Intossicazione acuta

Il sistema respiratorio è colpito gravemente dall’inalazione di aria contaminata da cadmio: Sono descritti respiro corto, edema polmonare e distruzione delle membrane mucose come parte della polmonite indotta dal cadmio. Come già riportato nel 1942, l’assunzione di cibo contaminato da cadmio causa effetti gastrointestinali acuti, come vomito e diarrea .

Danno ai reni

Il danno ai reni è stato descritto da tempo come il problema principale per i pazienti cronicamente esposti al cadmio . Come menzionato sopra, il cadmio raggiunge il rene sotto forma di cadmio-metallotioneina (Cd-MT). Il Cd-MT viene filtrato nel glomerulo e successivamente riassorbito nel tubulo prossimale. Rimane quindi nelle cellule del tubulo e costituisce la maggior parte del carico corporeo del cadmio. La quantità di cadmio nelle cellule del tubulo renale aumenta durante la vita di ogni persona. Una perturbazione del metabolismo del fosforo e del calcio come risultato di questo fenomeno è in discussione. Un crescente carico di cadmio nel rene è anche discusso per provocare una maggiore escrezione di calcio, portando così ad un maggiore rischio di calcoli renali.

L’escrezione urinaria di cadmio ha dimostrato di essere correlata al grado di danno renale indotto dal cadmio: Un’escrezione urinaria di 2,5 microgrammi di cadmio per grammo di creatinina riflette un grado di danno tubulare renale del 4%. I principali marcatori di danno renale sono tuttavia la β2-microglobulina, la N-acetil-α-D-glucosaminidasi (NAG) e la retinol-binding-protein (RBP) escrete urinariamente. Il ChinaCad-Study ha mostrato valori significativamente più elevati per la β2-Microglobulina urinaria e RBP in persone con alta concentrazione di cadmio nel sangue rispetto alle persone con valori normali. Nel primo gruppo sono stati osservati danni sia glomerulari che tubulari. Si è discusso se il danno tubulare sia reversibile o meno. L’opinione generale oggi però è che sia irreversibile.

Effetti del cadmio nella biologia riproduttiva

Il cadmio sembra interferire con la via steroidogenica ovarica nei ratti. Piasek et al. hanno valutato gli effetti diretti dell’esposizione al cadmio in vitro sulla steroidogenesi nelle ovaie di ratto.

I più colpiti erano le produzioni di progesterone e testosterone. È stato riportato che bassi dosaggi di cadmio stimolano la biosintesi ovarica del progesterone, mentre alti dosaggi la inibiscono. L’esposizione materna al cadmio è associata ad un basso peso alla nascita e ad un aumento dell’aborto spontaneo. Esistono anche alcune prove che il cadmio è un potente estrogeno non steroideo in vivo e in vitro. Gli studi sui ratti hanno mostrato che il cadmio precipita lo sviluppo mammario migliorato e l’aumento del peso uterino.

Danni alle ossa e la malattia di Itai-Itai

Diversi studi nel 20° secolo hanno mostrato una connessione tra intossicazione da cadmio e danni alle ossa, per esempio nei lavoratori esposti a fumi e polveri inquinate da cadmio.

Il cadmio potrebbe anche essere associato all’insorgenza dell’Itai-Itai, una malattia in cui i pazienti mostrano una vasta gamma di sintomi come: basso grado di mineralizzazione ossea, alto tasso di fratture, aumentato tasso di osteoporosi e intenso dolore associato alle ossa. Un’epidemia della malattia di Itai-Itai è stata osservata nel bacino del fiume Jinzu (Giappone) negli anni 40. In uno studio in questa occasione, i pazienti hanno mostrato i sintomi caratteristici dopo aver mangiato riso, coltivato in campi irrigati con acqua altamente inquinata da cadmio. Anche pseudo fratture caratteristiche di osteomalacia e grave decalcificazione scheletrica potrebbe essere osservato. Le critiche a questo studio sono venute a causa del fatto che la maggior parte del collettivo di pazienti era costituito da donne in post-menopausa. L’osteoporosi sottostante, possibilmente potenziata dall’intossicazione da cadmio, è stata suggerita come la vera ragione dei sintomi osservati.

Un’ulteriore prova della causalità dell’intossicazione da cadmio per le malattie delle ossa è stata trovata nel 2003 da Honda et al. Hanno potuto descrivere una correlazione inversa dell’indice STIFF (un metodo ad ultrasuoni per misurare la densità ossea) e la concentrazione di cadmio nelle urine. Risultati simili sono stati fatti nello studio OSCAR, condotto su 1021 persone della Svezia meridionale. Qui una significativa correlazione negativa potrebbe essere dimostrato tra la concentrazione di cadmio nelle urine e bassa densità minerale ossea, soprattutto in persone di età di 60 anni e sopra. Inoltre è stata trovata la prova di un aumento del rischio di fratture dell’avambraccio in individui esposti al cadmio. Gli individui inclusi in questo studio erano lavoratori della fabbrica di batterie o abitanti di una città vicina alla fabbrica di batterie. Un collettivo di persone non esposte è stato incluso come gruppo di riferimento.

Lo studio belga CadmiBel – condotto tra il 1985 e il 1989 – è giunto a conclusioni simili: Si suppone che anche una minima esposizione ambientale al cadmio causi una demineralizzazione dello scheletro. Alcuni dei partecipanti CadmiBel sono stati successivamente testati per la densità ossea dell’avambraccio durante il cosiddetto studio PheeCad (1992-1995). Anche qui densità ossee più basse sono state trovate in individui precedentemente esposti al cadmio. L’aspetto più interessante di questo studio è stato il fatto, che il loro carico corporeo totale di cadmio (secondo l’escrezione urinaria di cadmio) era significativamente inferiore a quello dei pazienti giapponesi Itai-Itai: I partecipanti CadmiBel/PheeCad hanno mostrato un’escrezione urinaria di cadmio di solo 1 μg/g creatinina, mentre i pazienti Itai-Itai sono risultati avere un’escrezione di circa 30 μg/g creatinina.

L’esatto meccanismo di interferenza tra cadmio e mineralizzazione ossea rimane da scoprire. Attualmente, un’influenza diretta sulla funzione degli osteoblasti e degli osteoclasti sembra tanto probabile quanto un’influenza indiretta attraverso l’induzione della disfunzione renale. Una perturbazione della via metabolica della vitamina D3 attraverso il cadmio è anche in discussione: Secondo queste ipotesi, il piombo e il cadmio interagiscono con le idrossilasi mitocondriali renali del complesso endocrino della vitamina D3. La figura 2 fornisce una panoramica sugli effetti del cadmio in diversi sistemi di organi.

Carcinogenicità

C’è qualche prova che il cadmio può causare il cancro. Waalkes et al. hanno dimostrato che un’iniezione sottocutanea di cloruro di cadmio può indurre il cancro alla prostata nei ratti Wistar. Questo gruppo ha anche postulato che alte dosi di cadmio possono causare una grave necrosi testicolare nei ratti, seguita da una maggiore incidenza di tumori interstiziali testicolari. In contrasto con i dati di laboratorio, però, gli studi epidemiologici non hanno potuto dimostrare in modo convincente che il cadmio sia una causa di cancro alla prostata.

Principali pubblicazioni hanno tuttavia suggerito un’associazione tra cadmio e cancro renale negli esseri umani. Questa ipotesi è stata confermata nel 2005 da una revisione sistematica di sette studi epidemiologici e undici studi clinici. Di conseguenza, la IARC (Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro) ha deciso di classificare il cadmio come cancerogeno umano di gruppo I. I dati più recenti, tuttavia, sostengono l’ipotesi che solo un assorbimento del cadmio attraverso il sistema respiratorio ha un potenziale cancerogeno.

Anche se i meccanismi molecolari della carcinogenesi indotta dal cadmio non sono ancora compresi, diversi fattori possono contribuirvi: Up-regolazione della segnalazione mitogenica, perturbazione del meccanismo di riparazione del DNA e acquisizione di resistenza apoptotica dall’esposizione al cadmio. Una sostituzione dello zinco con il cadmio nelle proteine che regolano la trascrizione è anche in discussione. Inoltre, nuovi dati hanno mostrato che il cadmio è in grado di cambiare la conformazione di E-Caderina, una glicoproteina transmembrana Ca(II)-binding. E-Cadherin svolge un ruolo importante nelle adesioni cellula-cellula, soprattutto nelle cellule epidermiche. Questi risultati sono coerenti con l’ipotesi che E-caderina può essere un bersaglio molecolare diretto per Cd (2 +) tossicità.

Ci sono molti altri campi della medicina del lavoro e tossicologia in cui il cadmio è attualmente sospettato di svolgere un ruolo importante Sono omessi per quanto riguarda lo spazio limitato e la completezza di questa recensione.