i metodi utilizzati abbiano una riproducibilità piuttosto elevata sia tra soggetti che all'interno di essi. La riproducibilità può essere misurata come coefficiente di variazione, cioè la deviazione standard moltiplicata per 100 divisa per il valore medio. Si considerano accettabili valori inferiori al 10% in misurazioni ripetute sullo stesso soggetto.

Per determinare se i valori misurati sono patologici o meno, devono essere confrontati con equazioni di previsione. Solitamente le equazioni di predizione delle variabili spirometriche si basano su età e altezza, stratificate per sesso. Gli uomini hanno in media valori di funzionalità respiratoria più elevati rispetto alle donne, della stessa età e altezza. La funzione polmonare diminuisce con l'età e aumenta con l'altezza. Un soggetto alto avrà quindi un volume polmonare maggiore di un soggetto basso della stessa età. Il risultato delle equazioni di previsione può differire notevolmente tra le diverse popolazioni di riferimento. Anche la variazione di età e altezza nella popolazione di riferimento influenzerà i valori previsti. Ciò significa, ad esempio, che un'equazione di previsione non deve essere utilizzata se l'età e/o l'altezza del soggetto esaminato sono al di fuori degli intervalli per la popolazione che è alla base dell'equazione di previsione.

Il fumo ridurrà anche la funzione polmonare e l'effetto può essere potenziato in soggetti che sono esposti professionalmente ad agenti irritanti. La funzione polmonare era considerata non patologica se i valori ottenuti rientravano nell'80% del valore previsto, derivato da un'equazione di previsione.

Misure

Le misurazioni della funzionalità polmonare vengono eseguite per giudicare la condizione dei polmoni. Le misurazioni possono riguardare volumi polmonari misurati singoli o multipli o le proprietà dinamiche delle vie aeree e dei polmoni. Quest'ultimo è solitamente determinato attraverso manovre dipendenti dallo sforzo. Le condizioni nei polmoni possono anche essere esaminate per quanto riguarda la loro funzione fisiologica, cioè la capacità di diffusione, la resistenza e la compliance delle vie aeree (vedi sotto).

Le misurazioni relative alla capacità ventilatoria sono ottenute mediante spirometria. La manovra respiratoria viene solitamente eseguita come inspirazione massima seguita da un'espirazione massima, capacità vitale (VC, misurata in litri). Devono essere eseguite almeno tre registrazioni tecnicamente soddisfacenti (ossia, sforzo inspiratorio ed espiratorio completo e nessuna perdita osservata) e deve essere riportato il valore più alto. Il volume può essere misurato direttamente mediante una campana a tenuta d'acqua oa bassa resistenza, oppure misurato indirettamente mediante pneumotacografia (ossia, integrazione di un segnale di flusso nel tempo). È importante qui notare che tutti i volumi polmonari misurati dovrebbero essere espressi in BTPS, cioè temperatura corporea e pressione ambiente satura di vapore acqueo.

La capacità vitale in espirazione forzata (FVC, in litri) è definita come una misurazione della VC eseguita con uno sforzo espiratorio forzato massimo. Grazie alla semplicità del test e all'attrezzatura relativamente poco costosa, l'espiratogramma forzato è diventato un test utile nel monitoraggio della funzionalità polmonare. Tuttavia, ciò ha portato a molte registrazioni scadenti, il cui valore pratico è discutibile. Per effettuare registrazioni soddisfacenti può essere utile la linea guida aggiornata per la raccolta e l'uso dell'espiratogramma forzato, pubblicata dall'American Thoracic Society nel 1987.

I flussi istantanei possono essere misurati sulle curve flusso-volume o flusso-tempo, mentre i flussi oi tempi medi nel tempo sono derivati ​​dallo spirogramma. Le variabili associate che possono essere calcolate dall'espiratogramma forzato sono il volume espiratorio forzato in un secondo (FEV1, in litri al secondo), in percentuale di FVC (FEV1%), flusso di picco (PEF, l/s), flussi massimi al 50% e al 75% della capacità vitale forzata (MEF50 e MEF25, rispettivamente). Un'illustrazione della derivazione del FEV1 dall'espiratogramma forzato è delineato nella figura 1. Nei soggetti sani, le portate massime a grandi volumi polmonari (cioè all'inizio dell'espirazione) riflettono principalmente le caratteristiche di flusso delle grandi vie aeree mentre quelle a piccoli volumi polmonari (cioè alla fine di espirazione) sono generalmente ritenuti riflettere le caratteristiche delle piccole vie aeree, figura 2. In queste ultime il flusso è laminare, mentre nelle grandi vie aeree può essere turbolento.

Figura 1. Spirogramma espiratorio forzato che mostra la derivazione del FEVXNUMX1 e FVC secondo il principio di estrapolazione.

RES030F1

 

Figura 2. Curva flusso-volume che mostra la derivazione del flusso espiratorio di picco (PEF), i flussi massimi al 50% e al 75% della capacità vitale forzata (, rispettivamente).

RES030F2

Il PEF può anche essere misurato da un piccolo dispositivo portatile come quello sviluppato da Wright nel 1959. Un vantaggio di questa apparecchiatura è che il soggetto può effettuare misurazioni seriali, ad esempio sul posto di lavoro. Per ottenere registrazioni utili, però, è necessario istruire bene i soggetti. Inoltre, si dovrebbe tenere presente che le misurazioni del PEF con, ad esempio, un misuratore di Wright e quelle misurate dalla spirometria convenzionale non dovrebbero essere confrontate a causa delle diverse tecniche di soffio.

Le variabili spirometriche VC, FVC e FEV1 mostrano una ragionevole variazione tra individui in cui età, altezza e sesso di solito spiegano dal 60 al 70% della variazione. I disturbi restrittivi della funzione polmonare si tradurranno in valori più bassi per VC, FVC e FEV1. Le misurazioni dei flussi durante l'espirazione mostrano una grande variazione individuale, poiché i flussi misurati dipendono sia dallo sforzo che dal tempo. Ciò significa, ad esempio, che un soggetto avrà un flusso estremamente elevato in caso di volume polmonare ridotto. D'altra parte, il flusso può essere estremamente basso in caso di volume polmonare molto elevato. Tuttavia, il flusso è generalmente ridotto in caso di malattia cronica ostruttiva (p. es., asma, bronchite cronica).

Figura 3. Schema principale dell'apparecchiatura per la determinazione della capacità polmonare totale (TLC) secondo la tecnica della diluizione dell'elio.

RES030F3

La proporzione del volume residuo (RV), cioè il volume di aria che è ancora nei polmoni dopo un'espirazione massima, può essere determinata mediante diluizione del gas o mediante pletismografia corporea. La tecnica della diluizione del gas richiede attrezzature meno complicate ed è quindi più conveniente da utilizzare negli studi effettuati sul posto di lavoro. Nella figura 3 è stato delineato il principio della tecnica di diluizione del gas. La tecnica si basa sulla diluizione di un gas indicatore in un circuito di respirazione. Il gas indicatore deve essere scarsamente solubile nei tessuti biologici in modo che non venga assorbito dai tessuti e dal sangue nei polmoni. Inizialmente si utilizzava l'idrogeno, ma per la sua capacità di formare miscele esplosive con l'aria è stato sostituito dall'elio, facilmente individuabile grazie al principio della conducibilità termica.

Il soggetto e l'apparato formano un sistema chiuso, e la concentrazione iniziale del gas viene così ridotta quando viene diluita nel volume del gas nei polmoni. Dopo l'equilibrio, la concentrazione del gas indicatore è la stessa nei polmoni come nell'apparato e la capacità funzionale residua (FRC) può essere calcolata mediante una semplice equazione di diluizione. Il volume dello spirometro (compresa l'aggiunta della miscela di gas nello spirometro) è indicato da VS, VL è il volume del polmone, Fi è la concentrazione iniziale del gas e Ff è la concentrazione finale.

FR = VL = [(VS · Fi) / Ff] - VS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vengono eseguite da due a tre manovre VC per fornire una base affidabile per il calcolo del TLC (in litri). Le suddivisioni dei diversi volumi polmonari sono delineate nella figura 4.

 

Figura 4. Spirogramma etichettato per mostrare le suddivisioni della capacità totale.

RES030F4

A causa del cambiamento delle proprietà elastiche delle vie aeree, RV e FRC aumentano con l'età. Nelle malattie croniche ostruttive, di solito si osservano valori aumentati di RV e FRC, mentre VC è diminuito. Tuttavia, in soggetti con aree polmonari scarsamente ventilate, ad esempio soggetti con enfisema, la tecnica della diluizione del gas può sottostimare RV, FRC e anche TLC. Ciò è dovuto al fatto che il gas indicatore non comunicherà con le vie aeree chiuse, e quindi la diminuzione della concentrazione del gas indicatore darà valori erroneamente piccoli.

 

 

 

Figura 5. Uno schema principale della registrazione della chiusura delle vie aeree e della pendenza del plateau alveolare (%).

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Le misure della chiusura delle vie aeree e della distribuzione del gas nei polmoni possono essere ottenute in un'unica manovra mediante la tecnica di lavaggio del respiro singolo, figura 5. L'apparecchiatura è composta da uno spirometro collegato a un sistema bag-in-box e un registratore per misurazioni continue della concentrazione di azoto. La manovra si effettua mediante una massima inspirazione di ossigeno puro dalla sacca. All'inizio dell'espirazione, la concentrazione di azoto aumenta a seguito dello svuotamento dello spazio morto del soggetto, contenente ossigeno puro. L'espirazione continua con l'aria dalle vie aeree e dagli alveoli. Infine, l'aria dagli alveoli, contenente dal 20 al 40% di azoto, viene espirata. Quando l'espirazione dalle parti basali dei polmoni aumenta, la concentrazione di azoto aumenterà bruscamente in caso di chiusura delle vie aeree nelle regioni polmonari dipendenti, figura 5. Questo volume sopra RV, al quale le vie aeree si chiudono durante l'espirazione, è solitamente espresso come volume di chiusura (CV) in percentuale di VC (CV%). La distribuzione dell'aria inspirata nei polmoni è espressa come pendenza del plateau alveolare (%N2 o fase III, %N2/L). Si ottiene prendendo la differenza di concentrazione di azoto tra il punto in cui viene espirato il 30% dell'aria e il punto di chiusura delle vie aeree e dividendola per il volume corrispondente.

L'invecchiamento così come i disturbi ostruttivi cronici si tradurranno in valori aumentati sia per CV% che per fase III. Tuttavia, nemmeno i soggetti sani hanno una distribuzione uniforme dei gas nei polmoni, con valori leggermente elevati per la fase III, cioè dall'1 al 2% di N2/l. Si ritiene che le variabili CV% e fase III riflettano le condizioni nelle piccole vie aeree periferiche con un diametro interno di circa 2 mm. Normalmente, le vie aeree periferiche contribuiscono a una piccola parte (dal 10 al 20%) della resistenza totale delle vie aeree. Cambiamenti piuttosto estesi che non sono rilevabili dai test di funzionalità polmonare convenzionali come la spirometria dinamica, possono verificarsi, ad esempio, a seguito di un'esposizione a sostanze irritanti nell'aria nelle vie aeree periferiche. Ciò suggerisce che l'ostruzione delle vie aeree inizia nelle piccole vie aeree. I risultati degli studi hanno anche mostrato alterazioni del CV% e della fase III prima che si verificassero cambiamenti dalla spirometria dinamica e statica. Questi primi cambiamenti possono andare in remissione quando l'esposizione ad agenti pericolosi è cessata.

Il fattore di trasferimento del polmone (mmol/min; kPa) è un'espressione della capacità di diffusione del trasporto di ossigeno nei capillari polmonari. Il fattore di trasferimento può essere determinato utilizzando tecniche di respiro singolo o multiplo; la tecnica del respiro singolo è considerata la più adatta negli studi sul posto di lavoro. Viene utilizzato il monossido di carbonio (CO) poiché la contropressione di CO è molto bassa nel sangue periferico, a differenza di quella dell'ossigeno. Si presume che l'assorbimento di CO segua un modello esponenziale e questa ipotesi può essere utilizzata per determinare il fattore di trasferimento per il polmone.

Determinazione di TLCO (fattore di trasferimento misurato con CO) viene effettuato mediante una manovra respiratoria comprendente un'espirazione massimale, seguita da un'inspirazione massimale di una miscela gassosa contenente monossido di carbonio, elio, ossigeno e azoto. Dopo un periodo di trattenimento del respiro, viene eseguita un'espirazione massima, che riflette il contenuto nell'aria alveolare, Figura 10. L'elio viene utilizzato per la determinazione del volume alveolare (VA). Supponendo che la diluizione di CO sia la stessa dell'elio, si può calcolare la concentrazione iniziale di CO, prima dell'inizio della diffusione. TLCO è calcolato secondo l'equazione delineata di seguito, dove k dipende dalle dimensioni dei termini componenti, t è il tempo effettivo per trattenere il respiro e log è il logaritmo in base 10. Il volume ispirato è indicato Vi e le frazioni F di CO ed elio sono indicati con i e a per ispirato e alveolare, rispettivamente.

TLCO = k Vi (Fa,Lui/Fi,He) tronco d'albero (Fi,CO Fa,He/Fa, CO Fi,Lui) (t)-1

 

Figura 6. Uno schema principale della registrazione del fattore di trasferimento

RES030F6

La dimensione di TLCO dipenderà da una varietà di condizioni, ad esempio la quantità di emoglobina disponibile, il volume degli alveoli ventilati e dei capillari polmonari perfusi e la loro relazione reciproca. Valori per TLCO diminuiscono con l'età e aumentano con l'attività fisica e l'aumento dei volumi polmonari. Diminuito TLCO si troverà sia nei disturbi polmonari restrittivi che in quelli ostruttivi.

La compliance (l/kPa) è una funzione, inter alia, della proprietà elastica dei polmoni. I polmoni hanno una tendenza intrinseca a collaborare, cioè a collassare. La capacità di mantenere i polmoni tesi dipenderà dal tessuto polmonare elastico, dalla tensione superficiale negli alveoli e dalla muscolatura bronchiale. D'altra parte, la parete toracica tende ad espandersi a volumi polmonari da 1 a 2 litri al di sopra del livello FRC. A volumi polmonari più elevati, deve essere applicata potenza per espandere ulteriormente la parete toracica. A livello di FRC, la corrispondente tendenza nei polmoni è bilanciata dalla tendenza ad espandersi. Il livello FRC è quindi indicato dal livello di riposo del polmone.

La compliance del polmone è definita come la variazione di volume divisa per la variazione di pressione transpolmonare, cioè la differenza tra le pressioni nella bocca (atmosferica) e nel polmone, come risultato di una manovra respiratoria. Le misurazioni della pressione nel polmone non sono facilmente eseguibili e sono quindi sostituite da misurazioni della pressione nell'esofago. La pressione nell'esofago è quasi uguale alla pressione nel polmone e viene misurata con un sottile catetere di polietilene con un palloncino che copre i 10 cm distali. Durante le manovre inspiratorie ed espiratorie, le variazioni di volume e pressione vengono registrate rispettivamente mediante uno spirometro e un trasduttore di pressione. Quando le misurazioni vengono eseguite durante la respirazione corrente, è possibile misurare la compliance dinamica. La compliance statica si ottiene quando viene eseguita una manovra VC lenta. In quest'ultimo caso le misurazioni vengono effettuate in un pletismografo corporeo e l'espirazione viene interrotta ad intermittenza mediante un otturatore. Tuttavia, le misurazioni della compliance sono complicate da eseguire quando si esaminano gli effetti dell'esposizione sulla funzione polmonare nel luogo di lavoro e questa tecnica è considerata più appropriata in laboratorio.

Nella fibrosi si osserva una minore compliance (aumento dell'elasticità). Per provocare un cambiamento di volume, sono necessari grandi cambiamenti di pressione. D'altra parte, si osserva un'elevata compliance, ad esempio, nell'enfisema come risultato della perdita di tessuto elastico e quindi anche di elasticità nel polmone.

La resistenza nelle vie aeree dipende essenzialmente dal raggio e dalla lunghezza delle vie aeree ma anche dalla viscosità dell'aria. La resistenza delle vie aeree (RL in (kPa/l) /s), può essere determinato utilizzando uno spirometro, un trasduttore di pressione e un pneumotacografo (per misurare il flusso). Le misurazioni possono anche essere effettuate utilizzando un pletismografo corporeo per registrare le variazioni di flusso e pressione durante le manovre ansimanti. Con la somministrazione di un farmaco destinato a provocare broncocostrizione, si possono identificare soggetti sensibili, a causa delle loro vie aeree iperreattive. I soggetti con asma di solito hanno valori aumentati per RL.

Effetti acuti e cronici dell'esposizione professionale sulla funzione polmonare

La misurazione della funzionalità polmonare può essere utilizzata per rivelare un effetto dell'esposizione professionale sui polmoni. L'esame della funzionalità polmonare prima dell'assunzione non dovrebbe essere utilizzato per escludere i soggetti in cerca di lavoro. Questo perché la funzione polmonare dei soggetti sani varia entro ampi limiti ed è difficile tracciare una linea di confine al di sotto della quale si possa tranquillamente affermare che il polmone è patologico. Un altro motivo è che l'ambiente di lavoro dovrebbe essere sufficientemente buono da consentire anche ai soggetti con lieve compromissione della funzionalità polmonare di lavorare in sicurezza.

Gli effetti cronici sui polmoni nei soggetti professionalmente esposti possono essere rilevati in diversi modi. Le tecniche sono progettate per determinare gli effetti storici, tuttavia, e sono meno adatte a servire come linee guida per prevenire la compromissione della funzione polmonare. Un disegno di studio comune consiste nel confrontare i valori effettivi nei soggetti esposti con i valori di funzionalità polmonare ottenuti in una popolazione di riferimento senza esposizione professionale. I soggetti di riferimento possono essere assunti dalle stesse (o vicine) sedi di lavoro o dalla stessa città.

L'analisi multivariata è stata utilizzata in alcuni studi per valutare le differenze tra soggetti esposti e referenti non esposti abbinati. I valori della funzionalità polmonare nei soggetti esposti possono anche essere standardizzati mediante un'equazione di riferimento basata sui valori della funzionalità polmonare nei soggetti non esposti.

Un altro approccio è quello di studiare la differenza tra i valori della funzione polmonare nei lavoratori esposti e non esposti dopo l'aggiustamento per età e altezza con l'utilizzo di valori di riferimento esterni, calcolati mediante un'equazione di previsione basata su soggetti sani. La popolazione di riferimento può anche essere abbinata ai soggetti esposti secondo l'etnia, il sesso, l'età, l'altezza e l'abitudine al fumo al fine di un ulteriore controllo di tali fattori influenzanti.

Il problema è, tuttavia, decidere se una diminuzione è abbastanza grande da essere classificata come patologica, quando si utilizzano valori di riferimento esterni. Sebbene gli strumenti negli studi debbano essere portatili e semplici, occorre prestare attenzione sia alla sensibilità del metodo scelto per rilevare piccole anomalie nelle vie aeree e nei polmoni sia alla possibilità di combinare diversi metodi. Ci sono indicazioni che i soggetti con sintomi respiratori, come la dispnea da sforzo, corrono un rischio maggiore di avere un declino accelerato della funzione polmonare. Ciò significa che la presenza di sintomi respiratori è importante e quindi non deve essere trascurata.

Il soggetto può anche essere seguito dalla spirometria, per esempio, una volta all'anno, per un certo numero di anni, al fine di dare un avvertimento contro lo sviluppo della malattia. Ci sono limitazioni, tuttavia, poiché questo richiederà molto tempo e la funzione polmonare potrebbe essersi deteriorata in modo permanente quando si può osservare la diminuzione. Questo approccio non deve pertanto essere una scusa per ritardare l'attuazione di misure volte a ridurre le concentrazioni nocive di inquinanti atmosferici.

Infine, gli effetti cronici sulla funzione polmonare possono anche essere studiati esaminando i singoli cambiamenti della funzione polmonare in soggetti esposti e non esposti nel corso di un certo numero di anni. Un vantaggio del disegno dello studio longitudinale è che la variabilità intersoggettiva viene eliminata; tuttavia, la progettazione è considerata lunga e costosa.

I soggetti suscettibili possono anche essere identificati confrontando la loro funzione polmonare con e senza esposizione durante i turni di lavoro. Al fine di minimizzare i possibili effetti delle variazioni diurne, la funzione polmonare viene misurata alla stessa ora del giorno in un'occasione non esposta e una esposta. La condizione di non esposizione può essere ottenuta, ad esempio, spostando occasionalmente il lavoratore in un'area non contaminata o utilizzando un respiratore adatto durante un intero turno, o in alcuni casi eseguendo misurazioni della funzionalità polmonare nel pomeriggio del giorno di riposo del lavoratore.

Una preoccupazione particolare è che effetti ripetuti e temporanei possono provocare effetti cronici. Una diminuzione acuta temporanea della funzione polmonare può essere non solo un indicatore di esposizione biologica, ma anche un predittore di un decremento cronico della funzione polmonare. L'esposizione agli inquinanti atmosferici può provocare effetti acuti percepibili sulla funzione polmonare, sebbene i valori medi degli inquinanti atmosferici misurati siano inferiori ai valori limite igienici. Sorge quindi la domanda se questi effetti siano davvero dannosi a lungo termine. È difficile rispondere direttamente a questa domanda, soprattutto perché l'inquinamento atmosferico nei luoghi di lavoro ha spesso una composizione complessa e l'esposizione non può essere descritta in termini di concentrazioni medie dei singoli composti. L'effetto di un'esposizione professionale è anche in parte dovuto alla sensibilità dell'individuo. Ciò significa che alcuni soggetti reagiranno prima o in misura maggiore rispetto ad altri. Il motivo fisiopatologico alla base di una diminuzione acuta e temporanea della funzione polmonare non è completamente compreso. La reazione avversa all'esposizione a un contaminante atmosferico irritante è, tuttavia, una misura oggettiva, in contrasto con esperienze soggettive come sintomi di diversa origine.

Il vantaggio di rilevare i cambiamenti precoci nelle vie aeree e nei polmoni causati da inquinanti atmosferici pericolosi è ovvio: l'esposizione prevalente può essere ridotta per prevenire malattie più gravi. Pertanto, un obiettivo importante a questo proposito è utilizzare le misurazioni degli effetti temporanei acuti sulla funzione polmonare come un sensibile sistema di allerta precoce che può essere utilizzato quando si studiano gruppi di lavoratori sani.

Monitoraggio degli irritanti

L'irritazione è uno dei criteri più frequenti per la fissazione dei valori limite di esposizione. Tuttavia, non è certo che il rispetto di un limite di esposizione basato sull'irritazione protegga dall'irritazione. Va considerato che un limite di esposizione per un contaminante dell'aria di solito contiene almeno due parti: un limite medio ponderato nel tempo (TWAL) e un limite di esposizione a breve termine (STEL), o almeno regole per il superamento della media ponderata nel tempo limite, “limiti di escursione”. Nel caso di sostanze altamente irritanti, come l'anidride solforosa, l'acroleina e il fosgene, è importante limitare la concentrazione anche durante periodi molto brevi, ed è stata quindi pratica comune fissare valori limite di esposizione professionale sotto forma di limiti massimi, con un periodo di campionamento che sia mantenuto il più breve consentito dalle strutture di misurazione.

I valori limite medi ponderati nel tempo per una giornata di otto ore combinati con le regole per l'escursione al di sopra di questi valori sono forniti per la maggior parte delle sostanze nell'elenco dei valori limite di soglia (TLV) della Conferenza americana degli igienisti industriali governativi (ACGIH). L'elenco TLV del 1993-94 contiene la seguente dichiarazione relativa ai limiti di escursione per il superamento dei valori limite:

“Per la stragrande maggioranza delle sostanze con un TLV-TWA, non sono disponibili dati tossicologici sufficienti per giustificare uno STEL = limite di esposizione a breve termine). Tuttavia, le escursioni al di sopra del TLV-TWA dovrebbero essere controllate anche quando il TWA di otto ore rientra nei limiti raccomandati”.

Le misurazioni dell'esposizione di contaminanti atmosferici noti e il confronto con valori limite di esposizione ben documentati dovrebbero essere effettuati su base routinaria. Vi sono, tuttavia, molte situazioni in cui la determinazione del rispetto dei valori limite di esposizione non è sufficiente. Questo è il caso nelle seguenti circostanze (inter alia):

  1. quando il valore limite è troppo elevato per evitare irritazioni
  2. quando l'irritante è sconosciuto
  3. quando l'irritante è una miscela complessa e non è noto alcun indicatore adatto.

 

Come sostenuto in precedenza, la misurazione degli effetti acuti e temporanei sulla funzione polmonare può essere utilizzata in questi casi come avvertimento contro la sovraesposizione a sostanze irritanti.

Nei casi (2) e (3), gli effetti acuti e temporanei sulla funzione polmonare possono essere applicabili anche nel testare l'efficacia delle misure di controllo per ridurre l'esposizione alla contaminazione dell'aria o nelle indagini scientifiche, ad esempio, nell'attribuire effetti biologici ai componenti dell'aria contaminanti. Seguono alcuni esempi in cui effetti acuti e temporanei sulla funzionalità polmonare sono stati impiegati con successo nelle indagini sulla salute sul lavoro.

Studi sugli effetti sulla funzione polmonare acuta e temporanea

Alla fine del 1950, nei lavoratori del cotone è stata registrata una diminuzione temporanea della funzione polmonare correlata al lavoro durante un turno di lavoro. esposti a toluene diisocianato, vigili del fuoco, addetti alla lavorazione della gomma, stampatori e animemaker, saldatori, sciolinatori, lavoratori esposti a polveri organiche e sostanze irritanti nelle vernici a base acqua.

Tuttavia, ci sono anche diversi esempi in cui le misurazioni prima e dopo l'esposizione, di solito durante un turno, non sono riuscite a dimostrare alcun effetto acuto, nonostante un'esposizione elevata. Ciò è probabilmente dovuto all'effetto della normale variazione circadiana, principalmente nelle variabili della funzione polmonare a seconda delle dimensioni del calibro delle vie aeree. Pertanto, la diminuzione temporanea di queste variabili deve superare la normale variazione circadiana per essere riconosciuta. Il problema può essere aggirato, tuttavia, misurando la funzione polmonare alla stessa ora del giorno in ogni occasione di studio. Utilizzando il dipendente esposto come proprio controllo, la variazione interindividuale viene ulteriormente ridotta. I saldatori sono stati studiati in questo modo e, sebbene la differenza media tra i valori FVC non esposti ed esposti fosse inferiore al 3% in 15 saldatori esaminati, questa differenza era significativa al livello di confidenza del 95% con una potenza superiore al 99%.

Gli effetti transitori reversibili sui polmoni possono essere utilizzati come indicatore di esposizione di complicati componenti irritanti. Nello studio sopra citato, le particelle nell'ambiente di lavoro erano determinanti per gli effetti irritanti sulle vie respiratorie e sui polmoni. Le particelle sono state rimosse da un respiratore costituito da un filtro combinato con un casco per saldatura. I risultati hanno indicato che gli effetti sui polmoni erano causati dalle particelle nei fumi di saldatura e che l'uso di un respiratore antiparticolato potrebbe prevenire questo effetto.

L'esposizione allo scarico diesel dà anche effetti irritativi misurabili sui polmoni, mostrati come una diminuzione acuta e temporanea della funzionalità polmonare. I filtri meccanici montati sui tubi di scarico dei camion utilizzati nelle operazioni di carico dagli stivatori alleviavano i disturbi soggettivi e riducevano la diminuzione acuta e temporanea della funzionalità polmonare osservata quando non veniva eseguita alcuna filtrazione. I risultati indicano quindi che la presenza di particelle nell'ambiente di lavoro svolge un ruolo nell'effetto irritativo sulle vie aeree e sui polmoni e che è possibile valutare l'effetto mediante misurazioni dei cambiamenti acuti nella funzione polmonare.

Una molteplicità di esposizioni e un ambiente di lavoro in continua evoluzione possono presentare difficoltà nel discernere la relazione causale dei diversi agenti esistenti in un ambiente di lavoro. Lo scenario di esposizione nelle segherie è un esempio illuminante. Non è possibile (ad esempio, per motivi economici) effettuare misurazioni dell'esposizione di tutti i possibili agenti (terpeni, polvere, muffe, batteri, endotossine, micotossine, ecc.) in questo ambiente di lavoro. Un metodo fattibile può essere quello di seguire lo sviluppo della funzione polmonare longitudinalmente. In uno studio sui lavoratori delle segherie nel reparto di rifilatura del legno, la funzionalità polmonare è stata esaminata prima e dopo una settimana lavorativa e non è stata riscontrata alcuna diminuzione statisticamente significativa. Tuttavia, uno studio di follow-up condotto alcuni anni dopo ha rivelato che quei lavoratori che hanno effettivamente avuto una diminuzione numerica della funzione polmonare durante una settimana lavorativa hanno anche avuto un declino accelerato a lungo termine della funzione polmonare. Ciò potrebbe indicare che i soggetti vulnerabili possono essere rilevati misurando i cambiamenti nella funzione polmonare durante una settimana lavorativa.

 

Di ritorno

La presenza di sostanze irritanti per le vie respiratorie sul posto di lavoro può essere sgradevole e fonte di distrazione, portando a uno scarso morale e a una diminuzione della produttività. Alcune esposizioni sono pericolose, persino letali. In entrambi gli estremi, il problema degli irritanti respiratori e delle sostanze chimiche tossiche inalate è comune; molti lavoratori affrontano una minaccia quotidiana di esposizione. Questi composti causano danni mediante una varietà di meccanismi diversi e l'entità della lesione può variare notevolmente, a seconda del grado di esposizione e delle proprietà biochimiche dell'inalante. Tuttavia, hanno tutti la caratteristica dell'aspecificità; cioè, al di sopra di un certo livello di esposizione praticamente tutte le persone subiscono una minaccia per la loro salute.

Esistono altre sostanze inalate che causano problemi respiratori solo a individui suscettibili; tali disturbi sono affrontati nel modo più appropriato come malattie di origine allergica e immunologica. Alcuni composti, come gli isocianati, le anidridi acide e le resine epossidiche, possono agire non solo come irritanti aspecifici ad alte concentrazioni, ma possono anche predisporre alcuni soggetti alla sensibilizzazione allergica. Questi composti provocano sintomi respiratori in individui sensibilizzati a concentrazioni molto basse.

Gli irritanti respiratori includono sostanze che causano infiammazione delle vie respiratorie dopo essere state inalate. Possono verificarsi danni nelle vie aeree superiori e inferiori. Più pericolosa è l'infiammazione acuta del parenchima polmonare, come nella polmonite chimica o nell'edema polmonare non cardiogeno. I composti che possono causare danni al parenchima sono considerati sostanze chimiche tossiche. Molte sostanze chimiche tossiche inalate agiscono anche come irritanti delle vie respiratorie, avvertendoci del loro pericolo con il loro odore nocivo e sintomi di irritazione del naso e della gola e tosse. La maggior parte degli irritanti respiratori sono anche tossici per il parenchima polmonare se inalati in quantità sufficiente.

Molte sostanze inalate hanno effetti tossici sistemici dopo essere state assorbite per inalazione. Gli effetti infiammatori sul polmone possono essere assenti, come nel caso del piombo, del monossido di carbonio o dell'acido cianidrico. L'infiammazione polmonare minima è normalmente osservata nel febbri da inalazione (p. es., sindrome tossica da polvere organica, febbre da fumi metallici e febbre da fumi di polimero). Gravi danni ai polmoni e agli organi distali si verificano con una significativa esposizione a tossine come cadmio e mercurio.

Le proprietà fisiche delle sostanze inalate predicono il sito di deposizione; gli irritanti produrranno sintomi in questi siti. Particelle grandi (da 10 a 20 mm) si depositano nel naso e nelle vie aeree superiori, particelle più piccole (da 5 a 10 mm) si depositano nella trachea e nei bronchi e particelle di dimensioni inferiori a 5 mm possono raggiungere gli alveoli. Le particelle inferiori a 0.5 mm sono così piccole che si comportano come i gas. I gas tossici si depositano in base alla loro solubilità. Un gas idrosolubile sarà adsorbito dalla mucosa umida delle vie aeree superiori; i gas meno solubili si depositeranno in modo più casuale in tutto il tratto respiratorio.

Irritanti delle vie respiratorie

Gli irritanti respiratori causano un'infiammazione non specifica del polmone dopo essere stati inalati. Queste sostanze, le loro fonti di esposizione, le proprietà fisiche e di altro tipo e gli effetti sulla vittima sono descritti nella Tabella 1. I gas irritanti tendono ad essere più solubili in acqua dei gas più tossici per il parenchima polmonare. I fumi tossici sono più pericolosi quando hanno una soglia irritante alta; cioè, c'è poco avvertimento che il fumo viene inalato perché c'è poca irritazione.

Tabella 1. Riepilogo degli irritanti respiratori

Chemical

Fonti di esposizione

Proprietà importanti

Lesioni prodotte

Livello di esposizione pericolosa inferiore a 15 min (PPM)

acetaldeide

Materie plastiche, industria della gomma sintetica, prodotti della combustione

Alta tensione di vapore; elevata solubilità in acqua

Lesione delle vie aeree superiori; raramente causa edema polmonare ritardato

 

Acido acetico, acidi organici

Industria chimica, elettronica, prodotti della combustione

Solubile in acqua

Lesioni oculari e delle vie aeree superiori

 

Anidridi acide

Industrie chimiche, vernici e materie plastiche; componenti di resine epossidiche

Idrosolubile, altamente reattivo, può causare sensibilizzazione allergica

Oculare, lesione delle vie aeree superiori, broncospasmo; emorragia polmonare dopo esposizione massiccia

 

acroleina

Materie plastiche, tessili, produzione farmaceutica, prodotti della combustione

Elevata tensione di vapore, solubilità in acqua intermedia, estremamente irritante

Vie aeree diffuse e lesioni parenchimali

 

Ammoniaca

Produzione di fertilizzanti, alimenti per animali, prodotti chimici e farmaceutici

Gas alcalino, altissima solubilità in acqua

Ustione principalmente oculare e delle vie aeree superiori; l'esposizione massiccia può causare bronchiectasie

500

Tricloruro di antimonio, pentacloruro di antimonio

Leghe, catalizzatori organici

Scarsamente solubile, lesione probabilmente dovuta allo ione alogenuro

Polmonite, edema polmonare non cardiogeno

 

Berillio

Leghe (con rame), ceramiche; apparecchiature elettroniche, aerospaziali e per reattori nucleari

Metallo irritante, agisce anche come antigene per promuovere una risposta granulomatosa a lungo termine

Lesione acuta delle vie aeree superiori, tracheobronchite, polmonite chimica

25 μg/m3

Borani (diborano)

Carburante per aeromobili, produzione di fungicidi

Gas idrosolubile

Lesione delle vie aeree superiori, polmonite con esposizione massiccia

 

Bromuro di idrogeno

Raffinazione del petrolio

 

Lesione delle vie aeree superiori, polmonite con esposizione massiccia

 

Bromuro di metile

Refrigerazione, produzione di fumigazione

Gas moderatamente solubile

Lesione delle vie aeree superiori e inferiori, polmonite, depressione del SNC e convulsioni

 

Cadmio

Leghe con Zn e Pb, galvaniche, batterie, insetticidi

Effetti respiratori acuti e cronici

Tracheobronchite, edema polmonare (spesso a insorgenza ritardata nell'arco di 24-48 ore); l'esposizione cronica a basso livello porta a cambiamenti infiammatori ed enfisema

100

Ossido di calcio, idrossido di calcio

Calce, fotografia, concia, insetticidi

Dosi moderatamente caustiche, molto elevate richieste per la tossicità

Infiammazione delle vie aeree superiori e inferiori, polmonite

 

Cloro

Sbiancamento, formazione di composti clorurati, detergenti per la casa

Solubilità in acqua intermedia

Infiammazione delle vie aeree superiori e inferiori, polmonite ed edema polmonare non cardiogeno

5-10

Cloroacetofenone

Agente di controllo della folla, "gas lacrimogeno"

Le qualità irritanti sono usate per inabilitare; agente alchilante

Infiammazione oculare e delle vie aeree superiori, lesioni delle vie aeree inferiori e del parenchima con esposizione massiva

1-10

o-Clorobenzomalo-nitrile

Agente di controllo della folla, "gas lacrimogeno"

Le qualità irritanti sono usate per inabilitare

Infiammazione oculare e delle vie aeree superiori, lesione delle vie aeree inferiori con esposizione massiccia

 

Eteri clorometilici

Solventi, utilizzati nella produzione di altri composti organici

 

Irritazione delle vie aeree superiori e inferiori, anch'essa cancerogena per le vie respiratorie

 

cloropicrina

Produzione chimica, componente fumigante

Ex gas della prima guerra mondiale

Infiammazione delle vie aeree superiori e inferiori

15

Acido cromico (Cr(IV))

Saldatura, placcatura

Irritante idrosolubile, sensibilizzante allergico

Infiammazione e ulcerazione nasale, rinite, polmonite con esposizione massiva

 

Cobalto

Leghe resistenti al calore, magneti permanenti, utensili in metallo duro (con carburo di tungsteno)

Irritante non specifico, anche sensibilizzante allergico

broncospasmo acuto e/o polmonite; l'esposizione cronica può causare fibrosi polmonare

 

Formaldehyde

Fabbricazione di isolanti in schiuma, compensato, tessuti, carta, fertilizzanti, resine; agenti per imbalsamazione; prodotti della combustione

Altamente solubile in acqua, rapidamente metabolizzato; agisce principalmente tramite la stimolazione nervosa sensoriale; sensibilizzazione segnalata

Irritazione oculare e delle vie aeree superiori; broncospasmo in caso di grave esposizione; dermatite da contatto in persone sensibilizzate

3

Acido cloridrico

Raffinazione di metalli, produzione di gomma, produzione di composti organici, materiali fotografici

Altamente solubile in acqua

Infiammazione oculare e delle vie aeree superiori, infiammazione delle vie aeree inferiori solo con esposizione massiccia

100

Acido fluoridrico

Catalizzatore chimico, pesticidi, candeggio, saldatura, incisione

Altamente solubile in acqua, potente e rapido ossidante, abbassa il calcio sierico in caso di esposizione massiccia

Infiammazione oculare e delle vie aeree superiori, tracheobronchite e polmonite con esposizione massiva

20

Gli isocianati

Produzione di poliuretano; vernici; prodotti erbicidi e insetticidi; laminazione, mobili, smaltatura, lavori in resina

Composti organici a basso peso molecolare, irritanti, provocano sensibilizzazione in soggetti predisposti

Infiammazione oculare, superiore e inferiore; asma, polmonite da ipersensibilità in persone sensibilizzate

0.1

Litio idruro

Leghe, ceramiche, elettronica, catalizzatori chimici

Bassa solubilità, altamente reattivo

Polmonite, edema polmonare non cardiogeno

 

mercurio

Elettrolisi, estrazione di minerali e amalgama, produzione elettronica

Nessun sintomo respiratorio con esposizione cronica a basso livello

Infiammazione oculare e delle vie respiratorie, polmonite, SNC, effetti renali e sistemici

1.1 mg/mXNUMX3

Nichel carbonile

Raffinazione del nichel, galvanica, reagenti chimici

Potente tossina

Irritazione delle vie respiratorie inferiori, polmonite, effetti tossici sistemici ritardati

8 μg/m3

Diossido di azoto

Silos dopo lo stoccaggio del nuovo grano, la produzione di fertilizzanti, la saldatura ad arco, i prodotti della combustione

Bassa solubilità in acqua, gas bruno ad alta concentrazione

Infiammazione oculare e delle vie aeree superiori, edema polmonare non cardiogeno, bronchiolite a insorgenza ritardata

50

mostarde azotate; mostarde di zolfo

Gas militari

Provoca gravi lesioni, proprietà vescicanti

Infiammazione oculare, delle vie aeree superiori e inferiori, polmonite

20 mg / m3 (N) 1 mg/m3 (S)

Osmio tetrossido

Raffinazione del rame, lega con iridio, catalizzatore per la sintesi di steroidi e formazione di ammoniaca

L'osmio metallico è inerte, il tetraossido si forma quando riscaldato all'aria

Grave irritazione oculare e delle vie aeree superiori; danno renale transitorio

1 mg/mXNUMX3

Ozono

Saldatura ad arco, fotocopiatrici, sbiancamento della carta

Gas dall'odore dolce, moderata solubilità in acqua

Infiammazione delle vie aeree superiori e inferiori; asmatici più suscettibili

1

Fosgene

Pesticidi e altri prodotti chimici, saldatura ad arco, sverniciatura

Poco solubile in acqua, non irrita le vie respiratorie a basse dosi

Infiammazione e polmonite delle vie aeree superiori; edema polmonare ritardato a basse dosi

2

Solfuri fosforici

Produzione di insetticidi, composti di accensione, fiammiferi

 

Infiammazione oculare e delle vie aeree superiori

 

Cloruri fosforici

Fabbricazione di composti organici clorurati, coloranti, additivi per benzina

Forma acido fosforico e acido cloridrico a contatto con le superfici mucose

Infiammazione oculare e delle vie aeree superiori

10 mg/mXNUMX3

Biossido di selenio

Fusione di rame o nichel, riscaldamento di leghe di selenio

Forte vescicante, forma acido selenio (H2SeO3) sulle superfici mucose

Infiammazione oculare e delle vie aeree superiori, edema polmonare in caso di esposizione massiccia

 

Seleniuro di idrogeno

Raffinazione del rame, produzione di acido solforico

Solubile in acqua; l'esposizione ai composti del selenio dà origine all'alito con odore di aglio

Infiammazione oculare e delle vie aeree superiori, edema polmonare ritardato

 

Styrene

Fabbricazione di polistirene e resine, polimeri

Altamente irritante

Infiammazione oculare, delle vie aeree superiori e inferiori, disturbi neurologici

600

diossido di zolfo

Raffinazione del petrolio, cartiere, impianti di refrigerazione, produzione di solfito di sodio

Gas altamente solubile in acqua

Infiammazione delle vie aeree superiori, broncocostrizione, polmonite in caso di esposizione massiccia

100

Tetracloruro di titanio

Coloranti, pigmenti, scritte in cielo

Gli ioni cloruro formano HCl sulla mucosa

Lesione delle vie aeree superiori

 

Esafluoruro di uranio

Sverniciatori metallici, sigillanti per pavimenti, vernici spray

Tossicità probabilmente da ioni cloruro

Lesione delle vie aeree superiori e inferiori, broncospasmo, polmonite

 

Pentossido di vanadio

Pulizia serbatoi olio, metallurgia

 

Sintomi oculari, delle vie aeree superiori e inferiori

70

Cloruro di zinco

Granate fumogene, artiglieria

Più grave dell'esposizione all'ossido di zinco

Irritazione delle vie aeree superiori e inferiori, febbre, polmonite a insorgenza ritardata

200

Tetracloruro di zirconio

Pigmenti, catalizzatori

Tossicità degli ioni cloruro

Irritazione delle vie aeree superiori e inferiori, polmonite

 

 

Si ritiene che questa condizione derivi da un'infiammazione persistente con riduzione della permeabilità dello strato di cellule epiteliali o ridotta soglia di conduttanza per le terminazioni nervose subepiteliali. Adattato da Sheppard 1988; Graham 1994; Roma 1992; Blanc e Schwartz 1994; Nemery 1990; Skornik 1988.

La natura e l'entità della reazione ad un irritante dipende dalle proprietà fisiche del gas o dell'aerosol, dalla concentrazione e dal tempo di esposizione, nonché da altre variabili, come la temperatura, l'umidità e la presenza di agenti patogeni o altri gas (l'uomo e Hubert 1988). Fattori dell'ospite come l'età (Cabral-Anderson, Evans e Freeman 1977; Evans, Cabral-Anderson e Freeman 1977), l'esposizione precedente (Tyler, Tyler e Last 1988), il livello di antiossidanti (McMillan e Boyd 1982) e la presenza di infezione possono svolgono un ruolo nel determinare i cambiamenti patologici osservati. Questa vasta gamma di fattori ha reso difficile studiare in modo sistematico gli effetti patogeni degli irritanti respiratori.

Gli irritanti meglio compresi sono quelli che infliggono danno ossidativo. La maggior parte degli irritanti inalati, compresi i maggiori inquinanti, agiscono per ossidazione o danno origine a composti che agiscono in questo modo. La maggior parte dei fumi metallici sono in realtà ossidi del metallo riscaldato; questi ossidi causano danno ossidativo. Gli ossidanti danneggiano le cellule principalmente per perossidazione lipidica e potrebbero esserci altri meccanismi. A livello cellulare, vi è inizialmente una perdita abbastanza specifica di cellule ciliate dell'epitelio delle vie aeree e di cellule epiteliali alveolari di tipo I, con conseguente violazione dell'interfaccia di giunzione stretta tra cellule epiteliali (Man e Hulbert 1988; Gordon, Salano e Kleinerman 1986 ; Stephens et al. 1974). Ciò porta a danni subepiteliali e sottomucosi, con stimolazione della muscolatura liscia e delle terminazioni nervose afferenti sensoriali parasimpatiche che causano broncocostrizione (Holgate, Beasley e Twentyman 1987; Boucher 1981). Segue una risposta infiammatoria (Hogg 1981) ei neutrofili e gli eosinofili rilasciano mediatori che causano ulteriore danno ossidativo (Castleman et al. 1980). I pneumociti di tipo II e le cellule cuboidali agiscono come cellule staminali per la riparazione (Keenan, Combs e McDowell 1982; Keenan, Wilson e McDowell 1983).

Altri meccanismi di lesione polmonare alla fine coinvolgono la via ossidativa del danno cellulare, in particolare dopo che si è verificato un danno allo strato protettivo delle cellule epiteliali ed è stata provocata una risposta infiammatoria. I meccanismi più comunemente descritti sono descritti nella tabella 2.

Tabella 2. Meccanismi di danno polmonare da sostanze inalate

Meccanismo di lesione

Esempi di composti

Danni che si verificano

Ossidazione

Ozono, biossido di azoto, biossido di zolfo, cloro, ossidi

Danno epiteliale irregolare delle vie aeree, con aumento della permeabilità ed esposizione delle terminazioni delle fibre nervose; perdita di ciglia dalle cellule ciliate; necrosi dei pneumociti di tipo I; formazione di radicali liberi e successivo legame proteico e perossidazione lipidica

Formazione di acido

Anidride solforosa, cloro, alogenuri

Il gas si dissolve in acqua per formare acido che danneggia le cellule epiteliali tramite ossidazione; azione principalmente sulle vie aeree superiori

Formazione di alcali

Ammoniaca, ossido di calcio, idrossidi

Il gas si dissolve in acqua per formare una soluzione alcalina che può causare la liquefazione dei tessuti; danno predominante delle vie aeree superiori, vie aeree inferiori nelle esposizioni intense

Legame proteico

Formaldehyde

Le reazioni con gli amminoacidi portano a intermedi tossici con danni allo strato di cellule epiteliali

Stimolazione del nervo afferente

Ammoniaca, formaldeide

La stimolazione diretta delle terminazioni nervose provoca sintomi

Antigenicità

Platino, anidridi acide

Le molecole a basso peso molecolare fungono da apteni nelle persone sensibilizzate

Stimolazione della risposta infiammatoria dell'ospite

Ossidi di rame e zinco, lipoproteine

Stimolazione di citochine e mediatori infiammatori senza apparente danno cellulare diretto

Formazione di radicali liberi

paraquat

Promozione della formazione o ritardo della clearance dei radicali superossido, con conseguente perossidazione lipidica e danno ossidativo

Eliminazione ritardata delle particelle

Qualsiasi inalazione prolungata di polvere minerale

Sopraffazione delle scale mobili mucociliari e dei sistemi di macrofagi alveolari con particelle, che porta a una risposta infiammatoria non specifica

 

I lavoratori esposti a bassi livelli di irritanti respiratori possono avere sintomi subclinici riconducibili all'irritazione delle mucose, come lacrimazione, mal di gola, naso che cola e tosse. Con un'esposizione significativa, l'ulteriore sensazione di mancanza di respiro richiederà spesso cure mediche. È importante garantire una buona storia medica per determinare la probabile composizione dell'esposizione, la quantità di esposizione e il periodo di tempo durante il quale l'esposizione ha avuto luogo. Devono essere ricercati i segni di edema laringeo, inclusi raucedine e stridore, e i polmoni devono essere esaminati per segni di interessamento delle vie aeree inferiori o del parenchima. La valutazione delle vie aeree e della funzionalità polmonare, insieme alla radiografia del torace, sono importanti nella gestione a breve termine. La laringoscopia può essere indicata per valutare le vie aeree.

Se le vie aeree sono minacciate, il paziente deve essere sottoposto a intubazione e cure di supporto. I pazienti con segni di edema laringeo devono essere osservati per almeno 12 ore per assicurarsi che il processo si autolimiti. Il broncospasmo deve essere trattato con b-agonisti e, se refrattario, con corticosteroidi per via endovenosa. La mucosa orale e oculare irritata deve essere accuratamente irrigata. I pazienti con crepitii all'esame obiettivo o anomalie alla radiografia del torace devono essere ricoverati in ospedale per l'osservazione in considerazione della possibilità di polmonite o edema polmonare. Tali pazienti sono a rischio di sovrainfezione batterica; tuttavia, non è stato dimostrato alcun beneficio dall'uso di antibiotici profilattici.

La stragrande maggioranza dei pazienti che sopravvivono all'insulto iniziale si riprende completamente dalle esposizioni irritanti. Le possibilità di sequele a lungo termine sono più probabili con un danno iniziale maggiore. Il termine sindrome da disfunzione delle vie aeree reattive (RADS) è stato applicato alla persistenza di sintomi simil-asmatici a seguito di un'esposizione acuta a irritanti respiratori (Brooks, Weiss e Bernstein 1985).

Le esposizioni ad alto livello ad alcali e acidi possono causare ustioni del tratto respiratorio superiore e inferiore che portano a malattie croniche. È noto che l'ammoniaca causa bronchiectasie (Kass et al. 1972); il cloro gassoso (che diventa HCl nella mucosa) è riportato come causa di malattie polmonari ostruttive (Donelly e Fitzgerald 1990; Das e Blanc 1993). Esposizioni croniche di basso livello a sostanze irritanti possono causare continui sintomi oculari e delle vie aeree superiori (Korn, Dockery e Speizer 1987), ma il deterioramento della funzione polmonare non è stato documentato in modo definitivo. Gli studi sugli effetti delle sostanze irritanti croniche di basso livello sulla funzione delle vie aeree sono ostacolati dalla mancanza di follow-up a lungo termine, confondendo il fumo di sigaretta, l'"effetto lavoratore sano" e l'effetto clinico minimo, se del caso, effettivo (Brooks e Kalica 1987).

Dopo che un paziente si è ripreso dalla lesione iniziale, è necessario un regolare follow-up da parte di un medico. Chiaramente, ci dovrebbe essere uno sforzo per indagare sul posto di lavoro e valutare le precauzioni respiratorie, la ventilazione e il contenimento degli irritanti colpevoli.

Prodotti chimici tossici

Le sostanze chimiche tossiche per il polmone includono la maggior parte degli irritanti respiratori a cui viene data un'esposizione sufficientemente elevata, ma ci sono molte sostanze chimiche che causano danni significativi al parenchima polmonare nonostante possiedano proprietà irritanti da basse a moderate. Questi composti esercitano i loro effetti mediante meccanismi esaminati nella Tabella 3 e discussi sopra. Le tossine polmonari tendono ad essere meno solubili in acqua rispetto agli irritanti delle vie aeree superiori. Esempi di tossine polmonari e le loro fonti di esposizione sono esaminati nella tabella 3.

Tabella 3. Composti capaci di tossicità polmonare dopo esposizione da bassa a moderata

Compound

Fonti di esposizione

Tossicità

acroleina

Materie plastiche, tessili, produzione farmaceutica, prodotti della combustione

Vie aeree diffuse e lesioni parenchimali

Tricloruro di antimonio; antimonio
pentacloruro

Leghe, catalizzatori organici

Polmonite, edema polmonare non cardiogeno

Cadmio

Leghe con zinco e piombo, galvanica, batterie, insetticidi

Tracheobronchite, edema polmonare (spesso a insorgenza ritardata nell'arco di 24-48 ore), danno renale: proteinuria tubulare

cloropicrina

Produzione chimica, componenti fumiganti

Infiammazione delle vie aeree superiori e inferiori

Cloro

Sbiancamento, formazione di composti clorurati, detergenti per la casa

Infiammazione delle vie aeree superiori e inferiori, polmonite ed edema polmonare non cardiogeno

Solfuro d'idrogeno

Pozzi di gas naturale, miniere, letame

Irritazione oculare, delle vie aeree superiori e inferiori, edema polmonare ritardato, asfissia da ipossia tissutale sistemica

Litio idruro

Leghe, ceramiche, elettronica, catalizzatori chimici

Polmonite, edema polmonare non cardiogeno

Isocianato di metile

Sintesi di pesticidi

Irritazione delle vie respiratorie superiori e inferiori, edema polmonare

mercurio

Elettrolisi, estrazione di minerali e amalgama, produzione elettronica

Infiammazione oculare e delle vie respiratorie, polmonite, SNC, effetti renali e sistemici

Nichel carbonile

Raffinazione del nichel, galvanica, reagenti chimici

Irritazione delle vie respiratorie inferiori, polmonite, effetti tossici sistemici ritardati

Diossido di azoto

Silos dopo lo stoccaggio del grano nuovo, la produzione di fertilizzanti, la saldatura ad arco; prodotti della combustione

Infiammazione oculare e delle vie aeree superiori, edema polmonare non cardiogeno, bronchiolite a insorgenza ritardata

Mostarde azotate, zolfo
mostarde

Agenti militari, vescicanti

Infiammazione delle vie oculari e respiratorie, polmonite

paraquat

Erbicidi (ingeriti)

Danno selettivo ai pneumociti di tipo 2 che porta a RADS, fibrosi polmonare; insufficienza renale, irritazione gastrointestinale

Fosgene

Pesticidi e altri prodotti chimici, saldatura ad arco, sverniciatura

Infiammazione e polmonite delle vie aeree superiori; edema polmonare ritardato a basse dosi

Cloruro di zinco

Granate fumogene, artiglieria

Irritazione delle vie aeree superiori e inferiori, febbre, polmonite a insorgenza ritardata

 

Viene definito un gruppo di tossine inalabili asfissianti. Quando presenti in concentrazioni sufficientemente elevate, gli asfissianti, anidride carbonica, metano e azoto, sostituiscono l'ossigeno e di fatto soffocano la vittima. L'acido cianidrico, il monossido di carbonio e l'idrogeno solforato agiscono inibendo la respirazione cellulare nonostante un adeguato apporto di ossigeno ai polmoni. Le tossine inalate non asfissianti danneggiano gli organi bersaglio, causando un'ampia varietà di problemi di salute e mortalità.

La gestione medica delle tossine polmonari inalate è simile alla gestione degli irritanti respiratori. Queste tossine spesso non provocano il loro massimo effetto clinico per diverse ore dopo l'esposizione; il monitoraggio notturno può essere indicato per i composti noti per causare edema polmonare a insorgenza ritardata. Poiché la terapia delle tossine sistemiche esula dallo scopo di questo capitolo, si rimanda il lettore alle discussioni sulle singole tossine altrove in questo capitolo. Enciclopedia e in ulteriori testi sull'argomento (Goldfrank et al. 1990; Ellenhorn e Barceloux 1988).

Febbre da inalazione

Alcune esposizioni per inalazione che si verificano in una varietà di contesti professionali diversi possono provocare debilitanti malattie simil-influenzali che durano alcune ore. Questi sono indicati collettivamente come febbri da inalazione. Nonostante la gravità dei sintomi, la tossicità sembra essere autolimitante nella maggior parte dei casi e ci sono pochi dati che suggeriscono sequele a lungo termine. L'esposizione massiccia a composti stimolanti può causare una reazione più grave che coinvolge polmonite ed edema polmonare; questi casi non comuni sono considerati più complicati della semplice febbre da inalazione.

Le febbri da inalazione hanno in comune la caratteristica dell'aspecificità: la sindrome può essere prodotta in quasi tutti, data un'adeguata esposizione all'agente scatenante. La sensibilizzazione non è richiesta e non è necessaria alcuna precedente esposizione. Alcune delle sindromi presentano il fenomeno della tolleranza; cioè, con un'esposizione ripetuta regolare i sintomi non si verificano. Si ritiene che questo effetto sia correlato a un'aumentata attività dei meccanismi di clearance, ma non è stato adeguatamente studiato.

Sindrome tossica da polvere organica

Sindrome tossica da polvere organica (ODTS) è un termine ampio che denota i sintomi simil-influenzali autolimitanti che si verificano a seguito di una forte esposizione a polveri organiche. La sindrome comprende una vasta gamma di malattie febbrili acute che hanno nomi derivati ​​dai compiti specifici che portano all'esposizione alla polvere. I sintomi si verificano solo dopo una massiccia esposizione alla polvere organica e la maggior parte degli individui così esposti svilupperà la sindrome.

La sindrome tossica da polvere organica è stata precedentemente chiamata micotossicosi polmonare, a causa della sua presunta eziologia nell'azione delle spore di muffe e attinomiceti. Con alcuni pazienti, si possono coltivare specie di Aspergillus, Penicillium, e mesofili e termofili attinomiceti (Emmanuel, Marx e Ault 1975; Emmanuel, Marx e Ault 1989). Più recentemente, è stato proposto che le endotossine batteriche svolgano un ruolo almeno altrettanto importante. La sindrome è stata provocata sperimentalmente dall'inalazione di endotossina derivata da Enterobacter agglomerani, un componente importante della polvere organica (Rylander, Bake e Fischer 1989). I livelli di endotossine sono stati misurati nell'ambiente di allevamento, con livelli compresi tra 0.01 e 100μg/m3. Molti campioni avevano un livello superiore a 0.2 μg/m3, che è il livello in cui è noto che si verificano gli effetti clinici (May, Stallones e Darrow 1989). Si ipotizza che le citochine, come IL-1, possano mediare gli effetti sistemici, dato ciò che è già noto sul rilascio di IL-1 dai macrofagi alveolari in presenza di endotossina (Richerson 1990). I meccanismi allergici sono improbabili data la mancanza di necessità di sensibilizzazione e la necessità di un'elevata esposizione alla polvere.

Dal punto di vista clinico, il paziente di solito presenta i sintomi da 2 a 8 ore dopo l'esposizione a grano, fieno, cotone, lino, canapa o trucioli di legno (di solito ammuffiti) o dopo aver manipolato i maiali (Do Pico 1992). Spesso i sintomi iniziano con irritazione degli occhi e delle mucose con tosse secca, che progredisce fino a febbre e malessere, costrizione toracica, mialgie e cefalea. Il paziente appare malato ma per il resto normale all'esame obiettivo. Si verifica frequentemente leucocitosi, con livelli fino a 25,000 globuli bianchi (WBC)/mmXNUMX3. La radiografia del torace è quasi sempre normale. La spirometria può rivelare un modesto difetto ostruttivo. Nei casi in cui è stata eseguita la broncoscopia a fibre ottiche e sono stati ottenuti lavaggi bronchiali, è stato riscontrato un aumento dei leucociti nel liquido di lavaggio. La percentuale di neutrofili era significativamente più alta del normale (Emmanuel, Marx e Ault 1989; Lecours, Laviolette e Cormier 1986). La broncoscopia da 1 a 4 settimane dopo l'evento mostra una cellularità persistentemente elevata, prevalentemente linfociti.

A seconda della natura dell'esposizione, la diagnosi differenziale può includere l'esposizione a gas tossici (come il biossido di azoto o l'ammoniaca), in particolare se l'episodio si è verificato in un silo. Deve essere presa in considerazione una polmonite da ipersensibilità, soprattutto se sono presenti anomalie significative della radiografia del torace o dei test di funzionalità polmonare. La distinzione tra polmonite da ipersensibilità (HP) e ODTS è importante: l'HP richiederà una rigorosa prevenzione dell'esposizione e ha una prognosi peggiore, mentre l'ODTS ha un decorso benigno e autolimitante. L'ODTS si distingue anche dall'HP perché si verifica più frequentemente, richiede livelli più elevati di esposizione alla polvere, non induce il rilascio di anticorpi precipitanti nel siero e (inizialmente) non dà origine all'alveolite linfocitica caratteristica dell'HP.

I casi sono gestiti con antipiretici. Un ruolo per gli steroidi non è stato sostenuto data la natura autolimitante della malattia. I pazienti dovrebbero essere istruiti sull'evitare l'esposizione massiccia. Si ritiene che l'effetto a lungo termine di eventi ripetuti sia trascurabile; tuttavia, questa domanda non è stata adeguatamente studiata.

Febbre da fumi metallici

La febbre da fumi metallici (MFF) è un'altra malattia simil-influenzale autolimitante che si sviluppa dopo l'esposizione per inalazione, in questo caso a fumi metallici. La sindrome si sviluppa più comunemente dopo l'inalazione di ossido di zinco, come avviene nelle fonderie di ottone e nella fusione o saldatura di metallo zincato. Anche gli ossidi di rame e ferro causano MFF, e occasionalmente sono stati implicati vapori di alluminio, arsenico, cadmio, mercurio, cobalto, cromo, argento, manganese, selenio e stagno (Rose 1992). I lavoratori sviluppano tachifalassi; cioè, i sintomi compaiono solo quando l'esposizione si verifica dopo diversi giorni senza esposizione, non quando ci sono esposizioni ripetute regolari. Un TLV di otto ore di 5 mg/m3 per l'ossido di zinco è stato stabilito dalla US Occupational Safety and Health Administration (OSHA), ma i sintomi sono stati provocati sperimentalmente dopo un'esposizione di due ore a questa concentrazione (Gordon et al. 1992).

La patogenesi di MFF rimane poco chiara. L'insorgenza riproducibile dei sintomi indipendentemente dall'individuo esposto depone contro una specifica sensibilizzazione immunitaria o allergica. Anche la mancanza di sintomi associati al rilascio di istamina (vampate, prurito, respiro sibilante, orticaria) depone contro la probabilità di un meccanismo allergico. Paul Blanc e collaboratori hanno sviluppato un modello che implica il rilascio di citochine (Blanc et al. 1991; Blanc et al.1993). Hanno misurato i livelli del fattore di necrosi tumorale (TNF) e delle interleuchine IL-1, IL-4, IL-6 e IL-8 nel fluido lavato dai polmoni di 23 volontari esposti sperimentalmente a fumi di ossido di zinco (Blanc et al. al.1993). I volontari hanno sviluppato livelli elevati di TNF nel loro fluido di lavaggio broncoalveolare (BAL) 3 ore dopo l'esposizione. Venti ore dopo, sono stati osservati alti livelli di fluido BAL di IL-8 (un potente attrattivo dei neutrofili) e un'impressionante alveolite neutrofila. Il TNF, una citochina capace di provocare febbre e stimolare le cellule immunitarie, è stato dimostrato essere rilasciato da monociti in coltura esposti allo zinco (Scuderi 1990). Di conseguenza, la presenza di un aumento del TNF nel polmone spiega l'insorgenza dei sintomi osservati in MFF. È noto che il TNF stimola il rilascio sia di IL-6 che di IL-8, in un periodo di tempo correlato ai picchi delle citochine nel fluido BAL di questi volontari. Il reclutamento di queste citochine può spiegare la conseguente alveolite dei neutrofili e sintomi simil-influenzali che caratterizzano MFF. Perché l'alveolite si risolva così rapidamente rimane un mistero.

I sintomi iniziano da 3 a 10 ore dopo l'esposizione. Inizialmente, potrebbe esserci un sapore metallico dolce in bocca, accompagnato da un peggioramento della tosse secca e da mancanza di respiro. Spesso si sviluppano febbre e brividi tremanti e il lavoratore si sente male. L'esame fisico è altrimenti irrilevante. La valutazione di laboratorio mostra una leucocitosi e una normale radiografia del torace. Gli studi sulla funzionalità polmonare possono mostrare un FEF leggermente ridotto25-75 e livelli di DLCO (Nemery 1990; Rose 1992).

Con una buona anamnesi la diagnosi è prontamente stabilita e il lavoratore può essere trattato sintomaticamente con antipiretici. I sintomi e le anomalie cliniche si risolvono entro 24-48 ore. In caso contrario, devono essere considerate le eziologie batteriche e virali dei sintomi. In caso di esposizione estrema, o esposizioni che comportano contaminazione da tossine come cloruro di zinco, cadmio o mercurio, il QFP può essere foriero di una polmonite chimica clinica che si evolverà nei prossimi 2 giorni (Blount 1990). Tali casi possono presentare infiltrati diffusi su una radiografia del torace e segni di edema polmonare e insufficienza respiratoria. Mentre questa possibilità dovrebbe essere presa in considerazione nella valutazione iniziale di un paziente esposto, un decorso così fulminante è insolito e non caratteristico di MFF non complicato.

MFF non richiede una sensibilità specifica dell'individuo per i fumi metallici; piuttosto, indica un controllo ambientale inadeguato. Il problema dell'esposizione dovrebbe essere affrontato per prevenire sintomi ricorrenti. Sebbene la sindrome sia considerata benigna, gli effetti a lungo termine di periodi ripetuti di MFF non sono stati adeguatamente studiati.

Febbre da fumo di polimero

La febbre da fumi di polimero è una malattia febbrile autolimitante simile alla MFF, ma causata da prodotti di pirolisi inalati di fluoropolimeri, incluso il politetrafluoroetano (PTFE; nomi commerciali Teflon, Fluon, Halon). Il PTFE è ampiamente utilizzato per le sue proprietà di lubrificante, stabilità termica e isolamento elettrico. È innocuo a meno che non venga riscaldato oltre i 30°C, quando inizia a rilasciare prodotti di degradazione (Shusterman 1993). Questa situazione si verifica quando si saldano materiali rivestiti di PTFE, si riscalda il PTFE con un tagliente durante la lavorazione ad alta velocità, si azionano macchine per lo stampaggio o l'estrusione (Rose 1992) e raramente durante la chirurgia laser endotracheale (Rom 1992a).

Una causa comune di febbre da fumi di polimero è stata individuata dopo un periodo di classico lavoro investigativo sulla salute pubblica nei primi anni '1970 (Wegman e Peters 1974; Kuntz e McCord 1974). I lavoratori tessili stavano sviluppando malattie febbrili autolimitanti con esposizioni a formaldeide, ammoniaca e fibre di nylon; non hanno avuto esposizione ai fumi di fluoropolimero ma hanno maneggiato il polimero frantumato. Dopo aver scoperto che i livelli di esposizione degli altri possibili agenti eziologici erano entro limiti accettabili, il lavoro sui fluoropolimeri è stato esaminato più da vicino. Come si è scoperto, solo i fumatori di sigarette che lavoravano con il fluoropolimero erano sintomatici. È stato ipotizzato che le sigarette fossero contaminate da fluoropolimero sulle mani del lavoratore, quindi il prodotto è stato bruciato sulla sigaretta quando è stata fumata, esponendo il lavoratore a fumi tossici. Dopo aver proibito il fumo di sigaretta sul posto di lavoro e stabilito rigide regole per il lavaggio delle mani, non sono state segnalate ulteriori malattie (Wegman e Peters 1974). Da allora, questo fenomeno è stato segnalato dopo aver lavorato con composti impermeabilizzanti, composti antimuffa (Albrecht e Bryant 1987) e dopo aver utilizzato alcuni tipi di sciolina (Strom e Alexandersen 1990).

La patogenesi della febbre da fumi di polimero non è nota. Si pensa che sia simile alle altre febbri da inalazione a causa della sua presentazione simile e della risposta immunitaria apparentemente non specifica. Non sono stati condotti studi sperimentali sull'uomo; tuttavia, i ratti e gli uccelli sviluppano entrambi un grave danno epiteliale alveolare in seguito all'esposizione ai prodotti di pirolisi del PTFE (Wells, Slocombe e Trapp 1982; Blandford et al. 1975). Non è stata eseguita una misurazione accurata della funzione polmonare o dei cambiamenti di fluido BAL.

I sintomi compaiono diverse ore dopo l'esposizione e non c'è un effetto di tolleranza o tachifalassi come visto in MFF. Debolezza e mialgie sono seguite da febbre e brividi. Spesso c'è oppressione toracica e tosse. L'esame fisico è di solito altrimenti normale. La leucocitosi è spesso osservata e la radiografia del torace è solitamente normale. I sintomi si risolvono spontaneamente in 12-48 ore. Ci sono stati alcuni casi di persone che hanno sviluppato edema polmonare dopo l'esposizione; in generale, si ritiene che i fumi di PTFE siano più tossici dei fumi di zinco o rame nel causare MFF (Shusterman 1993; Brubaker 1977). La disfunzione cronica delle vie aeree è stata riportata in persone che hanno avuto episodi multipli di febbre da fumi di polimero (Williams, Atkinson e Patchefsky 1974).

La diagnosi di febbre da fumi di polimero richiede un'attenta anamnesi con elevato sospetto clinico. Dopo aver accertato la fonte dei prodotti di pirolisi del PTFE, è necessario compiere sforzi per prevenire un'ulteriore esposizione. Le regole obbligatorie per il lavaggio delle mani e l'eliminazione del fumo sul posto di lavoro hanno effettivamente eliminato i casi relativi alle sigarette contaminate. I lavoratori che hanno avuto episodi multipli di febbre da fumi di polimero o edema polmonare associato devono sottoporsi a un follow-up medico a lungo termine.

 

Di ritorno

Lunedi, Febbraio 28 2011 21: 32

Asma professionale

L'asma è una malattia respiratoria caratterizzata da ostruzione delle vie aeree parzialmente o completamente reversibile, spontaneamente o con trattamento; infiammazione delle vie aeree; e una maggiore reattività delle vie aeree a una varietà di stimoli (NAEP 1991). L'asma professionale (OA) è l'asma che è causata da esposizioni ambientali sul posto di lavoro. È stato segnalato che diverse centinaia di agenti causano OA. L'asma preesistente o l'iperreattività delle vie aeree, con sintomi peggiorati dall'esposizione lavorativa a sostanze irritanti o stimoli fisici, è solitamente classificata separatamente come asma aggravata dal lavoro (WAA). C'è un accordo generale sul fatto che l'OA sia diventata la malattia polmonare occupazionale più diffusa nei paesi sviluppati, sebbene le stime della prevalenza e dell'incidenza effettive siano piuttosto variabili. È chiaro, tuttavia, che in molti paesi l'asma di eziologia professionale causa un carico di malattia e disabilità largamente non riconosciuto con costi economici e non economici elevati. Gran parte di questo onere economico e sanitario pubblico è potenzialmente prevenibile identificando e controllando o eliminando le esposizioni sul posto di lavoro che causano l'asma. Questo articolo riassumerà gli attuali approcci al riconoscimento, alla gestione e alla prevenzione dell'OA. Diverse pubblicazioni recenti discutono questi problemi in modo più dettagliato (Chan-Yeung 1995; Bernstein et al. 1993).

Grandezza del problema

La prevalenza dell'asma negli adulti varia generalmente dal 3 al 5%, a seconda della definizione di asma e delle variazioni geografiche, e può essere considerevolmente più alta in alcune popolazioni urbane a basso reddito. La proporzione di casi di asma negli adulti nella popolazione generale correlata all'ambiente di lavoro varia dal 2 al 23%, con stime recenti che tendono verso il limite superiore dell'intervallo. Le prevalenze di asma e OA sono state stimate in piccoli studi di coorte e trasversali di gruppi professionali ad alto rischio. In una revisione di 22 studi selezionati di luoghi di lavoro con esposizioni a sostanze specifiche, le prevalenze di asma o OA, definite in vari modi, variavano dal 3 al 54%, con 12 studi che riportavano prevalenze superiori al 15% (Becklake, in Bernstein et al. 1993 ). L'ampia gamma riflette la variazione reale nella prevalenza effettiva (dovuta a diversi tipi e livelli di esposizione). Riflette anche le differenze nei criteri diagnostici e la variazione nella forza dei pregiudizi, come il "pregiudizio del sopravvissuto", che può derivare dall'esclusione dei lavoratori che hanno sviluppato OA e hanno lasciato il posto di lavoro prima che lo studio fosse condotto. Le stime di incidenza sulla popolazione variano da 14 per milione di adulti occupati all'anno negli Stati Uniti a 140 per milione di adulti occupati all'anno in Finlandia (Meredith e Nordman 1996). L'accertamento dei casi era più completo ei metodi di diagnosi erano generalmente più rigorosi in Finlandia. L'evidenza proveniente da queste diverse fonti è coerente nella sua implicazione che l'OA è spesso sottodiagnosticata e/o sottostimata ed è un problema di salute pubblica di portata maggiore di quanto generalmente riconosciuto.

Cause di asma professionale

Oltre 200 agenti (sostanze specifiche, occupazioni o processi industriali) sono stati segnalati come causa di OA, sulla base di prove epidemiologiche e/o cliniche. Nell'OA, l'infiammazione delle vie aeree e la broncocostrizione possono essere causate dalla risposta immunologica ad agenti sensibilizzanti, da effetti irritanti diretti o da altri meccanismi non immunologici. Alcuni agenti (p. es., insetticidi organofosfati) possono anche causare broncocostrizione per azione farmacologica diretta. Si ritiene che la maggior parte degli agenti segnalati induca una risposta di sensibilizzazione. Gli irritanti respiratori spesso peggiorano i sintomi nei lavoratori con asma preesistente (es. WAA) e, a livelli di esposizione elevati, possono causare una nuova insorgenza di asma (chiamata sindrome da disfunzione delle vie aeree reattive (RADS) o asma indotto da irritanti) (Brooks, Weiss e Bernstein 1985; Alberts e Do Pico 1996).

L'OA può verificarsi con o senza un periodo di latenza. Il periodo di latenza si riferisce al tempo che intercorre tra l'esposizione iniziale e lo sviluppo dei sintomi ed è molto variabile. Spesso è inferiore a 2 anni, ma in circa il 20% dei casi è di 10 anni o più. L'OA con latenza è generalmente causata dalla sensibilizzazione a uno o più agenti. RADS è un esempio di OA senza latenza.

Gli agenti sensibilizzanti ad alto peso molecolare (5,000 dalton (Da) o più) spesso agiscono mediante un meccanismo IgE-dipendente. Gli agenti sensibilizzanti a basso peso molecolare (meno di 5,000 Da), che includono sostanze chimiche altamente reattive come gli isocianati, possono agire mediante meccanismi indipendenti dalle IgE o possono agire come apteni, combinandosi con le proteine ​​del corpo. Una volta che un lavoratore diventa sensibilizzato a un agente, la riesposizione (spesso a livelli molto al di sotto del livello che ha causato la sensibilizzazione) provoca una risposta infiammatoria nelle vie aeree, spesso accompagnata da un aumento della limitazione del flusso aereo e della risposta bronchiale aspecifica (NBR).

Negli studi epidemiologici sull'OA, le esposizioni sul posto di lavoro sono costantemente i più forti determinanti della prevalenza dell'asma e il rischio di sviluppare OA con latenza tende ad aumentare con l'intensità stimata dell'esposizione. L'atopia è un fattore importante e il fumo un fattore determinante in qualche modo meno consistente dell'insorgenza dell'asma negli studi sugli agenti che agiscono attraverso un meccanismo IgE-dipendente. Né l'atopia né il fumo sembrano essere un determinante importante dell'asma negli studi sugli agenti che agiscono attraverso meccanismi indipendenti dalle IgE.

Presentazione clinica

Lo spettro dei sintomi dell'OA è simile all'asma non professionale: respiro sibilante, tosse, costrizione toracica e respiro corto. I pazienti a volte presentano una variante della tosse o asma notturno. L'OA può essere grave e invalidante e sono stati segnalati decessi. L'insorgenza di OA si verifica a causa di uno specifico ambiente di lavoro, quindi identificare le esposizioni che si sono verificate al momento dell'insorgenza dei sintomi asmatici è la chiave per una diagnosi accurata. Nella WAA, le esposizioni sul posto di lavoro causano un aumento significativo della frequenza e/o della gravità dei sintomi di asma preesistente.

Diverse caratteristiche della storia clinica possono suggerire un'eziologia professionale (Chan-Yeung 1995). I sintomi spesso peggiorano al lavoro o di notte dopo il lavoro, migliorano nei giorni di riposo e si ripresentano al ritorno al lavoro. I sintomi possono peggiorare progressivamente verso la fine della settimana lavorativa. Il paziente può notare attività o agenti specifici sul posto di lavoro che scatenano i sintomi in modo riproducibile. L'irritazione oculare o la rinite legate al lavoro possono essere associate a sintomi asmatici. Questi modelli di sintomi tipici possono essere presenti solo nelle fasi iniziali dell'OA. La risoluzione parziale o completa nei fine settimana o nei giorni festivi è comune all'inizio del corso dell'OA, ma con esposizioni ripetute, il tempo necessario per il recupero può aumentare fino a una o due settimane o il recupero può cessare. La maggior parte dei pazienti con OA le cui esposizioni sono terminate continua ad avere asma sintomatico anche anni dopo la cessazione dell'esposizione, con menomazione permanente e disabilità. L'esposizione continua è associata a un ulteriore peggioramento dell'asma. La breve durata e la lieve gravità dei sintomi al momento della cessazione dell'esposizione sono buoni fattori prognostici e riducono la probabilità di asma permanente.

Diversi pattern temporali caratteristici dei sintomi sono stati riportati per l'OA. Le reazioni asmatiche precoci si verificano tipicamente poco (meno di un'ora) dopo l'inizio del lavoro o dopo la specifica esposizione lavorativa che causa l'asma. Le reazioni asmatiche tardive iniziano da 4 a 6 ore dopo l'inizio dell'esposizione e possono durare da 24 a 48 ore. Combinazioni di questi modelli si verificano come doppie reazioni asmatiche con risoluzione spontanea dei sintomi che separano una reazione precoce e tardiva, o come reazioni asmatiche continue senza risoluzione dei sintomi tra le fasi. Con eccezioni, le reazioni precoci tendono ad essere IgE mediate e le reazioni tardive tendono ad essere IgE indipendenti.

L'aumento dell'NBR, generalmente misurato con metacolina o istamina, è considerato una caratteristica cardinale dell'asma occupazionale. Il decorso temporale e il grado di NBR possono essere utili nella diagnosi e nel monitoraggio. L'NBR può diminuire entro diverse settimane dopo la cessazione dell'esposizione, sebbene l'NBR anormale persista comunemente per mesi o anni dopo la fine dell'esposizione. In soggetti con asma professionale indotto da sostanze irritanti, non si prevede che l'NBR vari con l'esposizione e/oi sintomi.

Riconoscimento e diagnosi

Una diagnosi accurata di OA è importante, date le sostanziali conseguenze negative di una diagnosi insufficiente o eccessiva. Nei lavoratori con OA oa rischio di sviluppare OA, il riconoscimento tempestivo, l'identificazione e il controllo delle esposizioni professionali che causano l'asma migliorano le possibilità di prevenzione o di recupero completo. Questa prevenzione primaria può ridurre notevolmente gli elevati costi finanziari e umani dell'asma cronico e invalidante. Al contrario, dal momento che una diagnosi di OA può obbligare a un cambio completo di occupazione, o costosi interventi sul posto di lavoro, distinguendo accuratamente l'OA dall'asma non occupazionale si possono evitare inutili costi sociali e finanziari sia per i datori di lavoro che per i lavoratori.

Sono state proposte diverse definizioni di casi di OA, appropriate in diverse circostanze. Le definizioni ritenute valide per lo screening o la sorveglianza dei lavoratori (Hoffman et al. 1990) potrebbero non essere interamente applicabili per scopi clinici o compensi. Un consenso dei ricercatori ha definito l'OA come "una malattia caratterizzata da limitazione variabile del flusso aereo e/o iperreattività delle vie aeree dovuta a cause e condizioni attribuibili a un particolare ambiente lavorativo e non a stimoli incontrati al di fuori del posto di lavoro" (Bernstein et al. 1993). . Questa definizione è stata resa operativa come definizione di caso medico, riassunta nella tabella 1 (Chan-Yeung 1995).


Tabella 1. Definizione di caso medico ACCP di asma professionale

 

Criteri per la diagnosi di asma professionale1 (richiede tutti e 4, AD):

(A) Diagnosi medica di asma e/o evidenza fisiologica di iperreattività delle vie aeree

(B) L'esposizione professionale ha preceduto l'insorgenza dei sintomi asmatici1

(C) Associazione tra sintomi di asma e lavoro

(D) Esposizione e/o evidenza fisiologica della relazione dell'asma con l'ambiente di lavoro (La diagnosi di OA richiede uno o più di D2-D5, probabilmente OA richiede solo D1)

(1) Esposizione sul posto di lavoro ad agenti segnalati come causa di OA

(2) Cambiamenti correlati al lavoro nel FEV1 e/o PEF

(3) Modifiche correlate al lavoro nei test seriali per la risposta bronchiale non specifica (ad es., test di provocazione alla metacolina)

(4) Test di provocazione bronchiale specifico positivo

(5) Insorgenza di asma con una chiara associazione con un'esposizione sintomatica a un irritante inalato sul posto di lavoro (generalmente RADS)

 

Criteri per la diagnosi di RADS (dovrebbero soddisfare tutti e 7):

(1) Assenza documentata di disturbi simili all'asma preesistenti

(2) Insorgenza dei sintomi dopo un singolo episodio di esposizione o incidente

(3) Esposizione a gas, fumo, vapore, vapore o polvere con proprietà irritanti presenti in alta concentrazione

(4) Insorgenza dei sintomi entro 24 ore dall'esposizione con persistenza dei sintomi per almeno 3 mesi

(5) Sintomi coerenti con l'asma: tosse, respiro sibilante, dispnea

(6) Presenza di ostruzione delle vie aeree nei test di funzionalità polmonare e/o presenza di iperreattività bronchiale aspecifica (il test deve essere eseguito subito dopo l'esposizione)

(7) Altre malattie polmonari escluse

 

Criteri per la diagnosi di asma aggravata dal lavoro (WAA):

(1) Soddisfa i criteri A e C della definizione di caso medico ACCP di OA

(2) Asma preesistente o anamnesi di sintomi asmatici (con sintomi attivi durante l'anno prima dell'inizio del rapporto di lavoro o esposizione di interesse)

(3) Chiaro aumento dei sintomi o del fabbisogno di farmaci, o documentazione di cambiamenti della PEF correlati al lavoroR o FEV1 dopo l'inizio del rapporto di lavoro o l'esposizione di interessi

1 Una definizione di caso che richieda A, C e uno qualsiasi tra D1 e D5 può essere utile nella sorveglianza per OA, WAA e RADS.
Fonte: Chan-Yeung 1995.


 

Una valutazione clinica completa dell'OA può richiedere molto tempo, denaro e difficoltà. Può richiedere prove diagnostiche di allontanamento e ritorno al lavoro e spesso richiede al paziente di tracciare in modo affidabile le misurazioni seriali del flusso espiratorio di picco (PEF). Alcuni componenti della valutazione clinica (p. es., test bronchiale specifico o test quantitativi seriali per NBR) possono non essere prontamente disponibili per molti medici. Altre componenti potrebbero semplicemente non essere realizzabili (p. es., paziente che non lavora più, risorse diagnostiche non disponibili, misurazioni seriali del PEF inadeguate). È probabile che l'accuratezza diagnostica aumenti con la completezza della valutazione clinica. In ogni singolo paziente, le decisioni sull'entità della valutazione medica dovranno bilanciare i costi della valutazione con le conseguenze cliniche, sociali, finanziarie e di salute pubblica di una diagnosi errata o dell'esclusione dell'OA.

In considerazione di queste difficoltà, nella tabella 2 è delineato un approccio graduale alla diagnosi di OA. Questa è intesa come una guida generale per facilitare una valutazione diagnostica accurata, pratica ed efficiente, riconoscendo che alcune delle procedure suggerite potrebbero non essere disponibili in alcune impostazioni . La diagnosi di OA implica stabilire sia la diagnosi di asma sia la relazione tra asma ed esposizioni sul posto di lavoro. Dopo ogni fase, per ogni paziente, il medico dovrà determinare se il livello di certezza diagnostica raggiunto è adeguato a supportare le decisioni necessarie, o se la valutazione deve continuare fino alla fase successiva. Se le strutture e le risorse sono disponibili, il tempo e il costo per continuare la valutazione clinica sono generalmente giustificati dall'importanza di determinare con precisione la relazione tra asma e lavoro. Saranno riassunti i punti salienti delle procedure diagnostiche per OA; i dettagli possono essere trovati in molti dei riferimenti (Chan-Yeung 1995; Bernstein et al. 1993). Può essere presa in considerazione la consultazione di un medico esperto in OA, poiché il processo diagnostico può essere difficile.

 


Tabella 2. Passi nella valutazione diagnostica dell'asma sul posto di lavoro

 

Passo 1 Anamnesi medica e occupazionale completa ed esame fisico diretto.

Passo 2 Valutazione fisiologica per ostruzione delle vie aeree reversibile e/o iperreattività bronchiale aspecifica.

Passo 3 Valutazione immunologica, se appropriata.

Valuta lo stato del lavoro:

Attualmente funzionante: procedi prima al passaggio 4.
Attualmente non funzionante, prova diagnostica di ritorno al lavoro fattibile: prima fase 5, quindi fase 4.
Attualmente non funzionante, test diagnostico di ritorno al lavoro non fattibile: passaggio 6.

Passo 4 Valutazione clinica dell'asma sul lavoro o prova diagnostica del ritorno al lavoro.

Passo 5 Valutazione clinica dell'asma fuori dal lavoro o prova diagnostica dell'allontanamento dal lavoro.

Passo 6 Prove sul posto di lavoro o test di provocazione bronchiale specifici. Se disponibile per sospette esposizioni causali, questo passaggio può essere eseguito prima del Passaggio 4 per qualsiasi paziente.

Questa è intesa come una guida generale per facilitare una valutazione diagnostica pratica ed efficiente. Si raccomanda che i medici che diagnosticano e gestiscono l'OA facciano riferimento anche alla letteratura clinica corrente.


 

 

RADS, quando causato da un'esposizione professionale, è solitamente considerato una sottoclasse di OA. Viene diagnosticata clinicamente, utilizzando i criteri della Tabella 6. I pazienti che hanno subito un danno respiratorio significativo a causa di inalazioni di sostanze irritanti di alto livello devono essere valutati per i sintomi persistenti e la presenza di ostruzione delle vie aeree poco dopo l'evento. Se la storia clinica è compatibile con RADS, un'ulteriore valutazione dovrebbe includere test quantitativi per NBR, se non controindicato.

La WAA può essere comune e può causare un notevole onere prevenibile di disabilità, ma poco è stato pubblicato sulla diagnosi, la gestione o la prognosi. Come riassunto nella Tabella 6, la WAA viene riconosciuta quando i sintomi asmatici hanno preceduto la sospetta esposizione causale ma sono chiaramente aggravati dall'ambiente di lavoro. Il peggioramento sul posto di lavoro può essere documentato sia da prove fisiologiche sia attraverso la valutazione delle cartelle cliniche e dell'uso di farmaci. È un giudizio clinico se ai pazienti con una storia di asma in remissione, che hanno recidiva di sintomi asmatici che altrimenti soddisfano i criteri per OA, viene diagnosticata OA o WAA. Un anno è stato proposto come un periodo asintomatico sufficientemente lungo che è probabile che l'insorgenza dei sintomi rappresenti un nuovo processo causato dall'esposizione sul posto di lavoro, sebbene non esista ancora consenso.

Fase 1: anamnesi medica e professionale completa ed esame fisico diretto

Il sospetto iniziale di possibile OA in appropriate situazioni cliniche e lavorative è fondamentale, data l'importanza della diagnosi precoce e dell'intervento per migliorare la prognosi. La diagnosi di OA o WAA dovrebbe essere presa in considerazione in tutti i pazienti asmatici nei quali i sintomi si sono sviluppati in età lavorativa adulta (soprattutto di recente insorgenza) o nei quali la gravità dell'asma è sostanzialmente aumentata. L'OA dovrebbe essere presa in considerazione anche in tutti gli altri individui che hanno sintomi simili all'asma e lavorano in occupazioni in cui sono esposti ad agenti che causano l'asma o che temono che i loro sintomi siano correlati al lavoro.

Ai pazienti con possibile OA dovrebbe essere chiesto di fornire un'accurata anamnesi medica e occupazionale/ambientale, con un'attenta documentazione della natura e della data di insorgenza dei sintomi e della diagnosi di asma, e qualsiasi esposizione potenzialmente causale in quel momento. Dovrebbe essere valutata la compatibilità dell'anamnesi con la presentazione clinica dell'OA sopra descritta, in particolare il modello temporale dei sintomi in relazione all'orario di lavoro e ai cambiamenti nelle esposizioni lavorative. Dovrebbero essere annotati i modelli e i cambiamenti nei modelli di utilizzo dei farmaci per l'asma e il periodo minimo di assenza dal lavoro necessario per il miglioramento dei sintomi. Sono pertinenti precedenti malattie respiratorie, allergie/atopia, fumo e altre esposizioni tossiche e una storia familiare di allergia.

Le esposizioni professionali e altre esposizioni ambientali a potenziali agenti o processi che causano l'asma dovrebbero essere esplorate a fondo, con documentazione obiettiva delle esposizioni, se possibile. Le esposizioni sospette dovrebbero essere confrontate con un elenco completo di agenti segnalati come causa di OA (Harber, Schenker e Balmes 1996; Chan-Yeung e Malo 1994; Bernstein et al. 1993; Rom 1992b), sebbene l'incapacità di identificare agenti specifici non sia rara e è anche possibile l'induzione dell'asma da parte di agenti non precedentemente descritti. Alcuni esempi illustrativi sono mostrati nella tabella 3. L'anamnesi occupazionale dovrebbe includere dettagli sull'occupazione attuale e passata con date, titoli di lavoro, mansioni ed esposizioni, in particolare lavoro attuale e lavoro svolto al momento dell'insorgenza dei sintomi. Altre anamnesi ambientali dovrebbero includere una revisione delle esposizioni in casa o nella comunità che potrebbero causare asma. È utile iniziare la storia dell'esposizione in modo aperto, chiedendo informazioni su ampie categorie di agenti aerodispersi: polveri (in particolare polveri organiche di origine animale, vegetale o microbica), prodotti chimici, farmaceutici e gas o fumi irritanti o visibili. Il paziente può identificare agenti specifici, processi di lavoro o categorie generiche di agenti che hanno scatenato sintomi. Chiedere al paziente di descrivere passo dopo passo le attività e le esposizioni coinvolte nell'ultima giornata lavorativa sintomatica può fornire indizi utili. Possono essere rilevanti i materiali utilizzati dai colleghi o quelli rilasciati in alta concentrazione da uno sversamento o da un'altra fonte. È spesso possibile ottenere ulteriori informazioni sul nome del prodotto, gli ingredienti e il nome del produttore, l'indirizzo e il numero di telefono. Agenti specifici possono essere identificati chiamando il produttore o attraverso una varietà di altre fonti, inclusi libri di testo, database su CD ROM o centri antiveleni. Poiché l'OA è spesso causata da bassi livelli di allergeni presenti nell'aria, le ispezioni di igiene industriale sul posto di lavoro che valutano qualitativamente le esposizioni e le misure di controllo sono spesso più utili della misurazione quantitativa dei contaminanti atmosferici.

Tabella 3. Agenti sensibilizzanti che possono causare asma professionale

Classificazione

Sottogruppi

Esempi di sostanze

Esempi di lavori e industrie

Antigeni proteici ad alto peso molecolare

Sostanze di origine animale

Sostanze di origine vegetale

Animali da laboratorio, granchi/frutti di mare, acari, insetti

Polveri di farine e cereali, guanti in lattice di gomma naturale, enzimi batterici, polvere di semi di ricino, gomme vegetali

Addestratori di animali, agricoltura e trasformazione alimentare

Panifici, operatori sanitari, produzione di detersivi, lavorazione degli alimenti

Basso peso molecolare/chimico
sensibilizzanti

Plastificanti, vernici bicomponenti, adesivi, schiume

metalli

Polveri di legno

Prodotti farmaceutici, droghe

Isocianati, anidridi di acido, ammine

Sali di platino, cobalto

Cedro (acido plicatico), quercia

Psillio, antibiotici

Verniciatura a spruzzo automatica, verniciatura, lavorazione del legno

Raffinerie di platino, macinazione metalli

Lavori di segheria, falegnameria

Produzione e confezionamento farmaceutico

Altre sostanze chimiche

 

Cloramina T, fumi di cloruro di polivinile, insetticidi organofosfati

Lavori di pulizia, confezionamento della carne

 

La storia clinica sembra essere migliore per escludere piuttosto che per confermare la diagnosi di OA, e una storia aperta raccolta da un medico è migliore di un questionario chiuso. Uno studio ha confrontato i risultati di una storia clinica a tempo indeterminato presa da specialisti specializzati in OA con un "gold standard" di specifici test di provocazione bronchiale in 162 pazienti inviati per la valutazione di una possibile OA. I ricercatori hanno riferito che la sensibilità di una storia clinica suggestiva di OA era dell'87%, la specificità del 55%, il valore predittivo positivo del 63% e il valore predittivo negativo dell'83%. In questo gruppo di pazienti segnalati, la prevalenza di asma e OA era rispettivamente dell'80% e del 46% (Malo et al. 1991). In altri gruppi di pazienti segnalati, i valori predittivi positivi di un questionario chiuso variavano dall'8 al 52% per una varietà di esposizioni sul posto di lavoro (Bernstein et al. 1993). L'applicabilità di questi risultati ad altre impostazioni deve essere valutata dal medico.

L'esame obiettivo a volte è utile e devono essere annotati i reperti relativi all'asma (p. es., respiro sibilante, polipi nasali, dermatite eczematosa), irritazione respiratoria o allergia (p. es., rinite, congiuntivite) o altre potenziali cause dei sintomi.

Fase 2: Valutazione fisiologica per ostruzione reversibile delle vie aeree e/o iperreattività bronchiale aspecifica

Se nella cartella clinica sono già presenti prove fisiologiche sufficienti a sostegno della diagnosi di asma (NAEP 1991), il passaggio 2 può essere saltato. In caso contrario, deve essere eseguita la spirometria guidata da un tecnico, preferibilmente dopo il turno di lavoro in un giorno in cui il paziente presenta sintomi asmatici. Se la spirometria rivela un'ostruzione delle vie aeree che regredisce con un broncodilatatore, ciò conferma la diagnosi di asma. Nei pazienti senza una chiara evidenza di limitazione del flusso aereo alla spirometria, il test quantitativo per NBR utilizzando metacolina o istamina dovrebbe essere eseguito, se possibile, lo stesso giorno. Il test quantitativo per NBR in questa situazione è una procedura chiave per due ragioni. In primo luogo, è spesso in grado di identificare i pazienti con OA in stadio lieve o iniziale che hanno il maggior potenziale di guarigione ma che verrebbero persi se i test venissero interrotti con la normale spirometria. In secondo luogo, se l'NBR è normale in un lavoratore che ha un'esposizione continua nell'ambiente di lavoro associata ai sintomi, l'OA può generalmente essere esclusa senza ulteriori test. Se anormale, la valutazione può procedere alla Fase 3 o 4 e il grado di NBR può essere utile per monitorare il miglioramento del paziente dopo il test diagnostico di rimozione dall'esposizione causale sospetta (Fase 5). Se la spirometria rivela una significativa limitazione del flusso aereo che non migliora dopo l'inalazione di broncodilatatori, dovrebbe essere presa in considerazione una rivalutazione dopo un più prolungato tentativo di terapia, compresi i corticosteroidi (ATS 1995; NAEP 1991).

Passaggio 3: valutazione immunologica, se appropriata

I test cutanei o sierologici (p. es., RAST) possono dimostrare una sensibilizzazione immunologica a uno specifico agente sul posto di lavoro. Questi test immunologici sono stati utilizzati per confermare la correlazione con il lavoro dell'asma e, in alcuni casi, eliminare la necessità di specifici test di provocazione per inalazione. Ad esempio, tra i pazienti esposti allo psillio con una storia clinica compatibile con OA, asma documentata o iperreattività delle vie aeree ed evidenza di sensibilizzazione immunologica allo psillio, circa l'80% ha avuto OA confermata al successivo test specifico di provocazione bronchiale (Malo et al. 1990 ). Nella maggior parte dei casi, il significato diagnostico dei test immunologici negativi è meno chiaro. La sensibilità diagnostica dei test immunologici dipende in modo critico dal fatto che tutti i probabili antigeni causali sul posto di lavoro o i complessi aptene-proteina siano stati inclusi nel test. Sebbene l'implicazione della sensibilizzazione per un lavoratore asintomatico non sia ben definita, l'analisi dei risultati raggruppati può essere utile nella valutazione dei controlli ambientali. L'utilità della valutazione immunologica è maggiore per gli agenti per i quali esistono standardizzati in vitro test o reagenti cutanei, come i sali di platino e gli enzimi detergenti. Sfortunatamente, la maggior parte degli allergeni occupazionali di interesse non sono attualmente disponibili in commercio. L'uso di soluzioni non commerciali nei test cutanei è stato occasionalmente associato a reazioni gravi, inclusa l'anafilassi, e quindi è necessaria cautela.

Se i risultati delle fasi 1 e 2 sono compatibili con l'OA, se possibile dovrebbe essere proseguita un'ulteriore valutazione. L'ordine e l'entità di un'ulteriore valutazione dipende dalla disponibilità delle risorse diagnostiche, dallo stato lavorativo del paziente e dalla fattibilità delle prove diagnostiche di allontanamento e ritorno al lavoro, come indicato nella Tabella 7. Se un'ulteriore valutazione non è possibile, una diagnosi deve essere basata su le informazioni disponibili a questo punto.

Fase 4: valutazione clinica dell'asma sul lavoro o prova diagnostica del ritorno al lavoro

Spesso il test fisiologico più facilmente disponibile per l'ostruzione delle vie aeree è la spirometria. Per migliorare la riproducibilità, la spirometria deve essere istruita da un tecnico qualificato. Sfortunatamente, la spirometria giornaliera tra turni di lavoro, eseguita prima e dopo il turno di lavoro, non è né sensibile né specifica nel determinare l'ostruzione delle vie aeree associata al lavoro. È probabile che se vengono eseguite più spirometrie ogni giorno durante e dopo diversi giorni lavorativi, l'accuratezza diagnostica può essere migliorata, ma questo non è stato ancora adeguatamente valutato.

A causa delle difficoltà con la spirometria a turni incrociati, la misurazione seriale del PEF è diventata un'importante tecnica diagnostica per l'OA. Utilizzando un misuratore portatile economico, le misurazioni del PEF vengono registrate ogni due ore, durante le ore di veglia. Per migliorare la sensibilità, le misurazioni devono essere effettuate durante un periodo in cui il lavoratore è esposto agli agenti causali sospetti durante il lavoro e sta sperimentando un modello di sintomi correlati al lavoro. Vengono eseguite tre ripetizioni alla volta e le misurazioni vengono effettuate ogni giorno al lavoro e fuori dal lavoro. Le misurazioni devono essere continuate per almeno 16 giorni consecutivi (p. es., due settimane lavorative di cinque giorni e 3 fine settimana liberi) se il paziente può tranquillamente tollerare di continuare a lavorare. Le misurazioni del PEF vengono registrate in un diario insieme alla notazione delle ore di lavoro, dei sintomi, dell'uso di farmaci broncodilatatori e delle esposizioni significative. Per facilitare l'interpretazione, i risultati del diario dovrebbero quindi essere tracciati graficamente. Alcuni modelli suggeriscono OA, ma nessuno è patognomonico e l'interpretazione da parte di un lettore esperto è spesso utile. I vantaggi del test PEF seriale sono il basso costo e la ragionevole correlazione con i risultati del test di provocazione bronchiale. Gli svantaggi includono il grado significativo di collaborazione del paziente richiesto, l'incapacità di confermare definitivamente che i dati siano accurati, la mancanza di un metodo di interpretazione standardizzato e la necessità per alcuni pazienti di prendersi 1 o 2 settimane consecutive di assenza dal lavoro per mostrare un miglioramento significativo. Gli spirometri portatili con registrazione elettronica progettati per l'automonitoraggio del paziente, quando disponibili, possono risolvere alcuni degli svantaggi della PEF seriale.

I farmaci per l'asma tendono a ridurre l'effetto delle esposizioni lavorative sulle misure del flusso d'aria. Tuttavia, non è consigliabile interrompere i farmaci durante il monitoraggio del flusso aereo al lavoro. Piuttosto, il paziente dovrebbe essere mantenuto su un dosaggio sicuro minimo costante di farmaci antinfiammatori durante l'intero processo diagnostico, con un attento monitoraggio dei sintomi e del flusso aereo, e l'uso di broncodilatatori a breve durata d'azione per controllare i sintomi dovrebbe essere annotato nel diario.

L'incapacità di osservare i cambiamenti legati al lavoro nel PEF mentre un paziente sta lavorando secondo le normali ore di lavoro non esclude la diagnosi di OA, poiché molti pazienti richiederanno più di un fine settimana di due giorni per mostrare un miglioramento significativo del PEF. In questo caso, dovrebbe essere presa in considerazione una prova diagnostica di allontanamento prolungato dal lavoro (Fase 5). Se il paziente non è ancora stato sottoposto a test quantitativi per NBR e non ha controindicazioni mediche, dovrebbe essere eseguito in questo momento, immediatamente dopo almeno due settimane di esposizione sul posto di lavoro.

Fase 5: Valutazione clinica dell'asma lontano dal lavoro o test diagnostico di prolungata rimozione dal lavoro

Questa fase consiste nella compilazione dell'agenda giornaliera seriale del PEF ogni 2 ore per almeno 9 giorni consecutivi di assenza dal lavoro (es. 5 giorni di assenza dal lavoro più i fine settimana prima e dopo). Se questa registrazione, confrontata con il diario seriale del PEF al lavoro, non è sufficiente per diagnosticare l'OA, dovrebbe essere continuata per una seconda settimana consecutiva lontano dal lavoro. Dopo 2 o più settimane di assenza dal lavoro, è possibile eseguire test quantitativi per NBR e confrontarli con NBR durante il lavoro. Se la PEF seriale non è stata ancora eseguita durante almeno due settimane di lavoro, può essere eseguita una prova diagnostica di ritorno al lavoro (vedere Fase 4), dopo una consulenza dettagliata e in stretto contatto con il medico curante. Il passaggio 5 è spesso di fondamentale importanza per confermare o escludere la diagnosi di OA, sebbene possa anche essere il passaggio più difficile e costoso. Se si tenta una rimozione prolungata dal lavoro, è meglio massimizzare la resa e l'efficienza diagnostica includendo PEF, FEV1e test NBR in un'unica valutazione completa. Le visite mediche settimanali per la consulenza e per rivedere il grafico PEF possono aiutare a garantire risultati completi e accurati. Se, dopo aver monitorato il paziente per almeno due settimane al lavoro e due settimane lontano da esso, l'evidenza diagnostica non è ancora sufficiente, si dovrebbe prendere in considerazione la fase 6 successiva, se disponibile e fattibile.

Passaggio 6: Test di sfida bronchiale specifico o test di provocazione sul posto di lavoro

Il test di provocazione bronchiale specifico che utilizza una camera di esposizione e livelli di esposizione standardizzati è stato definito il "gold standard" per la diagnosi di OA. I vantaggi includono la conferma definitiva dell'OA con la capacità di identificare la risposta asmatica a livelli sub-irritanti di specifici agenti sensibilizzanti, che possono quindi essere scrupolosamente evitati. Di tutti i metodi diagnostici, è l'unico in grado di distinguere in modo affidabile l'asma indotta da sensibilizzanti dalla provocazione da sostanze irritanti. Diversi problemi con questo approccio hanno incluso il costo intrinseco della procedura, il requisito generale di stretta osservazione o ospedalizzazione per diversi giorni e la disponibilità solo in pochissimi centri specializzati. Possono verificarsi falsi negativi se non è disponibile una metodologia standardizzata per tutti gli agenti sospetti, se si sospettano agenti sbagliati o se è trascorso troppo tempo tra l'ultima esposizione e il test. Possono verificarsi falsi positivi se si ottengono inavvertitamente livelli di esposizione irritanti. Per questi motivi, il test di provocazione bronchiale specifico per OA rimane una procedura di ricerca nella maggior parte delle località.

I test di provocazione sul posto di lavoro comportano una spirometria seriale guidata da un tecnico sul posto di lavoro, eseguita a intervalli frequenti (ad esempio, ogni ora) prima e durante il corso di una giornata lavorativa di esposizione agli agenti o processi causali sospetti. Può essere più sensibile del test di provocazione bronchiale specifico perché comporta esposizioni nella "vita reale", ma poiché l'ostruzione delle vie aeree può essere innescata da agenti irritanti e sensibilizzanti, i test positivi non indicano necessariamente sensibilizzazione. Richiede inoltre la collaborazione del datore di lavoro e molto tempo tecnico con uno spirometro mobile. Entrambe queste procedure comportano un certo rischio di scatenare un grave attacco asmatico e dovrebbero pertanto essere eseguite sotto stretta supervisione di specialisti esperti nelle procedure.

Trattamento e prevenzione

La gestione dell'OA comprende interventi medici e preventivi per i singoli pazienti, nonché misure di sanità pubblica nei luoghi di lavoro identificati come ad alto rischio di OA. La gestione medica è simile a quella per l'asma non professionale ed è ben esaminata altrove (NAEP 1991). La sola gestione medica è raramente adeguata per controllare in modo ottimale i sintomi e l'intervento preventivo mediante il controllo o la cessazione dell'esposizione è parte integrante del trattamento. Questo processo inizia con una diagnosi accurata e l'identificazione delle esposizioni e delle condizioni causali. Nell'OA indotta da sensibilizzante, la riduzione dell'esposizione al sensibilizzatore di solito non porta alla completa risoluzione dei sintomi. Episodi asmatici gravi o il progressivo peggioramento della malattia possono essere causati da esposizioni a concentrazioni molto basse dell'agente e si raccomanda la cessazione completa e permanente dell'esposizione. Il rinvio tempestivo per la riabilitazione professionale e la riqualificazione professionale può essere una componente necessaria del trattamento per alcuni pazienti. Se la cessazione completa dell'esposizione è impossibile, una riduzione sostanziale dell'esposizione accompagnata da un attento monitoraggio e gestione medica può essere un'opzione, sebbene tale riduzione dell'esposizione non sia sempre fattibile e la sicurezza a lungo termine di questo approccio non sia stata testata. Ad esempio, sarebbe difficile giustificare la tossicità del trattamento a lungo termine con corticosteroidi sistemici per consentire al paziente di continuare nello stesso impiego. Per l'asma indotto e/o scatenato da sostanze irritanti, la risposta alla dose può essere più prevedibile e l'abbassamento dei livelli di esposizione agli irritanti, accompagnato da un attento monitoraggio medico, può essere meno rischioso e più probabilmente efficace rispetto all'OA indotta da sensibilizzanti. Se il paziente continua a lavorare in condizioni modificate, il follow-up medico dovrebbe includere frequenti visite mediche con revisione del diario PEF, accesso ben pianificato ai servizi di emergenza e spirometria seriale e/o test di provocazione con metacolina, a seconda dei casi.

Quando si sospetta che un particolare luogo di lavoro sia ad alto rischio, a causa del verificarsi di un caso sentinella di OA o dell'uso di noti agenti che causano l'asma, i metodi di sanità pubblica possono essere molto utili. Il riconoscimento precoce, il trattamento efficace e la prevenzione della disabilità dei lavoratori con OA esistente e la prevenzione di nuovi casi sono chiare priorità. L'identificazione di specifici agenti causali e processi lavorativi è importante. Un approccio iniziale pratico è un'indagine tramite questionario sul posto di lavoro, valutando i criteri A, B, C e D1 o D5 nella definizione del caso di OA. Questo approccio può identificare le persone per le quali potrebbe essere indicata un'ulteriore valutazione clinica e aiutare a identificare possibili agenti o circostanze causali. La valutazione dei risultati del gruppo può aiutare a decidere se sono indicate ulteriori indagini o interventi sul posto di lavoro e, in tal caso, fornire una guida preziosa per indirizzare gli sforzi di prevenzione futuri nel modo più efficace ed efficiente. Un'indagine tramite questionario non è tuttavia adeguata per stabilire diagnosi mediche individuali, poiché i valori predittivi positivi dei questionari per l'OA non sono sufficientemente elevati. Se è necessario un maggiore livello di certezza diagnostica, si può prendere in considerazione anche lo screening medico che utilizza procedure diagnostiche come spirometria, test quantitativi per NBR, registrazione seriale del PEF e test immunologici. Nei luoghi di lavoro problematici noti, possono essere utili programmi di sorveglianza e screening continui. Tuttavia, l'esclusione differenziale di lavoratori asintomatici con storia di atopia o altri potenziali fattori di suscettibilità dai luoghi di lavoro ritenuti ad alto rischio comporterebbe l'allontanamento di un gran numero di lavoratori per prevenire relativamente pochi casi di OA e non è supportata dalla letteratura attuale.

Il controllo o l'eliminazione delle esposizioni causali e l'evitamento e la corretta gestione di fuoriuscite o episodi di esposizioni ad alto livello possono portare a un'efficace prevenzione primaria della sensibilizzazione e dell'OA nei collaboratori del caso sentinella. La consueta gerarchia di controllo dell'esposizione della sostituzione, dei controlli tecnici e amministrativi e dei dispositivi di protezione individuale, nonché l'istruzione dei lavoratori e dei dirigenti, dovrebbero essere attuate in modo appropriato. I datori di lavoro proattivi avvieranno o parteciperanno ad alcuni o tutti questi approcci, ma nel caso in cui vengano intraprese azioni preventive inadeguate e i lavoratori rimangano ad alto rischio, le agenzie governative possono essere utili.

Menomazione e Disabilità

Compromissione medica è un'anomalia funzionale derivante da una condizione medica. Invalidità si riferisce all'effetto totale della menomazione medica sulla vita del paziente ed è influenzato da molti fattori non medici come l'età e lo stato socio-economico (ATS 1995).

La valutazione della compromissione medica viene effettuata dal medico e può includere un indice di compromissione calcolato, nonché altre considerazioni cliniche. L'indice di compromissione si basa su (1) grado di limitazione del flusso aereo dopo broncodilatatore, (2) grado di reversibilità della limitazione del flusso aereo con broncodilatatore o grado di iperreattività delle vie aeree al test quantitativo per NBR e (3) terapia minima richiesta per il controllo asma. L'altra componente importante della valutazione del danno medico è il giudizio medico del medico sulla capacità del paziente di lavorare nell'ambiente di lavoro che causa l'asma. Ad esempio, un paziente con OA indotta da sensibilizzante può avere una compromissione medica che è altamente specifica per l'agente a cui è diventato sensibilizzato. Il lavoratore che presenta sintomi solo se esposto a questo agente può essere in grado di svolgere altri lavori, ma permanentemente incapace di svolgere il lavoro specifico per il quale ha la maggiore formazione ed esperienza.

La valutazione della disabilità dovuta all'asma (compresa l'OA) richiede la considerazione della menomazione medica così come di altri fattori non medici che influenzano la capacità di lavorare e funzionare nella vita di tutti i giorni. La valutazione della disabilità viene inizialmente effettuata dal medico, che dovrebbe identificare tutti i fattori che influenzano l'impatto della menomazione sulla vita del paziente. Molti fattori come l'occupazione, il livello di istruzione, il possesso di altre competenze vendibili, le condizioni economiche e altri fattori sociali possono portare a diversi livelli di disabilità in individui con lo stesso livello di menomazione medica. Queste informazioni possono quindi essere utilizzate dagli amministratori per determinare la disabilità ai fini del risarcimento.

La menomazione e l'invalidità possono essere classificate come temporanee o permanenti, a seconda della probabilità di un miglioramento significativo e dell'attuazione efficace di controlli dell'esposizione sul posto di lavoro. Ad esempio, un individuo con OA indotta da sensibilizzante è generalmente considerato permanentemente, totalmente compromesso per qualsiasi lavoro che comporti l'esposizione all'agente causale. Se i sintomi si risolvono parzialmente o completamente dopo la cessazione dell'esposizione, questi individui possono essere classificati con minore o nessuna compromissione per altri lavori. Spesso questa è considerata menomazione/disabilità parziale permanente, ma la terminologia può variare. Un individuo con asma che viene scatenato in modo dose-dipendente da sostanze irritanti sul posto di lavoro sarebbe considerato affetto da una menomazione temporanea mentre è sintomatico e meno o nessuna menomazione se sono installati adeguati controlli dell'esposizione e sono efficaci nel ridurre o eliminare i sintomi. Se non vengono implementati controlli efficaci dell'esposizione, lo stesso individuo potrebbe dover essere considerato permanentemente compromesso per svolgere quel lavoro, con raccomandazione per l'allontanamento medico. Se necessario, può essere effettuata una valutazione ripetuta per menomazione/invalidità a lungo termine due anni dopo che l'esposizione è stata ridotta o terminata, quando ci si aspetterebbe che il miglioramento dell'OA si sia stabilizzato. Se il paziente continua a lavorare, il monitoraggio medico deve essere continuo e la rivalutazione della menomazione/disabilità deve essere ripetuta secondo necessità.

I lavoratori che diventano disabili a causa di OA o WAA possono beneficiare di una compensazione finanziaria per le spese mediche e/o per la perdita di salario. Oltre a ridurre direttamente l'impatto finanziario della disabilità sui singoli lavoratori e sulle loro famiglie, può essere necessario un indennizzo per fornire cure mediche adeguate, avviare interventi preventivi e ottenere la riabilitazione professionale. La comprensione da parte del lavoratore e del medico di questioni medico-legali specifiche può essere importante per garantire che la valutazione diagnostica soddisfi i requisiti locali e non comporti una compromissione dei diritti del lavoratore interessato.

Sebbene le discussioni sui risparmi sui costi si concentrino spesso sull'inadeguatezza dei sistemi di compensazione, la reale riduzione dell'onere finanziario e sanitario imposto alla società da OA e WAA dipenderà non solo dal miglioramento dei sistemi di compensazione ma, soprattutto, dall'efficacia dei sistemi implementati per identificare e correggere, o prevenire del tutto, le esposizioni sul posto di lavoro che causano l'insorgenza di nuovi casi di asma.

Conclusioni

L'OA è diventata la malattia respiratoria professionale più diffusa in molti paesi. È più comune di quanto generalmente riconosciuto, può essere grave e invalidante ed è generalmente prevenibile. Il riconoscimento precoce e interventi preventivi efficaci possono ridurre sostanzialmente il rischio di invalidità permanente e gli elevati costi umani e finanziari associati all'asma cronico. Per molte ragioni, l'OA merita un'attenzione più diffusa tra i medici, gli specialisti della salute e della sicurezza, i ricercatori, i responsabili delle politiche sanitarie, gli igienisti industriali e altri interessati alla prevenzione delle malattie legate al lavoro.

 

 

Di ritorno

Lunedi, Febbraio 28 2011 21: 34

Malattie causate da polveri organiche

Polveri organiche e malattie

Polveri di origine vegetale, animale e microbica fanno da sempre parte dell'ambiente umano. Quando i primi organismi acquatici si trasferirono sulla terraferma circa 450 milioni di anni fa, svilupparono presto sistemi di difesa contro le numerose sostanze nocive presenti nell'ambiente terrestre, la maggior parte delle quali di origine vegetale. Le esposizioni a questo ambiente di solito non causano particolari problemi, anche se le piante contengono una serie di sostanze estremamente tossiche, in particolare quelle presenti o prodotte dalle muffe.

Durante lo sviluppo della civiltà, le condizioni climatiche in alcune parti del mondo hanno reso necessarie alcune attività da svolgere al chiuso. La trebbiatura nei paesi scandinavi veniva eseguita al chiuso durante l'inverno, pratica citata dai cronisti nell'antichità. La chiusura di processi polverosi ha portato alla malattia tra le persone esposte, e uno dei primi resoconti pubblicati di ciò è del vescovo danese Olaus Magnus (1555, come citato da Rask-Andersen 1988). Ha descritto una malattia tra i trebbiatori in Scandinavia come segue:

“Nel separare il grano dalla pula, bisogna aver cura di scegliere un momento in cui ci sia un vento adatto che spazzi via la polvere del grano, in modo che non danneggi gli organi vitali dei trebbiatori. Questa polvere è così fine che penetra quasi impercettibilmente nella bocca e si accumula nella gola. Se questo non viene risolto rapidamente bevendo birra fresca, il trebbiatore potrebbe non mangiare mai più o solo per un breve periodo ciò che ha trebbiato.

Con l'introduzione della lavorazione meccanica di materiali organici, il trattamento di grandi quantità di materiali in ambienti chiusi con scarsa ventilazione ha portato a livelli elevati di polvere nell'aria. Alle descrizioni del vescovo Olaus Magnus e poi del Ramazzini (1713) seguirono numerose segnalazioni di malattie e polveri organiche nell'Ottocento, in particolare tra i lavoratori dei cotonifici (Leach 1863; Prausnitz 1936). In seguito fu descritta anche la specifica malattia polmonare comune tra gli agricoltori che maneggiavano materiali ammuffiti (Campbell 1932).

Negli ultimi decenni è stato pubblicato un gran numero di segnalazioni di malattie tra le persone esposte a polveri organiche. Inizialmente, la maggior parte di questi erano basati su persone in cerca di assistenza medica. I nomi delle malattie, quando pubblicati, erano spesso correlati al particolare ambiente in cui la malattia era stata riconosciuta per la prima volta, e ne risultava una sconcertante serie di nomi, come polmone del contadino, polmone del coltivatore di funghi, polmone bruno e febbre da umidificatore.

Con l'avvento della moderna epidemiologia, sono state ottenute cifre più affidabili per l'incidenza delle malattie respiratorie professionali legate alla polvere organica (Rylander, Donham e Peterson 1986; Rylander e Peterson 1990). C'è stato anche un progresso nella comprensione dei meccanismi patologici alla base di queste malattie, in particolare la risposta infiammatoria (Henson e Murphy 1989). Ciò ha aperto la strada a un quadro più coerente delle malattie causate da polveri organiche (Rylander e Jacobs 1997).

Quanto segue descriverà i diversi ambienti di polvere organica in cui è stata segnalata la malattia, le stesse entità della malattia, la classica malattia da bissinosi e misure preventive specifiche.

Ambienti

Le polveri organiche sono particelle sospese nell'aria di origine vegetale, animale o microbica. Nella tabella 1 sono riportati esempi di ambienti, lavorazioni e agenti che comportano il rischio di esposizione a polveri organiche.


Tabella 1. Esempi di fonti di pericoli di esposizione a polvere organica

Agricoltura

Movimentazione di grano, fieno o altre colture

Lavorazione della canna da zucchero

Serre

Silos

Animali

Edifici per il confinamento di suini/latticini

Pollai e impianti di lavorazione

Animali da laboratorio, da fattoria e da compagnia

Trattamento dei rifiuti

Acque reflue e limo

Immondizia domestica

Compostaggio

Industria

Lavorazione delle fibre vegetali (cotone, lino, canapa, juta, sisal)

Fermentazione

Legname e lavorazione del legno

panetterie

Processi biotecnologici

Edifici

Acqua contaminata negli umidificatori

Crescita microbica sulle strutture o nei condotti di ventilazione


Agenti

È ormai noto che gli agenti specifici presenti nelle polveri sono la ragione principale per cui si sviluppa la malattia. Le polveri organiche contengono una moltitudine di agenti con potenziali effetti biologici. Alcuni dei principali agenti si trovano nella tabella 2.


Tabella 2. Principali agenti nelle polveri organiche con potenziale attività biologica

Agenti vegetali

Tannini

Istamina

Acido Plicatico

Alcaloidi (p. es., nicotina)

Citocalasine

Agenti animali

Proteine

Enzimi

Agenti microbici

Le endotossine

(1→3)–β–D-glucani

Proteasi

Micotossine


 

Il ruolo relativo di ciascuno di questi agenti, da solo o in combinazione con altri, per lo sviluppo della malattia, è per lo più sconosciuto. La maggior parte delle informazioni disponibili si riferisce alle endotossine batteriche presenti in tutte le polveri organiche.

Le endotossine sono composti lipopolisaccaridici che sono attaccati alla superficie cellulare esterna dei batteri Gram-negativi. L'endotossina ha un'ampia varietà di proprietà biologiche. Dopo inalazione provoca un'infiammazione acuta (Snella e Rylander 1982; Brigham e Meyrick 1986). Un afflusso di neutrofili (leucociti) nei polmoni e nelle vie aeree è il segno distintivo di questa reazione. È accompagnato dall'attivazione di altre cellule e dalla secrezione di mediatori dell'infiammazione. Dopo esposizioni ripetute, l'infiammazione diminuisce (adattamento). La reazione è limitata alla mucosa delle vie aeree e non vi è coinvolgimento esteso del parenchima polmonare.

Un altro agente specifico nella polvere organica è (1→3)-β-D-glucano. Questo è un composto poliglucosio presente nella struttura della parete cellulare delle muffe e di alcuni batteri. Aumenta la risposta infiammatoria causata dall'endotossina e altera la funzione delle cellule infiammatorie, in particolare dei macrofagi e delle cellule T (Di Luzio 1985; Fogelmark et al. 1992).

Altri agenti specifici presenti nelle polveri organiche sono le proteine, i tannini, le proteasi e altri enzimi e le tossine delle muffe. Sono disponibili pochissimi dati sulle concentrazioni di questi agenti nelle polveri organiche. Molti degli agenti specifici presenti nelle polveri organiche, come le proteine ​​e gli enzimi, sono allergeni.

Malattie

Le malattie causate da polveri organiche sono riportate nella tabella 3 con i corrispondenti numeri della Classificazione Internazionale delle Malattie (ICD) (Rylander e Jacobs 1994).

 


Tabella 3. Malattie indotte da polveri organiche e relativi codici ICD

 

Bronchite e polmonite (ICD J40)

Polmonite tossica (febbre da inalazione, sindrome tossica da polvere organica)

Infiammazione delle vie aeree (infiammazione delle mucose)

Bronchite cronica (ICD J42)

Polmonite da ipersensibilità (alveolite allergica) (ICD J67)

Asma (ICD J45)

Rinite, congiuntivite

 


 

La principale via di esposizione per le polveri organiche è per inalazione, e di conseguenza gli effetti sui polmoni hanno ricevuto la maggior parte dell'attenzione nella ricerca così come nel lavoro clinico. Vi è, tuttavia, un numero crescente di prove da studi epidemiologici pubblicati e segnalazioni di casi, nonché segnalazioni aneddotiche, che si verificano anche effetti sistemici. Il meccanismo coinvolto sembra essere un'infiammazione locale nel sito bersaglio, il polmone, e un successivo rilascio di citochine con effetti sistemici (Dunn 1992; Michel et al. 1991) o un effetto sull'epitelio nell'intestino (Axmacher et al. 1991). Gli effetti clinici non respiratori sono febbre, dolori articolari, effetti neurosensoriali, problemi cutanei, malattie intestinali, affaticamento e mal di testa.

Le diverse entità della malattia descritte nella tabella 3 sono facili da diagnosticare nei casi tipici e la patologia sottostante è nettamente diversa. Nella vita reale, tuttavia, un lavoratore che ha una malattia dovuta all'esposizione alla polvere organica, presenta spesso una combinazione delle diverse entità della malattia. Una persona può avere un'infiammazione delle vie respiratorie per un certo numero di anni, sviluppare improvvisamente asma e inoltre avere sintomi di polmonite tossica durante un'esposizione particolarmente intensa. Un'altra persona può avere una polmonite da ipersensibilità subclinica con linfocitosi delle vie aeree e sviluppare una polmonite tossica durante un'esposizione particolarmente pesante.

Un buon esempio della miscela di entità patologiche che possono apparire è la bissinosi. Questa malattia è stata descritta per la prima volta nei cotonifici, ma le singole entità della malattia si trovano anche in altri ambienti di polvere organica. Segue una panoramica della malattia.

Bissinosi

La malattia

La bissinosi fu descritta per la prima volta nel 1800 e un rapporto classico che coinvolse sia il lavoro clinico che sperimentale fu fornito da Prausnitz (1936). Ha descritto i sintomi tra i lavoratori del cotonificio come segue:

“Dopo aver lavorato per anni senza alcun disturbo apprezzabile tranne un po' di tosse, gli operai del cotonificio notano o un improvviso aggravamento della loro tosse, che diventa secca ed estremamente irritante¼ Questi attacchi si verificano di solito il lunedì ¼ ma gradualmente i sintomi iniziano a diffondersi nei giorni successivi della settimana; col tempo la differenza scompare e loro soffrono continuamente”.

Le prime indagini epidemiologiche furono condotte in Inghilterra negli anni '1950 (Schilling et al. 1955; Schilling 1956). La diagnosi iniziale era basata sulla comparsa di una tipica oppressione toracica del lunedì mattina, diagnosticata mediante un questionario (Roach e Schilling 1960). È stato sviluppato uno schema per classificare la gravità della bissinosi in base al tipo e alla periodicità dei sintomi (Mekky, Roach e Schilling 1967; Schilling et al. 1955). La durata dell'esposizione è stata utilizzata come misura della dose e questa è stata correlata alla gravità della risposta. Basato su interviste cliniche di un gran numero di lavoratori, questo schema di classificazione è stato successivamente modificato per riflettere più accuratamente gli intervalli di tempo per la diminuzione del FEVXNUMX1 (Berry et al. 1973).

In uno studio è stata riscontrata una differenza nella prevalenza della bissinosi nelle fabbriche che lavorano diversi tipi di cotone (Jones et al. 1979). I mulini che utilizzavano cotone di alta qualità per produrre filati più fini avevano una minore prevalenza di bissinosi rispetto ai mulini che producevano filati grossolani e utilizzavano cotone di qualità inferiore. Pertanto, oltre all'intensità e alla durata dell'esposizione, entrambe variabili dose-correlate, il tipo di polvere è diventata una variabile importante per la valutazione dell'esposizione. Successivamente è stato dimostrato che le differenze nella risposta dei lavoratori esposti a cotoni grossolani e medi dipendevano non solo dal tipo di cotone ma anche da altre variabili che influenzano l'esposizione, tra cui: variabili di lavorazione come velocità di cardatura, variabili ambientali come umidificazione e ventilazione e variabili di produzione come diversi trattamenti del filato (Berry et al. 1973).

Il successivo perfezionamento della relazione tra l'esposizione alla polvere di cotone e una risposta (sintomi o misure oggettive della funzione polmonare), sono stati gli studi dagli Stati Uniti, che hanno confrontato coloro che lavoravano con cotone al 100% con lavoratori che utilizzavano lo stesso cotone ma in Miscela 50:50 con sintetici e lavoratori senza esposizione al cotone (Merchant et al. 1973). I lavoratori esposti al 100% di cotone avevano la più alta prevalenza di bissinosi indipendentemente dal fumo di sigaretta, uno dei fattori confondenti dell'esposizione alla polvere di cotone. Questa relazione semiquantitativa tra dose e risposta alla polvere di cotone è stata ulteriormente affinata in un gruppo di lavoratori tessili stratificati per sesso, fumo, area di lavoro e tipo di fabbrica. In ciascuna di queste categorie è stata osservata una relazione tra la concentrazione di polvere negli intervalli inferiori di polvere e la prevalenza di bissinosi e/o la variazione del volume espiratorio forzato in un secondo (FEV1).

In indagini successive, il FEV1 la diminuzione durante il turno di lavoro è stata utilizzata per valutare gli effetti dell'esposizione ed è anche una parte dello standard statunitense sulla polvere di cotone.

La bissinosi è stata a lungo considerata una malattia peculiare con una miscela di sintomi diversi e nessuna conoscenza della patologia specifica. Alcuni autori hanno suggerito che si trattasse di un'asma professionale (Bouhuys 1976). Una riunione del gruppo di lavoro nel 1987 ha analizzato la sintomatologia e la patologia della malattia (Rylander et al. 1987). È stato concordato che la malattia comprendeva diverse entità cliniche, generalmente correlate all'esposizione alla polvere organica.

Polmonite tossica può comparire la prima volta che un addetto lavora in cartiera, in particolare quando opera nei reparti di apertura, soffiatura e cardatura (Trice 1940). Sebbene l'assuefazione si sviluppi, i sintomi possono riapparire successivamente dopo un'esposizione insolitamente intensa.

Infiammazione delle vie aeree è la malattia più diffusa e si manifesta con diversi gradi di gravità, da una leggera irritazione del naso e delle vie respiratorie a una grave tosse secca e difficoltà respiratorie. L'infiammazione provoca costrizione delle vie aeree e una riduzione del FEVXNUMX1. La reattività delle vie aeree è aumentata se misurata con un test di provocazione con metacolina o istamina. Si è discusso se l'infiammazione delle vie aeree debba essere accettata come un'entità patologica di per sé o se rappresenti semplicemente un sintomo. Poiché i risultati clinici in termini di tosse grave con restringimento delle vie aeree possono portare a una diminuzione della capacità lavorativa, è giustificato considerarla una malattia professionale.

Può svilupparsi un'infiammazione continua delle vie aeree per diversi anni bronchite cronica, in particolare tra i lavoratori fortemente esposti nelle aree di soffiatura e cardatura. Il quadro clinico sarebbe quello della broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO).

Asma professionale si sviluppa in una piccola percentuale della forza lavoro, ma di solito non viene diagnosticata negli studi trasversali in quanto i lavoratori sono costretti a lasciare il lavoro a causa della malattia. Polmonite da ipersensibilità non è stato rilevato in nessuno degli studi epidemiologici intrapresi, né sono stati riportati casi relativi all'esposizione alla polvere di cotone. L'assenza di polmonite da ipersensibilità può essere dovuta alla quantità relativamente bassa di muffe nel cotone, poiché il cotone ammuffito non è accettabile per la lavorazione.

Una sensazione soggettiva di oppressione toracica, più comune il lunedì, è il sintomo classico dell'esposizione alla polvere di cotone (Schilling et al. 1955). Non è, tuttavia, una caratteristica esclusiva dell'esposizione alla polvere di cotone in quanto appare anche tra le persone che lavorano con altri tipi di polveri organiche (Donham et al. 1989). La costrizione toracica si sviluppa lentamente nel corso di un certo numero di anni, ma può anche essere indotta in persone precedentemente non esposte, a condizione che il livello di dose sia elevato (Haglind e Rylander 1984). La presenza di costrizione toracica non è direttamente correlata a una diminuzione del FEVXNUMX1.

La patologia dietro la costrizione toracica non è stata spiegata. È stato ipotizzato che i sintomi siano dovuti a una maggiore adesività delle piastrine che si accumulano nei capillari polmonari e aumentano la pressione dell'arteria polmonare. È probabile che la costrizione toracica implichi una sorta di sensibilizzazione cellulare, poiché sono necessarie esposizioni ripetute affinché il sintomo si sviluppi. Questa ipotesi è supportata dai risultati degli studi sui monociti del sangue dei lavoratori del cotone (Beijer et al. 1990). Una maggiore capacità di produrre fattore procoagulante, indicativa di sensibilizzazione cellulare, è stata trovata tra i lavoratori del cotone rispetto ai controlli.

L'ambiente

La malattia è stata originariamente descritta tra i lavoratori delle fabbriche di cotone, lino e canapa tenera. Nella prima fase del trattamento del cotone all'interno degli stabilimenti - apertura delle balle, soffiaggio e cardatura - più della metà dei lavoratori può presentare sintomi di costrizione toracica e infiammazione delle vie respiratorie. L'incidenza diminuisce man mano che il cotone viene lavorato, riflettendo la successiva pulizia dell'agente eziologico dalla fibra. La bissinosi è stata descritta in tutti i paesi in cui sono state eseguite indagini nei cotonifici. Alcuni paesi come l'Australia hanno, tuttavia, cifre di incidenza insolitamente basse (Gun et al. 1983).

Vi sono ora prove uniformi che le endotossine batteriche sono l'agente eziologico della polmonite tossica e dell'infiammazione delle vie aeree (Castellan et al. 1987; Pernis et al. 1961; Rylander, Haglind e Lundholm 1985; Rylander e Haglind 1986; Herbert et al. 1992; Sigsgaard et al.1992). Sono state descritte relazioni dose-risposta ei sintomi tipici sono stati indotti dall'inalazione di endotossina purificata (Rylander et al. 1989; Michel et al. 1995). Sebbene ciò non escluda la possibilità che altri agenti possano contribuire alla patogenesi, le endotossine possono fungere da marker per il rischio di malattia. È improbabile che le endotossine siano correlate allo sviluppo dell'asma professionale, ma potrebbero agire come adiuvanti per potenziali allergeni nella polvere di cotone.

Il caso

La diagnosi di bissinosi viene classicamente effettuata mediante questionari con la domanda specifica “Ti senti stretto il petto e, se sì, in quale giorno della settimana?”. Le persone con oppressione toracica del lunedì mattina sono classificate come bissinotiche secondo uno schema suggerito da Schilling (1956). La spirometria può essere eseguita e, in base alle diverse combinazioni di costrizione toracica e diminuzione del FEVXNUMX1, lo schema diagnostico illustrato nella tabella 4 si è evoluto.

 


Tabella 4. Criteri diagnostici per bissinosi

 

Grado ½. Oppressione toracica il primo giorno di alcune settimane lavorative

Grado 1. Oppressione toracica il primo giorno di ogni settimana lavorativa

Grado 2. Oppressione toracica il primo e gli altri giorni della settimana lavorativa

Grado 3. Sintomi di grado 2 accompagnati da evidenza di incapacità permanente sotto forma di ridotta intolleranza allo sforzo e/o ridotta capacità ventilatoria

 


 

Trattamento

Il trattamento negli stadi leggeri della bissinosi è sintomatico e la maggior parte dei lavoratori impara a convivere con la leggera costrizione toracica e la broncocostrizione che sperimentano il lunedì o quando puliscono macchinari o svolgono compiti simili con un'esposizione superiore al normale. Stadi più avanzati di infiammazione delle vie aeree o costrizione toracica regolare diversi giorni della settimana richiedono il trasferimento a operazioni meno polverose. La presenza di asma occupazionale richiede principalmente un cambio di lavoro.

Frodi

La prevenzione in generale è trattata in dettaglio altrove nel Enciclopedia. I principi di base per la prevenzione in termini di prodotti sostitutivi, limitazione dell'esposizione, protezione dei lavoratori e screening delle malattie si applicano anche all'esposizione alla polvere di cotone.

Per quanto riguarda i prodotti sostitutivi, è stato suggerito di utilizzare cotone con un basso livello di contaminazione batterica. Una prova inversa di questo concetto si trova nei rapporti del 1863 dove il passaggio al cotone sporco provocò un aumento della prevalenza dei sintomi tra i lavoratori esposti (Leach 1863). Esiste anche la possibilità di passare ad altre fibre, in particolare fibre sintetiche, sebbene ciò non sia sempre fattibile dal punto di vista del prodotto. Attualmente non esiste alcuna tecnica applicata alla produzione per ridurre il contenuto di endotossine delle fibre di cotone.

Per quanto riguarda la riduzione della polvere, sono stati implementati programmi di successo negli Stati Uniti e altrove (Jacobs 1987). Tali programmi sono costosi ei costi per una rimozione altamente efficiente della polvere possono essere proibitivi per i paesi in via di sviluppo (Corn 1987).

Per quanto riguarda il controllo dell'esposizione, il livello di polvere non è una misura sufficientemente precisa del rischio di esposizione. A seconda del grado di contaminazione da batteri Gram-negativi e quindi da endotossine, un determinato livello di polvere può o meno essere associato a un rischio. Per le endotossine non sono state stabilite linee guida ufficiali. È stato suggerito che un livello di 200 ng/m3 è la soglia per la polmonite tossica, da 100 a 200 ng/mXNUMX3 per la costrizione acuta delle vie aeree durante il turno di lavoro e 10 ng/m3 per l'infiammazione delle vie aeree (Rylander e Jacobs 1997).

La conoscenza dei fattori di rischio e delle conseguenze dell'esposizione è importante per la prevenzione. La base informativa si è espansa rapidamente negli ultimi anni, ma gran parte di essa non è ancora presente nei libri di testo o in altre fonti facilmente reperibili. Un ulteriore problema è che i sintomi ei riscontri nelle malattie respiratorie indotte dalla polvere organica non sono specifici e si verificano normalmente nella popolazione. Potrebbero quindi non essere diagnosticati correttamente nelle fasi iniziali.

Un'adeguata diffusione delle conoscenze relative agli effetti del cotone e di altre polveri organiche richiede l'istituzione di adeguati programmi di formazione. Questi dovrebbero essere diretti non solo ai lavoratori con potenziale esposizione, ma anche ai datori di lavoro e al personale sanitario, in particolare agli ispettori della salute sul lavoro e agli ingegneri. Le informazioni devono includere l'identificazione della fonte, i sintomi e la descrizione della malattia e i metodi di protezione. Un lavoratore informato può riconoscere più prontamente i sintomi legati al lavoro e comunicare in modo più efficace con un operatore sanitario. Per quanto riguarda la sorveglianza sanitaria e lo screening, i questionari sono uno strumento importante da utilizzare. Sono state riportate in letteratura diverse versioni di questionari specificatamente progettati per la diagnosi di malattie indotte da polveri organiche (Rylander, Peterson e Donham 1990; Schwartz et al. 1995). Il test della funzionalità polmonare è anche uno strumento utile per la sorveglianza e la diagnosi. Le misurazioni della reattività delle vie aeree si sono rivelate utili (Rylander e Bergström 1993; Carvalheiro et al. 1995). Altri strumenti diagnostici come le misurazioni dei mediatori dell'infiammazione o dell'attività cellulare sono ancora in fase di ricerca.

 

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Lunedi, Febbraio 28 2011 21: 36

Malattia del berillio

La malattia da berillio è una malattia sistemica che coinvolge più organi, con le manifestazioni polmonari più importanti e comuni. Si verifica per esposizione al berillio nella sua forma di lega o in uno dei suoi vari composti chimici. La via di esposizione è per inalazione e la malattia può essere acuta o cronica. La malattia acuta è attualmente estremamente rara e nessuna è stata segnalata dal primo uso industriale diffuso del berillio negli anni '1940, dopo che erano state implementate misure di igiene industriale per limitare l'esposizione ad alte dosi. La malattia cronica da berillio continua a essere segnalata.

Berillio, Leghe e Composti

Il berillio, una sostanza industriale sospettata di avere un potenziale cancerogeno, si distingue per la sua leggerezza, l'elevata resistenza alla trazione e alla corrosione. La tabella 1 delinea le proprietà del berillio e dei suoi composti.

Tabella 1. Proprietà del berillio e dei suoi composti

 

Formula
peso

Specifica
gravità

Punto di fusione/ebollizione (ºC)

solubilità

Descrizione

Berillio (Essere)

9.01 (aw)

1.85

1,298±5/2,970

-

Metallo dal grigio all'argento

Ossido di berillio (BeO)

25

3.02

2,530±30/—

Solubile in acidi e alcali; insolubile in acqua

Polvere amorfa bianca

Fluoruro di berillio1 (BeF2 )

47.02

1.99

Sublima 800 °C

Facilmente solubile in acqua; scarsamente solubile in alcool etilico

Solido igroscopico

Cloruro di berillio2 (BeCl2 )

79.9

1.90

405/520

Molto solubile in acqua; solubile in alcool etilico, benzene, etere etilico e solfuro di carbonio

Cristalli deliquescenti bianchi o leggermente gialli

Nitrato di berillio3 (Sii(NO3 )2 · 3H2 O)

187.08

1.56

60/142

Solubile in acqua e alcool etilico

Cristalli deliquescenti da bianchi a leggermente gialli

Nitruro di berillio4 (Essere3 N2 )

55.06

-

2,200±100/—

-

Cristalli bianchi duri e refrattari

solfato di berillio
idrato5 (BeSO4· 4H2 O)

177.2

1.71

100/—

Solubile in acqua; insolubile in alcool etilico

Cristalli incolori

1 Il fluoruro di berillio è prodotto dalla decompensazione a 900–950 ºC del fluoruro di berillio di ammonio. Il suo utilizzo principale è nella produzione di berillio metallico mediante riduzione con magnesio.
2 Il cloruro di berillio viene prodotto facendo passare il cloro su una miscela di ossido di berillio e carbonio.
3 Il nitrato di berillio è prodotto dall'azione dell'acido nitrico sull'ossido di berillio. È usato come reagente chimico e come indurente del mantello gassoso.
4 Il nitruro di berillio viene preparato riscaldando la polvere metallica di berillio in un'atmosfera di azoto priva di ossigeno a 700–1,400 ºC. Viene utilizzato nelle reazioni di energia atomica, inclusa la produzione dell'isotopo di carbonio radioattivo carbonio-14.
5 Il berillio solfato idrato viene prodotto trattando il minerale fritto con acido solforico concentrato. Viene utilizzato nella produzione di berillio metallico mediante il processo al solfato.

fonti

Berillo (3BeO·Al2O3·6SiO2) è la principale fonte commerciale di berillio, il più abbondante dei minerali contenenti alte concentrazioni di ossido di berillio (dal 10 al 13%). Le principali fonti di berillo si trovano in Argentina, Brasile, India, Zimbabwe e Repubblica del Sud Africa. Negli Stati Uniti, il berillo si trova in Colorado, South Dakota, New Mexico e Utah. La bertrandite, un minerale di bassa qualità (dallo 0.1 al 3%) con un contenuto di berillio solubile in acido, viene ora estratta e lavorata nello Utah.

Produzione

I due metodi più importanti per estrarre il berillio dal minerale sono il processo al solfato e il processo al fluoruro.

Nel processo al solfato, il berillo frantumato viene fuso in un forno ad arco a 1,65°C e versato attraverso un flusso d'acqua ad alta velocità per formare una fritta. Dopo il trattamento termico, la fritta viene macinata in un mulino a sfere e miscelata con acido solforico concentrato per formare un impasto liquido, che viene spruzzato sotto forma di getto in un mulino di solfatazione rotante riscaldato direttamente. Il berillio, ora in una forma idrosolubile, viene lisciviato dal fango e l'idrossido di ammonio viene aggiunto al liquido di lisciviazione, che viene quindi alimentato a un cristallizzatore dove l'allume di ammonio viene cristallizzato. Al liquido vengono aggiunti agenti chelanti per mantenere in soluzione ferro e nichel, viene quindi aggiunto idrossido di sodio e il berillato di sodio così formato viene idrolizzato per precipitare idrossido di berillio. Quest'ultimo prodotto può essere convertito in fluoruro di berillio per la riduzione mediante magnesio a berillio metallico o in cloruro di berillio per la riduzione elettrolitica.

Nel processo al fluoruro (figura 1) una miscela bricchettata di minerale macinato, silicofluoruro di sodio e carbonato di sodio viene sinterizzata in un forno a suola rotante. Il materiale sinterizzato viene frantumato, macinato e lisciviato. Alla soluzione di fluoruro di berillio così ottenuta si aggiunge idrossido di sodio e si filtra in un filtro rotante il precipitato di idrossido di berillio. Il berillio metallico si ottiene come nel processo precedente per riduzione del magnesio del fluoruro di berillio o per elettrolisi del cloruro di berillio.

Figura 1. Produzione di ossido di berillio mediante il processo al fluoruro

RES070F1

si utilizza

Il berillio è utilizzato in leghe con un numero di metalli tra cui acciaio, nichel, magnesio, zinco e alluminio, la lega più utilizzata è il berillio-rame, propriamente chiamato "un bronzo", che ha un'elevata resistenza alla trazione e una capacità di indurimento mediante trattamento termico. I bronzi al berillio sono utilizzati in utensili antiscintilla, parti di interruttori elettrici, molle per orologi, diaframmi, spessori, camme e boccole.

Uno dei maggiori usi del metallo è come moderatore di neutroni termici nei reattori nucleari e come riflettore per ridurre la fuoriuscita di neutroni dal nocciolo del reattore. Una fonte mista di uranio-berillio viene spesso utilizzata come fonte di neutroni. Come lamina, il berillio viene utilizzato come materiale per finestre nei tubi a raggi X. La sua leggerezza, l'elevato modulo elastico e la stabilità al calore lo rendono un materiale interessante per l'industria aeronautica e aerospaziale.

L'ossido di berillio viene prodotto riscaldando nitrato di berillio o idrossido.

Viene utilizzato nella fabbricazione di ceramiche, materiali refrattari e altri composti di berillio. È stato utilizzato per la produzione di fosfori per lampade fluorescenti fino a quando l'incidenza della malattia da berillio nell'industria non ha causato l'abbandono del suo utilizzo per questo scopo (nel 1949 negli Stati Uniti).

Pericoli

I rischi di incendio e salute sono associati ai processi che coinvolgono il berillio. La polvere di berillio finemente suddivisa brucerà, il grado di combustibilità è una funzione della dimensione delle particelle. Gli incendi si sono verificati nelle unità di filtrazione della polvere e durante la saldatura dei condotti di ventilazione in cui era presente berillio finemente suddiviso.

Il berillio e i suoi composti sono sostanze altamente tossiche. Il berillio può colpire tutti i sistemi di organi, sebbene l'organo principale coinvolto sia il polmone. Il berillio provoca malattie sistemiche per inalazione e può distribuirsi ampiamente in tutto il corpo dopo l'assorbimento dai polmoni. Poco berillio viene assorbito dal tratto gastrointestinale. Il berillio può causare irritazione cutanea e la sua introduzione traumatica nel tessuto sottocutaneo può causare irritazione locale e formazione di granulomi.

patogenesi

Il berillio in tutte le sue forme, ad eccezione del minerale di berillo, è stato associato a malattie. La via di ingresso è per inalazione e nella malattia acuta si ha un effetto tossico diretto sia sulla mucosa nasofaringea che su quella dell'intero albero tracheobronchiale, provocando edema e infiammazione. Nel polmone provoca una polmonite chimica acuta. La principale forma di tossicità da berillio in questo momento è la malattia cronica da berillio. Un tipo ritardato di ipersensibilità specifico al berillio è la via principale della malattia cronica. L'ingresso del berillio nel sistema attraverso i polmoni porta alla proliferazione di CD specifici+ linfociti, con il berillio che agisce come antigene specifico, da solo o come aptene attraverso una via del recettore dell'interleuchina-2 (IL2). La suscettibilità individuale al berillio può quindi essere spiegata sulla base del CD individuale+ risposta. Il rilascio di linfochine dai linfociti attivati ​​può quindi portare alla formazione di granulomi e al reclutamento di macrofagi. Il berillio può essere trasportato in siti al di fuori del polmone dove può causare la formazione di granulomi. Il berillio viene rilasciato lentamente da diversi siti ed è escreto dai reni. Questo rilascio lento può verificarsi in un arco di tempo compreso tra 20 e 30 anni. La cronicità e la latenza della malattia possono essere probabilmente spiegate sulla base del lento metabolismo e del fenomeno del rilascio. I meccanismi immunitari coinvolti nella patogenesi della malattia da berillio consentono anche approcci specifici alla diagnosi, che saranno discussi di seguito.

istopatologia

Il reperto patologico primario nella malattia da berillio è la formazione di granulomi non caseosi nei polmoni, nei linfonodi e in altri siti. Studi istopatologici sui polmoni in pazienti con berilliosi acuta hanno mostrato un pattern non specifico di bronchite e polmonite acuta e subacuta. Nella malattia cronica da berillio, ci sono vari gradi di infiltrazione linfocitaria dell'interstizio polmonare e formazione di granulomi non caseosi (figura 2).

Figura 2. Tessuto polmonare in un paziente con malattia cronica da berillio

RES070F2

Sono visibili sia i granulomi che l'infiltrazione a cellule rotonde

 

 

 

 

 

 

Molti dei granulomi si trovano nelle aree peribronchiolari. Inoltre, possono essere presenti istiociti, plasmacellule e cellule giganti con corpi inclusi calcifici. Se si tratta esclusivamente di formazione di granulomi, la prognosi a lungo termine è migliore. L'istologia del polmone nella malattia cronica da berillio è indistinguibile da quella della sarcoidosi. I granulomi non caseosi si trovano anche nei linfonodi, nel fegato, nella milza, nei muscoli e nella pelle.

Manifestazioni cliniche

Lesioni alla pelle

I sali acidi del berillio causano dermatiti allergiche da contatto. Tali lesioni possono essere eritematose, papulose o papulovescicolari, sono comunemente pruriginose e si trovano su parti esposte del corpo. Di solito c'è un ritardo di 2 settimane dalla prima esposizione all'insorgenza della dermatite, tranne nel caso di esposizioni intense, quando una reazione irritante può essere immediata. Questo ritardo è considerato come il tempo necessario per sviluppare lo stato di ipersensibilità.

L'impianto accidentale di berillio metallico o cristalli di un composto solubile di berillio in un'abrasione, una crepa nella pelle o sotto l'unghia può causare un'area indurita con suppurazione centrale. I granulomi possono anche formarsi in tali siti.

Congiuntivite e dermatite possono verificarsi da sole o insieme. Nei casi di congiuntivite, l'edema periorbitale può essere grave.

Malattia acuta

La rinofaringite da berillio è caratterizzata da mucose gonfie e iperemiche, punti sanguinanti, ragadi e ulcerazioni. È stata descritta la perforazione del setto nasale. La rimozione dall'esposizione determina l'inversione di questo processo infiammatorio entro 3-6 settimane.

Il coinvolgimento della trachea e dell'albero bronchiale in seguito all'esposizione a livelli più elevati di berillio provoca tosse non produttiva, dolore retrosternale e respiro corto moderato. Ronchi e/o rantoli possono essere udibili e la radiografia del torace può mostrare segni broncovascolari aumentati. Il carattere e la velocità di insorgenza e la gravità di questi segni e sintomi dipendono dalla qualità e dalla quantità dell'esposizione. Il recupero è previsto entro 1-4 settimane se il lavoratore viene allontanato da un'ulteriore esposizione.

L'uso di steroidi è molto utile nel contrastare la malattia acuta. Nessun nuovo caso di malattia acuta è stato segnalato al registro dei casi di berillio degli Stati Uniti in oltre 30 anni. Il Registro, avviato da Harriet Hardy nel 1952, conta quasi 1,000 casi clinici, tra i quali sono elencati 212 casi acuti. Quasi tutti questi si sono verificati nell'industria manifatturiera delle lampade fluorescenti. Quarantaquattro soggetti con la malattia acuta hanno successivamente sviluppato una malattia cronica.

Malattia cronica da berillio

La malattia cronica da berillio è una malattia granulomatosa polmonare e sistemica causata dall'inalazione di berillio. La latenza della malattia può variare da 1 a 30 anni, più comunemente si verifica da 10 a 15 anni dopo la prima esposizione. La malattia cronica da berillio ha un decorso variabile con esacerbazioni e remissioni nelle sue manifestazioni cliniche. Tuttavia, la malattia è generalmente progressiva. Ci sono stati alcuni casi con anomalie della radiografia del torace con un decorso clinico stabile e senza sintomi significativi.

La dispnea da sforzo è il sintomo più comune della malattia cronica da berillio. Altri sintomi sono tosse, affaticamento, perdita di peso, dolore toracico e artralgie. I segni fisici possono essere del tutto normali o possono includere crepitii bibasilari, linfoadenopatia, lesioni cutanee, epatosplenomegalia e ippocratismo digitale. Segni di ipertensione polmonare possono essere presenti nella malattia grave e di lunga data.

In alcuni pazienti possono verificarsi calcoli renali e iperuricemia e sono stati segnalati rari casi di ingrossamento della ghiandola parotide e coinvolgimento del sistema nervoso centrale. Le manifestazioni cliniche della malattia cronica da berillio sono molto simili a quelle della sarcoidosi.

Caratteristiche radiologiche

Il pattern radiografico nella malattia cronica da berillio non è specifico ed è simile a quello che si può osservare nella sarcoidosi, nella fibrosi polmonare idiopatica, nella tubercolosi, nelle micosi e nella malattia da polvere (figura 3). All'inizio della malattia le pellicole possono mostrare densità granulari, nodulari o lineari. Queste anomalie possono aumentare, diminuire o rimanere invariate, con o senza fibrosi. È comune il coinvolgimento del lobo superiore. L'adenopatia ilare, osservata in circa un terzo dei pazienti, è solitamente bilaterale e accompagnata da chiazze dei campi polmonari. L'assenza di alterazioni polmonari in presenza di adenopatia è una considerazione differenziale relativa ma non assoluta a favore della sarcoidosi rispetto alla malattia cronica da berillio. È stata segnalata adenopatia ilare unilaterale, ma è piuttosto rara.

Figura 3. Radiografia del torace di un paziente con malattia cronica da berillio, che mostra infiltrati fibronodulari diffusi e ili prominenti

RES070F3

L'immagine radiografica non si correla bene con lo stato clinico e non riflette particolari aspetti qualitativi o quantitativi dell'esposizione causale.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Test di funzionalità polmonare

I dati del Beryllium Case Registry mostrano che nella malattia cronica da berillio si possono trovare 3 modelli di compromissione. Dei 41 pazienti studiati per un periodo di una media di 23 anni dopo l'esposizione iniziale al berillio, il 20% presentava un difetto restrittivo, il 36% un difetto interstiziale (volumi polmonari e velocità del flusso d'aria normali ma ridotta capacità di diffusione del monossido di carbonio), il 39% aveva un difetto ostruttivo e il 5% era normale. Il pattern ostruttivo, presente sia nei fumatori che nei non fumatori, era associato a granulomi nella regione peribronchiale. Questo studio ha indicato che il modello di menomazione influenza la prognosi. I pazienti con difetto interstiziale se la sono cavata meglio, con il minimo deterioramento su un intervallo di cinque anni. I pazienti con difetti ostruttivi e restrittivi hanno sperimentato un peggioramento della loro compromissione nonostante la terapia con corticosteroidi.

Gli studi sulla funzione polmonare nei lavoratori asintomatici dell'estrazione del berillio hanno mostrato la presenza di lieve ipossiemia arteriosa. Ciò si è verificato di solito entro i primi 10 anni di esposizione. Nei lavoratori esposti al berillio per 20 anni o più si è verificata una riduzione della capacità vitale forzata (FVC) e del volume espiratorio forzato in un secondo (FEV1). Questi risultati suggeriscono che la lieve ipossiemia iniziale potrebbe essere dovuta all'alveolite precoce e che con l'ulteriore esposizione e il trascorrere del tempo la riduzione del FEVXNUMX1 e FVC potrebbe rappresentare la fibrosi e la formazione di granulomi.

Altri esami di laboratorio

Test di laboratorio anomali non specifici sono stati segnalati nella berilliosi cronica e includono velocità di sedimentazione elevata, eritrocitosi, aumento dei livelli di gammaglobuline, iperuricemia e ipercalcemia.

Il test cutaneo di Kveim è negativo nella malattia da berillio, mentre può essere positivo nella sarcoidosi. Il livello dell'enzima di conversione dell'angiotensina (ACE) è solitamente normale nella malattia da berillio, ma può essere aumentato nel 60% o più dei pazienti con sarcoidosi attiva.

Diagnosi

La diagnosi di malattia cronica da berillio per molti anni si è basata sui criteri sviluppati attraverso il Beryllium Case Registry, che includeva:

  1. una storia di significativa esposizione al berillio
  2. evidenza di malattia del tratto respiratorio inferiore
  3. radiografia del torace anormale con malattia fibronodulare interstiziale
  4. test di funzionalità polmonare anormali con ridotta capacità di diffusione del monossido di carbonio (DLCO)
  5. alterazioni patologiche coerenti con l'esposizione al berillio nei linfonodi polmonari o toracici
  6. la presenza di berillio nel tessuto.

 

Quattro dei sei criteri dovevano essere soddisfatti e avrebbero dovuto includere (1) o (6). Dagli anni '1980, i progressi dell'immunologia hanno reso possibile la diagnosi della malattia da berillio senza richiedere campioni di tessuto per l'esame istologico o l'analisi del berillio. La trasformazione dei linfociti nel sangue in risposta all'esposizione al berillio (come nel test di trasformazione dei linfociti, LTT) o dei linfociti dal lavaggio broncoalveolare (BAL) è stata proposta da Newman et al. (1989) come utili strumenti diagnostici per la diagnosi di malattia da berillio in soggetti esposti. I loro dati suggeriscono che un LTT ematico positivo è indicativo di sensibilizzazione. Tuttavia, dati recenti mostrano che l'LTT nel sangue non si correla bene con le malattie polmonari. La trasformazione dei linfociti BAL correla molto meglio con la funzione polmonare anormale e non correla bene con le anomalie concomitanti nel sangue LTT. Pertanto, per formulare una diagnosi di malattia da berillio, è necessaria una combinazione di anomalie cliniche, radiologiche e della funzionalità polmonare e un LTT positivo nel BAL. Un LTT ematico positivo di per sé non è diagnostico. L'analisi con microsonda di piccoli campioni di tessuto per il berillio è un'altra recente innovazione che potrebbe aiutare nella diagnosi della malattia in piccoli campioni di tessuto polmonare ottenuti mediante biopsia polmonare transbronchiale.

La sarcoidosi è il disturbo più simile alla malattia cronica da berillio e la differenziazione può essere difficile. Finora, nessuna malattia ossea cistica o coinvolgimento dell'occhio o delle tonsille è apparsa nella malattia cronica da berillio. Allo stesso modo, il test di Kveim è negativo nella malattia da berillio. Il test cutaneo per dimostrare la sensibilizzazione al berillio non è raccomandato, in quanto il test stesso è sensibilizzante, può eventualmente scatenare reazioni sistemiche nelle persone sensibilizzate e non stabilisce di per sé che la malattia presente sia necessariamente correlata al berillio.

Approcci immunologici più sofisticati nella diagnosi differenziale dovrebbero consentire una migliore differenziazione dalla sarcoidosi in futuro.

Prognosi

La prognosi della malattia cronica da berillio è cambiata favorevolmente nel corso degli anni; è stato suggerito che i ritardi più lunghi nell'insorgenza osservati tra i lavoratori del berillio possano riflettere una minore esposizione o un minore carico corporeo di berillio, determinando un decorso clinico più lieve. L'evidenza clinica è che la terapia steroidea, se utilizzata alla prima comparsa di una disabilità misurabile, in dosi adeguate per periodi sufficientemente lunghi, ha migliorato lo stato clinico di molti pazienti, consentendo ad alcuni di loro di tornare a lavori utili. Non ci sono prove evidenti che gli steroidi abbiano curato l'avvelenamento cronico da berillio.

Berillio e cancro

Negli animali, il berillio somministrato sperimentalmente è cancerogeno, causando sarcoma osteogenico dopo iniezione endovenosa nei conigli e cancro ai polmoni dopo inalazione nei ratti e nelle scimmie. Se il berillio possa essere cancerogeno per l'uomo è una questione controversa. Alcuni studi epidemiologici hanno suggerito un'associazione, in particolare dopo la berilliosi acuta. Questa scoperta è stata contestata da altri. Si può concludere che il berillio è cancerogeno negli animali e potrebbe esserci un legame tra il cancro ai polmoni e il berillio negli esseri umani, in particolare in quelli con la malattia acuta.

Misure di sicurezza e salute

Le precauzioni per la sicurezza e la salute devono coprire il pericolo di incendio così come il ben più grave pericolo di tossicità.

Prevenzione incendi

Devono essere presi provvedimenti per prevenire possibili fonti di ignizione, come scintille o archi di apparecchi elettrici, attrito e così via, in prossimità di polvere di berillio finemente suddivisa. L'attrezzatura in cui è stata presente questa polvere deve essere svuotata e pulita prima di utilizzarvi l'acetilene o l'apparecchio per la saldatura elettrica. La polvere di berillio ultrafine priva di ossidi che è stata preparata in gas inerte può incendiarsi spontaneamente se esposta all'aria.

Per estinguere un incendio al berillio dovrebbe essere usata polvere secca adatta, non acqua. Devono essere indossati dispositivi di protezione individuale completi, compresi i dispositivi di protezione respiratoria, e i vigili del fuoco devono lavarsi successivamente e organizzare il lavaggio dei loro indumenti separatamente.

Tutela della salute

I processi al berillio devono essere condotti in modo attentamente controllato per proteggere sia il lavoratore che la popolazione in generale. Il rischio principale assume la forma di contaminazione aerea e il processo e l'impianto devono essere progettati in modo da generare meno polvere o fumi possibile. I processi a umido dovrebbero essere usati invece dei processi a secco e gli ingredienti dei preparati contenenti berillio dovrebbero essere unificati come sospensioni acquose invece che come polveri secche; quando possibile l'impianto dovrebbe essere progettato come gruppi di unità chiuse separate. La concentrazione ammissibile di berillio nell'atmosfera è così bassa che la protezione deve essere applicata anche ai processi a umido, altrimenti gli schizzi e le fuoriuscite possono seccarsi e la polvere può entrare nell'atmosfera.

Le operazioni da cui può svilupparsi la polvere devono essere condotte in aree con il massimo grado di protezione compatibile con le esigenze di manipolazione. Alcune operazioni vengono eseguite in camere a guanti, ma molte altre vengono condotte in involucri dotati di ventilazione di scarico simile a quella installata nelle cappe chimiche. Le operazioni di lavorazione possono essere ventilate da sistemi di scarico locali ad alta velocità e basso volume o da involucri con cappa con ventilazione di scarico.

Per verificare l'efficacia di queste misure precauzionali, il monitoraggio dell'atmosfera dovrebbe essere effettuato in modo tale da poter calcolare l'esposizione media giornaliera dei lavoratori al berillio respirabile. L'area di lavoro deve essere pulita regolarmente mediante un aspirapolvere adeguato o una scopa bagnata. I processi al berillio dovrebbero essere separati dalle altre operazioni in fabbrica.

Dovrebbero essere forniti dispositivi di protezione individuale per i lavoratori impegnati nei processi al berillio. Qualora siano pienamente impiegati in processi che comportano la manipolazione di composti di berillio o in processi associati all'estrazione del metallo dal minerale, dovrebbe essere previsto un completo cambio di abbigliamento in modo che i lavoratori non tornino a casa indossando indumenti con cui sono stato al lavoro. Dovrebbero essere prese disposizioni per il lavaggio sicuro di tali indumenti da lavoro e dovrebbero essere fornite tute protettive anche ai lavoratori delle lavanderie per garantire che anche loro non siano esposti a rischi. Queste disposizioni non dovrebbero essere lasciate alle normali procedure di riciclaggio domestico. Casi di avvelenamento da berillio nelle famiglie dei lavoratori sono stati attribuiti a lavoratori che portavano a casa indumenti contaminati o li indossavano in casa.

Uno standard di salute sul lavoro di 2μg/mXNUMX3, proposto nel 1949 da un comitato operante sotto gli auspici della Commissione per l'Energia Atomica degli Stati Uniti, continua ad essere ampiamente rispettato. Le interpretazioni esistenti generalmente consentono fluttuazioni fino a un "tetto" di 5μg/m3 purché non venga superata la media ponderata nel tempo. Inoltre, un "picco massimo accettabile sopra la concentrazione massimale per un turno di otto ore" di 25μg/m3 è consentito anche per un massimo di 30 min. Questi livelli operativi sono raggiungibili nell'attuale pratica industriale e non vi sono prove di esperienze di salute avverse tra le persone che lavorano in un ambiente così controllato. A causa di un possibile collegamento tra il berillio e il cancro del polmone, è stato suggerito di ridurre il limite consentito a 1 μg/m3, ma negli Stati Uniti non è stata intrapresa alcuna azione ufficiale su questo suggerimento.

La popolazione a rischio di sviluppare la malattia da berillio è quella che in qualche modo ha a che fare con il berillio nella sua estrazione o nel successivo utilizzo. Tuttavia, sono stati segnalati alcuni casi di "vicinato" da una distanza di 1-2 km dagli impianti di estrazione del berillio.

Gli esami medici preliminari all'assunzione e periodici dei lavoratori esposti al berillio e ai suoi composti sono obbligatori in un certo numero di paesi. La valutazione raccomandata comprende un questionario respiratorio annuale, una radiografia del torace e test di funzionalità polmonare. Con i progressi dell'immunologia, l'LTT può anche diventare una valutazione di routine, sebbene al momento non siano disponibili dati sufficienti per raccomandarne l'uso di routine. Con evidenza di malattia da berillio, non è saggio consentire a un lavoratore di essere ulteriormente esposto al berillio, anche se il luogo di lavoro soddisfa i criteri di soglia per la concentrazione di berillio nell'aria.

Trattamento

Il passo principale nella terapia è evitare un'ulteriore esposizione al berillio. I corticosteroidi sono la principale modalità di terapia nella malattia cronica da berillio. I corticosteroidi sembrano alterare favorevolmente il decorso della malattia, ma non la “curano”.

I corticosteroidi devono essere iniziati su base giornaliera con una dose relativamente elevata di prednisone da 0.5 a 1 mg per kg o più e continuati fino a quando non si verifica un miglioramento o non si verifica un ulteriore deterioramento dei test clinici o di funzionalità polmonare. Di solito questo richiede da 4 a 6 settimane. Si raccomanda una lenta riduzione degli steroidi e alla fine può essere possibile una terapia a giorni alterni. La terapia steroidea di solito diventa una necessità permanente.

Altre misure di supporto come ossigeno supplementare, diuretici, digitale e antibiotici (in presenza di infezione) sono indicate in base alle condizioni cliniche del paziente. Dovrebbe essere presa in considerazione anche l'immunizzazione contro l'influenza e lo pneumococco, come con qualsiasi paziente con malattia respiratoria cronica.

 

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Lunedi, Febbraio 28 2011 21: 44

Pneumoconiosi: definizione

L'espressione pneumoconiosi, dal greco pneuma (aria, vento) e Konis (polvere) fu coniato in Germania da Zenker nel 1867 per indicare alterazioni nei polmoni causate dalla ritenzione di polvere inalata. A poco a poco, divenne evidente la necessità di distinguere tra gli effetti dei vari tipi di polvere. Era necessario discriminare tra polveri minerali o vegetali e la loro componente microbiologica. Di conseguenza, la Terza Conferenza Internazionale di Esperti sulla Pneumoconiosi, organizzata dall'ILO a Sydney nel 1950, adottò la seguente definizione: “La pneumoconiosi è una malattia diagnosticabile dei polmoni prodotta dall'inalazione di polvere, intendendo con il termine 'polvere' al particolato in fase solida, ma esclusi gli organismi viventi”.

Tuttavia, la parola malattia sembra implicare un certo grado di compromissione della salute che potrebbe non essere il caso delle pneumoconiosi non collegate allo sviluppo di fibrosi polmonare/cicatrizzazione. In generale, la reazione del tessuto polmonare alla presenza di polvere varia a seconda della polvere. Le polveri non fibrogeniche evocano una reazione tissutale nei polmoni caratterizzata da una minima reazione fibrotica e assenza di compromissione della funzione polmonare. Tali polveri, esempi delle quali sono polveri finemente suddivise di caolinite, biossido di titanio, ossido stannoso, solfato di bario e ossido ferrico, sono spesso indicate come biologicamente inerti.

La polvere fibrogena come la silice o l'amianto provoca una reazione fibrogenica più pronunciata con conseguenti cicatrici nel tessuto polmonare e malattie evidenti. La divisione delle polveri in varietà fibrogeniche e non fibrogeniche non è affatto netta perché ci sono molti minerali, in particolare silicati, che sono intermedi nella loro capacità di produrre lesioni fibrotiche nei polmoni. Tuttavia, si è rivelato utile per scopi clinici e si riflette nella classificazione delle pneumoconiosi.

Una nuova definizione di pneumoconiosi è stata adottata alla Quarta Conferenza Internazionale sulla Pneumoconiosi, Bucarest, 1971: “La pneumoconiosi è l'accumulo di polvere nei polmoni e le reazioni dei tessuti alla sua presenza. Ai fini di questa definizione, per "polvere" si intende un aerosol composto da particelle solide inanimate.

Per evitare qualsiasi fraintendimento, l'espressione non neoplastico a volte viene aggiunto alle parole "reazione tissutale".

Il gruppo di lavoro alla conferenza ha rilasciato la seguente dichiarazione completa:

La definizione di pneumoconiosi

In precedenza, nel 1950, è stata stabilita una definizione di pneumoconiosi alla 3a Conferenza internazionale di esperti sulla pneumoconiosi e questa ha continuato ad essere utilizzata fino ad oggi. Nel frattempo, lo sviluppo di nuove tecnologie ha comportato maggiori rischi professionali, in particolare quelli legati all'inalazione di contaminanti aerodispersi. L'accresciuta conoscenza nel campo della medicina del lavoro ha consentito di riconoscere nuove malattie polmonari di origine professionale ma ha anche dimostrato la necessità di un riesame della definizione di pneumoconiosi stabilita nel 1950. L'ILO ha quindi disposto la convocazione di un Gruppo di lavoro nell'ambito della IV Conferenza Internazionale sulla Pneumoconiosi al fine di esaminare la questione della definizione di pneumoconiosi. Il Gruppo di lavoro ha tenuto una discussione generale sulla questione e ha proceduto all'esame di alcune proposte presentate dai suoi membri. Ha infine adottato una nuova definizione di pneumoconiosi che è stata preparata insieme a un commento. Questo testo è riprodotto di seguito.

Negli ultimi anni un certo numero di paesi ha incluso nella pneumoconiosi, per ragioni socio-economiche, condizioni che manifestamente non sono pneumoconiosi, ma sono comunque malattie polmonari professionali. Sotto il termine “malattia” sono comprese a scopo preventivo le manifestazioni precoci che non sono necessariamente invalidanti o accorcianti la vita. Pertanto il gruppo di lavoro si è impegnato a ridefinire la pneumoconiosi come l'accumulo di polvere nei polmoni e le reazioni tissutali alla sua presenza. Ai fini di questa definizione, per "polvere" si intende un aerosol composto da particelle solide inanimate. Dal punto di vista patologico la pneumoconiosi può essere suddivisa per comodità in forme collagene o non collagene. Una pneumoconiosi non collagenica è causata da una polvere non fibrogena e presenta le seguenti caratteristiche:

  1. l'architettura alveolare rimane intatta
  2. la reazione stromale è minima e consiste principalmente di fibre di reticolina
  3. la reazione della polvere è potenzialmente reversibile.

 

Esempi di pneumoconiosi non collagene sono quelli causati da polveri pure di ossido di stagno (stannosi) e solfato di bario (baritosi).

La pneumoconiosi collagenica è caratterizzata da:

  1. alterazione permanente o distruzione dell'architettura alveolare
  2. reazione stromale collagene di grado da moderato a massimo, e
  3. cicatrizzazione permanente del polmone.

 

Tale pneumoconiosi collagenosa può essere causata da polveri fibrogeniche o da una risposta tissutale alterata a una polvere non fibrogena.

Esempi di pneumoconiosi collagenosa causata da polveri fibrogeniche sono la silicosi e l'asbestosi, mentre la pneumoconiosi complicata dei lavoratori del carbone o la fibrosi massiva progressiva (PMF) è una risposta tissutale alterata a una polvere relativamente non fibrogena. In pratica, la distinzione tra pneumoconiosi collagene e non collagene è difficile da stabilire. L'esposizione continua alla stessa polvere, come la polvere di carbone, può causare la transizione da una forma non collagene a una forma collagene. Inoltre, l'esposizione a una singola polvere sta diventando meno comune e le esposizioni a polveri miste con diversi gradi di potenziale fibrogenico possono provocare pneumoconiosi che possono variare dalle forme non collagene a quelle collagene. Esistono inoltre malattie polmonari croniche professionali che, sebbene si sviluppino dall'inalazione di polvere, sono escluse dalla pneumoconiosi perché non è noto che le particelle si accumulino nei polmoni. I seguenti sono esempi di malattie polmonari croniche professionali potenzialmente invalidanti: bissinosi, berilliosi, polmone del contadino e malattie correlate. Hanno un denominatore comune, ovvero la componente eziologica della polvere ha sensibilizzato il tessuto polmonare o bronchiale per cui se il tessuto polmonare risponde, l'infiammazione tende ad essere granulomatosa e se il tessuto bronchiale risponde, è probabile che si verifichi costrizione bronchiale. Le esposizioni a materiali nocivi inalati in alcune industrie sono associate ad un aumentato rischio di mortalità per carcinoma delle vie respiratorie. Esempi di tali materiali sono minerali radioattivi, amianto e cromati.

Adottato alla IV Conferenza Internazionale dell'ILO sulla Pneumoconiosi. Bucarest, 1971.

 

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Nonostante tutte le energie nazionali e internazionali dedicate alla loro prevenzione, le pneumoconiosi sono ancora molto presenti sia nei paesi industrializzati che in quelli in via di sviluppo, e sono responsabili della disabilità e menomazione di molti lavoratori. Per questo l'Ufficio Internazionale del Lavoro (ILO), l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) e molti istituti nazionali per la salute e la sicurezza sul lavoro continuano la loro lotta contro queste malattie e propongono programmi sostenibili per prevenirle. Ad esempio, l'ILO, l'OMS e l'Istituto nazionale statunitense per la sicurezza e la salute sul lavoro (NIOSH) hanno proposto nei loro programmi di lavorare in cooperazione per una lotta globale contro la silicosi. Parte di questo programma si basa sulla sorveglianza medica che include la lettura di radiografie toraciche per aiutare a diagnosticare questa pneumoconiosi. Questo è un esempio che spiega perché l'ILO, in collaborazione con molti esperti, ha sviluppato e aggiornato continuamente una classificazione delle radiografie delle pneumoconiosi che fornisce un mezzo per registrare sistematicamente le anomalie radiografiche nel torace provocate dall'inalazione di polvere. Lo schema è progettato per classificare l'aspetto delle radiografie del torace postero-anteriore.

Lo scopo della classificazione è quello di codificare le anomalie radiografiche delle pneumoconiosi in modo semplice e riproducibile. La classificazione non definisce entità patologiche, né tiene conto della capacità lavorativa. La classificazione non implica definizioni legali di pneumoconiosi ai fini del risarcimento, né implica un livello al quale il risarcimento è dovuto. Tuttavia, si è scoperto che la classificazione ha usi più ampi del previsto. Ora è ampiamente utilizzato a livello internazionale per la ricerca epidemiologica, per la sorveglianza di quelle occupazioni industriali e per scopi clinici. L'uso del sistema può portare a una migliore comparabilità internazionale delle statistiche sulle pneumoconiosi. Viene inoltre utilizzato per descrivere e registrare, in modo sistematico, parte delle informazioni necessarie alla valutazione dei compensi.

La condizione più importante per utilizzare questo sistema di classificazione con pieno valore dal punto di vista scientifico ed etico è leggere, in ogni momento, i film da classificare facendo sistematicamente riferimento ai 22 film standard previsti nel set di standard di classificazione internazionale dell'ILO film. Se il lettore tenta di classificare un film senza fare riferimento a nessuno dei film standard, non dovrebbe essere fatta alcuna menzione della lettura secondo la classificazione internazionale delle radiografie dell'ILO. La possibilità di deviare dalla classificazione per sovra o sotto lettura è così rischiosa che la sua lettura non dovrebbe essere utilizzata almeno per la ricerca epidemiologica o per la comparabilità internazionale delle statistiche sulle pneumoconiosi.

La prima classificazione fu proposta per la silicosi alla Prima Conferenza Internazionale di Esperti sulle Pneumoconiosi, tenutasi a Johannesburg nel 1930. Combinava sia l'aspetto radiografico che la compromissione delle funzioni polmonari. Nel 1958 fu stabilita una nuova classificazione basata esclusivamente sui cambiamenti radiografici (classificazione di Ginevra 1958). Da allora, è stato rivisto più volte, l'ultima volta nel 1980, sempre con l'obiettivo di fornire versioni migliorate per essere ampiamente utilizzate a fini clinici ed epidemiologici. Ogni nuova versione della classificazione promossa dall'ILO ha apportato modifiche e cambiamenti basati sull'esperienza internazionale maturata nell'uso delle precedenti classificazioni.

Al fine di fornire istruzioni chiare per l'uso della classificazione, l'ILO ha pubblicato nel 1970 una pubblicazione intitolata Classificazione internazionale delle radiografie di pneumoconiosi/1968 nella serie Sicurezza e salute sul lavoro (n. 22). Questa pubblicazione è stata rivista nel 1972 come Classificazione internazionale ILO U/C delle radiografie delle pneumoconiosi/1971 e ancora nel 1980 come Linee guida per l'uso della classificazione internazionale ILO delle radiografie delle pneumoconiosi, edizione rivista 1980. La descrizione delle radiografie standard è riportata nella tabella 1.

Tabella 1. Descrizione delle radiografie standard

1980 Radiografie standard che mostrano Piccole opacità   Ispessimento pleurico  
      Parete toracica      
  Qualità tecnica Profusione Forma-dimensione Estensione Grandi opacità Circoscritto (placche) Diffondere Diaframma Obliterazione dell'angolo costofrenico Calcificazione pleurica Simboli Commenti
0/0 (esempio 1) 1 0/0 - - Non Non Non Non Non Non Nessuna Il modello vascolare è ben illustrato
0/0 (esempio 2) 1 0/0 - - Non Non Non Non Non Non Nessuna Mostra anche il pattern vascolare, ma non così chiaramente come nell'esempio 1
1/1; p/p 1 1/1 p/p R L x x x x x x A Non Non Non Non Non p.p. Pneumoconiosi reumatoide nella zona inferiore sinistra. Piccole opacità sono presenti in tutte le zone, ma la profusione nella zona superiore destra è tipica (alcuni direbbero un po' più profusa di) quella classificabile come categoria 1/1
2/2; p/p 2 2/2 p/p R L x x x x x x Non Non Non Non Non Non pi; t.b. Difetto di qualità: la radiografia è troppo chiara
3/3; p/p 1 3/3 p/p R L x x x x x x Non Non Non Non Sì R L x – Non ascia. Nessuna
1/1; q/q 1 1/1 q / q R L x x x x – – Non Non Non Non Non Non Nessuna Illustra la profusione 1/1 meglio della forma o delle dimensioni
2/2; q/q 1 2/2 q / q R L x x x x x x Non Non Sì R L x x larghezza: a a misura: 1 1 Non Sì R L x x Non Nessuna Nessuna
3/3; q/q 2 3/3 q / q R L x x x x x x Non Non Non Non Non Non piedi Difetti di qualità: scarsa definizione della pleura e angoli basali tagliati
1/1; r/r 2 1/1 y / y R L x x x x – – Non Non Non Non Sì R L – x Non Nessuna Difetto di qualità: movimento del soggetto. La profusione di piccole opacità è più marcata nel polmone destro
2/2; r/r 2 2/2 y / y R L x x x x x x Non Non Non Non Non Non Nessuna Difetti di qualità: radiografia troppo chiara e contrasto troppo elevato. L'ombra del cuore è leggermente spostata a sinistra
3/3; r/r 1 3/3 y / y R L x x x x x x Non Non Non Non Non Non ascia; ih. Nessuna
1/1; s/t 2 1/1 s / t R L x – x x x x Non Non Non Non Non Non kl. Difetto di qualità: basi tagliate. Linee di Kerley nella zona in basso a destra
2/2; s/s 2 2/2 s / s R L – – x x x x Non Non Non Non Non Non em. Difetto di qualità: distorsione delle basi dovuta al restringimento. Enfisema nelle zone superiori
3/3; s/s 2 3/3 s / s R L x x x x x x Non Non Sì R L x x larghezza: a a misura: 3 3 Non Non Non ho; ih; pi. Difetto di qualità: la radiografia è troppo chiara. L'aspetto del polmone a nido d'ape non è marcato
1/1; t/t Obliterazione dell'angolo costofrenico 1 1/1 t / t R L – – x x x x Non Non Sì R L x x larghezza: a a misura: 2 2 Non Sì R L x – Sì R L – x estensione: 2 Nessuna Questa radiografia definisce il limite inferiore per l'obliterazione dell'angolo costofrenico. Notare il restringimento nei campi polmonari inferiori
2/2; t/t 1 2/2 t / t R L x x x x x x Non Non Sì R L x x larghezza: a a misura: 1 1 Non Non Non loro. L'ispessimento pleurico è presente negli apici del polmone
3/3; t/t 1 3/3 t / t R L x x x x x x Non Non Non Non Non Non Ciao; ho; id; ih; tb. Nessuna
1/1; u/u 2/2; u/u 3/3; u/u - - - - - - - - - - - Questa radiografia composita illustra le categorie medie di profusione di piccole opacità classificabili per forma e dimensione come u/u.
A 2 2/2 p/q R L x x x x x x A Non Non Non Non Non Non Difetti di qualità: la radiografia è troppo chiara e la definizione pleurica è scarsa
B 1 1/2 p/q R L x x x x x x B Non Non Non Non Non ascia; co. La definizione di pleura è leggermente imperfetta
C 1 2/1 q/t R L x x x x x x C Non Non Non Non Non Bu; di; em; es; Ciao; ih. Le piccole opacità sono difficili da classificare a causa della presenza delle grandi opacità. Si noti l'obliterazione dell'angolo costofrenico sinistro. Non è classificabile perché non raggiunge il limite inferiore definito dalla radiografia standard 1/1; t/t
Ispessimento pleurico (circoscritto) - - - - - Non Non Non Non   L'ispessimento pleurico presente frontalmente, è di ampiezza indeterminata, ed estensione 2
Ispessimento pleurico (diffuso) - - - - - Non Non Non   L'ispessimento pleurico presente di profilo, è di larghezza a, ed estensione 2. Piccole calcificazioni non associate
Diaframma di ispessimento pleurico (calcificazione). - - - - - Non Non Non   Ispessimento pleurico circoscritto e calcificato di estensione 2
Ispessimento pleurico (calcificazione) della parete toracica - - - - - Non Non Non   Ispessimento pleurico calcificato e non calcificato presente frontalmente, è di larghezza indeterminata ed estensione 2

 

Classificazione ILO 1980

La revisione del 1980 è stata effettuata dall'OIL con la collaborazione della Commissione delle Comunità europee, del NIOSH e dell'American College of Radiology. Il riassunto della classificazione è riportato nella tabella 2. Ha mantenuto il principio delle classificazioni precedenti (1968 e 1971).

Tabella 2. Classificazione internazionale ILO 1980 delle radiografie delle pneumoconiosi: riepilogo dei dettagli della classificazione

Caratteristiche Codici Definizioni
Qualità tecnica
  1 Buona.
  2 Accettabile, senza alcun difetto tecnico che possa compromettere la classificazione della radiografia della pneumoconiosi.
  3 Scarso, con qualche difetto tecnico ma comunque accettabile ai fini della classificazione.
  4 Inaccettabile.
Anomalie parenchimali
Piccole opacità Profusione   La categoria di profusione si basa sulla valutazione della concentrazione di opacità rispetto alle radiografie standard.
    0/- 0/0 0/1 1/0 1/1 1/2 2/1 2/2 2/3 3/2 3/3 3/+ Categoria O: piccole opacità assenti o meno abbondanti rispetto al limite inferiore della categoria 1. Categorie 1, 2 e 3: aumento della profusione di piccole opacità come definito dalle corrispondenti radiografie standard.
  Estensione RU RM RL LU LM LL Vengono registrate le zone in cui si vedono le opacità. Il torace destro (R) e sinistro (L) sono entrambi divisi in tre zone: superiore (U), centrale (M) e inferiore (L). La categoria di profusione è determinata considerando la profusione nel suo complesso sulle zone del polmone interessate e confrontandola con le radiografie standard.
  Forma e dimensioni    
  Arrotondato p/p q/q r/r Le lettere p, q ed r denotano la presenza di piccole opacità arrotondate. Tre dimensioni sono definite dalle apparenze sulle radiografie standard: p = diametro fino a circa 1.5 mm q = diametro superiore a circa 1.5 mm e fino a circa 3 mm r = diametro superiore a circa 3 mm e fino a circa 10 mm
  Irregolare s/s t/t u/u Le lettere s, t e u denotano la presenza di piccole opacità irregolari. Tre dimensioni sono definite dalle apparenze sulle radiografie standard: s = larghezza fino a circa 1.5 mm t = larghezza superiore a circa 1.5 mm e fino a circa 3 mm u = larghezza superiore a 3 mm e fino a circa 10 mm
  Misto p/s p/t p/u p/q p/r q/s q/t q/u q/p q/r r/s r/t r/u r/p r/q s/p s/q s/r s/t s/u t/p t/q t/r t/s t/ u u/p u/q u/r u/s u/t Per forme miste (o dimensioni) di piccole opacità, la forma e la dimensione predominanti vengono registrate per prime. Dopo il tratto obliquo si registra la presenza di un numero significativo di altra forma e dimensione.
Grandi opacità   A B C Le categorie sono definite in termini di dimensioni delle opacità. Categoria A - un'opacità avente un diametro massimo superiore a circa 10 mm e fino a 50 mm inclusi, o diverse opacità ciascuna superiore a circa 10 mm, la cui somma dei diametri maggiori non supera circa 50 mm. Categoria B - una o più opacità più grandi o più numerose di quelle della categoria A la cui area combinata non supera l'equivalente della zona superiore destra. Categoria C: una o più opacità la cui area combinata supera l'equivalente della zona superiore destra.
Anomalie pleuriche
Ispessimento pleurico
Parete toracica Tipologia   Si riconoscono due tipi di ispessimento pleurico della parete toracica: circoscritto (placche) e diffuso. Entrambi i tipi possono verificarsi insieme
  Website RL L'ispessimento pleurico della parete toracica viene registrato separatamente per il torace destro (R) e sinistro (L).
  Larghezza a b c Per l'ispessimento pleurico visto lungo la parete toracica laterale, la misurazione della larghezza massima viene effettuata dalla linea interna della parete toracica al margine interno dell'ombra vista più nettamente al confine parenchimale-pleurico. La larghezza massima di solito si verifica al margine interno dell'ombra della nervatura nel suo punto più esterno. a = larghezza massima fino a 5 mm di battuta b = larghezza massima oltre 5 mm circa e fino a 10 mm circa c = larghezza massima oltre 10 mm circa
  Affronta YN Si registra la presenza di ispessimento pleurico visto frontalmente anche se visibile anche di profilo. Se l'ispessimento pleurico è visibile solo frontalmente, di solito non è possibile misurare la larghezza.
  Estensione 1 2 3 L'estensione dell'ispessimento pleurico è definita in termini di lunghezza massima dell'interessamento pleurico, o come somma delle lunghezze massime, viste di profilo o di fronte. 1 = lunghezza totale equivalente fino a un quarto della proiezione della parete toracica laterale 2 = lunghezza totale superiore a un quarto ma non alla metà della proiezione della parete toracica laterale 3 = lunghezza totale superiore alla metà della proiezione della parete toracica laterale parete
Diaframma Locale YN Una placca che coinvolge la pleura diaframmatica viene registrata come presente (Y) o assente (N), separatamente per il torace destro (R) e sinistro (L).
  Website RL  
Obliterazione dell'angolo costrofrenico Locale YN La presenza (Y) o l'assenza (N) dell'obliterazione dell'angolo costofrenico viene registrata separatamente dall'ispessimento su altre aree, per il torace destro (R) e sinistro (L). Il limite inferiore per questa obliterazione è definito da una radiografia standard
  Website RL Se l'ispessimento si estende fino alla parete toracica, devono essere registrati sia l'obliterazione dell'angolo costofrenico che l'ispessimento pleurico.
Calcificazione pleurica Website   La sede e l'estensione della calcificazione pleurica sono registrate separatamente per i due polmoni e l'estensione definita in termini di dimensioni.
  Parete toracica RL  
  Diaframma RL  
  Altro RL "Altro" include la calcificazione della pleura mediastinica e pericardica.
  Estensione 1 2 3 1 = un'area di pleura calcificata con diametro massimo fino a circa 20 mm, o un numero di tali aree la cui somma dei diametri massimi non supera circa 20 mm. 2 = un'area di pleura calcificata con diametro massimo superiore a circa 20 mm e fino a circa 100 mm, o un numero di tali aree la cui somma dei diametri maggiori supera circa 20 mm ma non supera circa 100 mm. 3 = un'area di pleura calcificata con diametro massimo superiore a circa 100 mm, o un numero di tali aree la cui somma dei diametri maggiori supera circa 100 mm.
Simboli
    Si deve ritenere che la definizione di ciascuno dei simboli sia preceduta da una parola o frase appropriata come "sospetto", "modifiche suggestive di" o "opacità suggestive di", ecc.
  ax Coalescenza di piccole opacità pneumoconiotiche
  bu Bolla(e)
  ca Cancro del polmone o della pleura
  cn Calcificazione in piccole opacità pneumoconiotiche
  co Anomalia delle dimensioni o della forma cardiaca
  cp cuore polmonare
  cv Cavità
  di Marcata distorsione degli organi intratoracici
  ef Versamento
  em Enfisema definito
  es Calcificazione del guscio d'uovo dei linfonodi ilari o mediastinici
  fr Costole fratturate
  hi Ingrossamento dei linfonodi ilari o mediastinici
  ho Polmone a nido d'ape
  id Diaframma mal definito
  ih Contorno del cuore mal definito
  kl Linee settali (Kerley).
  od Altra anomalia significativa
  pi Ispessimento pleurico nella fessura interlobare del mediastino
  px Pneumotorace
  rp Pneumoconiosi reumatoide
  tb Tubercolosi
Commenti
  Locale YN Devono essere registrati commenti relativi alla classificazione della radiografia, in particolare se si ritiene che qualche altra causa sia responsabile di un'ombra che potrebbe essere ritenuta da altri essere dovuta a pneumoconiosi; anche per identificare le radiografie per le quali la qualità tecnica può aver influito materialmente sulla lettura.

 

La classificazione si basa su una serie di radiografie standard, un testo scritto e una serie di note (OHS n. 22). Non ci sono caratteristiche da vedere in una radiografia del torace che sono patognomoniche dell'esposizione alla polvere. Il principio essenziale è che siano classificate tutte le manifestazioni coerenti con quelle definite e rappresentate nelle radiografie standard e nelle linee guida per l'uso della Classificazione Internazionale ILO. Se il lettore ritiene che qualsiasi aspetto sia probabilmente o definitivamente non correlato alla polvere, la radiografia non deve essere classificata ma deve essere aggiunto un commento appropriato. Le 22 radiografie standard sono state selezionate dopo prove internazionali, in modo tale da illustrare gli standard di media categoria di profusione di piccole opacità e da fornire esempi di standard di categoria A, B e C per grandi opacità. Anomalie pleuriche (diffuso ispessimento pleurico, placche e obliterazione dell'angolo costofrenico) sono anche illustrate su diverse radiografie.

La discussione in particolare alla Settima Conferenza Internazionale sulle Pneumoconiosi, tenutasi a Pittsburgh nel 1988, ha indicato la necessità di migliorare alcune parti della classificazione, in particolare quelle riguardanti le alterazioni pleuriche. Nel novembre 1989 l'ILO ha convocato a Ginevra un gruppo di discussione sulla revisione della classificazione internazionale delle radiografie delle pneumoconiosi dell'ILO. Gli esperti hanno suggerito che la classificazione breve non è di alcun vantaggio e può essere soppressa. Per quanto riguarda le anomalie pleuriche, il gruppo ha convenuto che questa classificazione sarebbe ora divisa in tre parti: “Ispessimento pleurico diffuso”; “placche pleuriche”; e "Ostruzione dell'angolo costofrenico". L'ispessimento pleurico diffuso può essere suddiviso in parete toracica e diaframma. Sono stati identificati in base alle sei zone: superiore, media e inferiore, del polmone destro e sinistro. Se un ispessimento pleurico è circoscritto, potrebbe essere identificato come una placca. Tutte le placche devono essere misurate in centimetri. L'obliterazione dell'angolo costofrenico dovrebbe essere annotata sistematicamente (che esista o meno). È importante identificare se l'angolo costofrenico è visibile o meno. Ciò è dovuto alla sua particolare importanza in relazione all'ispessimento pleurico diffuso. Se le targhe sono classificate o meno dovrebbe essere semplicemente indicato da un simbolo. L'appiattimento del diaframma dovrebbe essere registrato con un simbolo aggiuntivo poiché è una caratteristica molto importante nell'esposizione all'amianto. La presenza di placche deve essere segnalata in queste caselle utilizzando l'apposito simbolo “c” (calcificato) o “h” (ialino).

Una descrizione completa della classificazione, comprese le sue applicazioni e limitazioni, si trova nella pubblicazione (ILO 1980). La revisione della classificazione delle radiografie è un processo continuo dell'ILO e una linea guida rivista dovrebbe essere pubblicata nel prossimo futuro (1997-98) tenendo conto delle raccomandazioni di questi esperti.

 

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Lunedi, Febbraio 28 2011 22: 28

Eziopatogenesi delle pneumoconiosi

Le pneumoconiosi sono da tempo riconosciute come malattie professionali. Notevoli sforzi sono stati rivolti alla ricerca, alla prevenzione primaria e alla gestione medica. Ma medici e igienisti riferiscono che il problema è ancora presente sia nei paesi industrializzati che in quelli in via di industrializzazione (Valiante, Richards e Kinsley 1992; Markowitz 1992). Poiché vi è una forte evidenza che i tre principali minerali industriali responsabili delle pneumoconiosi (amianto, carbone e silice) continueranno ad avere una certa importanza economica, comportando quindi un'ulteriore possibile esposizione, si prevede che il problema continuerà ad essere di una certa entità per tutto il mondo, in particolare tra le popolazioni svantaggiate nelle piccole industrie e nelle piccole attività minerarie. Difficoltà pratiche nella prevenzione primaria, o insufficiente comprensione dei meccanismi responsabili dell'induzione e della progressione della malattia sono tutti fattori che potrebbero eventualmente spiegare la persistenza del problema.

L'eziopatogenesi delle pneumoconiosi può essere definita come la valutazione e la comprensione di tutti i fenomeni che si verificano nel polmone in seguito all'inalazione di particelle di polvere fibrogena. L'espressione cascata di eventi si trova spesso nella letteratura sull'argomento. La cascata è una serie di eventi che prima l'esposizione e nella sua massima estensione progredisce verso la malattia nelle sue forme più gravi. Se si escludono le rare forme di silicosi accelerata, che possono svilupparsi dopo solo pochi mesi di esposizione, la maggior parte delle pneumoconiosi si sviluppano dopo periodi di esposizione misurati in decenni anziché in anni. Ciò è particolarmente vero oggigiorno nei luoghi di lavoro che adottano moderni standard di prevenzione. I fenomeni di eziopatogenesi dovrebbero quindi essere analizzati in termini della sua dinamica a lungo termine.

Negli ultimi 20 anni si è resa disponibile una grande quantità di informazioni sulle numerose e complesse reazioni polmonari coinvolte nella fibrosi polmonare interstiziale indotta da diversi agenti, comprese le polveri minerali. Queste reazioni sono state descritte a livello biochimico e cellulare (Richards, Masek e Brown 1991). I contributi sono stati forniti non solo da fisici e patologi sperimentali, ma anche da medici che hanno utilizzato ampiamente il lavaggio broncoalveolare come nuova tecnica di indagine polmonare. Questi studi hanno raffigurato l'eziopatogenesi come un'entità molto complessa, che può tuttavia essere scomposta per rivelare diversi aspetti: (1) l'inalazione stessa di particelle di polvere e la conseguente costituzione e significato del carico polmonare (relazioni esposizione-dose-risposta), ( 2) le caratteristiche fisico-chimiche delle particelle fibrogeniche, (3) le reazioni biochimiche e cellulari che inducono le lesioni fondamentali delle pneumoconiosi e (4) i determinanti della progressione e delle complicanze. L'ultimo aspetto non deve essere ignorato, poiché le forme più gravi di pneumoconiosi sono quelle che comportano menomazione e disabilità.

Un'analisi dettagliata dell'eziopatogenesi delle pneumoconiosi esula dagli scopi di questo articolo. Bisognerebbe distinguere i vari tipi di polvere e approfondire numerosi ambiti specialistici, alcuni dei quali sono tuttora oggetto di attiva ricerca. Ma interessanti nozioni generali emergono dalla mole di conoscenze attualmente disponibili sull'argomento. Saranno qui presentati attraverso le quattro “sfaccettature” precedentemente menzionate e la bibliografia rimanderà il lettore interessato a testi più specialistici. Verranno forniti esempi essenzialmente per le tre principali e più documentate pneumoconiosi: l'asbestosi, la pneumoconiosi dei lavoratori del carbone (CWP) e la silicosi. Verranno discussi i possibili impatti sulla prevenzione.

Relazioni esposizione-dose-risposta

Le pneumoconiosi derivano dall'inalazione di alcune particelle di polvere fibrogena. Nella fisica degli aerosol, il termine polvere ha un significato molto preciso (Hinds 1982). Si riferisce a particelle sospese nell'aria ottenute per sminuzzamento meccanico di un materiale base allo stato solido. Le particelle generate da altri processi non dovrebbero essere chiamate polvere. Le nuvole di polvere in vari ambienti industriali (ad es. miniere, tunnel, sabbiatura e produzione) generalmente contengono una miscela di diversi tipi di polvere. Le particelle di polvere aerodisperse non hanno una dimensione uniforme. Presentano una distribuzione dimensionale. Le dimensioni e altri parametri fisici (densità, forma e carica superficiale) determinano il comportamento aerodinamico delle particelle e la probabilità della loro penetrazione e deposizione nei vari compartimenti dell'apparato respiratorio.

Nel campo delle pneumoconiosi, il compartimento sito di interesse è il compartimento alveolare. Le particelle sospese nell'aria abbastanza piccole da raggiungere questi compartimenti sono indicate come particelle respirabili. Tutte le particelle che raggiungono i compartimenti alveolari non vengono sistematicamente depositate, alcune sono ancora presenti nell'aria espirata. I meccanismi fisici responsabili della deposizione sono ora ben compresi per le particelle isometriche (Raabe 1984) così come per le particelle fibrose (Sébastien 1991). Sono state stabilite le funzioni che mettono in relazione la probabilità di deposizione ai parametri fisici. Le particelle respirabili e le particelle depositate nel compartimento alveolare hanno caratteristiche dimensionali leggermente diverse. Per le particelle non fibrose, vengono utilizzati strumenti di campionamento dell'aria selettivi per dimensione e strumenti a lettura diretta per misurare le concentrazioni di massa delle particelle respirabili. Per le particelle fibrose, l'approccio è diverso. La tecnica di misurazione si basa sulla raccolta del filtro della "polvere totale" e sul conteggio delle fibre al microscopio ottico. In questo caso la selezione dimensionale viene effettuata escludendo dal conteggio le fibre “non respirabili” con dimensioni eccedenti criteri prefissati.

In seguito alla deposizione di particelle sulle superfici alveolari inizia il cosiddetto processo di clearance alveolare. Il reclutamento chemiotattico dei macrofagi e la fagocitosi costituiscono le sue prime fasi. Sono state descritte diverse vie di clearance: rimozione dei macrofagi carichi di polvere verso le vie aeree ciliate, interazione con le cellule epiteliali e trasferimento di particelle libere attraverso la membrana alveolare, fagocitosi da parte dei macrofagi interstiziali, sequestro nell'area interstiziale e trasporto ai linfonodi ( Lauweryns e Baert 1977). I percorsi di clearance hanno una cinetica specifica. Non solo il regime di esposizione, ma anche le caratteristiche fisico-chimiche delle particelle depositate, innescano l'attivazione delle diverse vie responsabili della ritenzione polmonare di tali contaminanti.

La nozione di un modello di ritenzione specifico per ogni tipo di polvere è piuttosto nuova, ma è ormai sufficientemente consolidata per essere integrata negli schemi eziopatogenetici. Ad esempio, questo autore ha scoperto che dopo un'esposizione a lungo termine all'amianto, le fibre si accumuleranno nei polmoni se sono del tipo anfibolo, ma non se sono del tipo crisotilo (Sébastien 1991). È stato dimostrato che le fibre corte vengono eliminate più rapidamente di quelle più lunghe. È noto che il quarzo mostra un certo tropismo linfatico e penetra facilmente nel sistema linfatico. È stato dimostrato che la modifica della chimica superficiale delle particelle di quarzo influisce sulla clearance alveolare (Hemenway et al. 1994; Dubois et al. 1988). L'esposizione concomitante a diversi tipi di polvere può anche influenzare la clearance alveolare (Davis, Jones e Miller 1991).

Durante la clearance alveolare, le particelle di polvere possono subire alcuni cambiamenti chimici e fisici. Esempi di questi cambiamenti includono il rivestimento con materiale ferruginoso, la lisciviazione di alcuni costituenti elementari e l'adsorbimento di alcune molecole biologiche.

Un'altra nozione recentemente derivata da esperimenti su animali è quella di “sovraccarico polmonare” (Mermelstein et al. 1994). I ratti fortemente esposti per inalazione a una varietà di polveri insolubili hanno sviluppato risposte simili: infiammazione cronica, aumento del numero di macrofagi carichi di particelle, aumento del numero di particelle nell'interstizio, ispessimento del setto, lipoproteinosi e fibrosi. Questi risultati non sono stati attribuiti alla reattività delle polveri testate (biossido di titanio, ceneri vulcaniche, ceneri volanti, coke di petrolio, cloruro di polivinile, toner, nerofumo e particolato di scarico diesel), ma a un'eccessiva esposizione del polmone. Non è noto se il sovraccarico polmonare debba essere considerato in caso di esposizione umana a polveri fibrogeniche.

Tra le vie di clearance, il trasferimento verso l'interstizio sarebbe di particolare importanza per le pneumoconiosi. L'eliminazione delle particelle che hanno subito il sequestro nell'interstizio è molto meno efficace dell'eliminazione delle particelle inghiottite dai macrofagi nello spazio alveolare e rimosse dalle vie aeree ciliate (Vincent e Donaldson 1990). Negli esseri umani, è stato riscontrato che dopo un'esposizione a lungo termine a una varietà di contaminanti inorganici trasportati dall'aria, lo stoccaggio era molto maggiore nei macrofagi interstiziali rispetto a quelli alveolari (Sébastien et al. 1994). È stata anche espressa l'opinione che la fibrosi polmonare indotta dalla silice implichi la reazione di particelle con macrofagi interstiziali piuttosto che alveolari (Bowden, Hedgecock e Adamson 1989). La ritenzione è responsabile della “dose”, una misura del contatto tra le particelle di polvere e il loro ambiente biologico. Una corretta descrizione della dose richiederebbe di conoscere in ogni momento la quantità di polvere immagazzinata nelle diverse strutture e cellule polmonari, gli stati fisico-chimici delle particelle (inclusi gli stati superficiali) e le interazioni tra le particelle e il cellule e fluidi polmonari. La valutazione diretta della dose negli esseri umani è ovviamente un compito impossibile, anche se fossero disponibili metodi per misurare le particelle di polvere in diversi campioni biologici di origine polmonare come espettorato, fluido di lavaggio broncoalveolare o tessuto prelevato alla biopsia o all'autopsia (Bignon, Sébastien e Bientz 1979) . Questi metodi sono stati utilizzati per una varietà di scopi: fornire informazioni sui meccanismi di ritenzione, convalidare determinate informazioni sull'esposizione, studiare il ruolo di diversi tipi di polvere negli sviluppi patogeni (ad esempio, anfiboli rispetto all'esposizione al crisotilo nell'asbestosi o quarzo rispetto al carbone nella CWP) e per aiutare nella diagnosi.

Ma queste misurazioni dirette forniscono solo un'istantanea della ritenzione al momento del campionamento e non consentono allo sperimentatore di ricostituire i dati sulla dose. Nuovi modelli dosimetrici offrono prospettive interessanti a tale riguardo (Katsnelson et al. 1994; Smith 1991; Vincent e Donaldson 1990). Questi modelli mirano a valutare la dose dalle informazioni sull'esposizione considerando la probabilità di deposito e la cinetica dei diversi percorsi di eliminazione. Recentemente è stata introdotta in questi modelli l'interessante nozione di “consegna dannosa” (Vincent e Donaldson 1990). Questa nozione tiene conto della reattività specifica delle particelle immagazzinate, ogni particella essendo considerata come una fonte che libera alcune entità tossiche nell'ambiente polmonare. Nel caso delle particelle di quarzo, ad esempio, si potrebbe ipotizzare che alcuni siti superficiali possano essere fonte di specie di ossigeno attivo. I modelli sviluppati lungo tali linee potrebbero anche essere perfezionati per tener conto della grande variazione interindividuale generalmente osservata con la clearance alveolare. Ciò è stato documentato sperimentalmente con l'amianto, gli "animali ad alto mantenimento" sono a maggior rischio di sviluppare l'asbestosi (Bégin e Sébastien 1989).

Finora, questi modelli sono stati utilizzati esclusivamente da patologi sperimentali. Ma potrebbero anche essere utili agli epidemiologi (Smith 1991). La maggior parte degli studi epidemiologici che esaminavano le relazioni di risposta all'esposizione si basava sull'"esposizione cumulativa", un indice di esposizione ottenuto integrando nel tempo le concentrazioni stimate di polvere aerodispersa a cui i lavoratori erano stati esposti (prodotto di intensità e durata). L'uso dell'esposizione cumulativa ha alcune limitazioni. Le analisi basate su questo indice assumono implicitamente che la durata e l'intensità abbiano effetti equivalenti sul rischio (Vacek e McDonald 1991).

Forse l'uso di questi sofisticati modelli dosimetrici potrebbe fornire qualche spiegazione per un'osservazione comune nell'epidemiologia delle pneumoconiosi: "le notevoli differenze tra le forze di lavoro" e questo fenomeno è stato chiaramente osservato per l'asbestosi (Becklake 1991) e per CWP (Attfield e Morring 1992). Nel mettere in relazione la prevalenza della malattia con l'esposizione cumulativa, sono state osservate grandi differenze, fino a 50 volte, nel rischio tra alcuni gruppi professionali. L'origine geologica del carbone (grado di carbone) ha fornito una spiegazione parziale per CWP, giacimenti minerari di carbone di alto rango (un carbone con un alto contenuto di carbonio, come l'antracite) che comportano un rischio maggiore. Il fenomeno resta da spiegare nel caso dell'asbestosi. Le incertezze sulla corretta curva di risposta all'esposizione influiscono, almeno teoricamente, sul risultato, anche con gli attuali standard di esposizione.

Più in generale, le metriche di esposizione sono essenziali nel processo di valutazione del rischio e nella definizione dei limiti di controllo. L'utilizzo dei nuovi modelli dosimetrici può migliorare il processo di valutazione del rischio per pneumoconiosi con l'obiettivo finale di aumentare il grado di protezione offerto dai limiti di controllo (Kriebel 1994).

Caratteristiche fisico-chimiche delle particelle di polvere fibrogeniche

Una tossicità specifica per ogni tipo di polvere, correlata alle caratteristiche fisico-chimiche delle particelle (comprese quelle più sottili come le caratteristiche superficiali), costituisce probabilmente la nozione più importante emersa progressivamente negli ultimi 20 anni. Nelle primissime fasi della ricerca non si faceva alcuna distinzione tra “polveri minerali”. Poi sono state introdotte le categorie generiche: amianto, carbone, fibre inorganiche artificiali, fillosilicati e silice. Ma questa classificazione si è rivelata non abbastanza precisa da spiegare la varietà degli effetti biologici osservati. Al giorno d'oggi viene utilizzata una classificazione mineralogica. Ad esempio, si distinguono i vari tipi mineralogici di amianto: crisotilo serpentino, anfibolo amosite, anfibolo crocidolite e anfibolo tremolite. Per la silice viene generalmente fatta una distinzione tra quarzo (di gran lunga il più diffuso), altri polimorfi cristallini e varietà amorfe. Nel campo del carbone, i carboni di alto rango e di basso rango dovrebbero essere trattati separatamente, poiché vi sono prove evidenti che il rischio di CWP e in particolare il rischio di fibrosi massiva progressiva è molto maggiore dopo l'esposizione alla polvere prodotta nelle miniere di carbone di alto rango.

Ma anche la classificazione mineralogica ha dei limiti. Esistono prove, sia sperimentali che epidemiologiche (tenendo conto delle "differenze tra le forze di lavoro"), che la tossicità intrinseca di un singolo tipo mineralogico di polvere può essere modulata agendo sulle caratteristiche fisico-chimiche delle particelle. Ciò ha sollevato la difficile questione del significato tossicologico di ciascuno dei numerosi parametri che possono essere utilizzati per descrivere una particella di polvere e una nuvola di polvere. A livello di singola particella, possono essere considerati diversi parametri: chimica di massa, struttura cristallina, forma, densità, dimensione, area superficiale, chimica superficiale e carica superficiale. Trattare con le nuvole di polvere aggiunge un altro livello di complessità a causa della distribuzione di questi parametri (ad esempio, la distribuzione delle dimensioni e la composizione della polvere mista).

La dimensione delle particelle e la loro chimica superficiale sono stati i due parametri più studiati per spiegare l'effetto di modulazione. Come visto in precedenza, i meccanismi di ritenzione sono correlati alle dimensioni. Ma le dimensioni possono anche modulare la tossicità on-site, come dimostrato da numerosi animali e in vitro studi.

Nel campo delle fibre minerali, la dimensione era ritenuta di tale importanza da costituire la base di una teoria patogenetica. Questa teoria attribuiva la tossicità delle particelle fibrose (naturali e artificiali) alla forma e alle dimensioni delle particelle, senza lasciare alcun ruolo alla composizione chimica. Quando si tratta di fibre, la dimensione deve essere suddivisa in lunghezza e diametro. Dovrebbe essere utilizzata una matrice bidimensionale per riportare le distribuzioni delle dimensioni, gli intervalli utili sono da 0.03 a 3.0 mm per il diametro e da 0.3 a 300 mm per la lunghezza (Sébastien 1991). Integrando i risultati dei numerosi studi, Lippman (1988) ha assegnato un indice di tossicità a diverse cellule della matrice. C'è una tendenza generale a credere che le fibre lunghe e sottili siano le più pericolose. Poiché le norme attualmente utilizzate nell'igiene industriale si basano sull'uso del microscopio ottico, ignorano le fibre più sottili. Se valutare la tossicità specifica di ogni cellula all'interno della matrice ha un certo interesse accademico, il suo interesse pratico è limitato dal fatto che ogni tipo di fibra è associato a una distribuzione dimensionale specifica che è relativamente uniforme. Per le particelle compatte, come il carbone e la silice, non ci sono evidenze chiare su un possibile ruolo specifico per le diverse sottofrazioni dimensionali delle particelle depositate nella regione alveolare del polmone.

Più recenti teorie di patogenesi nel campo delle polveri minerali implicano siti (o funzionalità) chimici attivi presenti sulla superficie delle particelle. Quando la particella "nasce" per separazione dal suo materiale genitore, alcuni legami chimici vengono rotti in modo eterolitico o omolitico. Ciò che si verifica durante la rottura e le successive ricombinazioni o reazioni con molecole di aria ambiente o molecole biologiche costituisce la chimica superficiale delle particelle. Per quanto riguarda le particelle di quarzo, ad esempio, sono state descritte diverse funzionalità chimiche di particolare interesse: ponti silossanici, gruppi silanolo, gruppi parzialmente ionizzati e radicali a base di silicio.

Queste funzionalità possono avviare sia reazioni acido-base che redox. Solo di recente è stata attirata l'attenzione su quest'ultimo (Dalal, Shi e Vallyathan 1990; Fubini et al. 1990; Pézerat et al. 1989; Kamp et al. 1992; Kennedy et al. 1989; Bronwyn, Razzaboni e Bolsaitis 1990). Ora ci sono buone prove che le particelle con radicali superficiali possono produrre specie reattive dell'ossigeno, anche in un ambiente cellulare. Non è certo se tutta la produzione di specie ossigenate debba essere attribuita ai radicali di superficie. Si ipotizza che questi siti possano innescare l'attivazione delle cellule polmonari (Hemenway et al. 1994). Altri siti possono essere coinvolti nell'attività membranolitica delle particelle citotossiche con reazioni quali attrazione ionica, legame idrogeno e legame idrofobico (Nolan et al. 1981; Heppleston 1991).

In seguito al riconoscimento della chimica superficiale come importante determinante della tossicità della polvere, sono stati fatti diversi tentativi per modificare le superfici naturali delle particelle di polvere minerale per ridurne la tossicità, come valutato in modelli sperimentali.

È stato riscontrato che l'adsorbimento di alluminio su particelle di quarzo riduce la loro fibrogenicità e favorisce la clearance alveolare (Dubois et al. 1988). Il trattamento con polivinilpiridina-N-ossido (PVPNO) ha avuto anche qualche effetto profilattico (Goldstein e Rendall 1987; Heppleston 1991). Sono stati utilizzati diversi altri processi di modifica: macinazione, trattamento termico, incisione con acido e adsorbimento di molecole organiche (Wiessner et al. 1990). Le particelle di quarzo appena fratturate hanno mostrato la massima attività superficiale (Kuhn e Demers 1992; Vallyathan et al. 1988). Abbastanza interessante, ogni allontanamento da questa "superficie fondamentale" ha portato a una diminuzione della tossicità del quarzo (Sébastien 1990). La purezza della superficie di diverse varietà di quarzo presenti in natura potrebbe essere responsabile di alcune differenze osservate nella tossicità (Wallace et al. 1994). Alcuni dati supportano l'idea che la quantità di superficie di quarzo incontaminata sia un parametro importante (Kriegseis, Scharman e Serafin 1987).

La molteplicità dei parametri, insieme alla loro distribuzione nella nube di polvere, produce una varietà di modi possibili per riportare le concentrazioni nell'aria: concentrazione di massa, concentrazione numerica, concentrazione dell'area superficiale e concentrazione in varie categorie dimensionali. Pertanto, possono essere costruiti numerosi indici di esposizione e deve essere valutato il significato tossicologico di ciascuno. Gli standard attuali in materia di igiene del lavoro riflettono questa molteplicità. Per l'amianto, gli standard si basano sulla concentrazione numerica di particelle fibrose in una determinata categoria di dimensioni geometriche. Per la silice e il carbone, gli standard si basano sulla concentrazione di massa delle particelle respirabili. Alcuni standard sono stati sviluppati anche per l'esposizione a miscele di particelle contenenti quarzo. Nessuno standard si basa sulle caratteristiche della superficie.

Meccanismi biologici che inducono le lesioni fondamentali

Le pneumoconiosi sono malattie polmonari fibrose interstiziali, la fibrosi è diffusa o nodulare. La reazione fibrotica comporta l'attivazione del fibroblasto polmonare (Goldstein e Fine 1986) e la produzione e il metabolismo dei componenti del tessuto connettivo (collagene, elastina e glicosaminoglicani). Si ritiene che rappresenti una fase tardiva di guarigione dopo un danno polmonare (Niewoehner e Hoidal 1982). Anche se diversi fattori, essenzialmente legati alle caratteristiche dell'esposizione, possono modulare la risposta patologica, è interessante notare che ogni tipo di pneumoconiosi è caratterizzato da quella che potrebbe essere definita una lesione fondamentale. L'alveolite fibrosante intorno alle vie aeree periferiche costituisce la lesione fondamentale dell'esposizione all'amianto (Bégin et al. 1992). Il nodulo silicotico è la lesione fondamentale della silicosi (Ziskind, Jones e Weil 1976). Il CWP semplice è composto da macule e noduli di polvere (Seaton 1983).

La patogenesi delle pneumoconiosi si presenta generalmente come una cascata di eventi la cui sequenza è la seguente: alveolite dei macrofagi alveolari, signaling da parte delle citochine cellulari infiammatorie, danno ossidativo, proliferazione e attivazione dei fibroblasti e del metabolismo del collagene e dell'elastina. L'alveolite dei macrofagi alveolari è una caratteristica reazione alla ritenzione di polvere minerale fibrosante (Rom 1991). L'alveolite è definita da un numero maggiore di macrofagi alveolari attivati ​​che rilasciano quantità eccessive di mediatori tra cui ossidanti, chemiotassine, fattori di crescita dei fibroblasti e proteasi. Le chemiotassine attraggono i neutrofili e, insieme ai macrofagi, possono rilasciare ossidanti in grado di danneggiare le cellule epiteliali alveolari. I fattori di crescita dei fibroblasti ottengono l'accesso all'interstizio, dove segnalano ai fibroblasti di replicarsi e aumentare la produzione di collagene.

La cascata inizia al primo incontro di particelle depositate negli alveoli. Con l'amianto, ad esempio, la lesione polmonare iniziale si verifica quasi immediatamente dopo l'esposizione alle biforcazioni del dotto alveolare. Dopo solo 1 ora di esposizione negli esperimenti sugli animali, c'è un assorbimento attivo delle fibre da parte delle cellule epiteliali di tipo I (Brody et al. 1981). Entro 48 ore, nei siti di deposizione si accumula un numero maggiore di macrofagi alveolari. Con l'esposizione cronica, questo processo può portare ad alveolite fibrosante peribronchiolare.

L'esatto meccanismo mediante il quale le particelle depositate producono un danno biochimico primario al rivestimento alveolare, a una cellula specifica oa uno qualsiasi dei suoi organelli, è sconosciuto. Può darsi che reazioni biochimiche estremamente rapide e complesse portino alla formazione di radicali liberi, alla perossidazione lipidica o all'esaurimento di alcune specie di molecole protettive cellulari vitali. E' stato dimostrato che le particelle minerali possono agire come substrati catalitici per la generazione di radicali idrossilici e superossidi (Guilianelli et al. 1993).

A livello cellulare, ci sono leggermente più informazioni. Dopo la deposizione a livello alveolare, la sottilissima cellula epiteliale di tipo I viene prontamente danneggiata (Adamson, Young e Bowden 1988). I macrofagi e altre cellule infiammatorie sono attratte dal sito danneggiato e la risposta infiammatoria è amplificata dal rilascio di metaboliti dell'acido arachidonico come prostaglandine e leucotrieni insieme all'esposizione della membrana basale (Holtzman 1991; Kuhn et al. 1990; Engelen et al. 1989). In questa fase del danno primario, l'architettura polmonare diventa disorganizzata, mostrando un edema interstiziale.

Durante il processo infiammatorio cronico, sia la superficie delle particelle di polvere che le cellule infiammatorie attivate rilasciano maggiori quantità di specie reattive dell'ossigeno nel tratto respiratorio inferiore. Lo stress ossidativo nel polmone ha alcuni effetti rilevabili sul sistema di difesa antiossidante (Heffner e Repine 1989), con espressione di enzimi antiossidanti come superossido dismutasi, glutatione perossidasi e catalasi (Engelen et al. 1990). Questi fattori sono localizzati nel tessuto polmonare, nel liquido interstiziale e negli eritrociti circolanti. I profili degli enzimi antiossidanti possono dipendere dal tipo di polvere fibrogenica (Janssen et al. 1992). I radicali liberi sono noti mediatori di lesioni e malattie dei tessuti (Kehrer 1993).

La fibrosi interstiziale deriva da un processo di riparazione. Ci sono numerose teorie per spiegare come avviene il processo di riparazione. L'interazione macrofagi/fibroblasti ha ricevuto la massima attenzione. I macrofagi attivati ​​secernono una rete di citochine fibrogeniche proinfiammatorie: TNF, IL-1, fattore di crescita trasformante e fattore di crescita derivato dalle piastrine. Producono anche fibronectina, una glicoproteina della superficie cellulare che agisce come attrattivo chimico e, in alcune condizioni, come stimolante della crescita delle cellule mesenchimali. Alcuni autori ritengono che alcuni fattori siano più importanti di altri. Ad esempio, particolare importanza è stata attribuita al TNF nella patogenesi della silicosi. Negli animali da esperimento, è stato dimostrato che la deposizione di collagene dopo l'instillazione di silice nei topi era quasi completamente prevenuta dall'anticorpo anti-TNF (Piguet et al. 1990). Il rilascio del fattore di crescita derivato dalle piastrine e del fattore di crescita trasformante è stato presentato come un ruolo importante nella patogenesi dell'asbestosi (Brody 1993).

Sfortunatamente, molte delle teorie sui macrofagi/fibroblasti tendono a ignorare il potenziale equilibrio tra le citochine fibrogeniche ei loro inibitori (Kelley 1990). Infatti, il conseguente squilibrio tra agenti ossidanti e antiossidanti, proteasi e antiproteasi, metaboliti dell'acido arachidonico, elastasi e collagenasi, nonché gli squilibri tra le varie citochine e fattori di crescita, determinerebbero il rimodellamento anomalo della componente interstiziale verso i vari forme di pneumoconiosi (Porcher et al. 1993). Nelle pneumoconiosi, l'equilibrio è chiaramente diretto verso un effetto schiacciante delle attività dannose delle citochine.

Poiché le cellule di tipo I non sono in grado di dividersi, dopo l'insulto primario, la barriera epiteliale viene sostituita con cellule di tipo II (Lesur et al. 1992). C'è qualche indicazione che se questo processo di riparazione epiteliale ha successo e che le cellule di tipo II in rigenerazione non vengono ulteriormente danneggiate, è probabile che la fibrogenesi non proceda. In alcune condizioni, la riparazione da parte delle cellule di tipo II è portata all'eccesso, con conseguente proteinosi alveolare. Questo processo è stato chiaramente dimostrato dopo l'esposizione alla silice (Heppleston 1991). Non è chiaro fino a che punto le alterazioni nelle cellule epiteliali influenzino i fibroblasti. Pertanto, sembrerebbe che la fibrogenesi sia iniziata in aree di esteso danno epiteliale, poiché i fibroblasti si replicano, quindi si differenziano e producono più collagene, fibronectina e altri componenti della matrice extracellulare.

Esiste un'abbondante letteratura sulla biochimica dei diversi tipi di collagene che si formano nelle pneumoconiosi (Richards, Masek e Brown 1991). Il metabolismo di tale collagene e la sua stabilità nel polmone sono elementi importanti del processo di fibrogenesi. Lo stesso probabilmente vale per gli altri componenti del tessuto connettivo danneggiato. Il metabolismo del collagene e dell'elastina è di particolare interesse nella fase di guarigione poiché queste proteine ​​sono così importanti per la struttura e la funzione polmonare. È stato molto ben dimostrato che le alterazioni nella sintesi di queste proteine ​​potrebbero determinare se l'enfisema o la fibrosi si evolvono dopo il danno polmonare (Niewoehner e Hoidal 1982). Nello stato di malattia, meccanismi come un aumento dell'attività della transglutaminasi potrebbero favorire la formazione di masse proteiche stabili. In alcune lesioni fibrotiche CWP, i componenti proteici rappresentano un terzo della lesione, il resto è costituito da polvere e fosfato di calcio.

Considerando solo il metabolismo del collagene, sono possibili diversi stadi di fibrosi, alcuni dei quali sono potenzialmente reversibili mentre altri sono progressivi. Esistono prove sperimentali che, a meno che non venga superata un'esposizione critica, le lesioni precoci possono regredire e la fibrosi irreversibile è un risultato improbabile. Nell'asbestosi, ad esempio, sono stati descritti diversi tipi di reazioni polmonari (Bégin, Cantin e Massé 1989): una reazione infiammatoria transitoria senza lesione, una reazione a bassa ritenzione con cicatrice fibrotica limitata alle vie aeree distali, una reazione infiammatoria elevata sostenuta dalla continua esposizione e la debole clearance delle fibre più lunghe.

Da questi studi si può concludere che l'esposizione a particelle di polvere fibrotica è in grado di innescare diversi percorsi biochimici e cellulari complessi coinvolti nel danno polmonare e nella riparazione. Il regime di esposizione, le caratteristiche fisico-chimiche delle particelle di polvere e forse i fattori di suscettibilità individuale sembrano essere i fattori determinanti del sottile equilibrio tra i diversi percorsi. Le caratteristiche fisico-chimiche determineranno il tipo di lesione fondamentale definitiva. Il regime di esposizione sembra determinare il corso temporale degli eventi. C'è qualche indicazione che regimi di esposizione sufficientemente bassi possono nella maggior parte dei casi limitare la reazione polmonare a lesioni non progressive senza disabilità o menomazione.

La sorveglianza medica e lo screening hanno sempre fatto parte delle strategie di prevenzione delle pneumoconiosi. In tale contesto, la possibilità di rilevare alcune lesioni precoci è vantaggiosa. Una maggiore conoscenza della patogenesi ha aperto la strada allo sviluppo di diversi biomarcatori (Borm 1994) e al perfezionamento e all'uso di tecniche di indagine polmonare "non classiche" come la misurazione del tasso di clearance del 99 tecnezio dietilentriamina-penta-acetato depositato ( 99 Tc-DTPA) per valutare l'integrità epiteliale polmonare (O'Brodovich e Coates 1987) e scintigrafia polmonare quantitativa con gallio-67 per valutare l'attività infiammatoria (Bisson, Lamoureux e Bégin 1987).

Diversi biomarcatori sono stati presi in considerazione nel campo delle pneumoconiosi: macrofagi dell'espettorato, fattori di crescita sierica, peptide procollagene sierico di tipo III, antiossidanti dei globuli rossi, fibronectina, elastasi leucocitaria, metalloendopeptidasi neutra e peptidi di elastina nel plasma, idrocarburi volatili nell'aria espirata e rilascio di TNF da parte di monociti del sangue periferico. I biomarcatori sono concettualmente piuttosto interessanti, ma sono necessari molti altri studi per valutarne con precisione il significato. Questo sforzo di convalida sarà piuttosto impegnativo, poiché richiederà agli investigatori di condurre studi epidemiologici prospettici. Tale sforzo è stato effettuato di recente per il rilascio di TNF da parte dei monociti del sangue periferico in CWP. Il TNF è risultato essere un marcatore interessante della progressione del CWP (Borm 1994). Oltre agli aspetti scientifici del significato dei biomarcatori nella patogenesi delle pneumoconiosi, devono essere esaminate attentamente altre questioni relative all'uso dei biomarcatori (Schulte 1993), vale a dire le opportunità di prevenzione, l'impatto sulla medicina del lavoro ei problemi etici e legali.

Progressione e complicazione delle pneumoconiosi

Nei primi decenni di questo secolo, la pneumoconiosi era considerata una malattia che invalidava i giovani e uccideva prematuramente. Nei paesi industrializzati, ora è generalmente considerata nient'altro che un'anomalia radiologica, senza compromissione o disabilità (Sadoul 1983). Tuttavia, due osservazioni dovrebbero essere contrassegnate contro questa affermazione ottimistica. In primo luogo, anche se in condizioni di esposizione limitata, la pneumoconiosi rimane una malattia relativamente silente e asintomatica, dovrebbe essere noto che la malattia può progredire verso forme più gravi e invalidanti. I fattori che influenzano questa progressione sono decisamente importanti da considerare come parte dell'eziopatogenesi della condizione. In secondo luogo, ora ci sono prove che alcune pneumoconiosi possono influenzare l'esito generale della salute e possono essere un fattore che contribuisce al cancro del polmone.

La natura cronica e progressiva dell'asbestosi è stata documentata dalla lesione subclinica iniziale all'asbestosi clinica (Bégin, Cantin e Massé 1989). Le moderne tecniche di indagine polmonare (BAL, TAC, assorbimento polmonare di gallio-67) hanno rivelato che l'infiammazione e la lesione erano continue dal momento dell'esposizione, attraverso la fase latente o subclinica, allo sviluppo della malattia clinica. È stato riportato (Bégin et al. 1985) che il 75% dei soggetti che inizialmente avevano una scintigrafia al gallio-67 positiva ma che a quel tempo non presentavano asbestosi clinica, sono progrediti verso l'asbestosi clinica "conclamata" in un periodo di quattro anni. periodo. Sia negli esseri umani che negli animali da esperimento, l'asbestosi può progredire dopo il riconoscimento della malattia e la cessazione dell'esposizione. È altamente probabile che la storia dell'esposizione prima del riconoscimento sia un importante determinante della progressione. Alcuni dati sperimentali supportano la nozione di asbestosi non progressiva associata all'esposizione all'induzione della luce e alla cessazione dell'esposizione al riconoscimento (Sébastien, Dufresne e Bégin 1994). Supponendo che la stessa nozione si applichi agli esseri umani, sarebbe di primaria importanza stabilire con precisione le metriche di "esposizione per induzione della luce". Nonostante tutti gli sforzi per controllare la popolazione attiva esposta all'amianto, queste informazioni mancano ancora.

È ben noto che l'esposizione all'amianto può comportare un rischio eccessivo di cancro ai polmoni. Anche se si ammette che l'amianto è cancerogeno di per sé, è stato a lungo dibattuto se il rischio di cancro al polmone tra i lavoratori dell'amianto fosse correlato all'esposizione all'amianto o alla fibrosi polmonare (Hughes e Weil 1991). Questo problema non è stato ancora risolto.

A causa del continuo miglioramento delle condizioni di lavoro nelle moderne strutture minerarie, al giorno d'oggi, il CWP è una malattia che colpisce essenzialmente i minatori in pensione. Se la CWP semplice è una condizione senza sintomi e senza effetti dimostrabili sulla funzione polmonare, la fibrosi massiva progressiva (PMF) è una condizione molto più grave, con importanti alterazioni strutturali del polmone, deficit della funzione polmonare e ridotta aspettativa di vita. Molti studi hanno mirato a identificare i determinanti della progressione verso la PMF (forte ritenzione di polvere nel polmone, rango di carbone, infezione micobatterica o stimolazione immunologica). È stata proposta una teoria unificante (Vanhee et al. 1994), basata su una continua e grave infiammazione alveolare con attivazione dei macrofagi alveolari e produzione sostanziale di specie reattive dell'ossigeno, fattori chemiotattici e fibronectina. Altre complicanze della CWP comprendono l'infezione da micobatteri, la sindrome di Caplan e la sclerodermia. Non ci sono prove di un rischio elevato di cancro ai polmoni tra i minatori di carbone.

La forma cronica di silicosi segue l'esposizione, misurata in decenni anziché in anni, a polvere respirabile contenente generalmente meno del 30% di quarzo. Ma in caso di esposizione incontrollata a polveri ricche di quarzo (esposizioni storiche con sabbiatura, ad esempio), si possono riscontrare forme acute e accelerate solo dopo diversi mesi. I casi di malattia acuta e accelerata sono particolarmente a rischio di complicanze dovute alla tubercolosi (Ziskind, Jones e Weil 1976). Può anche verificarsi una progressione, con lo sviluppo di grandi lesioni che obliterano la struttura polmonare, chiamate entrambe silicosi complicata or PMF.

Alcuni studi hanno esaminato la progressione della silicosi in relazione all'esposizione e hanno prodotto risultati divergenti sulle relazioni tra progressione ed esposizione, prima e dopo l'insorgenza (Hessel et al. 1988). Recentemente, Infante-Rivard et al. (1991) hanno studiato i fattori prognostici che influenzano la sopravvivenza dei pazienti silicotici compensati. I pazienti con piccole opacità solo sulla radiografia del torace e che non presentavano dispnea, espettorazione o rumori respiratori anomali hanno avuto una sopravvivenza simile a quella dei referenti. Altri pazienti hanno avuto una sopravvivenza inferiore. Infine, si dovrebbe menzionare la recente preoccupazione per la silice, la silicosi e il cancro ai polmoni. Ci sono alcune prove a favore e contro l'affermazione che la silice di per sé è cancerogeno (Agius 1992). La silice può creare sinergie con potenti agenti cancerogeni ambientali, come quelli presenti nel fumo di tabacco, attraverso un effetto di promozione relativamente debole sulla carcinogenesi o compromettendone l'eliminazione. Inoltre, il processo patologico associato o che porta alla silicosi potrebbe comportare un aumento del rischio di cancro ai polmoni.

Al giorno d'oggi, la progressione e la complicazione delle pneumoconiosi potrebbero essere considerate una questione chiave per la gestione medica. L'uso delle classiche tecniche di indagine polmonare è stato perfezionato per il riconoscimento precoce della malattia (Bégin et al. 1992), in una fase in cui la pneumoconiosi è limitata alla sua manifestazione radiologica, senza compromissione o disabilità. Nel prossimo futuro, è probabile che sarà disponibile una batteria di biomarcatori per documentare anche stadi precoci della malattia. La questione se un lavoratore con diagnosi di pneumoconiosi - o documentato per essere nelle sue fasi iniziali - debba essere autorizzato a continuare con il suo lavoro ha lasciato perplessi i responsabili delle decisioni in materia di salute sul lavoro per qualche tempo. È una questione piuttosto difficile che comporta considerazioni etiche, sociali e scientifiche. Se è disponibile una letteratura scientifica schiacciante sull'induzione della pneumoconiosi, le informazioni sulla progressione utilizzabili dai decisori sono piuttosto scarse e alquanto confuse. Sono stati fatti alcuni tentativi per studiare i ruoli di variabili come la storia dell'esposizione, la ritenzione di polvere e le condizioni mediche all'inizio. Le relazioni tra tutte queste variabili complicano la questione. Vengono formulate raccomandazioni per lo screening sanitario e la sorveglianza dei lavoratori esposti a polveri minerali (Wagner 1996). I programmi sono già o saranno messi in atto di conseguenza. Tali programmi trarrebbero sicuramente vantaggio da una migliore conoscenza scientifica sulla progressione, e in particolare sulla relazione tra esposizione e caratteristiche di ritenzione.

Discussione

Le informazioni portate da molte discipline scientifiche sull'eziopatogenesi delle pneumoconiosi sono schiaccianti. La difficoltà maggiore ora è ricomporre gli elementi sparsi del puzzle in percorsi meccanicistici unificanti che portano alle lesioni fondamentali delle pneumoconiosi. Senza questa necessaria integrazione, rimarrebbe il contrasto tra poche lesioni fondamentali e numerosissime reazioni biochimiche e cellulari.

La nostra conoscenza dell'eziopatogenesi ha sinora influenzato solo in misura limitata le pratiche di igiene del lavoro, nonostante la forte intenzione degli igienisti di operare secondo norme aventi un certo significato biologico. Due nozioni principali sono state incorporate nelle loro pratiche: la selezione delle dimensioni delle particelle di polvere respirabile e la dipendenza dalla tossicità del tipo di polvere. Quest'ultimo ha fornito alcuni limiti specifici per ogni tipo di polvere. La valutazione quantitativa del rischio, passaggio necessario nella definizione dei limiti di esposizione, costituisce un esercizio complicato per diversi motivi, quali la varietà dei possibili indici di esposizione, la scarsa informazione sulle esposizioni pregresse, la difficoltà che si ha con i modelli epidemiologici nel trattare indici multipli di esposizione e la difficoltà di stimare la dose dalle informazioni sull'esposizione. Gli attuali limiti di esposizione, che talvolta comportano notevoli incertezze, sono probabilmente sufficientemente bassi da offrire una buona protezione. Le differenze tra la forza lavoro osservate nelle relazioni esposizione-risposta, tuttavia, riflettono il nostro controllo incompleto del fenomeno.

L'impatto della nuova comprensione della cascata di eventi nella patogenesi delle pneumoconiosi non ha modificato l'approccio tradizionale alla sorveglianza dei lavoratori, ma ha aiutato significativamente i medici nella loro capacità di riconoscere precocemente la malattia (pneumoconiosi), in un momento in cui la malattia ha avuto solo un impatto limitato sulla funzione polmonare. Sono infatti i soggetti allo stadio iniziale della malattia che dovrebbero essere riconosciuti e ritirati da un'ulteriore esposizione significativa se si vuole ottenere la prevenzione della disabilità mediante la sorveglianza medica.

 

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Lunedi, Febbraio 28 2011 22: 30

Silicosi

La silicosi è una malattia fibrotica dei polmoni causata dall'inalazione, dalla ritenzione e dalla reazione polmonare alla silice cristallina. Nonostante la conoscenza della causa di questo disturbo - esposizioni respiratorie a polveri contenenti silice - questa malattia polmonare professionale grave e potenzialmente fatale rimane prevalente in tutto il mondo. La silice, o biossido di silicio, è il componente predominante della crosta terrestre. L'esposizione professionale a particelle di silice di dimensioni respirabili (diametro aerodinamico da 0.5 a 5 μm) è associata a attività di estrazione, estrazione, perforazione, tunneling e sabbiatura abrasiva con materiali contenenti quarzo (sabbiatura). L'esposizione alla silice rappresenta anche un pericolo per i tagliapietre e i lavoratori della ceramica, della fonderia, della silice macinata e dei refrattari. Poiché l'esposizione alla silice cristallina è così diffusa e la sabbia silicea è un componente economico e versatile di molti processi di produzione, milioni di lavoratori in tutto il mondo sono a rischio di malattia. La vera prevalenza della malattia non è nota.

Definizione

La silicosi è una malattia polmonare occupazionale attribuibile all'inalazione di biossido di silicio, comunemente noto come silice, in forme cristalline, solitamente come quarzo, ma anche come altre importanti forme cristalline di silice, ad esempio cristobalite e tridimite. Queste forme sono chiamate anche “silice libera” per distinguerle dai silicati. Il contenuto di silice in diverse formazioni rocciose, come arenaria, granito e ardesia, varia dal 20 a quasi il 100%.

Lavoratori in professioni e industrie ad alto rischio

Sebbene la silicosi sia una malattia antica, sono ancora segnalati nuovi casi sia nel mondo sviluppato che in quello in via di sviluppo. Nella prima parte di questo secolo, la silicosi era una delle principali cause di morbilità e mortalità. I lavoratori contemporanei sono ancora esposti alla polvere di silice in una varietà di occupazioni e quando la nuova tecnologia manca di un adeguato controllo della polvere, l'esposizione può essere a livelli di polvere e particelle più pericolosi che in ambienti di lavoro non meccanizzati. Ogni volta che la crosta terrestre viene disturbata e vengono utilizzate o lavorate rocce o sabbie contenenti silice, esistono potenziali rischi respiratori per i lavoratori. Continuano le segnalazioni di silicosi da industrie e ambienti di lavoro non precedentemente riconosciuti come a rischio, che riflettono la presenza quasi onnipresente di silice. Infatti, a causa della latenza e della cronicità di questo disturbo, compreso lo sviluppo e la progressione della silicosi dopo che l'esposizione è cessata, alcuni lavoratori con esposizioni attuali potrebbero non manifestare la malattia fino al prossimo secolo. In molti paesi in tutto il mondo, i lavori di estrazione, estrazione, tunneling, sabbiatura abrasiva e fonderia continuano a presentare grandi rischi per l'esposizione alla silice e continuano a verificarsi epidemie di silicosi, anche nelle nazioni sviluppate.

Forme di silicosi: storia dell'esposizione e descrizioni clinicopatologiche

Sono comunemente descritte forme croniche, accelerate e acute di silicosi. Queste espressioni cliniche e patologiche della malattia riflettono diverse intensità di esposizione, periodi di latenza e storie naturali. La forma cronica o classica di solito segue uno o più decenni di esposizione a polvere respirabile contenente quarzo, e questa può progredire verso la fibrosi massiva progressiva (PMF). La forma accelerata segue esposizioni più brevi e più pesanti e progredisce più rapidamente. La forma acuta può manifestarsi dopo esposizioni intense e di breve durata ad alti livelli di polvere respirabile con alto contenuto di silice per periodi che possono essere misurati in mesi anziché in anni.

Silicosi cronica (o classica). può essere asintomatica o causare dispnea da sforzo insidiosamente progressiva o tosse (spesso erroneamente attribuita al processo di invecchiamento). Si presenta come un'anomalia radiografica con piccole opacità arrotondate (<10 mm) prevalentemente nei lobi superiori. È comune una storia di 15 anni o più dall'inizio dell'esposizione. Il segno patologico della forma cronica è il nodulo silicotico. La lesione è caratterizzata da un'area centrale priva di cellule di fibre collagene ialinizzate a spirale disposte concentricamente, circondate da tessuto connettivo cellulare con fibre reticoliniche. La silicosi cronica può progredire in PMF (a volte indicata come silicosi complicata), anche dopo che l'esposizione alla polvere contenente silice è cessata.

Fibrosi massiva progressiva è più probabile che si presenti con dispnea da sforzo. Questa forma di malattia è caratterizzata da opacità nodulari superiori a 1 cm alla radiografia del torace e comunemente comporterà una ridotta capacità di diffusione del monossido di carbonio, una ridotta tensione arteriosa dell'ossigeno a riposo o durante l'esercizio e una marcata restrizione della spirometria o della misurazione del volume polmonare. La distorsione dell'albero bronchiale può anche portare all'ostruzione delle vie aeree e alla tosse produttiva. Può verificarsi un'infezione batterica ricorrente non dissimile da quella osservata nelle bronchiectasie. La perdita di peso e la cavitazione delle grandi opacità dovrebbero indurre a temere la tubercolosi o altre infezioni micobatteriche. Il pneumotorace può essere una complicanza pericolosa per la vita, dal momento che il polmone fibrotico può essere difficile da ri-espandere. L'insufficienza respiratoria ipossiemica con cuore polmonare è un evento terminale comune.

Silicosi accelerata può comparire dopo esposizioni più intense di durata più breve (da 5 a 10 anni). Sintomi, reperti radiografici e misurazioni fisiologiche sono simili a quelli osservati nella forma cronica. Il deterioramento della funzione polmonare è più rapido e molti lavoratori con malattia accelerata possono sviluppare un'infezione da micobatteri. La malattia autoimmune, inclusa la sclerodermia o la sclerosi sistemica, è osservata con la silicosi, spesso di tipo accelerato. La progressione delle anomalie radiografiche e della compromissione funzionale può essere molto rapida quando la malattia autoimmune è associata alla silicosi.

Silicosi acuta può svilupparsi da pochi mesi a 2 anni di massiccia esposizione alla silice. Dispnea drammatica, debolezza e perdita di peso sono spesso sintomi di presentazione. I reperti radiografici del riempimento alveolare diffuso differiscono da quelli delle forme più croniche di silicosi. Sono stati descritti reperti istologici simili alla proteinosi alveolare polmonare e occasionalmente sono riportate anomalie extrapolmonari (renali ed epatiche). Il decorso abituale è la rapida progressione verso una grave insufficienza ventilatoria ipossiemica.

La tubercolosi può complicare tutte le forme di silicosi, ma le persone con malattia acuta e accelerata possono essere maggiormente a rischio. Anche l'esposizione alla silice da sola, anche senza silicosi, può predisporre a questa infezione. M. tuberculosis è l'organismo abituale, ma si osservano anche micobatteri atipici.

Anche in assenza di silicosi radiografica, i lavoratori esposti alla silice possono anche avere altre malattie associate all'esposizione professionale alla polvere, come la bronchite cronica e l'enfisema associato. Queste anomalie sono associate a molte esposizioni professionali alla polvere minerale, comprese le polveri contenenti silice.

Patogenesi e l'associazione con la tubercolosi

La precisa patogenesi della silicosi è incerta, ma un'abbondanza di prove implica l'interazione tra il macrofago alveolare polmonare e le particelle di silice depositate nel polmone. Le proprietà superficiali della particella di silice sembrano promuovere l'attivazione dei macrofagi. Queste cellule rilasciano quindi fattori chemiotattici e mediatori infiammatori che determinano un'ulteriore risposta cellulare da parte di leucociti polimorfonucleati, linfociti e altri macrofagi. Vengono rilasciati fattori stimolanti i fibroblasti che promuovono la ialinizzazione e la deposizione di collagene. La risultante lesione silicotica patologica è il nodulo ialino, contenente una zona acellulare centrale con silice libera circondata da vortici di collagene e fibroblasti, e una zona periferica attiva composta da macrofagi, fibroblasti, plasmacellule e ulteriore silice libera come mostrato nella figura 1.

Figura 1. Tipico nodulo silicotico, sezione microscopica. Per gentile concessione del dottor V. Vallyathan.

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Le proprietà precise delle particelle di silice che evocano la risposta polmonare sopra descritta non sono note, ma le caratteristiche superficiali possono essere importanti. La natura e l'entità della risposta biologica sono in generale legate all'intensità dell'esposizione; tuttavia, vi sono prove crescenti che la silice appena fratturata possa essere più tossica della polvere invecchiata contenente silice, un effetto forse correlato ai gruppi radicalici reattivi sui piani di scissione della silice appena fratturata. Ciò può offrire una spiegazione patogena per l'osservazione di casi di malattia avanzata sia nelle sabbiatrici che nelle perforatrici di roccia dove le esposizioni alla silice fratturata di recente sono particolarmente intense.

L'insulto tossico iniziale può verificarsi con una reazione immunologica minima; tuttavia, una risposta immunologica prolungata all'insulto può essere importante in alcune delle manifestazioni croniche della silicosi. Ad esempio, gli anticorpi antinucleari possono verificarsi nella silicosi accelerata e nella sclerodermia, così come in altre malattie del collagene nei lavoratori che sono stati esposti alla silice. La suscettibilità dei lavoratori silicotici alle infezioni, come la tubercolosi e Nocardia asteroidi, è probabilmente correlato all'effetto tossico della silice sui macrofagi polmonari.

Il legame tra silicosi e tubercolosi è riconosciuto da quasi un secolo. La tubercolosi attiva nei lavoratori silicotici può superare il 20% quando la prevalenza comunitaria della tubercolosi è elevata. Ancora una volta, le persone con silicosi acuta sembrano essere a rischio considerevolmente più elevato.

Quadro clinico della silicosi

Il sintomo principale è di solito la dispnea, che si nota dapprima durante l'attività o l'esercizio e successivamente a riposo quando si perde la riserva polmonare del polmone. Tuttavia, in assenza di altre malattie respiratorie, la mancanza di respiro può essere assente e la presentazione può essere un lavoratore asintomatico con una radiografia del torace anomala. La radiografia a volte può mostrare una malattia abbastanza avanzata con solo sintomi minimi. La comparsa o la progressione della dispnea può preannunciare lo sviluppo di complicanze tra cui tubercolosi, ostruzione delle vie aeree o PMF. La tosse è spesso presente in seguito a bronchite cronica da esposizione professionale alla polvere, uso di tabacco o entrambi. La tosse a volte può anche essere attribuita alla pressione di grandi masse di linfonodi silicotici sulla trachea o sui bronchi principali.

Altri sintomi al torace sono meno comuni della dispnea e della tosse. L'emottisi è rara e dovrebbe destare preoccupazione per i disturbi complicanti. Il respiro sibilante e la costrizione toracica possono verificarsi di solito come parte di una malattia ostruttiva delle vie aeree o di una bronchite associate. Dolore toracico e bastonatura delle dita non sono caratteristiche della silicosi. Sintomi sistemici, come febbre e perdita di peso, suggeriscono un'infezione complicante o una malattia neoplastica. Forme avanzate di silicosi sono associate a insufficienza respiratoria progressiva con o senza cuore polmonare. Pochi segni fisici possono essere notati a meno che non siano presenti complicazioni.

Schemi radiografici e anomalie polmonari funzionali

I primi segni radiografici di silicosi non complicata sono generalmente piccole opacità arrotondate. Questi possono essere descritti dalla classificazione internazionale ILO delle radiografie delle pneumoconiosi per dimensione, forma e categoria di profusione. Nella silicosi dominano le opacità di tipo “q” e “r”. Sono stati descritti anche altri modelli che includono ombre lineari o irregolari. Le opacità viste sulla radiografia rappresentano la somma dei noduli silicotici patologici. Di solito si trovano prevalentemente nelle zone superiori e possono successivamente progredire fino a coinvolgere altre zone. Talvolta si nota anche linfoadenopatia ilare prima delle ombre parenchimali nodulari. La calcificazione del guscio d'uovo è fortemente indicativa di silicosi, sebbene questa caratteristica sia osservata raramente. PMF è caratterizzato dalla formazione di grandi opacità. Queste grandi lesioni possono essere descritte in base alle dimensioni utilizzando la classificazione ILO come categorie A, B o C. Le grandi opacità o lesioni PMF tendono a contrarsi, solitamente ai lobi superiori, lasciando aree di enfisema compensatorio ai loro margini e spesso nelle basi polmonari. Di conseguenza, piccole opacità arrotondate precedentemente evidenti possono a volte scomparire o essere meno evidenti. Possono verificarsi anomalie pleuriche, ma non sono una caratteristica radiografica frequente nella silicosi. Grandi opacità possono anche destare preoccupazione per quanto riguarda la neoplasia e la distinzione radiografica in assenza di vecchi film può essere difficile. Tutte le lesioni che cavitano o cambiano rapidamente devono essere valutate per la tubercolosi attiva. La silicosi acuta può presentarsi con un pattern di riempimento alveolare radiologico con rapido sviluppo di PMF o complicate lesioni di massa. Vedere le figure 2 e 3.

Figura 2. Radiografia del torace, silico-proteinosi acuta in una perforatrice di una miniera di carbone di superficie. Per gentile concessione del Dr. NL Lapp e del Dr. DE Banks.

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Figura 3. Radiografia del torace, silicosi complicata che mostra fibrosi massiva progressiva.

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I test di funzionalità polmonare, come la spirometria e la capacità di diffusione, sono utili per la valutazione clinica delle persone con sospetta silicosi. La spirometria può anche essere utile nel riconoscimento precoce degli effetti sulla salute derivanti dall'esposizione professionale alla polvere, in quanto può rilevare anomalie fisiologiche che possono precedere i cambiamenti radiologici. Nella silicosi non è presente un modello esclusivamente caratteristico di compromissione della ventilazione. La spirometria può essere normale o, quando anormale, i tracciati possono mostrare ostruzione, restrizione o un pattern misto. L'ostruzione può effettivamente essere la scoperta più comune. Questi cambiamenti tendono ad essere più marcati con le categorie radiologiche avanzate. Tuttavia, esiste una scarsa correlazione tra anomalie radiografiche e compromissione della ventilazione. Nella silicosi acuta e accelerata, i cambiamenti funzionali sono più marcati e la progressione è più rapida. Nella silicosi acuta, la progressione radiologica è accompagnata da un aumento della compromissione della ventilazione e delle anomalie degli scambi gassosi, che portano all'insufficienza respiratoria e infine alla morte per ipossiemia intrattabile.

Complicanze e problemi diagnostici speciali

Con una storia di esposizione e una radiografia caratteristica, la diagnosi di silicosi non è generalmente difficile da stabilire. Le sfide sorgono solo quando le caratteristiche radiologiche sono insolite o la storia dell'esposizione non è riconosciuta. La biopsia polmonare è raramente necessaria per stabilire la diagnosi. Tuttavia, i campioni di tessuto sono utili in alcuni contesti clinici quando sono presenti complicanze o la diagnosi differenziale include tubercolosi, neoplasia o PMF. Il materiale della biopsia dovrebbe essere inviato per la coltura e, nei contesti di ricerca, l'analisi della polvere può essere un'utile misura aggiuntiva. Quando è richiesto il tessuto, la biopsia polmonare aperta è generalmente necessaria per materiale adeguato per l'esame.

La vigilanza per le complicanze infettive, in particolare la tubercolosi, non può essere sottovalutata e i sintomi di cambiamento nella tosse o nell'emottisi, e la febbre o la perdita di peso dovrebbero innescare un work-up per escludere questo problema curabile.

La sostanziale preoccupazione e l'interesse per la relazione tra esposizione alla silice, silicosi e cancro del polmone continua a stimolare il dibattito e ulteriori ricerche. Nell'ottobre del 1996, un comitato dell'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) classificò la silice cristallina come cancerogeno di gruppo I, giungendo a questa conclusione sulla base di "prove sufficienti di cancerogenicità nell'uomo". Esiste incertezza sui meccanismi patogenetici per lo sviluppo del cancro del polmone nelle popolazioni esposte alla silice e la possibile relazione tra silicosi (o fibrosi polmonare) e cancro nei lavoratori esposti continua ad essere studiata. Indipendentemente dal meccanismo che può essere responsabile degli eventi neoplastici, la nota associazione tra esposizioni alla silice e silicosi impone il controllo e la riduzione dell'esposizione dei lavoratori a rischio per questa malattia.

Prevenzione della silicosi

La prevenzione rimane la pietra angolare per eliminare questa malattia polmonare professionale. L'uso di una migliore ventilazione e scarico locale, recinzione di processo, tecniche umide, protezione personale inclusa la corretta selezione di respiratori e, ove possibile, sostituzione industriale di agenti meno pericolosi della silice, tutti riducono l'esposizione. Anche l'educazione dei lavoratori e dei datori di lavoro riguardo ai pericoli dell'esposizione alla polvere di silice e alle misure per controllare l'esposizione è importante.

Se si riconosce la silicosi in un lavoratore, è consigliabile allontanarlo dall'esposizione continua. Sfortunatamente, la malattia può progredire anche senza un'ulteriore esposizione alla silice. Inoltre, il riscontro di un caso di silicosi, in particolare la forma acuta o accelerata, dovrebbe richiedere una valutazione sul posto di lavoro per proteggere altri lavoratori anch'essi a rischio.

Screening e sorveglianza

I lavoratori esposti alla silice e ad altre polveri minerali dovrebbero sottoporsi a screening periodici per gli effetti avversi sulla salute in aggiunta, ma non in sostituzione, al controllo dell'esposizione alla polvere. Tale screening include comunemente valutazioni per sintomi respiratori, anomalie della funzione polmonare e malattie neoplastiche. Dovrebbero essere eseguite anche valutazioni per l'infezione da tubercolosi. Oltre allo screening dei singoli lavoratori, dovrebbero essere raccolti dati da gruppi di lavoratori per attività di sorveglianza e prevenzione. La guida per questi tipi di studi è inclusa nell'elenco delle letture suggerite.

Terapia, gestione delle complicanze e controllo della silicosi

Quando la prevenzione non ha avuto successo e si è sviluppata la silicosi, la terapia è diretta principalmente alle complicanze della malattia. Le misure terapeutiche sono simili a quelle comunemente utilizzate nella gestione dell'ostruzione delle vie aeree, delle infezioni, del pneumotorace, dell'ipossiemia e dell'insufficienza respiratoria che complicano altre malattie polmonari. Storicamente, l'inalazione di alluminio aerosol non ha avuto successo come terapia specifica per la silicosi. Il polivinil piridina-N-ossido, un polimero che ha protetto gli animali da esperimento, non è disponibile per l'uso nell'uomo. Il recente lavoro di laboratorio con la tetrandrina ha dimostrato in vivo riduzione della fibrosi e della sintesi del collagene negli animali esposti alla silice trattati con questo farmaco. Tuttavia, al momento mancano prove evidenti dell'efficacia sull'uomo e vi sono preoccupazioni circa la potenziale tossicità, inclusa la mutagenicità, di questo farmaco. A causa dell'elevata prevalenza della malattia in alcuni paesi, continuano le indagini sulle combinazioni di farmaci e altri interventi. Attualmente non è emerso alcun approccio di successo e la ricerca di una terapia specifica per la silicosi fino ad oggi non è stata gratificante.

Un'ulteriore esposizione è indesiderabile e dovrebbero essere forniti consigli su come lasciare o cambiare il lavoro attuale con informazioni sulle condizioni di esposizione passate e presenti.

Nella gestione medica della silicosi, la vigilanza per complicare le infezioni, in particolare la tubercolosi, è fondamentale. L'uso di BCG nel paziente silicotico tubercolino-negativo non è raccomandato, ma l'uso della terapia preventiva con isoniazide (INH) nel soggetto silicotico tubercolino-positivo è consigliato nei paesi in cui la prevalenza della tubercolosi è bassa. La diagnosi di infezione tubercolare attiva nei pazienti con silicosi può essere difficile. Sintomi clinici di perdita di peso, febbre, sudorazione e malessere devono richiedere una valutazione radiografica e colture e ceppi di bacilli acido-resistenti dell'espettorato. Destano particolare preoccupazione i cambiamenti radiografici, tra cui l'allargamento o la cavitazione nelle lesioni conglomerate o nelle opacità nodulari. Gli studi batteriologici sull'espettorato possono non essere sempre affidabili nella silicotubercolosi. La broncoscopia a fibre ottiche per ulteriori campioni per la coltura e lo studio può spesso essere utile per stabilire una diagnosi di malattia attiva. L'uso della terapia multifarmaco per sospetta malattia attiva nei silicotici è giustificato a un livello di sospetto inferiore rispetto al soggetto non silicotico, a causa della difficoltà di stabilire con certezza l'evidenza di infezione attiva. La terapia con rifampicina sembra aver migliorato il tasso di successo del trattamento della silicosi complicata dalla tubercolosi e in alcuni studi recenti la risposta alla terapia a breve termine è stata paragonabile nei casi di silicotubercolosi a quella nei casi corrispondenti di tubercolosi primaria.

Il supporto ventilatorio per insufficienza respiratoria è indicato quando precipitato da una complicanza trattabile. Il pneumotorace, spontaneo e correlato al ventilatore, viene solitamente trattato con l'inserimento di un tubo toracico. Si può sviluppare una fistola broncopleurica e si deve prendere in considerazione la consultazione e la gestione chirurgica.

La silicosi acuta può progredire rapidamente verso l'insufficienza respiratoria. Quando questa malattia assomiglia alla proteinosi alveolare polmonare ed è presente una grave ipossiemia, la terapia aggressiva ha incluso un massiccio lavaggio dell'intero polmone con il paziente in anestesia generale nel tentativo di migliorare lo scambio gassoso e rimuovere i detriti alveolari. Sebbene attraente nel concetto, l'efficacia del lavaggio polmonare intero non è stata stabilita. La terapia con glucocorticoidi è stata utilizzata anche per la silicosi acuta; tuttavia, è ancora di beneficio non dimostrato.

Alcuni giovani pazienti con silicosi allo stadio terminale possono essere considerati candidati al trapianto di polmone o cuore-polmone da centri esperti in questa procedura costosa e ad alto rischio. Il rinvio e la valutazione anticipati per questo intervento possono essere offerti a pazienti selezionati.

La discussione di un intervento terapeutico aggressivo e ad alta tecnologia come il trapianto serve drammaticamente a sottolineare la natura grave e potenzialmente fatale della silicosi, nonché a sottolineare il ruolo cruciale della prevenzione primaria. Il controllo della silicosi dipende in ultima analisi dalla riduzione e dal controllo dell'esposizione alla polvere sul posto di lavoro. Ciò si ottiene mediante l'applicazione rigorosa e coscienziosa dei principi fondamentali dell'ingegneria e dell'igiene del lavoro, con l'impegno a preservare la salute dei lavoratori.

 

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