Akut forgiftning

Luftvejene påvirkes alvorligt af indånding af cadmiumforurenet luft: Der er beskrevet åndenød, lungeødem og ødelæggelse af slimhinderne som led i cadmiuminduceret pneumonitis . Som allerede rapporteret i 1942 forårsager indtagelse af cadmiumforurenet mad akutte gastrointestinale virkninger, såsom opkastning og diarré .

Nyreskader

Nyreskader er længe blevet beskrevet som det største problem for patienter, der er kronisk eksponeret for cadmium . Som nævnt ovenfor når cadmium frem til nyrerne i form af cadmium-metallothionein (Cd-MT). Cd-MT filtreres i glomerulus og reabsorberes derefter i den proximale tubulus. Det forbliver derefter i tubuluscellerne og udgør størstedelen af cadmiumbyrden i kroppen. Mængden af cadmium i tubuluscellerne i nyrerne stiger i løbet af hver enkelt persons levetid. En forstyrrelse af fosfor- og calciummetabolismen som følge af dette fænomen er til diskussion . En stigende cadmiumbelastning i nyrerne diskuteres også at resultere i en højere calciumudskillelse, hvilket fører til en højere risiko for nyresten.

Den urinære cadmiumudskillelse blev vist at korrelere med graden af cadmiuminduceret nyreskade: En urinudskillelse på 2,5 mikrogram cadmium pr. gram kreatinin afspejler en grad af nyre tubulær skade på 4% . De primære markører for nyreskader er imidlertid β2-mikroglobulin, N-acetyl-α-D-glucosaminidase (NAG) og retinolbindende protein (RBP), som udskilles i urinen . ChinaCad-undersøgelsen viste signifikant højere værdier for β2-mikroglobulin og RBP i urinen hos personer med høj cadmiumkoncentration i blodet end hos personer med normale værdier . I den første gruppe blev der konstateret både glomerulære og tubulære skader. Det er blevet diskuteret, om tubulære skader er reversible eller ej . Den generelle opfattelse i dag er dog, at det er irreversibelt.

Kadmiums virkninger i reproduktionsbiologi

Cadmium synes at forstyrre den ovariale steroidogene vej hos rotter. Piasek et al. evaluerede de direkte virkninger af in vitro cadmiumeksponering på steroidogenese i rotteæggestokke.

Den mest påvirkede var produktioner af progesteron og testosteron . Lave doser af cadmium rapporteres at stimulere ovariernes progesteronbiosyntese, mens høje doser hæmmer den . Mødrenes eksponering for cadmium er forbundet med lav fødselsvægt og en stigning i spontan abort . Der findes også visse beviser for, at cadmium er et stærkt ikke-steroidalt østrogen in vivo og in vitro. Undersøgelser på rotter viste, at cadmium udfælder en øget brystudvikling og øget livmodervægt.

Knogleskader og Itai-Itai-sygdommen

Flere undersøgelser i det 20. århundrede viste en sammenhæng mellem cadmiumforgiftning og knogleskader, f.eks. hos arbejdere, der blev udsat for cadmiumforurenet røg og støv .

Cadmium kunne også påvises at være forbundet med forekomsten af Itai-Itai, en sygdom under hvilken patienterne viser en lang række symptomer såsom: lav grad af knoglemineralisering, høj grad af brud, øget grad af osteoporose og intense knoglerelaterede smerter. Der blev observeret en epidemisk forekomst af Itai-Itai-sygdommen i Jinzu-flodens afvandingsområde (Japan) i 1940’erne. I en undersøgelse ved denne lejlighed blev det konstateret, at patienterne viste de karakteristiske symptomer efter at have spist ris, der var dyrket på marker, der blev vandet med stærkt cadmiumforurenet vand. Der kunne også konstateres pseudofrakturer, der er karakteristiske for osteomalaci, og alvorlig skeletafkalkning. Der blev rejst kritik af denne undersøgelse, fordi størstedelen af patientgruppen bestod af kvinder i postmenopausen. Underliggende osteoporose, muligvis forstærket af cadmiumforgiftning, blev foreslået som den egentlige årsag til de observerede symptomer .

Yderligere beviser for cadmiumforgiftnings kausalitet for knoglesygdomme blev fundet i 2003 af Honda et al. De kunne beskrive en omvendt korrelation mellem STIFF-indekset (en ultralydsmetode til måling af knogletæthed) og cadmiumkoncentrationen i urinen . Lignende resultater blev gjort i OSCAR-undersøgelsen, der blev gennemført med 1021 personer fra det sydlige Sverige. Her kunne der påvises en signifikant negativ sammenhæng mellem cadmiumkoncentrationen i urinen og lav knoglemineraltæthed, især hos personer på 60 år og derover. Endvidere blev der fundet beviser for en øget risiko for underarmsbrud hos cadmium-eksponerede personer . De personer, der indgik i denne undersøgelse, var enten batterifabriksarbejdere eller indbyggere i en by tæt på batterifabrikken. Et kollektiv af ikke-eksponerede personer indgik som referencegruppe.

Den belgiske CadmiBel-undersøgelse – der blev gennemført mellem 1985 og 1989 – kom til lignende konklusioner: Selv en minimal miljømæssig eksponering for cadmium formodes at forårsage demineralisering af skelettet . Nogle af CadmiBel-deltagerne blev senere testet for knogletæthed i underarmen i forbindelse med den såkaldte PheeCad-undersøgelse (1992-1995). Også her blev der fundet lavere knogletætheder hos personer, der tidligere havde været udsat for cadmium. Det mest interessante aspekt af denne undersøgelse var, at deres samlede cadmiumbyrde i kroppen (ifølge cadmiumudskillelsen i urinen) var betydeligt lavere end hos de japanske Itai-Itai-patienter: CadmiBel/PheeCad-deltagerne havde en cadmiumudskillelse i urinen på kun 1 μg/g kreatinin, mens Itai-Itai-patienterne havde en udskillelse på ca. 30 μg/g kreatinin.

Den nøjagtige mekanisme for interferens mellem cadmium og knoglemineralisering mangler stadig at blive opdaget. På nuværende tidspunkt synes en direkte påvirkning af osteoblast- og osteoklastfunktionen lige så sandsynlig som en indirekte påvirkning via induktion af nyre dysfunktion . En forstyrrelse af den metaboliske vitamin D3-vej gennem cadmium er også til diskussion: Ifølge disse hypoteser interagerer bly og cadmium med de renale mitokondrielle hydroxylaser i det endokrine vitamin D3-kompleks . Figur 2 giver et overblik over cadmiums virkninger på flere organsystemer.

Karcinogenitet

Der er noget bevis for, at cadmium kan forårsage kræft. Waalkes et al. har vist, at en subkutan injektion af cadmiumchlorid kan fremkalde prostatakræft hos Wistar-rotter . Denne gruppe postulerede også, at høje doser cadmium kan forårsage alvorlig testikelnekrose hos rotter, efterfulgt af en højere forekomst af testikelinterstitielle tumorer i testiklerne. I modsætning til laboratoriedata kunne epidemiologiske undersøgelser dog ikke på overbevisende vis bevise, at cadmium er årsag til prostatakræft.

Første publikationer tydede dog på en sammenhæng mellem cadmium og nyrekræft hos mennesker . Denne antagelse blev bekræftet i 2005 ved en systematisk gennemgang af syv epidemiologiske og elleve kliniske undersøgelser . IARC (Det Internationale Agentur for Kræftforskning) besluttede derfor at klassificere cadmium som et humant kræftfremkaldende stof i gruppe I. De seneste data understøtter imidlertid antagelsen om, at kun en optagelse af cadmium via åndedrætssystemet har et kræftfremkaldende potentiale .

Og selv om de molekylære mekanismer for cadmiuminduceret kræftfremkaldende virkning endnu ikke er forstået, kan flere faktorer bidrage til den: Det kan skyldes flere faktorer: opregulering af mitogen signalering, forstyrrelse af DNA-reparationsmekanismen og erhvervelse af apoptotisk resistens ved eksponering for cadmium . En udskiftning af zink med cadmium i transkriptionsregulerende proteiner er også under diskussion. Desuden viste nye data, at cadmium er i stand til at ændre konformationen af E-Cadherin, et transmembran Ca(II)-bindende glycoprotein. E-Cadherin spiller en vigtig rolle i celle-celleadhæsioner, især i epidermale celler . Disse resultater er i overensstemmelse med hypotesen om, at E-cadherin kan være et direkte molekylært mål for Cd(2+)-toksicitet.

Der er mange andre områder inden for arbejdsmedicin og toksikologi, hvor cadmium i øjeblikket mistænkes for at spille en vigtig rolle De er udeladt af hensyn til den begrænsede plads og denne oversigts omfangsrige karakter.