Acute intoxication

A kadmiummal szennyezett levegő belégzése súlyosan érinti a légzőrendszert: Légszomj, tüdőödéma és a nyálkahártyák pusztulása a kadmium okozta tüdőgyulladás részeként . Amint arról már 1942-ben beszámoltak, a kadmiummal szennyezett élelmiszerek fogyasztása akut gyomor-bélrendszeri hatásokat, például hányást és hasmenést okoz .

Vese károsodása

A vese károsodását már régóta leírták, mint a krónikusan kadmiumnak kitett betegek fő problémáját . Mint már említettük, a kadmium kadmium-metallotionein (Cd-MT) formájában jut a vesébe. A Cd-MT a glomerulusban filtrálódik, majd a proximális tubulusban visszaszívódik. Ezután a tubulus sejtjeiben marad, és ez teszi ki a kadmiumtest terhelésének nagy részét. A kadmium mennyisége a vese tubulus sejtjeiben minden ember élete során növekszik. A foszfor- és kalcium-anyagcsere zavara e jelenség következtében vita tárgyát képezi . A növekvő kadmiumterhelés a vesében azt is tárgyalják, hogy nagyobb kalciumkiválasztást eredményez, ami a vesekövesség nagyobb kockázatához vezet.

A vizelettel történő kadmiumkiválasztásról kimutatták, hogy korrelál a kadmium okozta vesekárosodás mértékével: A 2,5 mikrogramm kadmium/gramm kreatinin vizeletkiválasztása 4%-os vesetubuláris károsodás mértékét tükrözi . A vesekárosodás elsődleges markerei azonban a vizelettel ürített β2-mikroglobulin, az N-acetil-α-D-glükozaminidáz (NAG) és a retinol-kötő fehérje (RBP) . A ChinaCad-tanulmány szignifikánsan magasabb vizelet β2-mikroglobulin és RBP értékeket mutatott ki a magas vérkadmiumkoncentrációjú embereknél, mint a normál értékekkel rendelkezőknél . Az első csoportban mind glomeruláris, mind tubuláris károsodást figyeltek meg. Megvitatták, hogy a tubuláris károsodás reverzibilis-e vagy sem . A mai általános vélemény azonban az, hogy irreverzibilis.

A kadmium hatásai a reprodukciós biológiában

A kadmium úgy tűnik, hogy patkányokban zavarja a petefészek szteroidogén útját. Piasek és munkatársai értékelték az in vitro kadmium expozíció közvetlen hatásait a patkány petefészkek szteroidogenezisére.

A legnagyobb hatással a progeszteron és a tesztoszteron termelésére voltak . Alacsony dózisú kadmium a jelentések szerint serkenti a petefészek progeszteron bioszintézisét, míg magas dózisok gátolják azt . Az anyai kadmiumexpozíció alacsony születési súllyal és a spontán abortusz növekedésével jár . Bizonyos bizonyítékok vannak arra vonatkozóan is, hogy a kadmium in vivo és in vitro erős nem szteroid ösztrogén. Patkányokon végzett vizsgálatok kimutatták, hogy a kadmium fokozott emlőfejlődést és méhsúlynövekedést idéz elő .

Csontkárosodás és az Itai-Itai-kór

A 20. században több vizsgálat is kimutatta a kadmiummérgezés és a csontkárosodás közötti kapcsolatot, pl. a kadmiummal szennyezett füstnek és pornak kitett munkásoknál .

A kadmiumot az Itai-Itai előfordulásával is összefüggésbe lehetett hozni, egy olyan betegséggel, amelynek keretében a betegek a tünetek széles skáláját mutatják, mint például: a csontok alacsony fokú mineralizációja, a csonttörések magas aránya, a csontritkulás megnövekedett aránya és a csontokhoz kapcsolódó intenzív fájdalom. Az Itai-Itai betegség járványos előfordulását a Jinzu folyó medencéjében (Japán) figyelték meg az 1940-es években. Egy erre az esetre vonatkozó tanulmányban a betegek a jellegzetes tüneteket az erősen kadmiummal szennyezett vízzel öntözött földeken termesztett rizs fogyasztása után mutatták. A csontritkulásra jellemző pszeudotörések és a csontváz súlyos dekalcifikációja is megfigyelhető volt. A vizsgálatot kritika érte, mivel a betegcsoport többségét a menopauza utáni időszakban lévő nők alkották. A megfigyelt tünetek tényleges okaként a mögöttes csontritkulást javasolták, amelyet valószínűleg a kadmiummérgezés fokozhatott .

További bizonyítékot találtak a kadmiummérgezés csontbetegségek okozati összefüggésére 2003-ban Honda és munkatársai. Ők a STIFF-index (a csontsűrűség mérésére szolgáló ultrahangos módszer) és a vizelet kadmiumkoncentrációja között fordított korrelációt tudtak leírni . Hasonló megállapításokat tettek az OSCAR-tanulmányban, amelyet 1021 dél-svédországi személy bevonásával végeztek. Itt szignifikáns negatív korrelációt mutattak ki a vizelet kadmiumkoncentrációja és az alacsony csontsűrűség között; különösen a 60 éves vagy annál idősebb emberek esetében. Továbbá bizonyítékot találtak az alkartörések megnövekedett kockázatára a kadmiumnak kitett személyeknél. A vizsgálatba bevont személyek vagy akkumulátorgyári dolgozók, vagy az akkumulátorgyárhoz közeli város lakói voltak. Referenciacsoportként egy nem kitett személyekből álló kollektívát vontak be.

A belga CadmiBel vizsgálat – amelyet 1985 és 1989 között végeztek – hasonló következtetésekre jutott: Még a minimális környezeti kadmiumexpozíció is vélhetően csontvázdemineralizációt okoz . A CadmiBel-tanulmányban résztvevők egy részét később az úgynevezett PheeCad tanulmány (1992-1995) során megvizsgálták az alkar csontsűrűségét. Itt is alacsonyabb csontsűrűséget találtak a korábban kadmiumnak kitett egyéneknél. A vizsgálat legérdekesebb aspektusa az volt, hogy a teljes kadmiumterhelésük (a vizelettel történő kadmiumkiválasztás alapján) jelentősen alacsonyabb volt, mint a japán Itai-Itai betegeké: A CadmiBel/PheeCad résztvevők vizelettel történő kadmium-kiválasztása mindössze 1 μg/g kreatinin volt, míg az Itai-Itai betegeknél körülbelül 30 μg/g kreatinin kiválasztását találták.

A kadmium és a csont mineralizáció közötti interferencia pontos mechanizmusát még fel kell tárni. Jelenleg az osteoblast és osteoclast funkcióra gyakorolt közvetlen hatás ugyanolyan valószínűnek tűnik, mint a vesefunkciós zavarok indukcióján keresztül történő közvetett hatás . A D3-vitamin metabolikus útvonal kadmiumon keresztül történő megzavarása is vita tárgyát képezi: E feltételezések szerint az ólom és a kadmium kölcsönhatásba lép a D3-vitamin endokrin komplex vese mitokondriális hidroxilázaival . A 2. ábra áttekintést ad a kadmium több szervrendszerre gyakorolt hatásairól.

Karcinogenitás

A kadmium rákot okozhat. Waalkes és munkatársai kimutatták, hogy kadmium-klorid szubkután injekciója prosztatarákot okozhat Wistar patkányokban . Ez a csoport azt is posztulálta, hogy a kadmium nagy dózisai patkányoknál súlyos hereelhalást okozhatnak, amit a here interstitialis tumorok nagyobb előfordulása követ. A laboratóriumi adatokkal ellentétben azonban a járványtani vizsgálatok nem tudták meggyőzően bizonyítani, hogy a kadmium a prosztatarák okozója lenne .

Egy korai publikáció azonban a kadmium és a veserák kapcsolatára utalt az emberekben . Ezt a feltételezést 2005-ben hét epidemiológiai és tizenegy klinikai vizsgálat szisztematikus áttekintése megerősítette . Ennek következtében az IARC (Nemzetközi Rákkutató Ügynökség) úgy döntött, hogy a kadmiumot az I. csoportba tartozó emberi rákkeltő anyagok közé sorolja. A legújabb adatok azonban alátámasztják azt a feltételezést, hogy a kadmiumnak csak a légzőrendszeren keresztül történő felvétele rendelkezik rákkeltő potenciállal .

A kadmium okozta rákkeltés molekuláris mechanizmusai még nem ismertek, de több tényező is hozzájárulhat ehhez: A mitogén jelátvitel felszabályozása, a DNS-javító mechanizmusok zavara és az apoptotikus rezisztencia megszerzése a kadmiumexpozíció hatására . A cink kadmiummal való helyettesítése a transzkripciót szabályozó fehérjékben szintén vita tárgyát képezi. Továbbá új adatok kimutatták, hogy a kadmium képes megváltoztatni az E-Cadherin, egy transzmembrán Ca(II)-kötő glikoprotein konformációját. Az E-kadherin fontos szerepet játszik a sejt-sejt adhézióban, különösen az epidermális sejtekben . Ezek az eredmények összhangban vannak azzal a hipotézissel, hogy az E-kadherin a Cd(2+)-toxicitás közvetlen molekuláris célpontja lehet.

A foglalkozás-egészségügy és toxikológia számos további területe van, amelyekben a kadmium jelenleg feltételezhetően jelentős szerepet játszik Ezeket a korlátozott hely és a jelen áttekintés terjedelmére való tekintettel elhagyjuk.