TOXISCHE
METALLE
Cadmium
Cadmium ist eines der bedeutendsten toxischen Elemente, durch Verwendung von
Klärschlamm und Phosphatdünger, über Müllverbrennungsanlagen sowie durch
Industrieabwässer gelangt es in die Umwelt. Daher bilden die Nahrungskette und
das Trinkwasser die Hauptquellen für eine Cadmium-Anreicherung im Körper. Zu den
cadmiumreichen Nahrungsmitteln zählen vor allem Getreide-Produkte, Kartoffeln,
Innereien, Pilze, Spinat, Wurzelgemüse (Sellerie), Meeresfrüchte, Fische,
Muscheln, Austern (in den Austern verhindert ein hoher Zinkspiegel die
schädlichen Folgen des Cadmiums), Konservennahrung und Cola-Getränke.
Kadmium
ist in vielen Farben (Kinderspielzeug, Keramiken) und Farbpigmenten enthalten.
Es findet sich im Tabakrauch, Batterien, Akkus, Kosmetika (Maskara),
Rostschutzmitteln,
Glas und PVC-Kunststoffen. Über den Zigarettenrauch (auch passiv) ist eine
Zufuhr beträchtlicher Cadmium-Mengen möglich.
Cadmium wird darüber hinaus in der Industrie vielfältig verwendet und kann daher
sowohl für den Werktätigen, als auch die Bewohner eines industriereichen
Gebietes eine Belastungsquelle darstellen. Bedeutende Cadmiumverarbeitende
Industriezweige sind die Eisen-, Stahl-, Kohle- und Ölindustrie.
Als reines Metall wird Cadmium
vor allem als Nebenprodukt bei der Zink-Herstellung gewonnen.
Symptome und Stoffwechselstörungen
Bei
Cadmium-Belastung können Zink- und Eisenmangelsymptome auftreten und häufig
werden bei Kindern auch Hyperaktivität,
Verhaltensstörungen
und Infektanfälligkeit beobachtet.
Berufsbedingte Cadmium-Vergiftungen können zu
Leberschädigungen, Nierenschädigungen, Nierenerkrankungen, Bluthochdruck,
Fertilitätsstörungen, Osteoporose, Herz‑Kreislauferkrankungen und
Krebserkrankungen
führen. Nach chronischen Belastungen entstehen pathologische Akkumulationen im
Gewebe, die eine Halbwertszeit (Zeit in der die Hälfte der aufgenommenen
Verbindungen wieder ausgeschieden wird) von 13-38 Jahren haben können!
Eine durch
Cadmium-Belastung hervorgerufene Erkrankung ist bei älteren Frauen in Japan
endemisch und wurde v. a. nach dem zweiten Weltkrieg beobachtet, die
Itai-Itai-Krankheit. Dabei kommt es zu unerträglichen Schmerzen,
Knochen-Deformationen, Entkalkungsvorgängen und Frakturen bereits nach leichten
Bewegungen. Cadmium stört bei dieser Erkrankung die intestinale Resorption von
Kalzium. Zusätzliche verursachende Faktoren sind zu wenig Kalzium (Kalziummangel
erhöht die Cadmium-Resorption und -Retention) und Vitamin D in der Nahrung.
Die Auswirkungen
von zu hohen Cadmium-Werten auf die Nieren sind Funktionsstörungen der
proximalen Tubuli. Dabei findet man vermehrt Glukose, nieder- und hochmolekulare
Proteine und freie Aminosäuren im Urin. Weiterhin kommt es zu Veränderungen im
Mineralstoff-Metabolismus (v. a. von Kalzium und Zink), zu Nierensteinen und
Osteomalzie.
Die Auswirkungen
von Cadmium-Belastungen auf das Herz-Kreislauf-System sind noch verheerender, da
dessen Empfindlichkeit aufgrund Fehlen von Metallothionein, der Selen-abhängigen
GPX (Glutathion-Peroxidase) bzw. der Kupfer-abhängigen SOD (Superoxid-Dismutase)
im Vergleich zur Leber und Niere stark erhöht ist. Im Herz-Kreislauf-System
kommt es bereits bei Konzentrationen (5 μg/g), die weit unter den kritischen
Konzentrationen für die Niere liegen zu Schädigungen. Die schädigende Wirkung
des Cadmiums beruht v. a. auf einem kompetitiven Antagonismus zwischen Kalzium
und Cadmium, welcher Wirkungen an und innerhalb der Zellmembran zeigt. Die
Folgen sind Tachykardie, arterielle Hypertonie, veränderte Reizleitung und
Kontraktilität sowie dystrophische Veränderungen im Myokard. Im Tierversuch
konnte Cadmiuminduzierter Bluthochdruck mit Zink-Supplementierung normalisiert
werden.
Auch
auf die immunologischen Funktionen wirken sich hohe Cadmium-Werte negativ aus.
Die Antikörper-Produktion wird unterdrückt und die Makrophagen-Funktion gestört.
Die Abwehr gegenüber bakteriellen und viralen Infekten ist dadurch nicht mehr
ausreichend.
Bei
Arbeitern der Cadmium-produzierenden oder -verarbeitenden Industrie bzw. deren
unmittelbaren Anwohnern findet man vermehrt Lungenemphyseme, Lungenfibrose,
chronische Bronchitis und Kurzatmigkeit, auch die Häufigkeit von
Prostatakarzinomen wurde bei betroffenen Personen vermehrt beobachtet.
Die
Resorption von Zink kann durch hohe Cadmium-Werte gehemmt werden. Deshalb sind
die Krankheitsbilder einer chronischen Cadmium-Intoxikation mit denen eines
Zinkmangel-Zustandes identisch. Bei Eisenmangel wird Cadmium verstärkt
resorbiert. Umgekehrt kann eine Cadmium-Vergiftung einen Eisenmangel auslösen,
was eine hypochrome, mikrozytäre Anämie zur Folge haben kann. Selen und Kupfer
zeigen gegenüber Cadmiumbelastung einen Schutzeffekt, Blei hingegen wirkt
synergistisch. Vitamin C kann durch seine Hydroxylierungs-Eigenschaften die
Wasserlöslichkeit und somit Ausscheidungsrate von Cadmium erhöhen,
Toxizitätssymptome können so verhindert bzw. eine Cadmium-Vergiftung erfolgreich
therapiert werden.
Im
Blut treten die erhöhten Cadmium-Werte nur während einer kurzen Zeitspanne auf,
deshalb reflektiert die Cadmium-Analyse des Haares die orale Aufnahme am besten.
