Kadm - źródła narażenia i wpływ na zdrowie
Kadm (Cd) - kadm to naturalnie występujący toksyczny metal ciężki, powszechnie występujący w przemysłowych miejscach pracy, glebach roślinnych oraz w dymie tytoniowym. Ze względu na niską dopuszczalną ekspozycję na ludzi, nadmierna ekspozycja może wystąpić nawet w przypadku wykrycia śladowych ilości kadmu.
Kadm jest szeroko stosowany w galwanizowaniu, chociaż charakter tej pracy zwykle nie prowadzi do nadmiernej ekspozycji. Kadm znajduje się również w niektórych farbach przemysłowych i może stanowić zagrożenie przy rozpylaniu. Operacje polegające na usuwaniu farb kadmowych poprzez skrobanie lub obróbkę strumieniową mogą stanowić znaczące zagrożenie. Kadm jest również obecny w produkcji niektórych rodzajów baterii. Ekspozycje na kadm może wystąpić w przemyśle budowniczym i rolnictwie.
Źródła narażenia
W latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych XX w. przemysłowe narażenie na kadm było wysokie, ale wraz z pojawieniem się toksycznego wpływu kadmu ograniczenia przemysłowe w zakresie narażenia na kadm zostały nałożone w większości krajów uprzemysłowionych. Podczas pracy z kadmem należy to robić pod wyciągiem, aby chronić przed niebezpiecznymi oparami.
Tworzenie się wysokich poziomów kadmu w wodzie, powietrzu i glebie występuje szczególnie powszechnie w obszarach przemysłowych. Narażenie środowiskowe na kadm jest szczególnie problematyczne w Japonii, gdzie wiele osób spożywa ryż, który jest uprawiany na polach które są nawadnianie wodą zanieczyszczoną kadmem.
Żywność jest kolejnym źródłem kadmu. Rośliny mogą zawierać małe lub średnie ilości kadmu w obszarach nieprzemysłowych. Dzienne spożycie kadmu wraz z żywnością różni się w zależności od regionu geograficznego. Przyjmuje się, że średnie spożycie wynosi około 8 do 30 μg w Europie i Stanach Zjednoczonych w porównaniu z 59 do 113 μg w różnych rejonach Japonii.
Palenie papierosów jest znaczącym źródłem narażenia na kadm. Nawet niewielkie ilości kadmu pochodzące z palenia są wysoce toksyczne dla ludzi, płuca absorbują kadm bardziej efektywnie niż żołądek.
Niektóre źródła fosforanów w nawozach zawierają kadm w ilości do 100 mg/kg, co może prowadzić do wzrostu stężenia kadmu w glebie. Akumulatory niklowo-kadmowe są jednym z najpopularniejszych i najpowszechniejszych produktów na bazie kadmu.
Mechanizm toksyczności
Kadm (Cd) - jest wyjątkowo toksycznym zanieczyszczeniem przemysłowym i środowiskowym sklasyfikowanym jako rakotwórczy dla ludzi (Grupa 1 - według Międzynarodowej Agencji Badań nad Rakiem).
Ostra ekspozycja na opary kadmu może wywoływać objawy grypopodobne, takie jak dreszcze, gorączka i bóle mięśniowe, zwane czasem "błękitem kadmowym". Objawy mogą ustępować po tygodniu, jeśli nie ma uszkodzeń układu oddechowego. Bardziej poważne narażenie może uszkadzać tchawicę, powodować zapalenie oskrzeli, zapalenie płuc i obrzęk płuc. Objawy zapalenia mogą rozpoczynać się kilka godzin po ekspozycji i obejmować kaszel, suchość i podrażnienie nosa i gardła, bóle głowy, zawroty głowy, osłabienie, gorączkę, dreszcze i ból w klatce piersiowej.
Wdychanie pyłu z kadmem szybko prowadzi do chorób układu oddechowego i nerek, które mogą być śmiertelne (często z powodu niewydolności nerek). Spożycie znacznej ilości kadmu powoduje natychmiastowe zatrucie i uszkodzenie wątroby i nerek. Związki zawierające kadm są również rakotwórcze.
Kości stają się miękkie (osteomalacja), tracą gęstość mineralną kości (osteoporoza) i stają się słabsze. Powoduje to ból stawów i pleców, a także zwiększa ryzyko złamań.
Uszkodzenie nerek wywołane przez zatrucie kadmem jest nieodwracalne. Bliższa dysfunkcja cewek nerkowych powoduje niski poziom fosforanów we krwi (hipofosfatemia), powodując osłabienie mięśni, a czasem śpiączkę. Ta dysfunkcja powoduje także dnę moczanową, formę zapalenia stawów spowodowaną gromadzeniem się kryształów kwasu moczowego w stawach z powodu wysokiej kwasowości krwi (hiperurykemia). Innym efektem ubocznym jest zwiększony poziom chlorków we krwi (hiperchloremia). Nerki mogą również skurczyć się o 30%. Ekspozycja na kadm wiąże się również z rozwojem kamieni nerkowych.
Podobnie jak cynk, długotrwała ekspozycja na opary kadmu może powodować nieodwracalną, całkowitą utratę węchu u człowieka.
Wewnątrz komórek jony kadmu działają jak generator nadtlenku wodoru. Ten nagły wzrost cytosolowego nadtlenku wodoru powoduje zwiększoną peroksydację lipidów i dodatkowo zmniejsza zapasy witamina C i glutationu. Nadtlenek wodoru może również przekształcać grupy tiolowe w białka w niefunkcjonalne sulfony, a także może bezpośrednio atakować jądrowy DNA. Ten stres oksydacyjny powoduje, że dotknięta komórka wytwarza duże ilości cytokin zapalnych.