Черная болезнь легких ( BLD ), также известная как пневмокониоз угольщиков [1] или просто черное легкое , является профессиональным типом пневмокониоза, вызванным длительным вдыханием и отложением угольной пыли в легких и последующей реакцией легочной ткани на ее присутствие. [2] Она распространена среди шахтеров и других лиц, работающих с углем. Она похожа как на силикоз от вдыхания кремниевой пыли , так и на асбестоз от вдыхания асбестовой пыли. [3] Вдыхаемая угольная пыль постепенно накапливается в легких и приводит к воспалению , фиброзу и, в худших случаях, некрозу .
Черная болезнь легких развивается после начальной, более легкой формы заболевания, известной как антракоз (от греческого ἄνθραξ или ánthrax – уголь, углерод). Это часто протекает бессимптомно и встречается, по крайней мере, в некоторой степени у всех городских жителей [4] из-за загрязнения воздуха . Длительное воздействие больших количеств угольной пыли может привести к более серьезным формам заболевания, простому пневмокониозу угольных рабочих и сложному пневмокониозу угольных рабочих (или прогрессирующему массивному фиброзу , PMF). [5] [6] Чаще всего у рабочих, подвергающихся воздействию угольной пыли, развивается промышленный бронхит, [7] клинически определяемый как хронический бронхит (т. е. продуктивный кашель в течение трех месяцев в году в течение как минимум двух лет), связанный с воздействием пыли на рабочем месте. Частота возникновения промышленного бронхита зависит от возраста, работы, воздействия и курения. Исследования шахтеров, не курящих (которые менее склонны к развитию бронхита, чем курильщики), показали, что частота возникновения промышленного бронхита составляет от 16% [8] до 17% [9] .
В 2013 году BLD привела к 25 000 смертей во всем мире, что ниже 29 000 смертей в 1990 году. [10] В США исследование, проведенное в 2018 году Национальным институтом охраны труда, показывает всплеск заболеваемости среди ветеранов-шахтеров, что является самым высоким показателем BLD примерно за два десятилетия. [11]
Угольная пыль не такая фиброгенная , как кремниевая пыль. [12] Угольная пыль, попадающая в легкие, не может быть ни разрушена, ни удалена организмом. Частицы поглощаются резидентными альвеолярными макрофагами или интерстициальными макрофагами и остаются в легких, находясь в соединительной ткани или легочных лимфатических узлах . Угольная пыль обеспечивает достаточный стимул для макрофагов для высвобождения различных продуктов, включая ферменты, цитокины , кислородные радикалы и факторы роста фибробластов , [13] которые важны для развития воспаления и фиброза при BLD. Агрегации макрофагов, нагруженных углеродом, можно визуализировать под микроскопом как зернистые черные области. В серьезных случаях легкое может выглядеть грубо черным. Эти агрегации могут вызывать воспаление и фиброз, а также образование узелковых поражений в легких. Центры плотных поражений могут стать некротическими из-за ишемии , что приводит к образованию больших полостей в легком.
Простой BLD характеризуется наличием 1–2 мм (0,039–0,079 дюйма) узелковых скоплений антракозных макрофагов, поддерживаемых тонкой коллагеновой сетью, в легких. Эти 1–2 мм в диаметре известны как угольные макулы , а более крупные скопления известны как угольные узелки . Эти структуры чаще всего встречаются вокруг начального места накопления угольной пыли — верхних отделов легких вокруг респираторных бронхиол . [4] Угольное пятно является основным патологическим признаком BLD и имеет окружающую область расширения воздушного пространства , известную как очаговая эмфизема . [14] [15] Очаговая эмфизема распространяется в прогрессирующую центрилобулярную эмфизему . Реже развивается вариант панацинарной эмфиземы . [16]
Продолжительное воздействие угольной пыли после развития простого BLD может прогрессировать до сложного BLD с прогрессирующим массивным фиброзом (PMF), при котором развиваются большие массы плотного фиброза, обычно в верхних отделах легких, размером более 1 см (0,39 дюйма) в диаметре, с сопутствующим снижением функции легких. Эти случаи обычно требуют нескольких лет для развития. Макроскопически само легкое выглядит почерневшим. Патологически они состоят из фиброза с беспорядочно расположенным коллагеном и множеством пигментированных макрофагов и обильным свободным пигментом. Рентгенологически BLD может выглядеть поразительно похожим на силикоз . При простом BLD преобладают небольшие округлые узелки, которые, как правило, сначала появляются в верхних отделах легких. Узелки могут сливаться и образовывать большие затемнения (> 1 см), характерные для сложного BLD или PMF.
Существует три основных критерия диагностики БЛД:
Симптомы и исследование функции легких связаны со степенью нарушения дыхания, но не являются частью диагностических критериев. Как отмечено выше, рентгенограмма грудной клетки при BLD может быть практически неотличима от силикоза. КТ грудной клетки , особенно сканирование с высоким разрешением (HRCT), более чувствительны, чем простая рентгенография, для обнаружения небольших круглых затемнений.
Лекарства или обнаруженных методов лечения пневмокониоза не существует. Доступные методы лечения только облегчают симптомы, но не обращают вспять или не останавливают болезнь. Некоторым пациентам дают дополнительный кислород, чтобы помочь с дыханием, и советуют бросить курить, чтобы предотвратить дальнейшее снижение функции легких. В самых крайних случаях может быть сделана пересадка легких , чтобы помочь продлить продолжительность жизни пациента. [17]
Основной способ избежать заражения пневмокониозом угольщиков — избегать вдыхания угольной пыли. Некоторые из способов профилактики этого заболевания включают: ношение вентилируемых масок, таких как респираторы, сертифицированные NIOSH, при контакте с потенциально опасными частицами в воздухе; регулярные легочные обследования; и получение знаний о рисках заболеваний легких в вашей рабочей среде. [18] Пневмокониоз также может быть вызван вдыханием другой пыли, включая алюминий, сурьму, барий, графит, железо, каолин, слюду и тальк. [19]
В 2013 году BLD привела к 25 000 смертей по сравнению с 29 000 смертей в 1990 году. [10] В период с 1970 по 1974 год распространенность BLD среди шахтеров США, проработавших более 25 лет, составляла 32%; в той же группе распространенность составляла 9% в 2005–2006 годах. [20] В Австралии BLD считалась ликвидированной в 1970-х годах из-за строгих мер контроля опасности. Однако в Австралии произошел всплеск BLD, и первые новые случаи были обнаружены в мае 2015 года. [21] С 1999 по 2016 год среднее количество лет жизни, потерянных из-за BLD, увеличилось с 8,1 до 12,6 лет, скорее всего, из-за возросшей тяжести и прогрессирования BLD. [22]
На самом деле, черное легкое — это набор состояний, и до 1950-х годов его опасность не была хорошо изучена. Со временем эта болезнь нанесла большой урон горнодобывающей промышленности и вовлеченным в нее рабочим. [23] Преобладающее мнение состояло в том, что силикоз был очень серьезным, но его причиной был исключительно кремний, а не угольная пыль. Профсоюз шахтеров, United Mine Workers of America , понял, что быстрая механизация означает бурение, которое производит гораздо больше пыли, но при Джоне Л. Льюисе они решили не поднимать вопрос черного легкого, потому что это могло бы помешать механизации, которая обеспечивала более высокую производительность и более высокую заработную плату. Приоритетами профсоюза было поддержание жизнеспособности долго боровшегося фонда социального обеспечения и пенсионного обеспечения, который должен был поддерживаться более высокой добычей угля. После смерти Льюиса профсоюз отказался от своего противодействия называть черное легкое болезнью и осознал финансовые преимущества фонда для своих членов-инвалидов.
В Федеральном законе о безопасности и гигиене труда на угольных шахтах 1969 года Конгресс США установил стандарты для снижения уровня пыли и создал Фонд инвалидности Black Lung. Горнодобывающие компании согласились с пунктом, согласно которому десятилетняя история работы в шахте в сочетании с рентгеновскими снимками или аутопсией, подтверждающими серьезное повреждение легких, гарантировала компенсацию. Не менее важным был пункт о «удержании ставки», который позволял работникам с прогрессирующим заболеванием легких переходить на работу с более низким уровнем воздействия без потери оплаты, стажа или льгот. Финансируемый за счет федерального налога на уголь, Фонд к 2009 году распределил более 44 миллиардов долларов в виде пособий шахтерам, ставшим инвалидами из-за болезни, и их вдовам. Шахтер, который провел 25 лет в подземных угольных шахтах, имеет 5–10% риск заражения этой болезнью. [24]
После того, как в США вступил в силу Федеральный закон о безопасности и гигиене труда на угольных шахтах 1969 года, процент американских шахтеров с болезнью легких снизился примерно на 90 процентов. [25] Однако в последнее время уровень заболеваемости начал расти. Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH) сообщил, что около 9 процентов шахтеров с 25-летним или более стажем работы дали положительный результат на болезнь легких в 2005–2006 годах по сравнению с 4 процентами в конце 1990-х годов. [26] [27]
Новые результаты показали, что BLD может быть риском для шахтеров, работающих на поверхности угля, которые составляют 48% рабочей силы. Данные Программы наблюдения за здоровьем угольных рабочих NIOSH, в рамках которой были изучены рентгеновские снимки грудной клетки более 2000 шахтеров в 16 штатах США с 2010 по 2011 год, показали, что у 2% шахтеров, имеющих более одного года опыта работы на поверхности, развился BLD. [28] У 0,5% этих шахтеров был PMF. Большинство из этих рабочих никогда не работали в подземной шахте до начала открытой добычи. Высокая доля рентгеновских снимков свидетельствовала о том, что у этих шахтеров развился силикоз.
NIOSH при поддержке Управления по безопасности и гигиене труда в шахтах (MSHA) реализует Программу мобильного скрининга здоровья, которая выезжает в горнодобывающие регионы по всем Соединенным Штатам. Шахтеры, участвующие в Программе, проходят оценку состояния здоровья раз в пять лет, бесплатно для себя. Рентген грудной клетки может обнаружить ранние признаки и изменения в BLD, часто до того, как шахтер узнает о каких-либо проблемах с легкими. [29]
Расследование Национального общественного радио в 2016–2017 годах показало, что NIOSH занижало случаи PMF (осложнение черного легкого) по крайней мере в 20 раз. NPR выявило более 2000 случаев в некоторых клиниках в Кентукки, Вирджинии, Западной Вирджинии, Пенсильвании и Огайо по сравнению с 99, о которых сообщил NIOSH. [30] [31] В 2018 году NIOSH подтвердил крупнейший кластер PMF, когда-либо научно документированный, несмотря на почти полную ликвидацию заболевания в 1990-х годах. Предполагается, что причинами всплеска являются более длительные рабочие смены, добыча более тонких угольных пластов (из-за чего горнодобывающие машины выбрасывают в воздух больше неугольной кремниевой пыли), а также выходы на пенсию и увольнения, которые побудили больше бывших сотрудников посещать медицинские клиники. [32]
В августе 2016 года вступили в силу новые правила Управления по охране труда и промышленной гигиене США (MSHA), которые снизили максимально допустимую концентрацию пыли для поверхностных и подземных шахт, а также воздействие пыли на шахтеров, у которых было обнаружено развитие пневмокониоза. [33]
Работа по исследованию связи между воздействием вдыхаемой пыли и пневмокониозом у работников угольной промышленности была проведена в Соединенном Королевстве Институтом профессиональной медицины . Это исследование было известно как Полевое исследование пневмокониоза (PFR). Исследование легло в основу рекомендаций по более строгим стандартам по пыли в воздухе в британских угольных шахтах, а PFR в конечном итоге был использован в качестве основы для многих национальных стандартов по пыли по всему миру.
В октябре 2023 года Summit Consulting LLC провела исследование для Министерства труда США о случаях заболевания черными легкими. Целью их исследования было ответить на некоторые ключевые вопросы, которые пролили бы свет на распространенность и опасность заболевания черными легкими в определенных субпопуляциях. Исследуемые субпопуляции включали шахтеров, шахтерские общины, нацию навахо и жителей Аппалачей. [34] Наборы данных, которые использовал Summit, были составлены из Американского обследования населения Бюро переписи населения США, Управления энергетической информации США, окружных бизнес-паттернов Бюро переписи населения США, CDC, онлайн-данных для эпидемиологических исследований, программ охраны здоровья и надзора за работниками угольной промышленности и набора данных MSHA Mines. Эти статистические данные использовались для определения того, можно ли уменьшить растущее число случаев, и для разработки прогнозов относительно будущих показателей заболевания.
Первым выводом отчета стал уровень заболеваемости черными легкими в Соединенных Штатах, со средним показателем 4,34 случая и 3,44 смертей на округ. В некоторых районах страны эти цифры резко возрастают. В Аппалачах было обнаружено, что было 28,79 случаев и 10,88 смертей на округ [34] из-за большего количества горнодобывающих жителей в регионе Аппалачей. В течение всего процесса сбора данных, который длился с 1970 по 2014 год, в Америке было 103 округа, которые сообщили об этой болезни. Однако 333 округа сообщили о случаях смерти от черной болезни легких за это время, что указывает на то, что место, где люди работали и развивали болезнь, может не совпадать с местом, где люди обращаются за лечением или умирают впоследствии. Исследование также привело к открытию, что с 1990-х годов CWP (пневмокониоз угольщиков) растет. [34] Собранные цифры могут быть даже занижены, поскольку программы наблюдения за здоровьем работников угольной промышленности имели низкий выход скринингов, а темпы утверждения компенсаций были очень медленными. Несмотря на эти проблемы, цифры все еще показывают рост случаев, что вызывает беспокойство. [35] Исследование, опубликованное в мае 2018 года, показало, что 4600 шахтеров угля заболели самой тяжелой формой заболевания, причем более половины этих случаев произошли с 2000 года. [36]
Второе открытие отчета включало сравнение показателей заболевания черными легкими в шахтерских общинах, бывших шахтерских общинах и негорнодобывающих общинах. Результаты показывают, что показатели заболевания черными легкими являются самыми высокими в нынешних шахтерских общинах и значительно ниже в бывших шахтерских общинах. [34] Негорнодобывающие общины сообщили о низких показателях случаев заболевания черными легкими или смертей.
Третий вывод исследования сравнил показатели заболеваемости черными легкими в нации Навахо с показателями жителей Аппалачей и остальной части страны. В то время как жители Аппалачей страдали от гораздо более высоких показателей заболевания и смертности от этой болезни по сравнению с другими районами страны, нация Навахо не сообщила о серьезных различиях по сравнению с остальной частью страны, за период сбора данных с 1970 по 2020 год было зарегистрировано всего десять смертей. [34] Это может быть связано с недооценкой в нации Навахо.
Последним результатом исследования было определение корреляции между сжиганием угля в жилых помещениях и случаями заболевания черными легкими. По сравнению с остальной частью США за пределами Аппалачей, увеличение случаев и смертей было обнаружено в жилых районах, где сжигают уголь. [34] Сжигание угля в жилых помещениях может быть способствующим фактором, но не основной причиной, поскольку в этих районах также больше шахт и шахтеров, которые могут заболеть этой болезнью из-за своей профессии.
Продолжаются исследования и сбор данных в штатах по всей стране. [37]
