Intoxication aiguë

Le système respiratoire est gravement affecté par l’inhalation d’air contaminé par le cadmium : On décrit un essoufflement, un œdème pulmonaire et une destruction des muqueuses dans le cadre d’une pneumopathie induite par le cadmium . Comme déjà signalé en 1942, l’ingestion d’aliments contaminés par le cadmium provoque des effets gastro-intestinaux aigus, tels que des vomissements et des diarrhées .

Les lésions rénales

Les lésions rénales ont été décrites depuis longtemps comme étant le principal problème des patients exposés de manière chronique au cadmium . Comme mentionné ci-dessus, le cadmium atteint le rein sous la forme de cadmium-métallothionéine (Cd-MT). Le Cd-MT est filtré dans le glomérule, puis réabsorbé dans le tubulus proximal. Il reste ensuite dans les cellules du tubulus et constitue la majeure partie de la charge corporelle en cadmium. La quantité de cadmium dans les cellules du tubulus rénal augmente au cours de la vie de chaque personne. Une perturbation du métabolisme du phosphore et du calcium résultant de ce phénomène est en discussion. Une augmentation de la charge de cadmium dans le rein est également discutée pour entraîner une excrétion de calcium plus élevée, conduisant ainsi à un risque plus élevé de calculs rénaux.

L’excrétion urinaire de cadmium s’est avérée corrélée avec le degré de dommages rénaux induits par le cadmium : Une excrétion urinaire de 2,5 microgrammes de cadmium par gramme de créatinine reflète un degré de dommage tubulaire rénal de 4% . Les principaux marqueurs des lésions rénales sont toutefois la β2-microglobuline, la N-acétyl-α-D-glucosaminidase (NAG) et la protéine liant le rétinol (RBP) excrétées dans l’urine. L’étude ChinaCad-Study a montré des valeurs significativement plus élevées pour la β2-Microglobuline et la RBP urinaires chez les personnes ayant une concentration élevée de cadmium dans le sang que chez les personnes ayant des valeurs normales . Dans le premier groupe, des dommages tant glomérulaires que tubulaires ont été observés. La question de savoir si les dommages tubulaires sont réversibles ou non a été débattue. L’opinion générale aujourd’hui est cependant, qu’il est irréversible.

Effets du cadmium dans la biologie de la reproduction

Le cadmium semble interférer avec la voie stéroïdogène ovarienne chez le rat. Piasek et al. ont évalué les effets directs d’une exposition in vitro au cadmium sur la stéroïdogenèse dans les ovaires de rat.

Les productions de progestérone et de testostérone ont été les plus affectées . On rapporte que de faibles doses de cadmium stimulent la biosynthèse de la progestérone ovarienne, tandis que des doses élevées l’inhibent . L’exposition maternelle au cadmium est associée à un faible poids de naissance et à une augmentation des avortements spontanés. Il existe également des preuves que le cadmium est un puissant œstrogène non stéroïdien in vivo et in vitro. Des études sur des rats ont montré que le cadmium précipite un développement mammaire accru et une augmentation du poids de l’utérus .

Les lésions osseuses et la maladie d’Itai-Itai

Plusieurs études au 20ème siècle ont montré un lien entre l’intoxication au cadmium et les lésions osseuses, par exemple chez les travailleurs exposés à des fumées et des poussières polluées par le cadmium .

Le cadmium pourrait également être associé aux occurrences de l’Itai-Itai, une maladie sous laquelle les patients présentent un large éventail de symptômes tels que : un faible degré de minéralisation osseuse, un taux élevé de fractures, un taux accru d’ostéoporose et une douleur intense associée aux os. Une occurrence épidémique de la maladie Itai-Itai a été observée dans le bassin de la rivière Jinzu (Japon) dans les années 1940. Dans une étude réalisée à cette occasion, on a constaté que les patients présentaient les symptômes caractéristiques après avoir consommé du riz, cultivé dans des champs irrigués avec de l’eau fortement polluée par le cadmium. On a également observé des pseudo-fractures caractéristiques de l’ostéomalacie et une décalcification grave du squelette. Cette étude a été critiquée en raison du fait que la majorité du groupe de patients était composé de femmes en post-ménopause. Une ostéoporose sous-jacente, possiblement renforcée par une intoxication au cadmium, a été suggérée comme étant la raison réelle des symptômes observés.

De nouvelles preuves de la causalité de l’intoxication au cadmium pour les maladies osseuses ont été trouvées en 2003 par Honda et al. Ils ont pu décrire une corrélation inverse de l’indice STIFF (une méthode ultrasonore pour mesurer la densité osseuse) et la concentration de cadmium dans l’urine. Des résultats similaires ont été obtenus dans le cadre de l’étude OSCAR, menée auprès de 1021 personnes du sud de la Suède. Une corrélation négative significative a été mise en évidence entre la concentration de cadmium dans l’urine et une faible densité minérale osseuse, en particulier chez les personnes âgées de 60 ans et plus. En outre, des preuves d’un risque accru de fractures de l’avant-bras chez les personnes exposées au cadmium ont été trouvées. Les personnes incluses dans cette étude étaient soit des travailleurs d’une usine de batteries, soit des habitants d’une ville proche de l’usine de batteries. Un collectif de personnes non exposées a été inclus comme groupe de référence.

L’étude belge CadmiBel – menée entre 1985 et 1989 – est arrivée à des conclusions similaires : Même une exposition environnementale minime au cadmium est censée provoquer une déminéralisation du squelette . Certains des participants à l’étude CadmiBel ont ensuite été soumis à des tests de densité osseuse de l’avant-bras dans le cadre de l’étude PheeCad (1992-1995). Là aussi, des densités osseuses plus faibles ont été constatées chez les individus précédemment exposés au cadmium. L’aspect le plus intéressant de cette étude était le fait que leur charge corporelle totale en cadmium (selon l’excrétion urinaire de cadmium) était significativement plus faible que celle des patients japonais Itai-Itai : Les participants à l’étude CadmiBel/PheeCad ont montré une excrétion urinaire de cadmium de seulement 1 μg/g de créatinine, tandis que les patients d’Itai-Itai ont présenté une excrétion d’environ 30 μg/g de créatinine.

Le mécanisme exact d’interférence entre le cadmium et la minéralisation osseuse reste à découvrir. Actuellement, une influence directe sur la fonction des ostéoblastes et des ostéoclastes semble aussi probable qu’une influence indirecte via l’induction d’un dysfonctionnement rénal . Une perturbation de la voie métabolique de la vitamine D3 par le cadmium est également en discussion : Selon ces hypothèses, le plomb et le cadmium interagissent avec les hydroxylases mitochondriales rénales du complexe endocrinien de la vitamine D3 . La figure 2 donne un aperçu sur les effets du cadmium sur plusieurs systèmes organiques.

Carcinogénicité

Il existe des preuves que le cadmium peut provoquer le cancer. Waalkes et al. ont montré qu’une injection sous-cutanée de chlorure de cadmium peut induire un cancer de la prostate chez les rats Wistar . Ce groupe a également postulé que de fortes doses de cadmium peuvent provoquer une nécrose testiculaire sévère chez les rats, suivie d’une incidence plus élevée de tumeurs interstitielles testiculaires. Contrairement aux données de laboratoire, les études épidémiologiques n’ont pas pu prouver de manière convaincante que le cadmium était une cause de cancer de la prostate.

Des publications anciennes ont toutefois suggéré une association entre le cadmium et le cancer du rein chez l’homme. Cette hypothèse a été confirmée en 2005 par une revue systématique de sept études épidémiologiques et onze études cliniques . En conséquence, le CIRC (Centre international de recherche sur le cancer) a décidé de classer le cadmium dans le groupe I des agents cancérigènes pour l’homme. Les données les plus récentes confirment toutefois l’hypothèse selon laquelle seule une absorption de cadmium par le système respiratoire a un potentiel cancérigène.

Bien que les mécanismes moléculaires de la cancérogenèse induite par le cadmium ne soient pas encore compris, plusieurs facteurs peuvent y contribuer : La régulation à la hausse de la signalisation mitogénique, la perturbation du mécanisme de réparation de l’ADN et l’acquisition d’une résistance apoptotique par l’exposition au cadmium . Une substitution du zinc par le cadmium dans les protéines régulatrices de la transcription est également en discussion. De plus, de nouvelles données ont montré que le cadmium est capable de changer la conformation de la E-Cadhérine, une glycoprotéine transmembranaire liant le Ca(II). L’E-Cadhérine joue un rôle important dans les adhésions cellule-cellule, en particulier dans les cellules épidermiques . Ces résultats sont cohérents avec l’hypothèse que l’E-cadhérine pourrait être une cible moléculaire directe pour la toxicité du Cd(2+).

Il existe de nombreux autres domaines de la médecine et de la toxicologie du travail dans lesquels le cadmium est actuellement soupçonné de jouer un rôle majeur Ils sont omis eu égard à l’espace limité et à l’exhaustivité de cette revue.