Кадмій (Cd)
Вбивця імунітету чи стимулятор росту?
Кадмій відноситься до токсичних (імуннотоксичних) ультрамікроелементів, будучи одним з основних забруднювачів навколишнього середовища. Його негативний вплив на організм людини проявляється вже при дуже низьких концентраціях (3–300 мг на добу). А при дозі 1–9 г можливі випадки з летальним наслідком. Але в той же час кадмій відноситься до групи «нових» мікроелементів і ультрамікроелементів (кадмій, ванадій, олово, фтор) і в низьких концентраціях здатний стимулювати ріст деяких тварин.
Добова потреба організму людини – 1–5 мкг. Дефіцит кадмію в організмі може розвинутися при недостатньому надходженні цього елемента (0,5 мкг/добу і менше).
В організм дорослої людини протягом доби надходить 10–20 мкг кадмію. В тонкому кишечнику абсорбується менше 5% кадмію, що надійшов з їжею. На всмоктування кадмію суттєво впливає присутність інших біоелементів і харчових речовин, таких як кальцій, цинк, мідь, харчові волокна тощо. Кадмій, що надходить в організм з вдихуваним повітрям, засвоюється значно краще (10–50%).
В організмі людини кадмій накопичується в основному в нирках, печінці та дванадцятипалій кишці. З віком вміст кадмію в організмі збільшується, особливо у чоловіків. Середня концентрація кадмію у чоловіків і жінок становить відповідно в нирках – 44 і 29 мкг/г, в печінці – 4,2 і 3,4 мкг/г, в ребрах – 0,4–0,5 мкг/г.
Кадмій виводиться з організму переважно через кишечник. Середньодобова швидкість виведення цього елемента дуже незначна і становить, за деякими даними, не більше 0,01% від загальної кількості кадмію, що міститься в організмі. Естрогени посилюють виведення кадмію, що може бути пов’язано з активізацією обміну міді.
Обмін кадмію в організмі характеризується наступними основними особливостями: відсутністю ефективного механізму гомеостатичного контролю; тривалим утриманням (кумуляцією) в організмі з дуже довгим періодом напіввиведення (в середньому – 25 років); переважним накопиченням у печінці та нирках; інтенсивним взаємодією з іншими двовалентними металами як у процесі всмоктування, так і на тканинному рівні.
Біологічна роль в організмі людини. Фізіологічна роль кадмію вивчена недостатньо. Передбачається, що кадмій впливає на вуглеводний обмін, активує ряд ферментів, відіграє роль у синтезі в печінці гіппурової кислоти, бере участь в обміні в організмі цинку, міді, заліза та кальцію. Також кадмій виявляється в складі так званого «металлотіоніну» – білка, для якого характерно високе вміст сульфгідрильних груп і важких металів. Функція металлотіоніну полягає в зв’язуванні і транспортуванні важких металів та їх детоксикації. In vitro кадмій активує кілька цинк-залежних ферментів: триптофан-оксигеназу, ДАЛК-дегідратазу (дегідратазу дельта-амінолевулінової кислоти), карбоксипептидазу. Однак ферментів, які активувалися б виключно кадмієм, не виявлено.
Основні проблеми, пов’язані у людства з кадмієм, обумовлені техногенним забрудненням навколишнього середовища, і його токсичністю для живих організмів вже при низьких концентраціях.
Синергісти та антагоністи кадмію.
Сірка,
селен,
цинк,
мідь,
кальцій та харчові волокна сповільнюють засвоєння кадмію. Цинк і мідь здатні витісняти кадмій з організму.
Ознаки недостатності кадмію: при експериментальному дефіциті кадмію у лабораторних тварин спостерігається уповільнення росту.
Кадмій відноситься до імуннотоксичних елементів. Багато сполук кадмію отруйні.
При надмірному надходженні кадмію в організм, особливо тривалому, розвивається хронічний кадміоз, при якому, в першу чергу, уражаються сечовивідна та статева системи. Спостерігаються протеїнурія, глюкозурія, амінокислотурія, β2–мікроглобулінурія, поява в сечі білка, що зв’язує ретинол і лізоцим, простатопатія з ризиком розвитку новоутворень і некрозу яєчок. Ураження бронхолегеневої системи супроводжується фіброзними змінами і підвищенням ризику розвитку емфіземи. Розвивається анемія, пов’язана зі зниженням всмоктування заліза в кишечнику та з лізисом еритроцитів. Підвищується артеріальний тиск. Відзначаються остеопластичні та остеопорозні зміни кісткової тканини, що пов’язано з порушенням абсорбції кальцію в кишечнику та ендокринними розладами (інакше кажучи, кадмій «вимиває» кальцій з кісток).
Викурювання всього однієї сигарети збільшує надходження кадмію в організм на 0,1 мкг (т.е. суттєво підвищує ризик інтоксикації кадмієм). Доведена роль кадмію в індукції раку легень і раку нирок у курців, а також розвитку патології передміхурової залози.
Від токсичної дії кадмію плід під час вагітності захищає плацента, а новонародженого – грудне молоко.
Причини надлишку кадмію: надмірне надходження (наприклад, з тютюновим димом, при виробничому контакті), дефіцит цинку, селену, міді, кальцію, заліза.
Основні прояви надлишку кадмію: простатопатія; кардіопатія, гіпертонія; емфізема легень, остеопороз, деформація скелета (качиний хід); нефропатія; анемія; розвиток дефіциту цинку, селену, міді, заліза, кальцію.
Кадмій необхідний: при порушеннях ростових процесів.