Intoxicație acută

Sistemul respirator este grav afectat de inhalarea aerului contaminat cu cadmiu: Sunt descrise dificultăți de respirație, edem pulmonar și distrugerea membranelor mucoase ca parte a pneumonitei induse de cadmiu . După cum s-a raportat deja în 1942, ingestia de alimente contaminate cu cadmiu provoacă efecte gastrointestinale acute, cum ar fi vărsături și diaree .

Deteriorarea rinichilor

Deteriorarea rinichilor a fost descrisă de mult timp ca fiind principala problemă pentru pacienții expuși cronic la cadmiu . După cum s-a menționat mai sus, cadmiul ajunge în rinichi sub formă de cadmiu-metalotioneină (Cd-MT). Cd-MT este filtrată în glomerul și, ulterior, reabsorbită în tubulii proximali. Acesta rămâne apoi în celulele tubulilor și reprezintă cea mai mare parte a încărcăturii corporale de cadmiu. Cantitatea de cadmiu din celulele tubulilor renali crește pe parcursul vieții fiecărei persoane. Este în discuție o perturbare a metabolismului fosforului și calciului ca urmare a acestui fenomen . Se discută, de asemenea, despre faptul că o creștere a încărcăturii de cadmiu în rinichi are ca rezultat o excreție mai mare de calciu, conducând astfel la un risc mai mare de apariție a calculilor renali.

S-a demonstrat că excreția urinară de cadmiu este corelată cu gradul de afectare a rinichilor indusă de cadmiu: O excreție urinară de 2,5 micrograme de cadmiu pe gram de creatinină reflectă un grad de afectare tubulară renală de 4% . Cu toate acestea, principalii markeri ai leziunilor renale sunt β2-microglobulina excretată în urină, N-acetil-α-D-glucozaminidază (NAG) și proteina de legare a retinolului (RBP) . Studiul ChinaCad-Study a arătat valori semnificativ mai mari pentru β2-microglobulina urinară și RBP la persoanele cu o concentrație ridicată de cadmiu în sânge decât la persoanele cu valori normale . În primul grup, au fost observate atât leziuni glomerulare, cât și tubulare. S-a discutat dacă leziunile tubulare sunt sau nu reversibile. Opinia generală astăzi este însă, că este ireversibilă.

Efectele cadmiului în biologia reproducerii

Cadmiul pare să interfereze cu calea steroidogenică ovariană la șobolani. Piasek și colab. au evaluat efectele directe ale expunerii in vitro la cadmiu asupra steroidogenezei în ovarele de șobolan.

Cele mai afectate au fost producțiile de progesteron și testosteron . S-a raportat că dozele mici de cadmiu stimulează biosinteza ovariană a progesteronului, în timp ce dozele mari o inhibă . Expunerea mamei la cadmiu este asociată cu o greutate mică la naștere și cu o creștere a avorturilor spontane . Există, de asemenea, unele dovezi că cadmiul este un puternic estrogen nesteroidian in vivo și in vitro. Studiile efectuate la șobolani au arătat că cadmiul precipită o dezvoltare mamară sporită și o creștere a greutății uterine .

Deteriorarea oaselor și boala Itai-Itai

Mai multe studii din secolul XX au arătat o legătură între intoxicația cu cadmiu și deteriorarea oaselor, de exemplu la lucrătorii expuși la fum și praf poluat cu cadmiu .

Cadmiul ar putea fi, de asemenea, dovedit a fi asociat cu aparițiile Itai-Itai, o boală în cadrul căreia pacienții prezintă o gamă largă de simptome, cum ar fi: grad scăzut de mineralizare osoasă, rată ridicată de fracturi, rată crescută de osteoporoză și dureri intense asociate oaselor. O apariție epidemică a bolii Itai-Itai a fost observată în bazinul râului Jinzu (Japonia) în anii 1940. Într-un studiu efectuat cu această ocazie, s-a constatat că pacienții prezentau simptomele caracteristice după ce au consumat orez, cultivat pe câmpuri irigate cu apă puternic poluată cu cadmiu. De asemenea, au putut fi observate pseudofracturi caracteristice osteomalaciei și o decalcifiere severă a scheletului. Criticile la adresa acestui studiu au apărut din cauza faptului că majoritatea colectivului de pacienți era format din femei aflate în postmenopauză . Osteoporoza subiacentă, posibil potențată de intoxicația cu cadmiu, a fost sugerată a fi motivul real al simptomelor observate .

O dovadă suplimentară a cauzalității intoxicației cu cadmiu pentru bolile osoase a fost găsită în 2003 de către Honda et al. Aceștia au putut descrie o corelație inversă între indicele STIFF (o metodă cu ultrasunete pentru măsurarea densității osoase) și concentrația de cadmiu în urină . Constatări similare au fost făcute în cadrul studiului OSCAR, efectuat pe 1021 de persoane din sudul Suediei. Aici a putut fi evidențiată o corelație negativă semnificativă între concentrația de cadmiu în urină și densitatea minerală osoasă scăzută; în special la persoanele cu vârsta de 60 de ani și peste. În plus, au fost găsite dovezi pentru un risc crescut de fracturi de antebraț la persoanele expuse la cadmiu. Persoanele incluse în acest studiu au fost fie lucrători ai fabricii de baterii, fie locuitori ai unui oraș din apropierea fabricii de baterii. Un colectiv de persoane neexpuse a fost inclus ca grup de referință.

Studiul belgian CadmiBel – efectuat între 1985 și 1989 – a ajuns la concluzii similare: Chiar și o expunere minimă în mediul înconjurător la cadmiu se presupune că provoacă demineralizarea scheletului . Unii dintre participanții la CadmiBel au fost testați ulterior pentru densitatea osoasă a antebrațului în cadrul așa-numitului studiu PheeCad (1992-1995). Și aici s-au constatat densități osoase mai mici la persoanele expuse anterior la cadmiu. Cel mai interesant aspect al acestui studiu a fost faptul că sarcina corporală totală de cadmiu (conform excreției urinare de cadmiu) a fost semnificativ mai mică decât cea a pacienților japonezi Itai-Itai: Participanții la CadmiBel/PheeCad au prezentat o excreție urinară de cadmiu de numai 1 μg/g creatinină, în timp ce la pacienții Itai-Itai s-a constatat o excreție de aproximativ 30 μg/g creatinină.

Mecanismul exact al interferenței dintre cadmiu și mineralizarea osoasă rămâne să fie descoperit. În prezent, o influență directă asupra funcției osteoblastelor și osteoclastelor pare la fel de probabilă ca și o influență indirectă prin inducerea disfuncției renale . O perturbare a căii metabolice a vitaminei D3 prin cadmiu este, de asemenea, în discuție: Conform acestor ipoteze, plumbul și cadmiul interacționează cu hidroxilazele mitocondriale renale ale complexului endocrin al vitaminei D3 . Figura 2 oferă o imagine de ansamblu asupra efectelor cadmiului în mai multe sisteme de organe.

Carcinogenitate

Există unele dovezi că cadmiul poate provoca cancer. Waalkes și colab. au arătat că o injecție subcutanată de clorură de cadmiu poate induce cancer de prostată la șobolanii Wistar . Acest grup a postulat, de asemenea, că dozele mari de cadmiu pot provoca necroză testiculară severă la șobolani, urmată de o incidență mai mare a tumorilor interstițiale testiculare. Spre deosebire de datele de laborator însă, studiile epidemiologice nu au putut dovedi în mod convingător că cadmiul este o cauză a cancerului de prostată .

Publicațiile timpurii au sugerat totuși o asociere între cadmiu și cancerul renal la om . Această ipoteză a fost confirmată în 2005 de o analiză sistematică a șapte studii epidemiologice și unsprezece studii clinice . În consecință, IARC (Agenția Internațională pentru Cercetarea Cancerului) a decis să clasifice cadmiul ca fiind un carcinogen uman din grupa I. Cele mai recente date susțin însă ipoteza că numai o absorbție de cadmiu prin sistemul respirator are potențial carcinogen .

Deși mecanismele moleculare ale carcinogenezei induse de cadmiu nu sunt încă înțelese, mai mulți factori pot contribui la aceasta: Reglarea ascendentă a semnalizării mitogenice, perturbarea mecanismului de reparare a ADN-ului și dobândirea rezistenței apoptotice prin expunerea la cadmiu . O înlocuire a zincului cu cadmiu în proteinele de reglare a transcripției este, de asemenea, în discuție. În plus, noi date au arătat că cadmiul este capabil să modifice conformația E-Cadherinei, o glicoproteină transmembranară care leagă Ca(II). E-Cadherina joacă un rol important în aderențele celulă-celulă, în special în celulele epidermice . Aceste rezultate sunt în concordanță cu ipoteza că E-caderina poate fi o țintă moleculară directă pentru toxicitatea Cd(2+).

Există multe alte domenii ale medicinei și toxicologiei ocupaționale în care cadmiul este suspectat în prezent că joacă un rol major Acestea sunt omise în ceea ce privește spațiul limitat și caracterul exhaustiv al acestei recenzii.

.