Źródła kadmu.
Wpływ na organizm
dorosłego człowieka.
Aldona Piątek
Małgorzata Ociepa
Maciej Miodoński
Z danych Agency for Toxic Substances
and Diseases Registry US (ATSDR)
wynika, iż corocznie do środowiska jest
uwalniane
25 000–30 000 ton kadmu.
Z czego około połowa jest uwalniana do
światowych zasobów wody i pochodzi z
procesów
wietrzenia skał
, skąd dalej
rzekami przedostaje się do oceanów.
Innymi zjawiskami uwalniającymi duże
ilości kadmu do powietrza są pożary
lasów
i
erupcje wulkanów.
W wyniku
działalności antropogennej
,
na skutek wydobywania węgla i innych
bogactw naturalnych (szczególnie
paliw),
do środowiska uwalnia się corocznie
8 000–10 000 ton.
Kadm jest wykorzystywany na
skalę przemysłową przy
produkcji:
barwników do emalii,
stabilizatorów tworzyw sztucznych,
ogniw niklowo-kadmowych i
słonecznych,
stopów,
materiałów luminescencyjnych,
lutowia,
prętów sterujących w reaktorach
atomowych.
Głównym źródłem
zanieczyszczeń środowiska
kadmem są:
Kopalnie rud ołowiowo- cynkowych.
Huty cynku i ołowiu.
Galwanizernie.
Kadm jest uwalniany podczas używania
konwencjonalnych technologii przy
spalaniu węgla, oleju i odpadów w celu
wykorzystania energii, a także przy
rozsiewaniu nawozów mineralnych.
Papierosy
.
Pierwsze dostępne doniesienia o
zatruciu kadmem pochodzą z
roku 1858 z Belgii, gdzie
opisano je u narażonych na pył
kadmowy pracowników
zatrudnionych w zakładach
metalurgicznych przy produkcji
srebra.
Kolejnym ostrym schorzeniem
wynikającym z narażenia na
kadm, opisanym w literaturze,
jest choroba
Itai-Itai.
Schorzenie to występowało w
Japonii w pobliżu kopalni
Kamioka, skąd wraz ze
spływającą wodą związki kadmu
przedostawały się na plantacje
ryżu.
Drogi przedostawania
się kadmu do
organizmu.
droga pokarmowa
(2–6%), wraz z
przyjmowanym pożywieniem,
drogi oddechowe
(30–64%) z
wchłanianym pyłem lub dymem
tytoniowym,
skóra
ok. 20%.
Dzienne spożycie kadmu w
pokarmach wynosi od kilkunastu do
nawet 50 mikrogramów.
Dopuszczona przez Światową
Organizację Zdrowia tygodniowa
dawka kadmu wynosi
7 mikrogramów
na kilogram masy ciała.
Powyżej tej
dawki mogą pojawić się objawy
zatrucia organizmu.
Właściwością kadmu, która
zwielokrotnia i nasila
działanie toksyczne jest
zdolność do kumulacji w
organizmie.
Może on również ulegać
połączeniu z innymi
metalami w ustroju ludzkim.
Podczas długotrwałej
ekspozycji rozwija się
działanie
nefrotoksyczne,
hepatotoksyczne,
neurotoksyczne,
karcynogenne,
mutagenne,
może dochodzić do uszkodzenia szpiku i
niedokrwistości,
uszkodzenia kości,
uszkodzenia nerwu węchowego i wystąpienia
anosmii,
żółtego zabarwienia zębów,
poważnym problemem okazuje się zdolność kadmu
do wywołania reakcji zapalnej w narządach ludzi.
Mechanizm toksycznego działania
kadmu jest związany z powinowactwem
do grup sulfhydrylowych białek.
Toksyczne działanie kadmu wynika
także z oddziaływań między tym
metalem i różnymi ligandami
zawierającymi grupy -OH, -COOH, NH
2
,
-PO
3
H
2
i imidazolowe.
W komórkach kadm wiąże się z
białkami cytoplazmy, jąder
komórkowych, błon mitochondrialnych
i lizosomalnych.
Główną strukturą docelową toksycznego
działania kadmu na poziomie
subkomórkowym są mitochondria.
Metal ten powoduje rozkojarzenie
fosforylacji oksydatywnej kwasu
bursztynowego i cytrynowego czyli cyklu
Krebsa.
Zaburza transport elektronów na system
cytochromów poprzez zmniejszenie
aktywności enzymów, takich jak oksydaza
bursztynianowa i cytochromowa.
We frakcji mikrosomalnej wątroby kadm
hamuje układ monooksygenazy i obniża
stężenie cytochromu P450.
Zaburzenia funkcji mitochondriów prowadzą
do zmniejszenia syntezy ATP, potencjału
błonowego i żywotności komórek.
Wpływa na zmiany w syntezie i
biodostępności tlenku azotu, jak i wolnych
rodników odgrywają istotną rolę w
powstawaniu reakcji zapalnej.
Jest prawdopodobne, że stanowi to główny
mechanizm prozapalnego działania kadmu w
różnych narządach i tkankach.
Ponadto może wpływać na homeostazę
wapnia przez hamowanie związanej z
błonami ATP-azy.
PROZAPALNE DZIAŁANIE
KADMU W NERKACH
Indukowaną przez kadm nefropatię
charakteryzuje wydalanie z moczem
niskocząsteczkowych białek, w tym beta2-
mikroglobuliny, białka wiążącego retinol,
białek enzymatycznych i antygenowych oraz
aminoacyduria, glikozuria, fosfaturia i
kalciuria.
Zmiany w nerkach dotyczą głównie
kanalików proksymalnych.
Duża kumulacja kadmu może doprowadzić
do upośledzenia przesączania
kłębuszkowego i zatrzymania szkodliwych
produktów przemiany materii w organizmie.
DZIAŁANIE KADMU W
WĄTROBIE
Wątroba jest głównym magazynem kadmu w
organizmie.
Dochodzi w niej do stresu oksydacyjnego,
wzrostu przepuszczalności błon
mitochondrialnych, dysfunkcji
mitochondriów oraz cytochromu P450, czyli
ulega upośledzeniu funkcja detoksykacyjna
wątroby.
Powoduje pobudzenie komórek Kupffera,
będących makrofagami tkankowymi wątroby,
które wytwarzają mediatory reakcji zapalnej.
Na skutek uszkodzenia miąższu może
wystąpić żółtaczka.
DZIAŁANIE KADMU W
UKŁADZIE ODDECHOWYM
POWODUJE:
zapalenie gardła i krtani, w wyniku
drażnienia błony śluzowej,
ostrą niewydolność oddechową, na skutek
upośledzenia funkcji surfaktantu.
rozedmę,
włóknienie wewnątrz oskrzelików oraz
zmiany obliteracyjne, które powstają w
wyniku reakcji zapalnej wywoływanej
przez kadm,
martwicę pneumocytów I
DZIAŁANIE KADMU W
NACZYNIACH
KRWIONOŚNYCH
Wydaje się, że kadm może wywołać lub
ułatwić powstanie blaszki miażdżycowej
przez uszkodzenie struktury i funkcji
śródbłonka.
Działając na śródbłonek kadm może
indukować zmiany w podstawowym
napięciu ściany naczyniowej i w
kurczliwości mięśniówki gładkiej naczyń.
Hamuje wiązanie endoteliny z receptorami
endotelinowymi i wytwarzanie tlenku azotu
w komórkach sródbłonka człowieka
Powoduje powstanie uogólnionej reakcji
zapalnej objawiające się wzrostem liczby
neutrofilów.
U osób palących wykazano zwiększoną
zawartość kadmu we krwi oraz częstsze
występowanie miażdżycy szczególnie
naczyń obwodowych.
Uszkadzając śródbłonek indukuje stan
prokoagulacyjny i antyfibrynolityczny na
jego powierzchni.
Wpływając na elementy macierzy
łącznotkankowej ściany naczyń kadm
może pośrednio oddziaływać na
peroksydację lipidów w LDL.
Kadm jest również przyczyną wielu
mutacji materiału genetycznego,
powstających na skutek działania
wolnych rodników.
U osób narażonych na nadmierną
ekspozycję na kadm, rozwija się często
niedokrwistość aplastyczna lub
niedobarwilwa. Ponieważ upośledzeniu
ulega funkcja mitochondriów, gdzie
częściowo jest syntetyzowana
hemoglobina.
Stężenie kadmu w łożysku kobiet
ciężarnych jest wielokrotnie większe
niż we krwi matki i płodu, czego
efektem są nieprawidłowości w rozwoju
psychofizycznym potomstwa . Wady
wrodzone występują najczęściej w
obrębie głowy i kończyn (wodogłowie,
przepuklina mózgowa, brak niektórych
kości lub narządów...)
Niedawno okazało się, że kadm nawet w
niewielkich dawkach może być szkodliwy, gdyż
może oddziaływać także na receptory estrogenów,
powodując niektóre z objawów podania tych
hormonów.
Grupa naukowców z Georgetown University z
Waszyngtonu pod kierunkiem Mary Beth Martin
odkryła, że kadm podawany szczurom w dawkach
nie przekraczających lub tylko nieznacznie
powyżej dopuszczalnych, wywołuje efekty podobne
do działania żeńskich hormonów płciowych.
Kadm powodował m.in. zwiększenie masy macicy,
zmiany w błonie wyściełającej macicę i zmiany w
gruczołach sutkowych. Ponadto, podawanie kadmu
w trakcie życia płodowego wpływało na rozwój
gruczołów sutkowych oraz przyspieszenie procesu
dojrzewania potomstwa płci żeńskiej.
Uwzględniając szerokie
rozpowszechnienie kadmu w
środowisku naturalnym
człowieka, oraz zdolność do
gromadzenia się w ustroju,
zakłada się, że skutki przewlekłej
ekspozycji na działanie tego
metalu będą największym
problemem toksykologicznym w
nadchodzących
latach.
Profilaktyka:
1.
Zaprzestać palenia tytoniu.
2.
Zabezpieczać kopalnie, huty i
galwanizerie przed nadmiernym
wydostawaniem się kadmu,
poprzez stosowanie filtrów.
3.
Ograniczyć stosowanie
sztucznych nawozów
mineralnych.
DZIĘKUJEMY