toksykologia kadmu, toksykologia


Toksykologia kadmu

Źródła narażenia na kadm:

-Pożywienie (10-20μg/dobę)

-Woda (<1μg/l)

Z czego około 10% dostaje się do płuc podczas palenia.-PAPIEROSY!!! 1 papieros =1μg Cd

-Narażenie zawodowe:

-Produkcja chlorku winylu

-Produkcja barwników do tworzyw sztucznych i szkła

-Produkcja stopów metali

-Produkcja akumulatorów kadmowo-niklowych

-Produkcja powłok antykorozyjnych

NDS dla Cd: 0,02 μg/m3 dymy/ 0,04 μg/m3 pyły

-Narażenie środowiskowe

-atmosfera: tereny uprzemysłowione 15-50 ng/m3, tereny nieuprzemysłowione 5-15 ng/m3

-gleby bardzo wysokie skażenia w pobliżu hut metali nieżelaznych

-naturalna zawartość kadmu w wodach jest niska i nie przekracza 0,1 ppb, jednak większość wód

powierzchniowych jest obecnie skażona tym pierwiastkiem. Przybrzeżne wody Oceanu Atlantyckiego zawierają więcej kadmu niż wody otwarte

Przemiany Cd w środowisku:

-Kadm wchodzi w połączenia z minerałami ilastymi oraz wiązany jest przez materię organiczną i wodorotlenki żelaza.

-W środowisku alkalicznym ulega wytrąceniu do formy słabo rozpuszczalnych węglanów i fosforanów.

-W glebach kwaśnych występuje w formie łatwo przyswajalnej przez rośliny (rozpuszczalne związki octan, chlorek, siarczan), dlatego nawet niewielkie stężenia kadmu mogą być toksyczne

dla ludzi i zwierząt.

-nawozy sztuczne, np. superfosfaty, są zanieczyszczone kadmem i nawożenie gleb prowadzi do ich ciągłego skażenia tym pierwiastkiem.

-Gleba

-Atmosfera: kadm znajdujący się w powietrzu w formie tlenków ulega łatwo rozpuszczeniu w opadach atmosferycznych.

Drogi wchłaniania Kadmu:

-Przewód pokarmowy- wchłanianie wynosi 3-6% dawki, głównie w jelicie cienkim. Przy obniżonej zawartości Fe, Ca, Zn i białka w diecie, wchłanianie Cd wzrasta.

-Płuca- wchłanianie zależy od wielkości cząstek (pyły i dym) i rozpuszczalności w wodzie i mieści się w zakresie 7-12%.

Przemiany w organizmie:

Krew- w 70% wiązany przez krwinki czerwone,

Osocze- Cd występuje w postaci wielkocząsteczkowych kompleksów z białkami (albumina) i stąd wędruje do wątroby, niskocząsteczkowe kompleksy ulegają resorpcji zwrotnej w kanalikach nerkowych.

WĄTROBA

-Tutaj kadm wiąże się z METALOTINEINĄ, która zawiera znaczne ilości cynku (stosunek Cd:Zn=3:1).

-Metalotioneina (białko wiążące metale, bogate w cysteinę [>30%],występuje głównie w wątrobie i nerce)

Wątroba -> Nerki

Kompleks kadmu z metalotioneiną wydalany jest z wątroby do krwi i wędruje do nerek, gdzie ulega ultrafiltracji w kłębuszkach i resorpcji zwrotnej w kanalikach. Uwolniony metal jest ponownie wiązany z metalotineiną miedziową.

Pojawienie się kompleksu metalotioneina:Cd w surowicy jest sygnałem toksycznej fazy działania tego metalu i następuje po osiągnięciu stężenia 100μg Cd/g nerki

Drogi wydalania kadmu z organizmu z moczem- wydala się w formie związanej z metalotioneiną, T1/2 dla procesu eliminacji wynosi 10 30 lat.

3 fazy wydalania:

1. Kumulacja w korze nerki z metalotioneiną- pomiar Cd w moczu określa narażenie w przeszłości.

2.W warunkach dużego narażenia następuje biosynteza metalotioneiny nerkowej- pomiar Cd odzwierciedla narażenie w przeszłości i bieżące.

3. Następuje znaczny wzrost wydalania Cd, związane jest to z uszkodzeniem kanalików nerkowych.

-Kadm wchłonięty z żywnością wydala się głównie z kałem (to wskaźnik stosowany do oceny dziennego spożycia kadmu).

-Przez skórę, z potem i śliną wydala się bardzo niewielka ilość kadmu.

Toksyczność kadmu

Kadm tworzy wiązania jonowe i kowalentne z atomami: S, H i O, występującymi w grupach:

-sulfhydrylowych

-disiarczkowych

-aminowych

-imidazolowych

-fosforanowych

-karboksylowych

O wielkości interakcji z makrocząsteczkami biologicznie czynnymi i organellami komórki decyduje stężenie jonów Cd w komórce.

-Kompleks Cd- metalotioneina uważany jest za nietoksyczny jeśli jego stężenie jest <100μg/g tkanki nerki.

-Powyżej tego stężenia Cd pojawia się w surowicy i dochodzi do interakcji Cd-makrocząsteczki.

W warunkach in vitro i in vivo Cd powoduje:

-rozprężenie fosforylacji oksydatywnej w mitochondriach komórek wątroby

- obniżenie aktywności enzymów związanych z produkcją energii i procesami aktywnego transportu jonów sodu i potasu

- obniżenie aktywności oksydaz o funkcji mieszanej

-indukcję peroksydacji lipidów stres oksydacyjny

-obniżenie stężenia cytochromu P- 450 i b3

-Zaburzenie metabolizmu: Fe, Cu, Zn

Zatrucie ostre (występuje bardzo rzadko):

W ostrym zatruciu przez inhalację dymów kadmowych objawy pojawiają się dopiero po upływie 24 godzin.

Objawy podobne do gorączki metalowej:

-krótki oddech

-ogólne osłabienie i gorączkę

-niewydolność oddechowa z szokiem bądź zgon

-obrzęk płuc lub zapalenie płuc

Spożycie dużej ilości Cd - zaburzenie p-p

Zatrucie przewlekłe:

Kadm jest pierwiastkiem podlegającym stałej akumulacji w organizmach i dlatego nawet w środowisku o słabym stężeniu zachodzą po pewnym okresie chroniczne schorzenia.

Rozpoznano już różne skutki zatruć przewlekłych:

- uszkodzenie nerek ( b. mikroglobulinowe w moczu)

- uszkodzenie wątroby

- uszkodzenie jelit

- niedokrwistość

- chorobę nadciśnieniową

- zmiany w układzie krążenia

- odwapnienia kości

- powikłania ciąży, zaburzenie funkcji rozrodczych

Przewlekłe zatrucie

Pierwsze objawy przewlekłej kadmicy:

-ogólne osłabienie

-suchość jamy ustnej

-metaliczny posmak

-brak łaknienia

-wystąpienie żółtego rąbka kadmowego u nasady zębów

Nefropatia kadmowa:

-upośledzona resorpcja zwrotna w kanalikach proksymalnych

-proteinuria z białkami od 30-60 kDa (β2-mikroglobulina, RBP, Lizozym)

-aminoacyduria

-glukozuria

-N-acetyloglukozamidazy

-fosfatazy alkalicznej

Choroba Itai- Itai- Choroba ta pojawiła się w dolinie Jintsu w Japonii w latach 1940-1960 gdzie spożywano duże ilości ryżu z poletek skażonych Cd i Zn. Poletka te były nawadniane wodą, która spływała z gór wraz z odpadami kopalnianymi.

-zaburzenie metabolizmu Ca i P

-niedobory żywieniowe

-zrzeszotnienie kości

-uszkodzenie kręgosłupa, kości udowych oraz mięśni szkieletowych

-samoistne złamania

-uszkodzenia nerek

Nadciśnienie

-Cd wchodzi w reakcję w cyklu kwasu arachidonowego (zmienia stosunek tromboksanu do prostacykliny).

-Nasila peroksydację lipidów:

-obniża płynność błon komórkowych

- zmniejszenie pojemności antyoksydacyjnej organizmu

-zmniejszona destabilizacja receptorów błonowych

-zmniejszona odpowiedz na hormony

Niedokrwistość

• podwyższenie aktywności oksydazy hemowej, która utlenia hem do biliwerdyny, przyspieszenie eliminacji erytrocytów

• zaburzenie syntezy ALA -głównego enzymu syntezy porfiryn

Układ oddechowy

-obserwowano objawy rozedmy płuc i ostrych stanów zapalnych po 5 latach narażenia na wysokie stężenia Cd

-przewlekła choroba zatorowa płuc (palenie jako czynnik zakłócający w diagnostyce)

-niewydolność prawokomorowa jako następstwo

Proces nowotworowy

-Gruczoł krokowy: Cd wypiera Zn, który występuje w sterczu w dużym stężeniu, powoduje to zaburzenia procesów hormonalnych i wzrost stężenia testosteronu

-Nerka

-Płuca (palenie jako czynnik maskujący)

Diagnoza zatrucia kadmem

Stwierdzenie nefropatii kadmowej

- Upośledzenie resorpcji zwrotnej w kanalikach proksymalnych - proteinuria typu kanalikowego

(białka o niskiej masie cząsteczkowej:

• β2-mikroglobulina

• białko wiążące retinol

• lizozym

• immunoglobuliny

- Białkomoczowi towarzyszy aminoacyduria, enzymuria, glukozuria, zwiększone wydalanie Ca, P,

Cu i metalotioneiny

Zmiany ze strony układu kostnego

- Zaburzenia metabolizmu Ca i P

• Silne bóle stawów i kości

• Osteoporoza

• Samoistne złamania

Zmiany ze strony układu oddechowego

-Stężenie kadmu w moczu - wskaźnik narażenia

- powinno się oznaczać równolegle z innymi parametrami informującymi o uszkodzeniu nerek.

-Dopuszczalne stężenie kadmu w moczu osób narażonych zawodowo nie powinno przekraczać 10μg/g kreatyniny.

Stężenie kadmu we krwi- wskazuje na aktualne narażenie na ten metal, lecz nie informuje o jego stężeniu w organizmie.

Interakcje kadmu:

-z Zn, Cu i Se polegają na wzajemnym wypieraniu się z kompleksu z metalotioniną (zwiększenie

zawartości tych pierwiastków osłabia toksyczne działanie kadmu).

-antagonizm kadm/żelazo (Cd/Fe jest sprzężony z antagonizmem kadm/wapń (Cd/Ca) - wywołuje

zwiększone wydalanie wapnia pod wpływem kadmu.

Podobieństwo w działaniu do innych związków nieorganicznych

-Proteinuria, glukozuria, enzymuria i β-2 mikroglobinuria może być spowodowana innymi metalami, jak: Hg, Pb, Bi, Au, itd.

-Stężenie metalotioneiny i miedzi także zwiększa się w moczu po narażeniu na metale ciężkie.

Stąd konieczność jednoczesnego oznaczania w moczu: kadmu, metalotioneiny i β-2 mikroglobuliny



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
toksykologia 4
Analiza toksykologiczna
Toksykologia sądowo lekarska
TOKSYKOLOGIA 8
5 Toksykokinetyka i toksykodynamika
Poradnik Toksykologia
salicylany, V ROK, TOKSYKOLOGIA, notatki, kolos 1
Mechanizmy absorpcji trucizn, TOKSYKOLOGIA, Toksykologia
Kw szczawiowy, WNOŻCiK wieczorowe, semestr V, toksykologia
TOXYKIwieczorowi, toksykologia żywności SGGW
Kolos- sciaga, MOJE STUDIA Toksykologia i Mikrobiologia środowiska (Ochrona Środowiska - dzienne), G
SUBSTANCJE KONSERWUJACE, WNOŻCiK wieczorowe, semestr V, toksykologia
Kokainizm - dawniej i dziś, Forensic science, Medycyna sądowa i antropologia, Toksykologia, trucizny
Tox 6, Toksykologia2

więcej podobnych podstron