Akutní intoxikace

Dýchací systém je vážně postižen vdechováním vzduchu kontaminovaného kadmiem: Jsou popsány dušnost, otok plic a destrukce sliznic jako součást kadmiem vyvolané pneumonitidy . Jak již bylo uvedeno v roce 1942, příjem potravy kontaminované kadmiem způsobuje akutní gastrointestinální účinky, jako je zvracení a průjem .

Poškození ledvin

Poškození ledvin bylo již dávno popsáno jako hlavní problém u pacientů chronicky vystavených kadmiu . Jak bylo uvedeno výše, kadmium se do ledvin dostává ve formě kadmium-metallothioneinu (Cd-MT). Cd-MT je filtrován v glomerulu a následně reabsorbován v proximálním tubulu. Poté zůstává v buňkách tubulu a tvoří hlavní část zátěže těla kadmiem. Množství kadmia v tubulárních buňkách ledvin se během života každého člověka zvyšuje. Diskutuje se o narušení metabolismu fosforu a vápníku v důsledku tohoto jevu . Diskutuje se také o tom, že zvyšující se zátěž kadmiem v ledvinách má za následek vyšší vylučování vápníku, což vede k vyššímu riziku vzniku ledvinových kamenů.

Bylo prokázáno, že vylučování kadmia močí koreluje se stupněm poškození ledvin způsobeného kadmiem: Vylučování kadmia močí v množství 2,5 mikrogramu na gram kreatininu odráží 4 % stupeň poškození ledvinných tubulů . Hlavními markery poškození ledvin jsou však močí vylučovaný β2-mikroglobulin, N-acetyl-α-D-glukosaminidáza (NAG) a retinol-vázající protein (RBP) . Studie ChinaCad-Study ukázala významně vyšší hodnoty močového β2-mikroglobulinu a RBP u osob s vysokou koncentrací kadmia v krvi než u osob s normálními hodnotami . V první skupině bylo pozorováno jak glomerulární, tak tubulární poškození. Diskutovalo se o tom, zda je tubulární poškození reverzibilní či nikoliv . Obecný názor však dnes zní, že je nevratné.

Vliv kadmia na reprodukční biologii

Kadmium zřejmě narušuje ovariální steroidogenní dráhu u potkanů. Piasek a kol. hodnotili přímé účinky expozice kadmiu in vitro na steroidogenezi ve vaječnících potkanů.

Nejvíce byla ovlivněna produkce progesteronu a testosteronu . Uvádí se, že nízké dávky kadmia stimulují biosyntézu ovariálního progesteronu, zatímco vysoké dávky ji inhibují . Expozice matek kadmiu je spojena s nízkou porodní hmotností a zvýšeným výskytem spontánních potratů . Existují také určité důkazy o tom, že kadmium je silným nesteroidním estrogenem in vivo a in vitro . Studie na potkanech ukázaly, že kadmium sráží zvýšený vývoj mléčné žlázy a zvyšuje hmotnost dělohy .

Poškození kostí a nemoc Itai-Itai

Několik studií ve 20. století ukázalo souvislost mezi intoxikací kadmiem a poškozením kostí, např. u pracovníků vystavených kouři a prachu znečištěnému kadmiem .

Mohlo se také prokázat, že kadmium souvisí s výskytem Itai-Itai, onemocnění, v rámci kterého pacienti vykazují celou řadu příznaků, jako jsou: nízký stupeň mineralizace kostí, vysoký počet zlomenin, zvýšená míra osteoporózy a intenzivní bolesti spojené s kostmi. Epidemický výskyt onemocnění Itai-Itai byl pozorován v povodí řeky Jinzu (Japonsko) ve 40. letech 20. století. Při této příležitosti bylo ve studii zjištěno, že pacienti vykazovali charakteristické příznaky po konzumaci rýže pěstované na polích zavlažovaných vodou silně znečištěnou kadmiem. Byly pozorovány také pseudofraktury charakteristické pro osteomalacii a těžká dekalcifikace skeletu. Kritika této studie se objevila kvůli tomu, že většinu kolektivu pacientů tvořily ženy v postmenopauze . Jako skutečná příčina pozorovaných příznaků byla naznačena skrytá osteoporóza, pravděpodobně zesílená intoxikací kadmiem .

Další důkazy o kauzalitě intoxikace kadmiem na kostní onemocnění nalezli v roce 2003 Honda et al. Mohli popsat inverzní korelaci indexu STIFF (ultrazvuková metoda měření hustoty kostí) a koncentrace kadmia v moči . K podobným zjištěním dospěla i studie OSCAR, která byla provedena u 1021 osob z jižního Švédska. Zde byla prokázána významná negativní korelace mezi koncentrací kadmia v moči a nízkou minerální hustotou kostí; zejména u osob ve věku 60 let a více. Dále byly nalezeny důkazy o zvýšeném riziku zlomenin předloktí u osob vystavených kadmiu . Jedinci zahrnutí do této studie byli buď pracovníci továrny na baterie, nebo obyvatelé města v blízkosti továrny na baterie. Jako referenční skupina byl zařazen kolektiv neexponovaných osob.

K podobným závěrům dospěla i belgická studie CadmiBel – provedená v letech 1985-1989: Předpokládá se, že i minimální expozice kadmiu v životním prostředí způsobuje demineralizaci skeletu . U některých účastníků studie CadmiBel byla později testována hustota kostí předloktí v rámci tzv. studie PheeCad (1992-1995). I zde byla u osob dříve vystavených kadmiu zjištěna nižší kostní denzita. Nejzajímavějším aspektem této studie byla skutečnost, že jejich celková tělesná zátěž kadmiem (podle vylučování kadmia močí) byla výrazně nižší než u japonských pacientů Itai-Itai: Účastníci projektu CadmiBel/PheeCad vykazovali vylučování kadmia močí pouze 1 μg/g kreatininu, zatímco u pacientů Itai-Itai bylo zjištěno vylučování přibližně 30 μg/g kreatininu.

Přesný mechanismus interference mezi kadmiem a mineralizací kostí je třeba ještě zjistit. V současné době se zdá být přímý vliv na funkci osteoblastů a osteoklastů stejně pravděpodobný jako nepřímý vliv prostřednictvím indukce renální dysfunkce . Diskutuje se také o narušení metabolické dráhy vitaminu D3 prostřednictvím kadmia: Podle těchto hypotéz olovo a kadmium interagují s renálními mitochondriálními hydroxylázami endokrinního komplexu vitaminu D3 . Obrázek 2 podává přehled o účincích kadmia na několik orgánových systémů.

Karcinogenita

Existují důkazy, že kadmium může způsobovat rakovinu. Waalkes a spol. prokázali, že podkožní injekce chloridu kademnatého může u potkanů Wistar vyvolat rakovinu prostaty . Tato skupina také postulovala, že vysoké dávky kadmia mohou u potkanů způsobit závažnou nekrózu varlat, po které následuje vyšší výskyt intersticiálních nádorů varlat. Na rozdíl od laboratorních údajů však epidemiologické studie nemohly přesvědčivě prokázat, že kadmium je příčinou rakoviny prostaty .

Předchozí publikace však naznačovaly souvislost kadmia a rakoviny ledvin u lidí . Tento předpoklad potvrdil v roce 2005 systematický přehled sedmi epidemiologických a jedenácti klinických studií . V důsledku toho se IARC (Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny) rozhodla klasifikovat kadmium jako lidský karcinogen skupiny I. Nejnovější údaje však podporují předpoklad, že karcinogenní potenciál má pouze příjem kadmia prostřednictvím dýchacího systému .

Ačkoli molekulární mechanismy karcinogeneze vyvolané kadmiem nejsou dosud známy, může k ní přispívat několik faktorů: V důsledku expozice kadmiu dochází k regulaci mitogenní signalizace, narušení mechanismu obnovy DNA a získání apoptotické rezistence . Diskutuje se také o záměně zinku kadmiem v proteinech regulujících transkripci. Nové údaje navíc ukázaly, že kadmium je schopno měnit konformaci E-Cadherinu, transmembránového glykoproteinu vázajícího Ca(II). E-Cadherin hraje důležitou roli v adhezích mezi buňkami, zejména v epidermálních buňkách . Tyto výsledky jsou v souladu s hypotézou, že E-kadherin může být přímým molekulárním cílem toxicity Cd(2+).

Existuje mnoho dalších oblastí pracovního lékařství a toxikologie, ve kterých se v současné době předpokládá, že kadmium hraje významnou roli Jsou vynechány s ohledem na omezený prostor a obsáhlost tohoto přehledu.

.