6-10. Pyły

dr inż. Elżbieta Jankowska - Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy prof. dr hab. Edward Więcek - Politechnika Łódzka

6-10.4. Szkodliwe działanie pyłów na człowieka

Główną drogą przedostawania się pyłów do organizmu człowieka jest układ oddechowy. Działanie pyłów na organizm ludzki może być przyczyną mechanicznego uszkodzenia błon śluzowych, choroby uczuleniowej, pylicy płuc, a także choroby nowotworowej.

Pyły można podzielić - ze względu na rodzaj działania biologicznego, szkodliwego dla człowieka - na pyły o działaniu: drażniącym, zwłókniającym, kancerogennym i alergizującym [1, 2, 3, 5, 9, 10, 12, 15].(fol.6)





		Szkodliwe działanie pyłów na człowieka
fol. nr 6

Ważnymi parametrami wpływającymi na skutki działania pyłu na organizm człowieka są: stężenie pyłu, wymiary i kształt cząstek oraz skład chemiczny i struktura krystaliczna, a także rozpuszczalność pyłu w płynach ustrojowych. Także właściwości osobnicze człowieka, zarówno genetyczne, jak i nabyte, mogą wpływać na jego wrażliwość na działanie pyłu. Ostateczny skutek szkodliwego działania pyłów przemysłowych zależy także od ciężkości wykonywanej pracy fizycznej.(fol.7)





		Parametry wpywające na skutki działania pyłu na człowieka
fol. nr 7

Układ oddechowy można podzielić na kilka obszarów czynnościowych, które istotnie różnią się między sobą pod względem czasu zatrzymania pyłu w miejscach osadzania, szybkością i drogami jego eliminacji, a także reakcją patologiczną na pył.

Najważniejsze z nich to:(fol.8)





		Obszary czynnościowe układu oddechowego człowieka
fol. nr 8

• obszar górnych dróg oddechowych (nos, jama ustna, gardło, krtań)

• obszar tchawiczo-oskrzelowy (tchawica, oskrzela, oskrzeliki)

• obszar wymiany gazowej (pęcherzyki płucne).

Schemat dróg oddechowych przedstawiono na foliogramie (fol.9)

fol. nr 9

Zaleganie pyłu w każdym z tych obszarów jest uzależnione od wymiaru jego cząstek, budowy dróg oddechowych i samego procesu oddychania (objętość wdechu, częstotliwość oddechów, prędkość przepływu powietrza w drogach oddechowych) [3].

Powietrze wnika do układu oddechowego przez otwory nosowe i przepływa w kierunku nosogardzieli. W tym czasie dochodzi do jego ogrzania, nasycenia wilgocią i częściowego pozbycia się zawieszonych cząstek stałych. Z wyjątkiem nozdrzy, drogi oddechowe w obrębie głowy są pokryte śluzówką. Produkowany śluz jest przesuwany w kierunku gardła, unosząc osadzone cząstki, które są połykane. Cząstki osadzone na włoskach nie są unoszone ze śluzem i nie są połykane, lecz raczej są usuwane przez wycieranie nosa, kichanie, wydmuchiwanie itp.

Za obszarem dróg oddechowych, zlokalizowanych w obrębie głowy, rozciąga się obszar tchawiczo-oskrzelowy. W całym obszarze tchawiczo-oskrzelowym występują urzęsione i wydzielające śluz komórki nabłonka migawkowego. Nierozpuszczalne cząstki pyłu osadzone w tym obszarze są więc przenoszone przez ruch nabłonka migawkowego wraz ze śluzem w ciągu kilku godzin w kierunku krtani. Po przejściu przez krtań, cząstki trafiają do przełyku, a następnie do układu pokarmowego. Uszkodzenie tego mechanizmu samoczyszczenia płuc może wpływać na wydłużenie czasu przebywania pyłu w tej części układu oddechowego, co może mieć istotne znaczenie dla przebiegu procesów patologicznych.

Obszar wymiany gazowej obejmuje pęcherzyki płucne i związane z nimi przewody pęcherzykowe. W obszarze tym zachodzi wymiana gazowa. Nabłonek tego obszaru nie ma migawek. Osadzone cząstki pyłu są usuwane bardzo powoli (ok. 50% po miesiącu). Mechanizm usuwania cząstek z tego obszaru jest tylko częściowo wyjaśniony. Długi okres przebywania cząstek w tym obszarze decyduje o ich szkodliwym działaniu.

Wnikanie pyłu do dróg oddechowych, osadzanie cząstek w różnych ich odcinkach oraz eliminacja lub zatrzymanie pyłu zależą przede wszystkim od wymiaru cząstek.

Ze względu na skutki zdrowotne, najważniejsze są cząstki frakcji respilabilnej pyłu przeniknięcie do obszaru wymiany gazowej. Ten pył nazywany frakcją respirabilną jest odpowiedzialny za rozwój pylicy płuc, większości nowotworów oraz zapalenia pęcherzyków płucnych. Należy jednak zaznaczyć, że pył nierespirabilny (osadzający się w obrębie górnych dróg oddechowych i w obszarze tchawiczo-oskrzelowym) nie może być traktowany jako obojętna biologicznie część składowa aerozolu. Część nierespirabilna pyłu, uszkadzając mechanizm eliminacji pyłu z organizmu przez niszczenie nabłonka migawkowego (przewlekłe nieżyty oskrzeli) powoduje, że wnikanie pyłu do obszaru pęcherzykowego staje się łatwiejsze.

Rodzaj choroby wywołanej oddziaływaniem pyłu na układ oddechowy zależy od rodzaju wdychanego pyłu [3].

Do najczęściej spotykanych chorób należą pylice płuc, które określa się jako "nagromadzenie pyłu w płucach i reakcję tkanki płucnej na jego obecność". Pylice dzieli się na kolagenowe i niekolagenowe. Pylice kolagenowe charakteryzuje patologiczny rozwój tkanki łącznej (włókien kolagenowych), powodujący trwałe uszkodzenie struktury pęcherzyków płucnych i zmiany bliznowate. Najsilniejsze działanie zwłókniające wykazuje wolna krystaliczna krzemionka (ditlenek krzemu) i azbesty. W przypadku pylic niekolagenowych reakcja tkanki płucnej jest minimalna i nie prowadzi do uszkodzenia struktury pęcherzyków. Reakcja na pyły o słabym działaniu zwłókniającym lub niezwłókniającym może być odwracalna.

Nieorganiczne pyły o strukturze włóknistej charakteryzuje oprócz działania drażniącego, zwłókniającego, także działanie nowotworowe. Pyły te mogą wywoływać rozwój raka płuc, raka oskrzeli oraz międzybłoniaki opłucnej i otrzewnej.

Do najważniejszych czynników wpływających na kancerogenność azbestu należą: wymiar dynamiczny włókna, który determinuje miejsce osadzania się pyłu w układzie oddechowym, a także skuteczność osadzania oraz trwałość włókien w tkance (fol.10) . Zatem kształt włóknisty, a więc określoną właściwość fizyczną można uznać za czynnik rakotwórczy pod warunkiem, że włókno jest na tyle trwałe, iż może istnieć w środowisku biologicznym przez długi okres. Na przykład chryzotyl ulega częściowemu rozpuszczeniu w płynach fizjologicznych. W odróżnieniu od chryzotylu, krokidolit prawie nie ulega zmianom w środowiskach biologicznych. Względnie dużą częstotliwość występowania międzybłoniaków u pracowników narażonych na krokidolit można by więc tłumaczyć większą trwałością tych włókien w organizmie. Także sztuczne włókna mineralne wykazują różnorodną trwałość w środowiskach biologicznych, a co za tym idzie również różny stopień rakotwórczości w odniesieniu do ludzi.
Rodzaj chorób wywołanych oddziaływaniem pyłów na układ oddechowy człowieka przedstawiono na foliogramie (fol.11) .

		Czynniki wpływające na koncerogenność azbestu
fol. nr 10

		Choroby wywoływane oddziaływaniem pyłów
fol. nr 11

Wykaz substancji, czynników i procesów technologicznych o działaniu rakotwórczym, sposób ich rejestracji oraz warunki sprawdzania nadzoru nad stanem zdrowia pracowników zawodowo narożonych na działanie substancji i czynników rakotwórczych jest określony w rozporządzeniu ministra zdrowia[33].

W przemyśle występuje wiele różnorodnych pyłów, które wprawdzie nie wykazują właściwości zwłókniających typu kolagenowego, charakterystycznych dla ditlenku krzemu i niektórych krzemianów, ale mogą powodować rozrost włókien srebrochłonnych. Przebieg kliniczny tych chorób jest łagodny, często bezobjawowy. Tego rodzaju zmiany w płucach mogą być spowodowane na przykład wdychaniem pyłów cyny (stannosis), tlenków żelaza (siderosis) czy siarczanu baru (barytosis) [3].

Pyły takich metali ciężkich, jak kadm, mangan, wolfram, osm, selen mogą wywoływać zmiany chorobowe w płucach o charakterze ostrych lub przewlekłych podrażnień dróg oddechowych, a także mogą być przyczyną zapaleń i obrzęków płuc oraz rozedmy płuc.

Beryl cechuje duża toksyczność. Metal ten wchłaniając się przez płuca, powoduje ostre lub przewlekłe odczyny zapalne zwykle o ciężkim przebiegu (berylliosis), może także powodować obrzęk płuc. Postać przewlekłą zatrucia berylem, będącą następstwem długotrwałego narażenia na niewielkie stężenia berylu, charakteryzują takie objawy, jak duszność i kaszel.

U osób zatrudnionych w kopalniach rud żelaza, niklu, chromu, uranu, a także w zakładach wzbogacania tych rud obserwuje się zwiększoną częstotliwość (ryzyko) występowania nowotworów. Najczęściej są to: nowotwór płuc, rak nosa i zatok przynosowych.

Wiele substancji występujących w przemyśle i rolnictwie pod postacią pyłów może wykazywać działanie alergizujące i powodować wystąpienie astmy oskrzelowej. Pyłami o takich właściwościach są pyły pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, takie jak pył mąki, bawełny, siana, drewna, włosia i piór. Najczęstsze choroby wywoływane przez tego rodzaju pyły to byssinoza wywoływana wdychaniem pyłów bawełny, lnu i konopi, alveolitis allergica - alergiczne zapalenie pęcherzyków płucnych i płuco farmera - wywoływane wdychaniem pyłów gnijących produktów roślinnych, zwłaszcza gnijącego siana.