Бериллиоз. Заболевание, вызванное «чертовым металлом»

Был открыт французским химиком Луи Никола Вокленом в 1798 г. Также данный элемент, его соединения и минералы исследовал русский химик И. В. Авдеев.

Название бериллия происходит от древнегреческого названия минерала берилла, которое в свою очередь произошло от названия города Белур в Индии. В начале данный элемент получил название «глюциний», что с древнегреческого переводится как сладкий. Это было связано со сладким вкусом растворимых в воде соединений бериллия.

Бериллий в организме человека

Бериллий считается довольно таки редким элементом. Он оказывает токсическое, канцерогенное и мутагенное действие на организм животных и человека. В организм человека он поступает с воздухом и пищей. В среднем в сутки в наш организм попадает 10-20 мкг бериллия. Поступая в желудочно-кишечный тракт в растворимой форме бериллий взаимодействует с фосфатами. В результате образуется плохо растворимое соединение Be3(PO4)2. Также бериллий способен связываться белками эпителиальных клеток в прочные протеинаты. В желудочно- кишечном тракте всасывается немного бериллия — от 4 до 10%. Процент всасывания также зависит от кислотности желудочного сока.

В среднем в организме человека содержится 0,4 — 40 мкг бериллия. Он концентрируется в основном в костной и мышечной тканях, крови и в других органах.

Бериллий депонируется в печени, легких, костях, лимфатических узлах и в миокарде. Выводится он из организма в основном с мочой (около 90%). Бериллий участвует в регуляции фосфорно-кальциевого обмена, поддерживает иммунный статус организма. При употреблении чрезмерного количества бериллия образуется фосфат бериллия. Он способен ослаблять и разрушать костную ткань, негативно воздействуя на кальций. Бериллий обладает способностью замещать магний в некоторых ферментах, нарушая их работу.

Согласно исследованиям, введение бериллия животным провоцирует развитие «бериллиевого» рахита. Даже небольшое количество данного элемента в костях приводит к их размягчению (бериллиозу). Высвобождается бериллий из организма очень медленно, в течение 10-ти лет. В группе риска отравления бериллием рабочие промышленных предприятий.

Симптомы пере избытка бериллия в организме :

поражение легких (саркоидоз, фиброз);
нарушения функций сердца и печени;
кожные поражения — дерматоз,экземы, эритемы;
бериллиоз;
раздражение дыхательных путей и слизистых оболочек глаз);
эрозии слизистых оболочек желудка и кишечника;
возникновение аутоиммунных процессов и опухолей.

Для предупреждения отравления бериллием на производстве необходимо соблюдать меры предосторожности, а именно использовать респиратор, носить сменную одежду и т.д. Также нужно избегать негативное воздействие на организм таких раздражителей, как спреи, холодный сухой воздух и никотин. В крайнем случае при интоксикации необходимо сменить работу.

Бериллий – элемент таблицы Менделеева, открытый в 1798. По характеристикам этот металл превосходит ряд аналогов и активно используется в производстве электроники, ракетостроении, авиации и смежных отраслях. За редкие качества назван «металлом будущего», а за высокую токсичность «чёртовым металлом». Пары или пыль , образующиеся при промышленной обработке, крайне опасны и способны вызвать острое или хроническое отравление бериллием. Это заболевание носит профессиональный характер и называется бериллиоз.

Риск

Чаще бериллиоз развивается у работников предприятий:

добывающих и перерабатывающих бериллий (металлургия, горнообогатительная отрасль);
производящих или утилизирующих электронику;
атомной отрасли;
космической отрасли;
самолетостроения;
автомобилестроения.

Возможно и не профессиональное отравление бериллием. Иногда симптомы бериллиоза появляются у людей, живущих в районе, где располагается промышленное производство или ведется добыча металла . Заболевание носит аутоиммунный характер, риск развития имеют приблизительно 2% населения. Насыщенность воздуха парами или частицами пыли в этом случае не играют значения, важна длительность контакта. Возникновение болезни может быть отсрочено: иногда последствия отравления бериллием появляются через 10 – 20 лет (чаще 1,5 – 2 года) после непосредственного контакта.

Встречаемость заболевания у лиц, контактировавших с бериллием – до 7%. Заболевание протекает остро или в хронической форме, характерно развитие генерализованной интоксикации с вовлечением всех органов и систем.

Острое отравление бериллием

При острой интоксикации вовлекается респираторная система – верхние, нижние дыхательные пути или сами легкие. Степень поражения зависит от агрегатного состояния, формы соединения бериллия, аутоиммунной готовности и состояния организма.

Острая интоксикация может проявляется в форме:

катарального ринита (слизистое отделяемое из носа, заложенность, затруднение носового дыхания);
фарингита (сухость, саднение в горле, боль при глотании, возможна иррадиация боли в область среднего уха);
ларинготрахеита (першение в горле, осиплость голоса, сухой лающий кашель, шумное, сиплое дыхание при отсутствии болей в горле);
трахеобронхита (сухой кашель, усиливающийся в положении лежа, при глубоком дыхании; острая саднящая боль в груди во время кашля, одышка);
токсическая пневмония (лихорадка, общая слабость, затруднение дыхания, боль в груди, надсадный приступообразный кашель со слизистой мокротой, которая по мере прогрессирования заболевания становится гнойной).

Симптомы отравления при поражении носоглотки, трахеи и бронхов в данном случае кратковременны, не требуют специфической терапии и самостоятельно купируются через 1-2 суток после прекращения контакта с бериллием.

Стадии острого отравления бериллием:

скрытая фаза, от 3 до 6 часов;
период активных клинических проявлений, 6-8 часов. Сопровождается лихорадкой, головной болью, потрясающим ознобом.
разрешение заболевания.

Редко наблюдается волнообразное течение с рецидивирующими лихорадками, приступообразным кашлем, в этом случае заболевание приобретает затяжной характер.

При вовлечении нижележащих отделов дыхательной системы развиваются острая пневмония. Начало заболевания стремительное, состояние средней тяжести или тяжелое. Больной цианотичен, ослаблен, выражены симптомы общей интоксикации, аускультативно в легких множество разнокалиберных влажных хрипов, в тяжелых случаях – крепитация. Рентгенологически определяются участки затемнения легочной ткани, повышение воздушности, снижение экскурсии легких.

Возможно осложнение в виде острого поражения сердечной мышцы, миокардита: присоединяются жалобы на учащение сердцебиения, аритмию, боли в области сердца, мышечные боли, усиление одышки. В этом случае показано ЭКГ-исследование, УЗИ сердца.

Острая интоксикация бериллием в виде пневмонии длится до 2-3 месяцев, затем состояние пациента нормализуется. Возможны такие исходы как хронизация процесса и смерть пациента от интоксикации.

Летальность от токсической пневмонии достаточно высокая, чаще к 3 неделе, но иногда и в 1-2 сутки заболевания, от развивающегося паралича дыхательного центра.

Хронический бериллиоз

Протекает в интерстициальной или гранулематозной формах. Активные признаки бериллиоза появляются через несколько месяцев или лет контакта с бериллием и соединениями. Возможность вызвать отсроченные, до нескольких десятков лет, реакции – отличительная черта бериллия.

Характерные жалобы:

потеря веса до 10 кг;
периодически возникающая лихорадка;
многократная рвота;
изменение лимфоузлов;
респираторные проявления (сухой кашель, нарастающая одышка, затруднение дыхания);
немотивированная усталость;
изменение цвета кожных покровов (разлитой цианоз с чугунным оттенком).

По степени поражения лёгких выделяют 3 стадии бериллиоза:

I – стадия интерстициальных изменений (малочисленные гранулемы, видимые при увеличении снимка);

II – множественные гранулемы;

III стадия – большое количество гранулем разных форм и размеров, деформация

Перкуторно определяется эмфизематозный звук, при аускультации – множественные сухие хрипы или влажные мелкокалиберные. Рентгенологически выявляются многочисленные рассеянные образования различной формы.

В тяжелых случаях отравления бериллием прогноз неблагоприятный, т.к. бериллиоз часто осложняется развитием легочной гипертензии, сердечной недостаточности, присоединением суставного синдрома, поражением печени.

Диагностика

Диагностика бериллиоза базируется на данных анамнеза, общего осмотра, результатах объективного обследования, лабораторных и инструментальных методов.

При сборе анамнеза обращают внимание на возможный контакт больного с бериллием, его длительность;

Общий осмотр: недостаток массы тела, состояние кожных покровов, лимфатических узлов, специфические проявления дыхательной недостаточности (одышка, деформация пальцев по типу барабанных палочек, ногтей в виде часовых стекол);
Биохимический анализ крови: повышение уровня γ-глобулинов;
Кожная проба Кертиса: гиперсенсибилизация к бериллию;
Рентгенография легких: изменения, соответствующие стадии заболевания;
Спирометрия: угнетение показателей вентиляции, не соответствующее выраженности одышки и интенсивности цианоза, снижается коэффициент поглощения кислорода тканями.

В случае затруднений при постановке точного диагноза – проведение биопсии легкого на наличие бериллия в тканях гранулемы.

Лечение

Терапия острой интоксикации бериллием, как правило, симптоматическая и включает сосудосуживающие, антигистаминные, противокашлевые препараты, щелочные ингаляции. При острой сердечной или дыхательной недостаточностях пациент получает специфическую терапию в кардиологическом или пульмонологическом отделениях.

В случае хронизации процесса, лечение бериллиоза основывается на применении глюкокортикостероидных гормонов, чаще преднизолона. Гормонотерапия носит длительный характер, так как ее прекращение ведет к рецидиву заболевания, доза рассчитывается индивидуально. Симптоматически пациенты получают противовоспалительные, десенсибилизирующие средства, бронхолитики, отхаркивающие и т.д.

Профилактика

Чтобы предупредить бериллиоз, необходимо соблюдать меры безопасности при работе, использовать индивидуальные средства защиты, не допускать загрязнения одежды бериллием и соединениями, тщательно убирать рабочее место. Профилактика отравления бериллием также включает проведение регулярных профосмотров с привлечением рентгенолога и терапевта – не реже 1 раза в 6 месяцев.

Бериллий - серебристо-серый легкий металл. Окись бериллия - белый мелкодисперсный легкий порошок. Гидроксид бериллия - мелкодисперсный аморфный порошок белого цвета. Сульфат бериллия - белый порошок. Хлорид бериллия - белые кристаллы. Фторид бериллия - белое кристаллическое вещество. При нагревании дает фторокись бериллия.

Бериллий и его соединения применяются при изготовлении рентгеновских трубок, люминесцентных ламп, при получении атомной энергии. Металлический бериллий применяется для получения сплавов с другими металлами, идущих на изготовление особо прочных и безыскровых инструментов, при бериллизации стали, в керамической промышленности и пр. ПДК (в пересчете на бериллий) - 0,001 мг/м3.

Бериллий поступает в организм через легкие в виде дыма и паров. Депонируется преимущественно в костях, печени и легких. Выводится главным образом через кишечник и почки. Проникает через плаценту (был обнаружен в моче новорожденных). Может быть найден в моче через много лет (до 10) после прекращения работы с ним.

Токсичен как сам бериллий, так и его соединения (наиболее токсичны растворимые соединения, в особенности фторокись бериллия). Токсичность нерастворимых соединений возрастает с увеличением степени их дисперсности.

Бериллий и его соединения оказывают местное (на дыхательные пути и кожу) и резорбтивное (на центральную нервную систему, паренхиматозные органы) действие. Бериллий и его нерастворимые соединения обладают также канцерогенными свойствами.

Растворимые соединения бериллия чаще вызывают острые интоксикации, нерастворимые - хронические.

В патогенезе бериллиоза существенное значение придается аутоиммунным процессам, обусловленным сенсибилизацией к собственным белкам организма, специфически измененным под влиянием бериллия. Бериллий нарушает активность ряда ферментов, обмен магния.

Симптомы бериллиоза

Острое отравление бериллием протекает в следующих формах:

а) в форме резкого поражения конъюнктивы и верхних дыхательных путей; возможен переход в тяжелую форму с поражением легких (длительность заболевания - несколько дней или недель);

б) в форме «бериллиевой лихорадки»;

в) наиболее тяжелая форма - острый бронхобронхиолит, или так называемый пневмонит. Течение его может быть двухфазным. В этих случаях заболевание начинается с симптомов металлической лихорадки, за которой следует бессимптомный период (4-6 дней) и уже после этого развивается бронхобронхиолит.

Общая слабость, головная боль, резкие боли в груди, мучительный кашель (сухой либо с трудно отделяемой слизистой мокротой, нередко с примесью крови), удушье, рвота, выраженный цианоз, тахикардия, гипотония, тяжелое общее состояние. Легкие эмфизематозны. Сухие, единичные влажные хрипы. В других случаях - обилие средне- и мелкопузырчатых влажных хрипов. Дистрофия миокарда, падение артериального давления, тахикардия. Увеличение и болезненность печени. Нефропатия. Нейтрофильный лейкоцитоз с палочкоядерным сдвигом. Увеличение СОЭ. Температура – 38-39 °С. В моче - бериллий. Течение волнообразное с периодами ухудшения, затяжное - до 2-3 мес.

Возможны рецидивы при возвращении на работу, а также вне контакта с веществом под влиянием интеркуррентных заболеваний или без видимых причин. Рентгенологически обнаруживаются признаки сливной, крупноочаговой пневмонии, захватывающей одну или более долей, протекающей с резкой реакцией корней легких.

При другом варианте поражения, наряду с диффузным понижением прозрачности легочных полей, на большем или меньшем участке легкого появляются мелкоочаговые тени диаметром до 1-2 мм. Легочный рисунок изменен на большом протяжении. Корни расширены, недифференцированны. Описанная картина сохраняется до 2-6-8 нед. Могут оставаться рубцовые изменения.

Хронический бериллиоз

В зависимости от характера рентгенологически выявляемых изменений в легких различают две формы: интерстициальную и гранулематозную; в зависимости от выраженности последних - I, II и III стадии. Интерстициальная форма характеризуется диффузным изменением легочного рисунка, клинически более доброкачественна и, как правило, ограничивается I стадией. Наиболее тяжелая форма - гранулематозная, с наличием в легких мелких или крупных очаговых теней (гранулем), расширением корней легких вследствие гиперплазии лимфатических узлов, ранним развитием легочно-сердечной недостаточности в результате альвеолярно-капиллярного блока, приводящего к нарушению диффузии кислорода.

Клинически определяются трахеобронхит, бронхиолит, хроническая пневмония, эмфизема легких, бронхообструктивный синдром. При гранулематозном бериллиозе в процесс вовлекаются паренхиматозные органы. Нередко бериллиоз развивается при незначительном стаже работы с бериллием пли спустя много лет после прекращения контакта с ним.

Заболевание бериллиозом может наблюдаться у лиц, не имеющих контакта с бериллием, но живущих поблизости от бериллиевого производства, а иногда и на большом расстоянии от него. Таким образом, для развития даже тяжелой формы заболевания в некоторых случаях бывают достаточны и незначительные концентрации бериллия.

Кожные поражения возникают при непосредственном действии растворов бериллия, его солей, паров и аэрозолей. Отмечаются дерматиты типа контактных и аллергических; медленно заживающие изъязвления типа «птичьих глазков» на месте бывших микротравм. При порезах и внедрении в кожу нерастворимых соединений бериллия появляются подкожные гранулемы (саркоиды), возможны свищи; иногда отмечается затяжное (месяцы) течение. Развитие гранулем кожи при легочном гранулематозе бывает и вне зоны непосредственного воздействия. При возвращении на работу после перенесенного бериллиевого дерматита часты рецидивы, в дальнейшем возможны легочные поражения в связи с повышением чувствительности к бериллию. Особо выраженными сенсибилизирующими свойствами обладает хлорид бериллия.

Отмечаются костные поражения с утолщением периоста ребер и длинных трубчатых костей. В эксперименте при внутривенном введении солей бериллия и при ингаляции окиси бериллия развивается бериллиевая остеосаркома.

Диагностика бериллиоза

Диагностика бериллиоза основывается на наличии контакта с бериллием, характерной клинико-рентгенологической картине, диспротеинемии (увеличение количества y-глобулинов, снижение альбумино-глобулинового коэффициента), обнаружении бериллия в биосредах (моче), снижении содержания магния в плазме крови, усиленном выведении его с мочой.

Существенным диагностическим критерием, в особенности при гранулематозной форме, является положительная аллергическая кожная проба с бериллием. На здоровой коже плеча ставится компрессным методом накожный тест с 0,25-0,5 % водным раствором ВеСl2 или другой водорастворимой соли. При положительном результате через 8-12-20-24 ч появляются рассеянные фолликулярные папулы, иногда - эритема и отек (держатся от 5 до 12 дней, после чего остается пигментация).

При воздействии смешанной пыли, содержащей кварц и бериллий (или его окислы), развивается пневмокониоз, рентгеноморфологически несущий черты, свойственные бериллиевому гранулематозу и узелковому силикозу. Клинически преобладают признаки бериллиоза.

Лечение

При поражении верхних дыхательных путей - щелочные или масляные ингаляции с ментолом. При острых пневмонитах - комплексная терапия: антибиотики, сульфаниламиды, сердечно-сосудистые средства. Бронхолитические: эфедрин, изадрин и др. Десенсибилизирующие: димедрол, тавегил, кальция хлорид внутривенно или кальция глюконат внутримышечно. Гормональные препараты: АКТГ, кортизон, преднизолон. Лучшие результаты дает лечение, начатое в ранние сроки заболевания. Все мероприятия проводятся па фоне длительной кислородной терапии (лучше всего кислородная палатка) - сеансы 2-3 раза в день по 1-2 ч, можно чаще (по состоянию больного). Строгий постельный режим.

При хроническом бериллиозе: антибиотики, сульфаниламиды, сердечные и спазмолитические препараты, кислородная терапия. Широко используется длительное применение гормональных препаратов, дающее хороший результат. Преднизолон назначается курсами по 30-45 дней дважды в год, суточная доза – 25-30 мг. В отдельных, особо тяжелых (III стадия) случаях гормональная терапия проводится почти постоянно, с коррекцией дозы в зависимости от динамики состояния больного.

Санаторно-курортное лечение на Южном берегу Крыма, в санаториях средней полосы. При бериллиевых язвах кожи, гранулемах, при внедрении в кожу частичек бериллия - хирургическое лечение.

Экспертиза трудоспособности

Принимая во внимание внезапность, возможную быстроту развития бериллиоза даже в первые дни и недели работы, склонность к рецидивам, тяжесть течения и осложнения, рецидивирующий характер кожных поражений и тенденцию к развитию легочной патологии у этих лиц, при хроническом или выраженном остром отравлении необходимо отстранение от работы с бериллием и его соединениями.

Противопоказанием к продолжению работы с бериллием служит также положительная кожная проба с ним.

Вопрос о временном отстранении от контакта с бериллием может встать при изолированном поражении глаз (конъюнктивит, легкий блефарит), при легком поражении верхних дыхательных путей без вовлечения более глубоких отделов.

Профилактика

Тщательное удаление паров, пыли, металлического бериллия и всех его соединений в месте их образования. Герметизация оборудования, дистанционное управление. Тщательная очистка помещения от пыли бериллия. Предотвращение загрязнения бериллием производственных помещений и внешней среды, контроль за тем, чтобы бериллий не проникал в рабочие помещения, не связанные с его производством. Отдельное помещение для приема пищи. Раздельное хранение платья и спецодежды. Обязательное мытье в душе после работы. Средства индивидуальной защиты: спецодежда, респираторы, промышленные противогазы, перчатки, обувь. Стирка спецодежды только в специальных заводских прачечных. Тщательный инструктаж вновь поступающих рабочих.

Загрязнение окружающей среды бериллием также связано с развитием промышленности. Бериллий служит источником нейтронов в атомных реакторах. Там, где концентрация этого элемента достигает 0,01 мг на 1 м3 воздуха, могут появиться признаки отравления, различают три стадии:

лихорадка литейщиков, которая проходит через 24-48 часов;
токсическое воспаление легких, которое может проявиться по прошествии даже нескольких лет после отравления бериллием;
хроническое отравление бериллием - бериллиоз, или промышленный саркоидоз легких.

Статистика свидетельствует о том, что на 100 таких отравлений бывает, как правило, 10 смертельных случаев.

Бериллий принадлежит к нерадиоактивным элементам. Но его использование за последнее время увеличилось примерно на 500% (в то время как применение бора возросло на 78%, хрома - на 50%, меди - на 30%, марганца - на 45%, никеля - на 70%, цинка - на 44%).

Бериллий - редкий элемент на нашей планете. Он имеет много ценных свойств: очень легок (в 4,5 раза легче железа) и при определенных условиях становится богатым источником нейтронов. Так, Энрико Ферми использовал препараты радия и бериллия в экспериментах, давших миру первый реактор. Бериллий не ржавеет!

Долгие годы бериллием вместе с цинком заполняли цветные уличные фонари, свет которых оказался, как выяснилось впоследствии, вредным.

И еще одно свойство бериллия: порошок его, постоянно используемый в топливных смесях для ракет, при сгорании выделяет большое количество энергии. Но все его преимущества перевешивает один недостаток: бериллий ядовит даже в самых минимальных количествах. Он действует губительно на половые функции.

Интенсивное использование бериллия в промышленности, в том числе оборонной, серьезно беспокоит врачей, диетологов, население страны.

Бериллий в организме

Бериллий - токсичный химический элемент . В организм человека бериллий способен поступать как с пищей, так и через легкие. Среднесуточное поступление бериллия составляет 10-20 мкг. При поступлении в растворимой форме в желудочно-кишечный тракт, бериллий взаимодействует с фосфатами и образует плохо растворимое соединение Be3(PO4)2 или связывается белками эпителиальных клеток в прочные протеинаты. Поэтому всасываемость бериллия в желудочно-кишечном тракте невелика и колеблется от 4 до 10% от поступившего количества. Этот показатель также зависит от кислотности желудочного сока. Общее количество бериллия в теле взрослого человека лежит в диапазоне от 0,4 до 40 мкг. Бериллий постоянно присутствует в крови, костной и мышечной ткани (0,001-0,003 мкг/г) и других органах. Установлено, что бериллий может депонироваться в легких, печени, лимфатических узлах, костях, миокарде. Выводится бериллий из организма преимущественно с мочой (более 90%).

Бериллий может принимать участие в регуляции фосфорно-кальциевого обмена, поддержании иммунного статуса организма. Установлено, что активность соединений бериллия отчетливо проявляется в различных биохимических превращениях, связанных с участием неорганических фосфатов.

Повышенное содержание бериллия в пище способствует образованию фосфата бериллия. Систематически "забирая" фосфаты у важнейшей части костей, - фосфата кальция, бериллий, тем самым, ослабляет костную ткань и способствует ее разрушению. Экспериментально известно, что введение этого элемента животным вызывает "бериллиевый" рахит.

Доказано, что даже небольшое количество бериллия в составе костей приводит к их размягчению (бериллиоз). В местах парентерального введения бериллия происходит разрушение окружающих тканей, отсюда бериллий выводится очень медленно. В конечном счете, бериллий депонируется в скелете и печени.

По современным представлениям бериллий это токсичный, канцерогенный и мутагенный элемент. Патогенное действие бериллия наблюдается при его ингаляции в концентрациях, которые превышают ПДК в 2 и более раз. Соли бериллия в концентрации 1 мкмоль/л специфически ингибируют активность щелочной фосфатазы, угнетающе действуют на другие ферменты. Достаточно хорошо изучены иммунотоксические свойства бериллия. В патологии различают острые и хронические отравления бериллием. Известно, например, что элиминация соединений бериллия из организма (особенно из органов лимфоидной системы, где они аккумулируются), происходит чрезвычайно медленно, в течение более 10 лет. Повышенный уровень бериллия встречается в семьях рабочих, контактирующих с этим элементом на производстве.

Признаки избытка бериллия в организме

поражение легочной ткани (фиброз, саркоидоз);
поражения кожи - экземы, эритемы, дерматоз (при контактах соединений бериллия с кожей);

бериллиоз;
литейная лихорадка (раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей);
эрозии слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта;
нарушения функций миокарда, печени;
развитие аутоиммунных процессов, опухолей.

Для предупреждения развития патологии, вызываемой контактом с соединениями бериллия в производственных условиях, необходимо строго придерживаться правил техники безопасности (использование респиратора, сменной одежды и т.д.), устранять действие на организм возможных раздражителей (никотин, холодный сухой воздух, спреи). На определенной стадии развития патологии может оказаться необходимой смена места работы.