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.