Cadmiumintoxikation
Synonym: Cadmiumvergiftung
1. Definition
Unter der Cadmiumintoxikation versteht man eine Vergiftung mit Cadmium.
2. Vorkommen
Cadmium wird in der Industrie bei vielen technischen Prozessen eingesetzt. Es findet Anwendung in der Herstellung von Batterien, Farbpigmenten und bei der Gewinnung und Verarbeitung von Metallen. Durch Verbrennungsprozesse, als Bestandteil von Klärschlamm oder durch phosphathaltige Düngemittel kann es in die Umwelt gelangen und von Pflanzen, Tieren und Menschen aufgenommen werden. Cadmium liegt unter Anderem im Tabak in erhöhten Konzentrationen vor und wird beim Rauchen von Zigaretten vermehrt in den menschlichen Organismus aufgenommen. Aus diesem Grund kann man bei Rauchern erhöhte Konzentrationen an Cadmium in Leber, Niere und Lunge nachweisen.
3. Metabolismus
Cadmium hat eine Halbwertszeit von zehn bis dreißig Jahren und wird vor allem renal, in geringerem Maße auch über die Nägel, die Haare und den Schweiß ausgeschieden. Aufgrund seiner langen Halbwertszeit kommt es zur Akkumulation im menschlichen Körper.
Cadmium, das sich in den Nahrungsmitteln befindet, wird nur in geringen Mengen (ca. 5 Prozent) enteral resorbiert. Nach der Aufnahme in den Organismus akkumuliert es vor allem in den Nieren, der Leber und dem Pankreas.
Im Blut wird das Cadmium an niedermolekulare, hitzestabile Proteine gebunden. Diese weisen einen hohen Cysteingehalt auf und inaktivieren das Cadmium. Durch die Proteine wird in der Regel eine stärkere Schädigung der Leber vermieden.
Cadmium nimmt weiterhin Einfluss auf den Calciumstoffwechsel. In der Darmschleimhaut konkurriert Cadmium mit Calcium um die Bindungsstellen des Calcium-bindenden Proteins. In den Nieren hemmt es die Synthese von Calcitriol. Dies hat eine verminderte renale und enterale Calciumaufnahme, eine vermehrte Entmineralisierung des Knochens und eine vermehrte Ausscheidung von Calcium über den Harn zur Folge.
4. Intoxikation
4.1. Akute Form
Die Symptome einer akuten inhalativen Cadmiumintoxikation treten mit einer Latenz von einigen Stunden auf. In der Regel imponiert die akute inhalative Cadmiumintoxikation durch Reizerscheinungen der oberen und unteren Atemwege. Weiterhin treten Kopfschmerzen, Verwirrtheit und Fieber auf. Besonders hohe Dosen können zu einem Lungenödem oder einer insterstitiellen Pneumonie führen.
Bei einer akuten oralen Cadmiumintoxikation stehen gastrointestinale Symptome im Vordergrund. Dazu gehören Übelkeit, Erbrechen und Durchfall. Man geht davon aus, dass die Schwellendosis für die orale Aufnahme bei 15 mg Cadmium liegt.
4.2. Chronische Form
Eine chronische inhalative Cadmiumintoxikation begünstigt höchstwahrscheinlich die Entwicklung eines Lungenemphysems.
Bei der chronischen oralen Cadmiumintoxikation wird vor allem die Funktion der Nieren beeinträchtigt. Durch Akkumulation von Cadmium kommt es zu einer chronischen tubulären Nierenschädigung mit dem Leitsymptom der tubulären Proteinurie.
Die Schädigung der Nieren kann sekundär zu Schädigungen im Bereich des Skelettsystems führen. Hierzu gehören Frakturen, Knochendeformitäten und -schmerzen. Störungen der Leberfunktion sind möglich, werden jedoch selten beobachtet.
Die chronische orale Cadmiumintoxikation führt weiterhin zu einer leichten hypochromen Anämie, zu einer verminderten Synthese der alpha-2-Globuline und zu einer verstärkten Synthese der gamma-Globuline.
Bei Frauen hat eine leichte chronische Cadmiumintoxikation eine östrogenartige Wirkung.
Auf Grund seiner kanzerogenen Wirkung erhöht eine langjährige Cadmiumbelastung das Lebenszeitrisiko für das Auftreten von Nieren- und Bronchialkarzinomen.
siehe auch: Itai-Itai-Krankheit
5. Labormedizin
5.1. Material
Für die Untersuchung werden 4 ml EDTA-Blut oder ein 24-h-Sammelurin benötigt. Da Cadmium zu 95% in den Erythrozyten an Hämoglobin gebunden vorliegt, ist die Bestimmung aus dem Blutserum weniger zuverlässig.
5.2. Referenzbereich
| Material | Grenze für: | Norm |
|---|---|---|
| Vollblut (EDTA) | Nichtraucher | bis 1,7 µg/l |
| Raucher | bis 8 µg/l | |
| BGW | bis 15 µg/l | |
| Serum | bis 0,4 µg/l | |
| Urin | bis 4 µg/l | |
| BGW | bis 15 µg/l |
Der biologische Grenzwert (BGW) ist ein Grenzwert für die Konzentration eines Arbeitsstoffes, seiner Metaboliten oder eines Beanspruchungsindikators im biologischen Material (z.B. Blut oder Urin) eines Beschäftigten. Es wird angenommen, dass bei Einhaltung des Grenzwertes die Gesundheit eines Beschäftigten im Allgemeinen auch bei wiederholter oder langfristiger Exposition nicht beeinträchtigt wird.
5.3. Letale Dosis
Die letale Dosis beträgt:
- bei inhalativer Aufnahme: 5-6 mg/m3 innerhalb von 8 Stunden
- bei oraler Aufnahme: mehrere hundert Milligramm
5.4. Ergänzende Labordiagnostik
Da eine Cadmiumintoxikation mit ausgeprägten Nierenschädigungen einhergehen kann, sollte beim Verdacht ein Urinstatus mit einer quantitativen Proteindifferenzierung durchgeführt werden.
5.5. Hinweise
Erkrankungen durch Cadmium können als Berufskrankheit anerkannt werden. Die Überwachungsempfehlung von beruflich exponierten Personen fordert einen jährlichen Urinstatus sowie die regelmäßige Bestimmung von Cadmium in Blut und Urin.
6. Therapie
Für die Cadmiumintoxikation existiert keine spezifische Therapie. In Tierversuchen zeigte sich der Komplexbilder 2,3-Dimercapto-Bernsteinsäure hilfreich.
7. Literatur
- Laborlexikon.de; abgerufen am 14.02.2021
- Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin: Cadmium; abgerufen am 14.02.2021
- Problematik, Klinik und Beispiele der Spurenelementvergiftung - Cadmium, Toxichem Krimtech 2012; abgerufen am 14.02.2021
- Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit: Cadmium (2019); abgerufen am 14.02.2021