Характеристика промышленных аллергенов
Объединение различных нозологических форм профессиональных аллергических заболеваний в специальный раздел связано с тем, что все они представляют собой одно из проявлений нарушения иммунитета, клинически протекающего в виде различных симптомокомплексов аллергической реакции. В настоящее время наблюдается повышение заболеваемости аллергического характера. Это объясняется существенным изменением иммунной системы человека под влиянием многочисленных, в том числе химических факторов окружающей среды. Еще большее значение эти факты приобретают в условиях современного производства, где имеет место значительная продолжительность и интенсивность их воздействия. Характерно, что увеличение числа случаев профессиональных аллергических заболеваний происходит на фоне снижения или более легкого течения профессиональных интоксикаций. Это связано с тем, что разработка и внедрение гигиенических нормативов на содержание в воздухе рабочих помещений промышленных токсических веществ не всегда обеспечивают безопасность в отношении развития аллергических реакций, поскольку пороговые дозы так называемого специфического, в том числе аллергенного действия многих продуктов нередко значительно ниже пороговых токсических доз.
Число промышленных аллергенов, к которым относятся природные и искусственные химические вещества и соединения, органические продукты и биологические субстанции, с которыми имеют контакт значительные контингента лиц в самых различных отраслях народного хозяйства, в настоящее время крайне велико и постоянно возрастает за счет синтеза новых химических агентов и внедрения новых технологических процессов.
Группу промышленных химических аллергенов составляют многочисленные соединения и вещества, начиная от простых и кончая крайне сложными по составу полимерными композициями, подчас даже с не до конца расшифрованной структурой. Относительно простыми химическими соединениями с выраженной аллергенной активностью, крайне широко распространенными в промышленности, являются различные металлы-сенсибилизаторы (хром, кобальт, никель, марганец, бериллий, платина и некоторые другие), формальдегид, фталевый и малеиновый ангидриды, эпихлоргидрин, изоцианаты, фурановые соединения, хлорированные нафталины, каптакс, тиурамы, неозон Д, триэтаноламин и т. д. Эти соединения могут оказывать сенсибилизирующее действие как сами по себе, так и в составе более сложных химических продуктов, выделяясь из них в процессе переработки и применения.
Большую группу сложных по составу аллергенных продуктов представляют искусственные полимерные материалы на основе формальдегида (в основном фенол- и мочевиноформальдегидные смолы, клеи, импрегнанты, пластмассы), эпоксидные полимеры на основе эпихлоргидрина, полиэфирные лаки, латексы эластомеры (в частности, хлоропреновые и дивинилстирольные), полимеры на основе кремнийорганических соединений (различные марки замасливателей для стекловолокна), многочисленные полимеры на основе изоцианатов, винилхлорида, акриловой и метакриловой кислот, фурана, ряда аминокислот и т. д. В промышленности используются и природные полимеры, например шеллак и канифоль.
В случаях современного производства химические аллергены могут воздействовать на организм работающих, находясь в различных агрегатных состояниях. Так, в горнорудной промышленности опасность сенсибилизирующего действия связана в основном с пылью, содержащей различные аллергенные металлы, а в сталелитейном производстве и при электросварочных работах - в виде аэрозолей конденсации. Металлы-сенсибилизаторы представляют Значительную опасность при ингаляционном воздействии пыли цемента, что имеет место на цементных и асбестоцементных предприятиях, но опасен также контакт кожных покровов работающих с влажным цементом, в частности при изготовлении железобетонных изделий. В резинотехническом производстве широко используются как латексы-эластомеры, многие из которых обладают аллергенными свойствами, так и многочисленные технологически необходимые компоненты (ускорители вулканизации, антиоксиданты, противостарители и т. д.), среди которых аллергенами являются каптакс, тиурам Е, неозон Д, триэтаноламин, канифоль и некоторые другие. Крайне часто и в самых различных отраслях промышленности встречается формальдегид, который не только выделяется в процессе переработки формальдегидсодержащих полимеров, но и является продуктом термоокислительной деструкции и многих других полимерных материалов, как искусственных, (например, эпоксидных), так и природных (канифоль). Формальдегид встречается в мебельном и деревообрабатывающем производстве, где используются синтетические клеевые материалы, на текстильных предприятиях, выделяясь из мочевино-формальдегидного импрегнанта, в производстве пресс изделий из порошков фено- и аминопластов, в горнорудной промышленности и литейном производстве, поскольку формальдегидные смолы входят в состав крепителей для пород и формовочной земли.
Определенное значение в развитии профессиональных аллергических заболеваний имеют качество химического сырья, его состав, в том числе остаточные количества непрореагировавших в процессе синтеза свободных и аллергенных по своим свойствам мономеров или других ингредиентов, определяющих аллергенную активность композиции в целом. Подтверждением этого положения может служить более высокий уровень аллергических заболеваний в период внедрения в технологический процесс новых полимерных материалов, как, например, синтетических формальдегидсодержащих клеев в мебельном производстве. В то же время последующее улучшение сырья с учетом гигиенических требований, в частности к снижению в них остаточных продуктов синтеза, сопровождается уменьшением не только профессиональных аллергозов, но и многочисленных жалоб аллергического характера (так называемых аллергических манифестаций).
В целом опасность сенсибилизирующего действия промышленных аллергенов существенно повышается в процессе переработки химического сырья. В последующем - на этапе изготовления продукта (на предприятиях химической промышленности) наблюдается более высокая степень герметизации оборудования и, что еще важнее, непрерывность технологического процесса, в связи с чем опасность аллергизирующих эффектов снижается. В других же отраслях промышленности (в строительной, резинотехнической, деревообрабатывающей, пластмассовой, текстильной, обувной и многих других) сохраняются многочисленные операции, когда рабочие имеют непосредственный контакт с соответствующими химическими факторами. Наглядным примером этого могут служить операции прессования, которые встречаются в промышленности достаточно широко. Даже в тех случаях, когда температурный режим таких операций не превышает уровня, при котором образуются продукты тремоокислительной деструкции, воздействие на работающих мигрирующих летучих компонентов не только достигает значительной интенсивности, но и имеет выраженный иитермиттирующий характер, поскольку максимальные газовыделения отмечаются в период раскрытия прессов или других подобных установок.
Помимо химических соединений, обладающих сенсибилизирующим действием, в современной промышленности широко распространены и аллергены органической природы. Как правило, они значительно чаще, чем химические, встречаются в окружающей среде, но, являясь по существу бытовыми, могут стать причиной профессиональных аллергозов. Так, пыль льна, хлопка, шерсти, коконов шелкопряда, некоторых пород древесины, зерновая и мучная пыль, пыльца различных растений, табак, эфиромасляничные культуры, эпидермальные субстанции и многие другие природные аллергены могут быть производственными не только для промышленных рабочих (например, на камвольно-суконных, ткацких и деревообрабатывающих предприятиях, в сфере обслуживания населения), но и в не меньшей степени для работников сельского хозяйства (среди животноводов, рабочих птицеферм, растениеводов и других специалистов). Значительная химизация и перевод сельскохозяйственного производства на промышленную основу способствуют изменению характера производственных аллергенов в сельском хозяйстве и в первую очередь сочетанному действию всегда встречавшихся в нем аллергенов органической природы с новыми химическими агентами (пестицидами, инсектофунгицидами, новыми удобрениями, кормами и т. д.), многие из которых обладают достаточно выраженной аллергенной активностью. Бурное развитие микробиологической промышленности, в частности связанное с постоянно возрастающей потребностью в высококалорийных кормах для животноводства, а также химико-фармацевтической промышленности обусловливает существенное расширение сферы воздействия различных грибов-продуцентов, микробных культур, ферментных и гормональных препаратов, витаминов и других биологически активных субстанций.
Сочетанное действие на организм работающих как химических, так и биологических аллергенов наиболее наглядно можно проследить на примерах производства антибиотиков и всей химико-фармацевтической промышленности в целом, где на разных стадиях технологического процесса наряду с биологическими и органическими аллергенами рабочие имеют контакт с промежуточными и окончательными продуктами химического синтеза. Сочетание органических, биологических и химических аллергенов имеет место на камвольно-суконных и ткацких предприятиях, где наряду с пылью хлопка, шерсти, микробными факторами (за счет обсемененности сырья различной микрофлорой) применяются химические замасливатели, в некоторые из которых входят триэтаноламин, различные красители, в частности хромсодержащие, синтетические импрегнанты, например, мочевино-формальдегидный преконденсат.
На текстильных предприятиях и во многих других производствах широко используются различные синтетические моющие средства, которые даже в условиях бытового применения могут явиться причиной аллергического дерматита или бронхиальной астмы. В ряде случаев синтетические моющие средства, не являясь непосредственной причиной аллергического заболевания, в силу своей потенциальной сенсибилизирующей способности могут создавать определенный благоприятный иммунологический фон для действия других аллергенов, в том числе производственных, и таким образом способствовать повышению аллергической заболеваемости. К подобному результату, правда основанному на ином механизме действия, а именно, денатурирующему белки кожных покровов и слизистых оболочек дыхательных путей, могут приводить многие химические соединения, не являющиеся аллергенами, но вызывающие развитие аутоаллергических реакций (например, соли некоторых тяжелых металлов, перекиси, многие растворители). Кроме того, даже раздражающее действие химических агентов может способствовать более активному конъюгированию химических аллергенов с белками организма и, следовательно, более интенсивному антигенному (сенсибилизирующему) действию последних.
Современная промышленность и сельское хозяйство характеризуются комплексным (разные пути поступления) и комбинированным (разные сочетания) воздействием аллергенов/что важно для понимания ряда особенностей клинического течения профессиональных аллергических заболеваний и их; профилактики. Так, комбинированное воздействие аллергенов может способствовать развитию поливалентной сенсибилизации, хотя в ранние сроки формирования аллергических реакций в их развитии, как правили, повинен наиболее активный аллерген или воздействующий по сравнению с другими в более высокой дозе. Поэтому эффективным направлением профилактики профессиональных аллергозов являются гигиеническая регламентация состава сложных химических продуктов с целью снижения их сенсибилизирующего действия, а также нормирование промышленных аллергенов в воздухе рабочей зоны с учетом порога их аллергенного действия.
Комплексное воздействие аллергенов в условиях производства в значительной степени определяет возможность развития сочетанных профессиональных аллергических поражений, включая кожные покровы, органы дыхания и желудочно-кишечного тракта (подобные заболевания имеют место, например, при работе с замасливателями стекловолокна). При профессиональных аллергических поражениях химической этиологии довольно часто наблюдается сочетание аллергозов органов дыхания, в частности бронхиальной астмы, и аллергодерматозов.
Для профессиональных аллергических заболеваний характерна определенная зависимость развития той или иной нозологической формы аллергоза от интенсивности и продолжительности воздействия аллергенов. У лиц с малым стажем работы, профессиональная деятельность которых протекает в условиях воздействия относительно невысоких доз производственных аллергенов, чаще встречаются аллергические поражения кожи (аллергический контактный дерматит). B то же время развитие профессиональной бронхиальной астмы более свойственно для рабочих с большим стажем работы. Такая закономерность в развитии этих нозологических форм аллергозов скорее всего обусловлена особенностями иммунной системы организма, для которой характерно более раннее реагирование клеточной системы иммунитета, опережающее процессы специфического антителообразования.
Несмотря на обилие в окружающей среде, а тем более в производственной, аллергенов самой различной природы, нормальное функционирование иммунной системы полностью обеспечивает защитную реакцию организма и предотвращает развитие аллергического заболевания, поскольку основная функция иммунной системы, находящейся под строгим генетическим контролем, направлена на распознавание «своего» и «чужого», связывания последнего и его элиминации из организма. При нормальном функционировании иммунной системы реакция на аллерген, т. е. сенсибилизация, не сопровождается нарушением здоровья и имеет защитный, адаптационный характер. У большинства здоровых лиц сенсибилизация со временем трансформируется в иммунологическую толерантность (безответность), которая исключает возможность развития аллергического заболевания. Однако состояние толерантности не является абсолютно стабильным и может прерываться в результате нейрогормональных кризов, различных патологических состояний, физиологических нагрузок, а также вследствие кумулятивного эффекта производственных аллергенов или каких-либо существенных изменений производственной среды. Это приводит к нарушению регуляции иммунных механизмов ив результате к активации иммунного ответа на аллерген и аутоаллергены. Образующиеся при этом цитотропные антитела, цитотоксические иммунные комплексы и эффекторные лимфоциты повреждают клетки и ткани, в результате чего развивается патохимическая, а затем патофизиологическая реакции, проявляющиеся в виде различных симптомокомплексов аллергического заболевания. А развитие той или иной нозологической формы аллергоза, несмотря на то, что его формирование протекает с участием и клеточных и гуморальных иммунных механизмов, связано скорее всего с более выраженным нарушением одной из систем иммунитета: преимущественно клеточной - при аллергодерматозах и гуморальной - при аллергозах органов дыхания. Кроме того, предрасполагающим фактором для развития определенной нозологической формы аллергоза может явиться заболевание того или иного органа или системы организма, протекающее с нарушением местного иммунитета.
Число промышленных аллергенов, к которым относятся природные и искусственные химические вещества и соединения, органические продукты и биологические субстанции, с которыми имеют контакт значительные контингента лиц в самых различных отраслях народного хозяйства, в настоящее время крайне велико и постоянно возрастает за счет синтеза новых химических агентов и внедрения новых технологических процессов.
Группу промышленных химических аллергенов составляют многочисленные соединения и вещества, начиная от простых и кончая крайне сложными по составу полимерными композициями, подчас даже с не до конца расшифрованной структурой. Относительно простыми химическими соединениями с выраженной аллергенной активностью, крайне широко распространенными в промышленности, являются различные металлы-сенсибилизаторы (хром, кобальт, никель, марганец, бериллий, платина и некоторые другие), формальдегид, фталевый и малеиновый ангидриды, эпихлоргидрин, изоцианаты, фурановые соединения, хлорированные нафталины, каптакс, тиурамы, неозон Д, триэтаноламин и т. д. Эти соединения могут оказывать сенсибилизирующее действие как сами по себе, так и в составе более сложных химических продуктов, выделяясь из них в процессе переработки и применения.
Большую группу сложных по составу аллергенных продуктов представляют искусственные полимерные материалы на основе формальдегида (в основном фенол- и мочевиноформальдегидные смолы, клеи, импрегнанты, пластмассы), эпоксидные полимеры на основе эпихлоргидрина, полиэфирные лаки, латексы эластомеры (в частности, хлоропреновые и дивинилстирольные), полимеры на основе кремнийорганических соединений (различные марки замасливателей для стекловолокна), многочисленные полимеры на основе изоцианатов, винилхлорида, акриловой и метакриловой кислот, фурана, ряда аминокислот и т. д. В промышленности используются и природные полимеры, например шеллак и канифоль.
В случаях современного производства химические аллергены могут воздействовать на организм работающих, находясь в различных агрегатных состояниях. Так, в горнорудной промышленности опасность сенсибилизирующего действия связана в основном с пылью, содержащей различные аллергенные металлы, а в сталелитейном производстве и при электросварочных работах - в виде аэрозолей конденсации. Металлы-сенсибилизаторы представляют Значительную опасность при ингаляционном воздействии пыли цемента, что имеет место на цементных и асбестоцементных предприятиях, но опасен также контакт кожных покровов работающих с влажным цементом, в частности при изготовлении железобетонных изделий. В резинотехническом производстве широко используются как латексы-эластомеры, многие из которых обладают аллергенными свойствами, так и многочисленные технологически необходимые компоненты (ускорители вулканизации, антиоксиданты, противостарители и т. д.), среди которых аллергенами являются каптакс, тиурам Е, неозон Д, триэтаноламин, канифоль и некоторые другие. Крайне часто и в самых различных отраслях промышленности встречается формальдегид, который не только выделяется в процессе переработки формальдегидсодержащих полимеров, но и является продуктом термоокислительной деструкции и многих других полимерных материалов, как искусственных, (например, эпоксидных), так и природных (канифоль). Формальдегид встречается в мебельном и деревообрабатывающем производстве, где используются синтетические клеевые материалы, на текстильных предприятиях, выделяясь из мочевино-формальдегидного импрегнанта, в производстве пресс изделий из порошков фено- и аминопластов, в горнорудной промышленности и литейном производстве, поскольку формальдегидные смолы входят в состав крепителей для пород и формовочной земли.
Определенное значение в развитии профессиональных аллергических заболеваний имеют качество химического сырья, его состав, в том числе остаточные количества непрореагировавших в процессе синтеза свободных и аллергенных по своим свойствам мономеров или других ингредиентов, определяющих аллергенную активность композиции в целом. Подтверждением этого положения может служить более высокий уровень аллергических заболеваний в период внедрения в технологический процесс новых полимерных материалов, как, например, синтетических формальдегидсодержащих клеев в мебельном производстве. В то же время последующее улучшение сырья с учетом гигиенических требований, в частности к снижению в них остаточных продуктов синтеза, сопровождается уменьшением не только профессиональных аллергозов, но и многочисленных жалоб аллергического характера (так называемых аллергических манифестаций).
В целом опасность сенсибилизирующего действия промышленных аллергенов существенно повышается в процессе переработки химического сырья. В последующем - на этапе изготовления продукта (на предприятиях химической промышленности) наблюдается более высокая степень герметизации оборудования и, что еще важнее, непрерывность технологического процесса, в связи с чем опасность аллергизирующих эффектов снижается. В других же отраслях промышленности (в строительной, резинотехнической, деревообрабатывающей, пластмассовой, текстильной, обувной и многих других) сохраняются многочисленные операции, когда рабочие имеют непосредственный контакт с соответствующими химическими факторами. Наглядным примером этого могут служить операции прессования, которые встречаются в промышленности достаточно широко. Даже в тех случаях, когда температурный режим таких операций не превышает уровня, при котором образуются продукты тремоокислительной деструкции, воздействие на работающих мигрирующих летучих компонентов не только достигает значительной интенсивности, но и имеет выраженный иитермиттирующий характер, поскольку максимальные газовыделения отмечаются в период раскрытия прессов или других подобных установок.
Помимо химических соединений, обладающих сенсибилизирующим действием, в современной промышленности широко распространены и аллергены органической природы. Как правило, они значительно чаще, чем химические, встречаются в окружающей среде, но, являясь по существу бытовыми, могут стать причиной профессиональных аллергозов. Так, пыль льна, хлопка, шерсти, коконов шелкопряда, некоторых пород древесины, зерновая и мучная пыль, пыльца различных растений, табак, эфиромасляничные культуры, эпидермальные субстанции и многие другие природные аллергены могут быть производственными не только для промышленных рабочих (например, на камвольно-суконных, ткацких и деревообрабатывающих предприятиях, в сфере обслуживания населения), но и в не меньшей степени для работников сельского хозяйства (среди животноводов, рабочих птицеферм, растениеводов и других специалистов). Значительная химизация и перевод сельскохозяйственного производства на промышленную основу способствуют изменению характера производственных аллергенов в сельском хозяйстве и в первую очередь сочетанному действию всегда встречавшихся в нем аллергенов органической природы с новыми химическими агентами (пестицидами, инсектофунгицидами, новыми удобрениями, кормами и т. д.), многие из которых обладают достаточно выраженной аллергенной активностью. Бурное развитие микробиологической промышленности, в частности связанное с постоянно возрастающей потребностью в высококалорийных кормах для животноводства, а также химико-фармацевтической промышленности обусловливает существенное расширение сферы воздействия различных грибов-продуцентов, микробных культур, ферментных и гормональных препаратов, витаминов и других биологически активных субстанций.
Сочетанное действие на организм работающих как химических, так и биологических аллергенов наиболее наглядно можно проследить на примерах производства антибиотиков и всей химико-фармацевтической промышленности в целом, где на разных стадиях технологического процесса наряду с биологическими и органическими аллергенами рабочие имеют контакт с промежуточными и окончательными продуктами химического синтеза. Сочетание органических, биологических и химических аллергенов имеет место на камвольно-суконных и ткацких предприятиях, где наряду с пылью хлопка, шерсти, микробными факторами (за счет обсемененности сырья различной микрофлорой) применяются химические замасливатели, в некоторые из которых входят триэтаноламин, различные красители, в частности хромсодержащие, синтетические импрегнанты, например, мочевино-формальдегидный преконденсат.
На текстильных предприятиях и во многих других производствах широко используются различные синтетические моющие средства, которые даже в условиях бытового применения могут явиться причиной аллергического дерматита или бронхиальной астмы. В ряде случаев синтетические моющие средства, не являясь непосредственной причиной аллергического заболевания, в силу своей потенциальной сенсибилизирующей способности могут создавать определенный благоприятный иммунологический фон для действия других аллергенов, в том числе производственных, и таким образом способствовать повышению аллергической заболеваемости. К подобному результату, правда основанному на ином механизме действия, а именно, денатурирующему белки кожных покровов и слизистых оболочек дыхательных путей, могут приводить многие химические соединения, не являющиеся аллергенами, но вызывающие развитие аутоаллергических реакций (например, соли некоторых тяжелых металлов, перекиси, многие растворители). Кроме того, даже раздражающее действие химических агентов может способствовать более активному конъюгированию химических аллергенов с белками организма и, следовательно, более интенсивному антигенному (сенсибилизирующему) действию последних.
Современная промышленность и сельское хозяйство характеризуются комплексным (разные пути поступления) и комбинированным (разные сочетания) воздействием аллергенов/что важно для понимания ряда особенностей клинического течения профессиональных аллергических заболеваний и их; профилактики. Так, комбинированное воздействие аллергенов может способствовать развитию поливалентной сенсибилизации, хотя в ранние сроки формирования аллергических реакций в их развитии, как правили, повинен наиболее активный аллерген или воздействующий по сравнению с другими в более высокой дозе. Поэтому эффективным направлением профилактики профессиональных аллергозов являются гигиеническая регламентация состава сложных химических продуктов с целью снижения их сенсибилизирующего действия, а также нормирование промышленных аллергенов в воздухе рабочей зоны с учетом порога их аллергенного действия.
Комплексное воздействие аллергенов в условиях производства в значительной степени определяет возможность развития сочетанных профессиональных аллергических поражений, включая кожные покровы, органы дыхания и желудочно-кишечного тракта (подобные заболевания имеют место, например, при работе с замасливателями стекловолокна). При профессиональных аллергических поражениях химической этиологии довольно часто наблюдается сочетание аллергозов органов дыхания, в частности бронхиальной астмы, и аллергодерматозов.
Для профессиональных аллергических заболеваний характерна определенная зависимость развития той или иной нозологической формы аллергоза от интенсивности и продолжительности воздействия аллергенов. У лиц с малым стажем работы, профессиональная деятельность которых протекает в условиях воздействия относительно невысоких доз производственных аллергенов, чаще встречаются аллергические поражения кожи (аллергический контактный дерматит). B то же время развитие профессиональной бронхиальной астмы более свойственно для рабочих с большим стажем работы. Такая закономерность в развитии этих нозологических форм аллергозов скорее всего обусловлена особенностями иммунной системы организма, для которой характерно более раннее реагирование клеточной системы иммунитета, опережающее процессы специфического антителообразования.
Несмотря на обилие в окружающей среде, а тем более в производственной, аллергенов самой различной природы, нормальное функционирование иммунной системы полностью обеспечивает защитную реакцию организма и предотвращает развитие аллергического заболевания, поскольку основная функция иммунной системы, находящейся под строгим генетическим контролем, направлена на распознавание «своего» и «чужого», связывания последнего и его элиминации из организма. При нормальном функционировании иммунной системы реакция на аллерген, т. е. сенсибилизация, не сопровождается нарушением здоровья и имеет защитный, адаптационный характер. У большинства здоровых лиц сенсибилизация со временем трансформируется в иммунологическую толерантность (безответность), которая исключает возможность развития аллергического заболевания. Однако состояние толерантности не является абсолютно стабильным и может прерываться в результате нейрогормональных кризов, различных патологических состояний, физиологических нагрузок, а также вследствие кумулятивного эффекта производственных аллергенов или каких-либо существенных изменений производственной среды. Это приводит к нарушению регуляции иммунных механизмов ив результате к активации иммунного ответа на аллерген и аутоаллергены. Образующиеся при этом цитотропные антитела, цитотоксические иммунные комплексы и эффекторные лимфоциты повреждают клетки и ткани, в результате чего развивается патохимическая, а затем патофизиологическая реакции, проявляющиеся в виде различных симптомокомплексов аллергического заболевания. А развитие той или иной нозологической формы аллергоза, несмотря на то, что его формирование протекает с участием и клеточных и гуморальных иммунных механизмов, связано скорее всего с более выраженным нарушением одной из систем иммунитета: преимущественно клеточной - при аллергодерматозах и гуморальной - при аллергозах органов дыхания. Кроме того, предрасполагающим фактором для развития определенной нозологической формы аллергоза может явиться заболевание того или иного органа или системы организма, протекающее с нарушением местного иммунитета.