Akut förgiftning

Aandningssystemet påverkas allvarligt av inandning av kadmiumförorenad luft: Andnöd, lungödem och förstörelse av slemhinnor som en del av kadmiuminducerad pneumonit beskrivs. Redan 1942 rapporterades att intag av kadmiumförorenade livsmedel orsakar akuta gastrointestinala effekter, såsom kräkningar och diarré .

Njurskador

Njurskador har sedan länge beskrivits som det största problemet för patienter som kroniskt exponeras för kadmium . Som nämnts ovan når kadmium njurarna i form av kadmium-metallothionin (Cd-MT). Cd-MT filtreras i glomerulus och återabsorberas därefter i den proximala tubulusen. Det stannar sedan kvar i tubuluscellerna och utgör huvuddelen av kadmiumbelastningen i kroppen. Mängden kadmium i njurens tubulusceller ökar under varje människas livstid. Man diskuterar en störning av fosfor- och kalciummetabolismen till följd av detta fenomen. En ökande kadmiumbelastning i njurarna diskuteras också leda till en högre kalciumutsöndring, vilket leder till en högre risk för njursten.

Den urinmässiga kadmiumutsöndringen har visat sig korrelera med graden av kadmiuminducerad njurskada: En urinutsöndring på 2,5 mikrogram kadmium per gram kreatinin motsvarar en grad av njurtubulär skada på 4 %. De primära markörerna för njurskador är dock β2-mikroglobulin, N-acetyl-α-D-glukosaminidas (NAG) och retinolbindande protein (RBP) som utsöndras i urinen. ChinaCad-studien visade betydligt högre värden för β2-mikroglobulin och RBP i urinen hos personer med höga kadmiumkoncentrationer i blodet än hos personer med normala värden . I den första gruppen observerades både glomerulära och tubulära skador. Det har diskuterats om tubulära skador är reversibla eller inte. Den allmänna uppfattningen idag är dock att den är irreversibel.

Kadmiums effekter på reproduktionsbiologi

Kadmium tycks störa den ovariella steroidogena vägen hos råttor. Piasek et al. utvärderade de direkta effekterna av kadmiumexponering in vitro på steroidogenesen i råttors äggstockar.

Det som påverkades mest var produktionen av progesteron och testosteron . Låga doser av kadmium rapporteras stimulera ovariernas biosyntes av progesteron, medan höga doser hämmar den . Mammas exponering för kadmium är förknippad med låg födelsevikt och en ökning av spontan abort . Det finns också vissa bevis för att kadmium är ett kraftfullt icke-steroidalt östrogen in vivo och in vitro. Studier på råttor har visat att kadmium ger en förbättrad bröstutveckling och ökad vikt i livmodern.

Benskador och Itai-Itai-sjukdomen

Flera studier på 1900-talet har visat på ett samband mellan kadmiumförgiftning och benskador, t.ex. hos arbetare som exponerats för kadmiumförorenad rök och damm.

Kadmium kunde också påvisas ha ett samband med förekomsten av Itai-Itai, en sjukdom under vilken patienterna uppvisar ett brett spektrum av symtom såsom: låg grad av benmineralisering, hög frekvens av frakturer, ökad frekvens av osteoporos och intensiv benrelaterad smärta. En epidemisk förekomst av Itai-Itai-sjukdomen observerades i Jinzu-flodens avrinningsområde (Japan) på 1940-talet. I en undersökning vid detta tillfälle konstaterades att patienterna uppvisade de karakteristiska symptomen efter att ha ätit ris som odlats på fält som bevattnats med kraftigt kadmiumförorenat vatten. Man kunde också observera pseudofrakturer som är karakteristiska för osteomalaci och allvarlig avkalkning av skelettet. Kritiken mot denna studie berodde på att majoriteten av patientkollektivet bestod av kvinnor som befann sig i postmenopausen. Underliggande osteoporos, eventuellt förstärkt av kadmiumförgiftning, föreslogs vara den egentliga orsaken till de observerade symtomen.

Ytterligare bevis för att kadmiumförgiftning är kausalt för benproblem hittades 2003 av Honda et al. De kunde beskriva ett omvänt samband mellan STIFF-index (en ultraljudsmetod för att mäta bentäthet) och kadmiumkoncentrationen i urinen. Liknande resultat gjordes i OSCAR-studien, som genomfördes med 1021 personer från södra Sverige. Här kunde man påvisa en signifikant negativ korrelation mellan kadmiumkoncentration i urinen och låg benmineraltäthet, särskilt hos personer i åldern 60 år och äldre. Dessutom fann man bevis för en ökad risk för underarmsfrakturer hos kadmiumexponerade personer. De personer som ingick i studien var antingen arbetare vid en batterifabrik eller invånare i en stad i närheten av batterifabriken. En grupp oexponerade personer ingick som referensgrupp.

Den belgiska CadmiBel-studien – som genomfördes mellan 1985 och 1989 – kom fram till liknande slutsatser: Även minimal miljöexponering för kadmium antas orsaka demineralisering av skelettet. En del av CadmiBel-deltagarna testades senare för bendensitet i underarmen under den så kallade PheeCad-studien (1992-1995). Även här fann man lägre bentäthet hos personer som tidigare exponerats för kadmium. Den mest intressanta aspekten av denna studie var det faktum att deras totala kadmiumbelastning i kroppen (enligt kadmiumutsöndringen i urinen) var betydligt lägre än hos de japanska Itai-Itai-patienterna: CadmiBel/PheeCad-deltagarna uppvisade en kadmiumutsöndring i urinen på endast 1 μg/g kreatinin, medan Itai-Itai-patienterna visade sig ha en utsöndring på cirka 30 μg/g kreatinin.

Den exakta mekanismen för interferens mellan kadmium och benmineralisering återstår att upptäcka. För närvarande verkar en direkt påverkan på osteoblast- och osteoklastfunktionen lika trolig som en indirekt påverkan via induktion av njurdysfunktion . En störning av den metaboliska vitamin D3-vägen genom kadmium diskuteras också: Enligt dessa hypoteser interagerar bly och kadmium med renala mitokondriella hydroxylaser i det endokrina vitamin D3-komplexet . Figur 2 ger en översikt över kadmiums effekter på flera organsystem.

Karcinogenitet

Det finns vissa bevis för att kadmium kan orsaka cancer. Waalkes et al. har visat att en subkutan injektion av kadmiumklorid kan framkalla prostatacancer hos Wistar-råttor . Denna grupp postulerade också att höga doser av kadmium kan orsaka allvarlig testikelnekros hos råttor, följt av en högre förekomst av testikelinterstitiella tumörer. I motsats till laboratoriedata kunde epidemiologiska studier dock inte på ett övertygande sätt bevisa att kadmium är en orsak till prostatacancer.

I tidiga publikationer antyddes dock ett samband mellan kadmium och njurcancer hos människor. Detta antagande bekräftades 2005 genom en systematisk genomgång av sju epidemiologiska och elva kliniska studier . IARC (International Agency for Research on Cancer) beslutade därför att klassificera kadmium som cancerframkallande för människor, grupp I. De senaste uppgifterna stöder dock antagandet att endast upptag av kadmium via andningsorganen har cancerframkallande potential .

Och även om de molekylära mekanismerna för kadmiuminducerad karcinogenes ännu inte är klarlagda, kan flera faktorer bidra till detta: Det finns flera faktorer som kan bidra till detta: uppreglering av mitogena signaler, störning av DNA-reparationsmekanismen och förvärv av apoptotisk resistens vid kadmiumexponering . En ersättning av zink med kadmium i transkriptionsreglerande proteiner diskuteras också. Dessutom visar nya uppgifter att kadmium kan ändra konformationen hos E-Cadherin, ett transmembran Ca(II)-bindande glykoprotein. E-Cadherin spelar en viktig roll för vidhäftning mellan celler, särskilt i epidermala celler . Dessa resultat stämmer överens med hypotesen att E-cadherin kan vara ett direkt molekylärt mål för Cd(2+)-toxicitet.

Det finns många ytterligare områden inom arbetsmedicin och toxikologi där kadmium för närvarande misstänks spela en viktig roll De utelämnas med hänsyn till det begränsade utrymmet och den omfattande karaktären av denna översikt.