Beryloza to groźna i wymagająca leczenia choroba zawodowa. Powoduje ją beryl, znany od dawna pierwiastek chemiczny.

We współczesnym środowisku pracy beryl i jego związki są odpowiedzialne za rozwój przewlekłej berylozy płuc, choroby rozpoznawanej u 5% populacji narażonej. Badania epidemiologiczne i toksykologiczne dostarczają coraz liczniejszych dowodów na to, że normatywy higieniczne ekspozycji na beryl powinny ulec zaostrzeniu. W artykule przedstawiono przegląd aktualnego stanu wiedzy na temat patomechanizmu berylozy, etiologii i źródeł narażenia na beryl i jego związki. Omówiono również ważniejsze aspekty medycznego postępowania profilaktycznego, diagnostyki i leczenia. Autorzy oparli się na źródłach medycznych, jak również pochodzących z materiałów źródłowych organizacji ochrony zdrowia pracujących oraz instytucji rządowych.

Beryl został odkryty w 1798 r., ale szersze zastosowanie w przemyśle znalazł dopiero w latach czterdziestych XX wieku. W przemyśle stosowany jest w postaci czystego metalu, stopów, soli rozpuszczalnych w wodzie, jest również przetwarzany w tlenki i materiały ceramiczne. Wykazuje dużą twardość, dobrą wytrzymałość, doskonałe przewodnictwo cieplne i jest dobrym izolatorem elektrycznym. Beryl w stanie czystym wykorzystuje się w przemyśle nuklearnym, przy produkcji samochodów, komputerów, radarów, lamp rentgenowskich i detektorów promieniowania, sprzętu telekomunikacyjnego, sprzętu gospodarstwa domowego, przedmiotów z metalu, szkła i plastiku. Stopy berylu z niklem i chromem znalazły zastosowanie w stomatologii i protetyce dentystycznej, stopy berylowo-niklowe wchodzą w skład podzespołów samochodowych. Stopy zawierające miedź i kobalt użyto do produkcji elementów elektronicznych i maszyn.

Beryloza jest chorobą zawodową osób zatrudnionych w przemyśle metalurgicznym, przy wytwarzaniu lamp rentgenowskich i jarzeniowych, ceramiki, szkła artystycznego, w przemyśle lotniczym i uklearnym. Główną drogą wchłaniania berylu jest układ oddechowy; przez skórę lub przewód pokarmowy ulega bsorpcji nie więcej niż 1% podanej dawki. Tylko niezjonizowane, rozpuszczalne związki berylu ulegają szybkiemu usuwaniu z płuc (około 4 dni), natomiast zjonizowane rozpuszczalne związki ulegają wytrąceniu w płucach. Proces usuwania berylu z płuc przebiega dwufazowo. W fazie szybkiej, trwającej około 2 miesięce, beryl jest wchłaniany przez makrofagi, w fazie wolnej (do 2 lat od początku narażenia) dochodzi do tworzenia depozytów metalu i ich otorbienia w bliznach tkanek.

Beryl z płuc transportowany jest głównie do kości. Wekrwi jest transportowany we frakcji globulin (51,5%), prealbumin (8%), ze związkami małocząsteczkowymi (7,3%), a reszta z frakcją komórkową. W narażeniu zawodowym beryl jest transportowany głównie we frakcji prealbumin. U osób narażonych na pary lub dymy berylu w stężeniach ok. 3 μg/ml jest on wydalany głównie z moczem, przy czym okres półtrwania wynosi średnio 2–5 tygodni, a śladowe ilości wykrywa się jeszcze 10 lat po ekspozycji. Beryl nie podlega filtracji przez kłębuszki nerkowe, wydalanie zachodzi na drodze sekrecji kanalikowej z uszkodzeniem nabłonka kanalików nerkowych. Po narażeniu doustnym rozpuszczalne sole berylu łączą się z proteinami komórek nabłonka w przewodzie pokarmowym, dochodzi do tworzenia i erozpuszczalnych związków fosforowych berylu, co może również upośledzać wchłanianie fosforanów z przewodu pokarmowego. Część wchłonięta ulega zmagazynowaniu głównie w kościach, nerkach i wątrobie. W rozporządzeniu Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej z dnia 21 sierpnia 1997 r. w sprawie substancji stwarzających zagrożenie dla zdrowia lub życia beryl i jego związki zostały zaliczone do niebezpiecznych.
 
Dowody na rakotwórczość berylu i jego związków pochodzą z danych epidemiologicznych o zwiększonej częstości występowania nowotworów, zwłaszcza płuc u pracowników narażonych na ten metal oraz z dowodów eksperymentalnych. Działanie genotoksyczne wykazują tlenek berylu, beryl metaliczny oraz jego rozpuszczalne sole takie jak chlorek, azotan i siarczan. Działanie enotoksyczne potwierdzono dla berylu i jego związków w fibroblastach i ludzkich limfocytach, w badaniach in vivo u zwierząt, w hodowlach komórek zwierzęcych oraz w hodowlach bakteryjnych. Przewlekła inhalacja chlorku berylu, tlenku berylu, berylu metalicznego i jego stopów wywoływała wzrost częstości występowania nowotworów płuc, hyperplazji oskrzelowopęcherzykowej, chłoniaków węzłów chłonnych wnęk płucnych i jamy brzusznej u szczurów oraz kostaniakomięsaków u królików.

Odnotowano wzrost częstości uszkodzeń materiału genetycznego (mutacji genowych, częstości wymiany chromatyd siostrzanych i aberracji chromosomowych, pęknięć nici DNA). Stwierdzono, że beryl i jego związki zaburzają procesy wzrostu i podziału komórki. Działanie to polega na upośledzaniu procesów replikacji i naprawy DNA na skutek inaktywacji enzymów kinazy tymidynowej i DNA-polimerazy. Związki te wywierają bowiem wpływ genotoksyczny, powodują uszkodzenie nici DNA, peroksydację lipidów, aktywację czynników transkrypcyjnych: aktywatora białka 1 (AP-1), protoonkogenu K-ras i jądrowego czynnika kappa B (NFkappaB), mutacje w obrębie genu  presorowego p53.

Hipotezy dotyczące działania szkodliwego berylu na tkankę płucną uwzględniają charakter fizykochemiczny substancji, rozmiar cząstek, pozapłucne drogi narażenia i predyspozyje genetyczne. Stężenie w powietrzu pyłu zawierającego beryl w cząsteczkach o średnicy poniżej 10 mikronów, a zwłaszcza poniżej 3,5 mikronów, ma większą wartość predyktywną uczulenia na beryl, powstania depozytów berylu w płucach i wystąpienia CBD niż całkowita masa inhalowanego berylu. Zależność tą stwierdzono w badaniach przeprowadzonych wśród 535 pracowników amerykańskiej fabryki produkującej beryl. Badacze z National Institute for Occupational Safety and Health w USA sugerują, że liczba cząsteczek może lepiej odzwierciedlać docelową dawkę narządową dla berylu i w konsekwencji stanowić bardziej odpowiedni parametr dla oceny ryzyka zachorowania na CBD niż masa cząsteczkowa związku berylu. Nie wykazano natomiast zależności pomiędzy masą cząsteczek a liczbą cząsteczek w jednostce objętości powietrza ze strefy oddechowej. Według obserwacji Richardsona i wsp. (39) dla surowców zawierających beryl, które poddano sproszkowaniu w procesie produkcyjnym, frakcja absorbowana w pęcherzykach płucnych wahała się w przedziale 0,31 do 0,61 dla cząsteczek o średnicy 1 mikrona i 0,07 do 0,21 dla cząsteczek o średnicy 5 mikronów. Badania próbek powietrza ze stanowisk pracy pracowników zatrudnionych przy obróbce berylu wykazały również, że ponad 50% cząsteczek w strefie oddechowej miało średnicę poniżej 10 mikronów. O ile przypadki ostrej berylozy płucnej są coraz rzadsze, to częstość występowania przewlekłej berylozy płucnej (CBD) nie maleje pomimo intensywnego nadzoru i wprowadzenia monitoringu w grupach szczególnego ryzyka.

Hipotezy dotyczące działania szkodliwego berylu na tkankę płucną uwzględniają charakter fizykochemiczny substancji, rozmiar cząstek, pozapłucne drogi narażenia i predyspozyje genetyczne. Stężenie w powietrzu pyłu zawierającego beryl w cząsteczkach o średnicy poniżej 10 mikronów, a zwłaszcza poniżej 3,5 mikronów, ma większą wartość predyktywną uczulenia na beryl, powstania depozytów berylu w płucach i wystąpienia CBD niż całkowita masa inhalowanego berylu. Zależność tą stwierdzono w badaniach przeprowadzonych wśród 535 pracowników amerykańskiej fabryki produkującej beryl. Do grupy szczególnego ryzyka należą pracownicy zajmujący się obróbką surowców zawierających beryl, operatorzy procesów chemicznych i metalurgicznych, technicy laboratoryjni, osoby zatrudnione w przemyśle ceramicznym oraz przy produkcji berylu metalicznego, wreszcie pracownicy przemysłu energetycznego i nuklearnego. Badania dotyczące problemu ekspozycji na beryl są często trudne do porównania z uwagi na: różne metody analizy próbek powietrza (wysokoobjętościowa zbiórka ze strefy oddechowej, wysokoobjętościowa zbiórka ze stanowiska pracy, wysoko i niskoobjętościowa zbiórka frakcji respirabilnej, monitoring w czasie rzeczywistym, zbiórka osobista).Kolejnym utrudnieniem jest częsta zmiana warunków w miejscu pracy

Do największych przedsięwzięć związanych z oceną zagrożenia środowiska pracy przez beryl i jego związki należy Program Nadzoru Zdrowotnego (Beryllium Health Surveillance Program ), realizowany w latach 1991–2001 na terenie elektrowni jądrowej Rocky Flats w stanie Colorado w USA. Monitoringiem objęto 6614 pracowników obecnie zatrudnionych oraz emerytowanych z udokumentowaną ekspozycją ne beryl. Stwierdzono 81 przypadków przewlekłej berylozy płucnej oraz 154 przypadki nadwrażliwości na ten metal potwierdzonych testem proliferacji limfocytów krwi obwodowej. Największą częstość uczulenia zaobserwowano w grupie osób wykonujących obróbkę mechaniczną berylu (11,4 %) oraz techników (11,9 %). Dla innych zawodów, charakteryzujących się minimalnym ryzykiem narażenia na beryl, stwierdzono również wzrost częstości występowania reakcji nadwrażliwości (SENS) i CBD (59). Zaskakująco, kilka z potwierdzonycch przypadków berylozy powstało w wyniku bardzo ograniczonej styczności z berylem (pracownicy admininstracji). Wymaga to precyzyjnego określenia ryzyka wynikającego z krótkiej i przerywanej ekspozycji na niewielkie dawki metalu. Zauważono, że wielkość ekspozycji oraz długość czasu narażenia była istotnie większa dla osób z CBD, ale nie wykazywała istotnych różnic z grupą kontrolną w przypadku SENS (60). Średnie wartości stężeń z oddechowej
strefy osobistej wynosiły 1,04 mikrogram/m3 (61). Dla porównania badania przesiewowe w latach 1960–1988 ujawniły 50 przypadków CBD i 74 SENS, dane z ostatniej dekady świadczą wobec tego o narastaniu problemu.

W latach 1970–1999 przeprowadzono badania prospektywne na terenie czterech zakładów amerykańskich: kopalni berylu w Delta w stanie Utah, zakładów ekstrahujących i produkujących wyroby zawierające beryl w Elmore w stanie Ohio oraz zakładów ceramicznych w Tucson w stanie Arizona. Zakłady Delta, w których procesy technologiczne związane były z hydrolizą związków berylu oraz rozdrabnianiem na mokro, notowały stężenie berylu w powietrzu 0,3 μg/ml (0,1–0,4 μg/ml). Podobne wyniki notowano w Tucson, natomiast najwyższe wartości stwierdzono w Elmore w warunkach ekspozycji na pyły zawierajace beryl (0,1–1,0 μg/ml).

Adrian Sieradzki
Ryszard Andrzejak
Urszula Sieradzka

Z Katedry i Kliniki Chorób Wewnętrznych, Zawodowych i Nadciśnienia Tętniczego
Akademii Medycznej we Wrocławiu
Kierownik katedry: prof. dr hab. med. R. Andrzejak