Cadmio

Metales. Acumulación toxicidad humanos. Utilización: cromados. Contaminación agua y medio ambiente

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CADMIO

Definición: Elemento metálico de número atómico 48, masa atómica 112.10 y símbolo Cd, perteneciente al grupo II b de la tabla periódica. Tiene un color azulado que recuerda a la plata, es blando, dúctil y maleable. A causa de su reactivada no se encuentra nativo en la corteza terrestre: se obtiene, sobretodo, impurificando las menas de Zinc. Fue descubierto en 1817 por Friedrich Strohmeyer (...).

INTRODUCCIÓN

El Cadmio es un metal raro y poco abundante, en la corteza terrestre es el compuesto número 67 en abundancia.Se halla normalmente combinado con otros elementos,como oxígeno, cloro o azufre (sulfato y sulfito de cadmio). Como el resto de compuestos que se encuentran en bajas proporciones, en cualquier ecosistema las reservas suelen ser muy bajas, y se ha demostrado que en estos casos, pequeñas variaciones pueden alterar el equilibrio de los ciclos biogeoquímicos de estos compuestos. A lo largo de diversos estudios se ha comprobado que la acción del hombre, a través de la actividad industrial, ha colapsado estos ciclos, y ello ha producido que parte del exceso de Cadmio haya llegado a los alimentos, a la cadena alimentaria y, por tanto, al hombre.

La finalidad de este trabajo es relacionar esta situación con problemas de acumulación y toxicidad en humanos a través de la cadena alimentaria, relación que se estableció a finales de los años 70 a raíz de un problema aparecido localmente en Jadun, una ciudad de Japón donde hubo una contaminación elevada con Cadmio. Este metal pasó a la cadena alimentaria, sobretodo se encontró acumulado en arroz (alimento básico de la población), provocando un síndrome o enfermedad que se denominó enfermedad de Itai-itai, caracterizada por problemas renales graves y óseos, que se observó en mujeres de 45-70 años que vivían junto a un río que provenía de una zona con una mina de Cadmio, y donde se observó que los alimentos y la bebida estaban contaminados.

A raíz de este problema se han desarrollado más estudios sobre este metal, con la finalidad de establecer claramente la relación entre contaminación y toxicidad humana, y se ha llegado a conocer el mecanismo de acción, patologías que puede producir..., estableciéndose también, a través de la FAO los niveles admisibles de ingestión (Marzo, 1998), y limitándose los niveles de emisión industrial y niveles de concentración en aire, agua, suelo y alimentos.

PROCEDENCIA Y USO DE CADMIO

Se puede encontrar en la naturaleza asociado a Zinc y Plomo. Su mayor concentración la hallamos cerca de minas o explotaciones de estos dos metales. Por ello, la contaminación medioambiental por este metal aparece al explotar dichas minas. Hasta 1990 se considera que la explotación total de Cadmio a lo largo de la historia ha sido de unas 320000 toneladas, pero no de forma constante, ya que si en 1900 se estimaba una explotación de 14 toneladas anuales, en los últimos años ha pasado a ser de unas 1700 toneladas en los años 80, y se estima que se duplica cada 10 años, lo que podría implicar que los niveles en alimentos puedan duplicarse cada 20 años.

Es utilizado básicamente en cromados, lo que representa un 35% del uso total, como pigmento (sobretodo en cerámica) y esmaltes, (sobre un 25%), como estabilizante de plásticos (un 15%), en baterías (un 15%) y en aleaciones. Las sales de Cadmio son venenosas, y por ello no son utilizadas en medicina.

De la cantidad utilizada, menos de un 10% del Cadmio es reciclado por la industria, lo que implica que la mayor parte se acumula en el medio ambiente.

Los valores en la atmósfera suelen ser del orden de nanogramos por metro cúbico (< 5ng/m3), pero puede llegar a varios miligramos por metro cúbico en ciertos tipos de industrias.

Los niveles en agua son muy bajos, del orden de 0.01-1mcg/l, excepto en áreas contaminadas.

En cuanto a los valores en el suelo, son los más elevados, pero del orden de microgramos (0.35-0.62 mcg/g), lo que da una media, en condiciones normales de 0.1-0.2 mcg/g en la corteza terrestre.

Muchos alimentos contienen trazas de este metal, sobretodo cereales y derivados, debido al uso de ciertos abonos y lodos utilizados en su cultivo. También encontramos niveles relativamente elevados en vísceras, sobretodo en hígado y riñón, y en marisco. En cambio, en carne, pescado y aves de corral la cantidad es muy baja.

CADMIO EN EL MEDIOAMBIENTE

Podemos hallar Cadmio en la Atmósfera, en el agua y en el suelo. Cómo llega el metal a cada medio es lo que a continuación se describe.

El Cadmio es un metal cuyo uso es bastante nuevo. Antes de la II guerra Mundial prácticamente no había demanda, y se asociaba a una impureza de Zinc y Plomo, con lo que era desechado , produciendo grandes áreas de contaminación alrededor de la industria del Zinc y Plomo. Actualmente se sigue relacionando la contaminación por Cadmio con este tipo de industria, es donde se producen mayores emisiones al medio ambiente, pero también se producen emisiones de Cadmio en la combustión de basuras, combustión de carbón, industria del acero, producción de cementos... aunque en mucha menor cantidad. La emisión de metales pesados al medio ambiente puede producir daños a nivel global, regional o local. En el caso del Cadmio, se ha visto que la relación de contaminación es de regional a local.

Origen de la Emisión

Emisión de Cd (Tm./año)- media

Combustión Carbón

232

Combustión de aceites

143

Producción de Plomo

117

Producción de Cobre/níquel

2550

Producción de Zinc/Cadmio

2760

Incineración de basuras

748

Industria del acero

156

Producción de cementos

272

Industria de Fertilizantes

171

(Valores de 1983)

- Emisiones Atmosféricas

La mayoría de las emisiones a nivel atmosférico se realizan a través de la industria del metal, seguido por la combustión de residuos o basuras, combustión de carbón, industria cementera y producción de fertilizantes.

Si comparamos la emisión de Cadmio a partir de fuentes naturales con la realizada por procesos humanos, vemos que, por ejemplo, en 1986 fueron 960 toneladas frente a 7570 toneladas respectivamente, lo que representa que el 90% del flujo anual de Cadmio es de origen humano.

La concentración de Cadmio es elevada alrededor de minas y zonas industriales, así como en zonas urbanas, concentración que disminuye a medida que uno se aleja de éstas zonas, siendo menor, por ejemplo, en área rural. Así y todo, el aire es un medio que permite el transporte de Cadmio a la cadena alimentaria de zonas muy alejadas de la civilización. Por ejemplo, se han realizado estudios de niveles ambientales de Cadmio en el ártico, que han resultado ser muy similares a los niveles ambientales de ciertas zonas rurales de los Estados Unidos.

- Contaminación del agua

El Cadmio que llega al agua procede principalmente de vertidos industriales, así como vertidos urbanos. La contaminación depende también de la cercanía de superficies acuáticas cercanas a zonas urbanas, ya que no será igual la cantidad de Cadmio que pueda llegar a un río cercano a una zona industrial que en alta montaña.

Sin embargo, parte del Cadmio atmosférico acaba siendo depositado en la superficie del agua, y representa el 23% del Cadmio contaminante que llega al agua, es decir, es la vía principal de entrada de cadmio en agua.

El 3-12-1997 la Comisión Europea establece los valores límite de emisiones mensuales permitidos por la industria, garantizando también la no transferencia de contaminación del aire al agua, los valores permitidos en agua para compuestos de Cadmio serán 0.02 mg/L (promedio mensual)

- Contaminación de suelos

La mayor parte de Cadmio vertido por el hombre va a parar al suelo. Al igual que en el agua, la vía principal de deposición es la atmosférica (23% del total), seguido de vertidos urbanos, uso de barros industriales como fertilizantes para mejorar las características minerales de los suelos, o uso de fertilizantes, como derivados de fosfato impuros.

Se considera la concentración de Cadmio en suelos entre 0.3-0.6 mcg/g, y se piensa que esta concentración se doblará cada 50-80 años, contando los índices de emisión de origen humano. Actualmente, en la mayoría de suelos urbanos, es raro encontrar concentraciones inferiores a 1.0 mcg/g. Incluso se han hallado zonas en Japón tan contaminadas que no pueden usarse ni para cultivar arroz. En Europa la mayoría de suelos contaminados lo han sido por el uso de fertilizantes y lodos industriales más que por la industria en sí.

El problema que se plantea actualmente es cómo conseguir descontaminar estos suelos.

CÓMO SE CONTAMINAN LOS ALIMENTOS

El acúmulo de Cadmio presenta, mayoritariamente, un origen alimentario. Además, de todos los metales tóxicos emitidos al medio ambiente, éste es uno de los que más tienden a acumularse en los alimentos.

Una característica del Cadmio es su fácil transferencia del suelo a los vegetales, siendo uno de los metales que mejor absorben las plantas, sobretodo cereales como el arroz, el trigo y, en menor cantidad el maíz. A nivel de contaminación por agua, son los moluscos bivalvos, crustáceos y peces los que presentan mayor incidencia de contaminación.

Aire Alimentos

La forma de transferencia del cadmio atmosférico a los alimentos es la deposición de éste sobre las frutas y vegetales. La retención de Cadmio en la superfície de los vegetales dependerá de factores como la velocidad de deposición, el tamaño de partícula, factores climáticos y características de las hojas. Se ha visto que el lavar los vegetales antes de su uso reducie significativamente los valores de Cadmio, lo que corrobora la idea del depósito de Cadmio atmosférico.

Agua Alimentos

La concentración de Cadmio en el agua de bebida sueel ser del orden de 2 mcg/L, lo que quiere decir que no es una vía importante de exposición.

El Cadmio contenido en el agua puede pasar a los recursos alimenticios acuáticos, y de aquí llegarán a la cadena de alimentación. La mayorái de la fauna y flora acuáticas pueden acumular Cadmo en cantidades superiores a los niveles que pueda haber en el agua.

Si miramos la cadena trófica, el primer nivel, el de las plantas acuáticas, será el que posea mayor poder de acumulación del metal. Tendríamos después los moluscos y crustáceos, que también tienden a bioacumular Cadmio. Por ello ciertos tipos de dietas basadas en el uso de algas marinas pueden acabar produciendo toxicidad al individuo, así como en el caso de pueblos pescadores, cuya dieta está basada en pescado y otros productos de origen acuático.

Suelo Vegetales

Se ha relacionado la concentración de Cadmio en los vegetales con la concentración del metal en el suelo, admás se ha constatado que estos niveles han ido aumentando a lo largo de los últimos años, incluso en zonas naturales no industrializadas ni urbanizadas.

La acumulación se produce de forma contínua, no existiendo ningún tipo de umbral, como ocurre con otros metales, por ejemplo, el plomo, y esto ocurre a concentraciones tan bajas de sólo 0.3ppm en el suelo.

Todos los laimentos de origen vegetal sufren una contmainación débil, pero sistemática, que corresponde a unos niveles que van de 5ppb hasta 100 ppb como máximo. De forma puntual será despreciable, pero cuando se compara con valores diarios se llega a niveles bastante elevados en algunos casos.

Una disminución del Ph del suelo facilita la transferencia del Cadmio al vegetal, por ello es importante, en zonas industrializadas, el fenómeno de la lluvia ácida, ya que ésta hace disminuir el Ph del suelo, aumentando la absorción por parte de las plantas y, por tanto, la acumulación. Se ha visto que el aumento puede llegar a ser de 2 a 20 veces superior que en zonas con suelos no contaminados o Ph más elevados.

Suelo Plantas Animales Alimento

En los últimos años se han realizado estudios sobre el contenido en Cadmio en los desperdicios animales, y se ha visto que han ido aumentando a medida que aumentaban las concentracions de Cadmio en el medio ambiente, suelos, vegetales, semillas..., lo que indica que se están viendo expuestos a niveles cada vez más elevados de contaminante. Sin embargo aún no está claro que los niveles que acumulan puedan llegar a crear un problema de salud en el hombre.

Los productos animales más frecuentes en la dieta humana son huevos, leche, músculo y carne roja, y éstos son, precisamente, productos conocidos por tener niveles particularmente bajos en Cadmio. Todos estos productos nos darían tan sólo un 10% de la ingesta diaria total estimada en la población adulta de USA. Este valor tan bajo viene dado porque, en general, el hígado y riñones de los animales actúan como filtros, donde retiene el Cadmio, con lo que no lelga a acumularse en otras zonas. Diferente es, sin embargo, el consumo de vísceras, sobtetodo de riñones e hígado, ya que es donde tiende a acumularse.

Tecnología alimentaria Alimentos

También la tecnología alimentaria puede contaminar los productos en la cadena de manipulación y tratamiento de los alimentos, sobretodo en el caso de embalajes.

No es muy frecuente que ocurra en el caso de conservas, pero cuando el envase es cerámico sí que puede cederse cadmio, ya que muchos esmaltes cerámicos coloreados pueden liberar, en contacto con el alimento, sobretodo si éste es ácido, cantidades no despreciables de cadmio.

Un ejemplo, se han realizado estudios para cuantificar la liberación de cadmio por las vajillas, colocando las piezas 24 horas en contacto con una solución de ácido acético al 4%, y se vio que el límite establecido por la OMS de 0.5mg/l se superaba en el 36% de los casos en platos barnizados y esmaltados, en un 22% en platos para niños, y en un 13% en platos de vidrio templado.

También puede ocurrir con envases plásticos, ya que algunos tipos de plásticos son estabilizados con estearato de Cadmio, sin embargo, estudios realizados con recipientes plásticos estabilizados con estearato de Cadmio, y coloreados con pigmentos que contienen cadmio no han dado resultados apreciables de liberación del metal, se han obtenido valores de mcg/, y normalmente inferiores a 30 mcg/l (lejos de los 0.5 mg/l permitidos por la UE).

Se debe tener en cuenta también la acción de la luz, ya que en el caso de pigmentos con cadmio, la luz favorece la degradación de estos pigmentos, posibilitando la migración del cadmio al alimento. Esta posibilidad se tiene en cuenta en una directiva europea ( Directiva del 15 de Octubre, 1984)

VALORES DE CADMIO

En 1972 la FAO/OMS fijan como valor de Cadmio que puede ingerirse semanalmente por un adulto 400-500 mcg .

Se considera una dosis mortal la de 100 mcg/dl

La cantidad en agua de bebida debe ser, según la OMS inferior a 5 mcg/l. Este valor se contempla en nuestra legislación en el RD 1138/1990, y se ratifica en una nueva propuesta Directiva en el 2000

La FDA limita la concentración en colorantes alimentarios a 15 ppm

La OSHA (Occupational Safety and Health Administration) limita a 100 mcg/m3 de cadmio en lugares de trabajo y se recomienda que los trabajadores respiren la menor cantidad de cadmio posible.

La dosis fijada por la OMS de 400 mcg/semanales es muy baja, y esto indica el carácter acumulativo que presenta el Cadmio.

Por ejemplo, en un neonato, la cantidad total de Cadmio en el organismo es de 1 mcg, pero en la edad adulta podemos acumular 30-40 mcg, sin llegar a aparecer manifestaciones de toxicidad.

ALIMENTOS QUE ACUMULAN CADMIO

Como ya se ha comentado anteriormente, la acumulación se da, mayoritariamente, en productos de origen vegetal, sobretodo en semillas y cereales (arroz, trigo...)

También en verduras como la lechuga y los rábanos, hortalizas, frutas...

Producto

Concentración (mcg /g)

Producto

Concentración (mcg/g)

Col

24

Pimientos

2

Lechuga

40

Pepinos

22

Espinacas

104

Tomates

231

Maíz dulce

268

Naranja

20

Judías secas

35

Uva

23

Arroz

166

Manzana

36

Maíz

277

Pera

38

Trigo

288

Zanahorias

207

Soja

322

Patatas

297

* Concentración de Cadmio media en diferentes especies de cultivos norteamericanos

Además de los ejemplos antes citados, a nivel Europeo se han hallado valores importantes de bioacumulación en ciertos tipos de champiñones, especies comestibles del género Agaricus (A. Augusta, A. Perrarus, A. Silvícola, A. Macrosporus y A. Maleolens). El Cadmio se acumula en las partes aéreas en mayor concentración de la existente en el suelo, concentrándose sobretodo en las lamelas. Esta acumulación está determinada genéticamente y es distinta según las razas, pero también influye el contenido de Cadmio en el suelo. Por ejemplo, se ha visto que los champiñones cultivados en estiércol de caballo contienen aproximadamente una décima parte del Cadmio que los que crecen en compuestos obtenidos a partir de basura.

Muchos champiñones que se consumen en diversas partes de Europa, especialmente en el Sur de Alemania y en Suiza, contienen más de 50 mg de Cd /Kg. de peso seco. Es decir, el límite que establece la FAO/OMS de 500 mcg semanales correspondería a la cantidad que contendría 50g de champiñón de bosque.

En aguas contaminadas, los crustáceos suelen tener una media de 2-10 mcg/g de Cadmio, sobretodo concentrado en riñón e hígado. Por ello, es importante tener en cuenta el tipo de dieta. Por ejemplo un pueblo pescador, con dieta básicamente de pescado. Considerando que la concentración de Cadmio en moluscos y crustáceos es de 0.05-0.1 mcg/g, la ingesta total diaria puede llegar a ser de 42-69 mcg/día, cuando los valores de ingesta en una ciudad media serían de unos 14 mcg /día .

Dentro de este grupo, los mejillones, las ostras, y gran número de bivalvos contienen entre 0.5 y 1.5 ppm de Cadmio. Los cangrejos son los que parecen retener más cadmio, sobretodo en la parte de vísceras, donde pueden llegar a acumular hasta 10 ppm, mientras en el resto de la carne no suele sobrepasar las 0.3 ppm.

En el caso del pescado, los valores suelen ser muy bajos, del orden de 0.2 ppm.

Los alimentos de origen animal serían los menos contaminados por Cadmio, suelen tener unas concentraciones de algunas decenas de ppb en relación al peso fresco. Sin embargo, hay una excepción, los despojos o vísceras animales, sobretodo hígado y riñón. Por el metabolismo del Cadmio, éste tiende a acumularse en estos dos órganos, sobretodo en forma combinada con metalotioneina, lo que favorece posteriormente la absorción intestinal en el hombre, aumentando el riesgo de toxicidad.

En Francia, por ejemplo, podemos encontrar en el Inventario Nacional de Calidad una relación de los alimentos que contienen mayor proporción de Cadmio, y hallamos mayores concentraciones en alimentos como despojos (riñones, hígados), en algunas aves (pato, pavo...), en el conejo, diversas verduras frescas (lechuga), o en conserva (espinacas, judías verdes...), atún enlatado, huevos, algunos quesos (quesos cocidos, sobretodo) y algunos productos de panadería y bollería (biscotes, croissants, pan completo), productos que derivan en su mayoría de cereales.

Así como se han estudiado bien los alimentos, no pasa igual con las bebidas, se conoce que el vino, la cerveza y la sidra contienen proporciones muy bajas, pero no se han realizado suficientes estudios.

Sí se conoce el hecho de el agua puede contaminarse por el sistema de distribución, ya que muchas tuberías se realizan con hierro galvanizado, esto se logra con aleación con Zinc, muchas veces impuro, y la impureza que lleva el Zinc suele ser Cadmio, con lo que parte será cedido al agua de las tuberías.

En el caso del café, también se han hallado ciertos residuos de Cadmio, normalmente en café de máquinas automáticas, ya que las piezas metálicas de aleación de la máquina pueden ceder cadmio.

Debido al elevado poder de bioacumulación que posee el Cadmio y su toxicidad, es necesario controlar y conocer con exactitud la contaminación de los diferentes tipos de alimentos, ya que éstos son la vía principal de aporte del metal al organismo humano.

Una vez conocemos los valores de Cadmio contenidos en los diferentes tipos de alimentos, nos interesa conocer cuáles serán los valores de aporte diario de este metal debido a los alimentos. Los valores varían dependiendo de la zona estudiada, por ello, los valores establecidos por diferentes países, difieren significativamente. Tendríamos, como valores más bajos, los establecidos por el Reino Unido, para un consumo medio diario de 1,5 Kg. De alimentos, el aporte de cadmio sería de 15 a 30 mcg. Valores similares también en Suecia

Sin embargo, países como Japón, Estados Unidos y Canadá preveen un intervalo más amplio, entre 15 y 70 mcg /día.

A pesar de estas diferencias, ninguno de los valores es preocupante, ya que se cumplen los límites establecidos por la OMS de 400-500 mcg semanales permitidos. Sin embargo, debido al aumento de la producción del metal, que se supone se dobla cada 10 años, y que provoca una duplicación de la concentración en la cadena alimentaria cada 20 años, y que el período de acumulación sea tan largo, hace que actualmente se esté intentando comprobar si se llega al umbral de 200 ppm (nivel crítico) a nivel de córtex renal. Pero estos estudios aparecerán en los próximos años, actualmente se están comenzando a realizar.

En otras ocasiones la exposiciones a pequeñas cantidades de una substancia puede proteger el organismo contra efectos letales de una sola dosis grande, por ejemplo, la exposición repetida a dosis pequeñas de compuestos de cadmio puede proteger a la persona contra dosis que pudieran ser letales para un organismo que previamente no hubiera estado expuesto al cadmio.

CINÉTICA

Absorción:

La absorción inhalatoria es la mayor (40-50%), sin embargo puede considerarse negligible, con la excepción de los fumadores, ya que el tabaco de un cigarrillo contiene de 1.5 a 2 mcg de Cd, el 70% del cual pasa al humo.

La mayor vía de toxicidad es la vía gástrica. El Cadmio tiene una baja absorción, de 5 a 20% en un adulto, y esta absorción se ve disminuida con la presencia de Calcio y ácido Fítico, así como metales como el Zinc y el Cromo.

El Cadmio se absorbe 20 veces más en bebés que en adultos, esto se debe a que el bajo desarrollo de los mecanismos de excreción en neonatos produce acumulación de tóxicos

Además de la edad, también influyen los factores dietéticos, ya que la toxicidad del Cadmio puede verse aumentada por deficiencias proteicas, así como deficiencias de vitamina C y D

Distribución

Una vez penetra en el organismo se fija a los tejidos transportándose unido a albúmina, o combinándose con metalotioneina, una proteína de bajo peso molecular, rica en grupos tiol, sintetizada en el hígado, que compleja el Zinc orgánico, evitando sus efectos nocivos.

Metabolismo - MECANISMO DE ACCIÓN TOXICA DEL CADMIO

Entre un 50-65% del Cadmio se acumula entre el riñón y el hígado. En un principio llega al hígado, que es donde se sintetiza la metalotioneina, y de aquí es trasladado progresivamente al riñón, donde quedará acumulado casi de forma definitiva, ya que la vida media del Cadmio es de unos 20 años en adultos.

Básicamente actúa sobre orgánulos celulares, a partir de reacciones entre el metal y componentes intracelulares.

La entrada al interior de la célula se produce por transporte a través de proteína (metalotioneina). Una vez en el interior celular, llega al retículo endoplásmico, el cual contiene diferentes enzimas microsomales, el Cadmio actúa inhibiendo algunos de dichos enzimas. A parte, el Cadmio también se acumula en los lisosomas de las células del túbulo proximal de la nefrona, aquí el cadmio inorgánico es degradado a Cd2+, este ion inhibe enzimas proteolíticos del lisosoma, lo que produce daños a la célula.

Así y todo, la célula posee un mecanismo de protección, basado en la unión de ciertas proteínas, lisosomas y nucleótidos con ciertos metales tóxicos, como el caso del Cadmio, reduciendo la capacidad tóxica de éstos en los distintos orgánulos celulares.

El Cadmio se combina con metalotioneina, una proteína de bajo peso molecular, y lo hace en forma de ion Cd2+. Este complejo es menos tóxico que el ion solo de por sí, pero en el túbulo renal hay la posibilidad de que este complejo se separe, liberando el ion Cadmio, lo que provocará efectos tóxicos.

A grandes dosis se llega a producir muerte celular, de tipo necrótica, aunque se han visto en ciertos estudios realizados células en apoptosis, con pocas alteraciones morfológicas, básicamente se pueden observar alteraciones a nivel de orgánulos celulares, como figuras de mielina al lado de depósitos de Cadmio, aumento de lisosomas y condensación de mitocondrias.

Excreción

La excreción se realiza por vía fecal, aunque es muy baja debida a la vida media tan larga del metal. Es proporcional a la cantidad acumulada en el organismo, Por ejemplo, en fumadores el valor será de unos 90 mcg/día, mientras en no fumadores es de unos 14 mcg/día.( el humo del tabaco contiene una elevada cantidad de cadmio, el 70% pasa al humo, y cerca del 50% es asimilado a través de la vía pulmonar, por eso los valores de acumulación en fumadores son mucho mayores que en no fumadores, donde el aporte de cadmio se realiza mayoritariamente a través de los alimentos)

El Cadmio puede excretarse también a través de las glándulas sudoríparas, así como el hierro, zinc, plomo y níquel

Se discute la posibilidad de existencia de un intento de eliminación de los depósitos de metal, junto a una acción directa de los metales sobre las organelas celulares.

PATOLOGÍAS CAUSADAS POR CADMIO

PROCESOS AGUDOS

En caso de una ingestión masiva, los síntomas derivados se relacionan con procesos irritativos locales:

  • Náuseas

  • Vómitos

  • Dolor abdominal

  • Hipersalivación

  • Dificultad de tragar

PROCESOS CRÓNICOS

Nefrotoxicidad - Teniendo en cuenta la función del riñón como órgano detoxificador, es frecuente que se halle una mayor concentración de sustancias tóxicas, sobretodo a nivel de los túbulos, que son los que tienen mayor actividad de absorción y secreción. Aquí podemos encontrar más cantidad de citocromo P-450 que en otras zonas del cuerpo, con la función de detoxificar, por ello es muy frecuente que el mecanismo de acción de éstos tóxicos sea atacando o inactivando este citocromo P450.

Ciertos metales pesados, como Cadmio, Mercurio, Plomo y Cromo, pueden alterar las funciones renales, y en el caso de los metales citados, la alteración es de tipo tóxica, y esta agresión se realiza sobre el epitelio tubular al ser el más sensible de la nefrona y el que está más diferenciado funcionalmente.

La alteración se produce, en el caso del Cadmio, a nivel de túbulos proximales, y ello ocurre cuando la concentración de Cadmio en el riñón llega a valores de unos 200mcg/g, (200 mcg /g de tejido fresco), lo que se conoce como concentración crítica, dando lugar a Glucosuria, Aminoaciduria y Poliuria, es decir, imposibilidad de reabsorción de ciertas moléculas y proteínas, la mayor de las cuales es la B2-microglobulina, es decir, aumenta el clearance de la B2-microglobulina) y de la RBP (Retinol Binding Protein), si sigue aumentando puede llegar a producir finalmente, muerte celular y anuria.

Hepatotoxicidad - Es un estudio que se está realizando actualmente. Se ha demostrado en estudios in vitro que el Cadmio puede producir efectos hepáticos tanto en mamíferos, así como pescado, aves y reptiles. Se ha visto que la hepatotoxicidad es dosis dependiente y también depende del tiempo de exposición. Faltan estudios en humanos

Osteomalacia - Si la dosis de metal acumulado aumenta , podemos llegar a una intoxicación muy avanzada en que aparece Hipercalcinuria, la cual, probablemente relacionada con una alteración del metabolismo óseo, puede llegar a producir Osteomalacia. Esta patología ósea se describe ya en 1942 (Francia, Nicau et Col.), en forma de fisuras óseas simétricas que aparecen sobretodo en el cuello del fémur. Se asocia a una alteración del metabolismo del Calcio, ya que afecta especialmente a las mujeres, después de la menopausia, provocando dolores violentos en pelvis y miembros inferiores, explicando así el nombre con el que se conoce esta enfermedad en japón (Itai-itai disease), y para los americanos como Ouch-ouch disease.

Hipertensión - Se piensa que, debido al fallo renal, se produce vasoconstricción y retención de iones Sodio, lo cual es el responsable de la hipertensión.

En los últimos años se han realizado estudios con animales de laboratorio (Lauwerys, 1982) donde se ha demostrado el efecto hipertensor del Cadmio en el sistema vascular de ratas, cuando se les ha administrado el metal en el agua de bebida. Podría ser efecto de un aumento de la secreción de renina estimulada por Cadmio. Sin embargo, la acción hipertensiva en el hombre no ha sido demostrada, ya que no se ha observado aumento de la prevalencia de hipertensión en trabajadores expuestos ni en habitantes de zonas contaminadas.

Carcinogénesis - Se están realizando estudios para demostrar la acción carcinogénica en el hombre del Cadmio. Se cree que probablemente lo sea, ya que el Cadmio es uno de los metales necesarios para ciertas rutas enzimáticas y metabólicas, pudiendo actuar a nivel de loops en proteínas transformadoras, así como producir daños en el citoesqueleto celular, afectando a la acción de la DNA polimerasa a nivel de biosíntesis celular.

El Cadmio actúa como antagonista del Zinc, en animales se ha comprobado la inducción de cáncer de testículo (lo que también ha demostrado el efecto protector del Zinc), en hombres, y a través de encuestas epidemiológicas, se ha visto un aumento de cáncer de próstata y pulmón, sobretodo en fumadores, ya que el tabaco dobla los valores de ingesta diarios.

Se desconoce actualmente si puede ocasionar cáncer a partir del contacto con la piel o por el consumo de bebida o alimentos contaminados.

Fertilidad - Ha aparecido alguna evidencia, no del todo confirmada, de que la toxicidad crónica de cadmio puede producir disminución de la fertilidad, así como fetotoxicidad.

Neurotoxicidad - En ciertos estudio actuales se han podido hallar marcadores celulares precoces a nivel neuronal, y se ha podido comprobar que, frente a una exposición de cadmio, un tipo de marcador desciende en número, mientras otro tipo de marcador aumenta. Esto nos orienta hacia que el cadmio está implicado de alguna forma en las vías neuronales.

MARCADORES DE TOXICIDAD

Excreción urinaria

B2-microglobulina - cuando hay toxicidad crónica, aumenta el clearance de esta proteína.

NAG (N-Acetil-glucosaminidasa)

Para el estudio del efecto neurotóxico se utilizan biomarcadores neuronales (AchE+ y GFAP+), obtenidos a partir de embriones cultivados. Se ha encontrado que la dosis inhibitoria (DI50) del cadmio, en neuronas, es de 5.10-6.

En algunos laboratorios se pueden realizar tests para medir niveles de cadmio en uñas, pelo, sangre y orina. Los niveles en sangre nos orientan hacia una exposición reciente, sin embargo, en orina hallamos valores tanto de exposiciones recientes como de exposiciones crónicas.

Los programas de vigilancia medioambientales deben incluir, por tanto, análisis de suelos, sedimentos y aguas subterráneas para seguir la evolución en el tiempo del contenido en metales y semimetales, y deben incluir muestras y análisis de la cantidad de cadmio en la flora y fauna siguiente:

- arroz y otros cereales cultivados en la zona afectada

- moluscos bivalvos, crustáceos y peces de fondo

TRATAMIENTO

El Cadmio se sabe que produce procesos oxidativos, por tanto, una ingesta adecuada de antioxidantes podría contrarrestar los efectos de los radicales libres formados, es decir, se podría neutralizar el metal Cadmio. Ya se ha comentado anteriormente que hay estudios que demuestran que deficiencias en Vitaminas C y D, de las que se conoce perfectamente su importante papel como antioxidantes, hace aumentar la toxicidad del Cadmio.

Versenato
Corresponde al ácido etilén-diamino-tetraacético-cálcico disódico (EDTA Ca Na2), agente quelante potente para administración endovenosa. Posee un amplio espectro para quelar metales pero se ha utilizado principalmente en el tratamiento de las intoxicaciones por plomo, zinc, manganeso, cobre, mercurio, cadmio y berilio.

Se administra a la dosis de 20-30 mg/kg./dosis, por infusión endovenosa, a pasar en 2 horas. Repetir cada 24 horas por períodos de cinco días. El empleo de dosis altas puede causar nefrotoxicidad tubular y glomerular. Algunos efectos secundarios, en general raros y transitorios, son malestar general, fatiga, fiebre, lagrimación y congestión nasal, hipotensión y depleción de otros metales.

CONCLUSIÓN

La ubicuidad del cadmio y del plomo en el medio ambiente, en los alimentos y en la atmósfera, supone un riesgo elevado de acción tóxica sobre la salud del hombre y los animales. La falta de conocimiento existente sobre los efectos subletales de ambos metales sobre los seres vivos, obliga a la continuación de estudios experimentales in vivo que minimicen las lagunas del conocimiento.

Sí se conoce que, de los metales pesados, el Cadmio, junto al Arsénico, son los metales que presentan una mayor toxicidad y tendencia a la bioacumulación.

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