Kadmium (Cd)

A kadmium a környezetben perzisztens és nagy toxicitású vegyület, kis mennyiségben sem esszenciális a szervezet számára. Természetes forrásai a tűzhányók, szálló por, tengeri aeroszol, és erdőtüzek (NCM, 2003).

Antropogén tevékenység során, úgymint galvanizálás, vas- és acélgyártás, elemgyártás során és szennyvíziszappal (NRC, 2005), valamint porcelán és műanyag gyártás során (Akan et al., 2010), fosszilis tüzelők égetése, közúti közlekedés (Kenntner et al., 2003), cink, réz és ólom kinyerésekor melléktermékként kerülhet a környezetbe (NCM, 2003). Továbbá foszfát- és cinktartalmú tápok is a Cd-szennyezés forrásai lehetnek (NRC, 2005).

Az ipari felhasználás eredményeként a Cd széles körben jut a levegőbe, a vízbe és a talajba, és így az élelmiszerekbe is (Garner & Levallois, 2016). A színesfémek olvasztásából és a szénégetésből származó légköri Cd-kibocsátás például Kínában körülbelül 4,6-szeresére nőtt 1990 és 2010 között (Shao et al., 2013; Cheng et al., 2015).

Természetes körülmények között a földkéregben 0,1-1 mg/kg koncentrációban található meg, de üledékes kőzetekben akár ennek a mennyiségnek a 10-20-szorosa is mérhető (Elinder, 1992). Természetes felszíni talajokban és talajvízben általában 1 µg/l érték alatti mennyiség található (ATSDR, 1999).

Európa 27 országában lévő 619 állomáson 2015-ben mért légköri kadmium adatok alapján, határérték (5 ng/m³) feletti Cd-koncentrációt 6 állomáson mértek. Ezek az állomások ipari és külvárosi területeken találhatóak, Belgium, Bulgária, Olaszország és Spanyolország területén. Az állomások 98%-ában az alsó küszöbérték alatti (2 ng/m³) koncentrációt határoztak meg (EEA Report, 2017).

A kőzetfeltárások során 2000-ben 19 700 tonna Cd került a földkéregből a technoszférába (NCM, 2003).

Toxikus mennyiségű Cd felvétele leggyakrabban orális és inhalációs úton történik, a bőrön keresztüli felvételhez hosszú expozíciós idő szükséges (Wester et al., 1992).

Inhalációs úton történő felvétel esetén vesekárosodás, csökkent tüdőkapacitás és emphysema figyelhető meg, míg szennyezett táplálék- vagy vízfelvétel esetén minden szerv károsodhat, főleg a vese és a máj (IPCS, 1992; Swiergosz-Kowalewska, 2001).

Sokféle egyéb káros hatással lehet a szervezetre. Főleg ipari folyamatok során kerül kapcsolatba vele az ember, valamint a dohányzás, és szennyezett ételek is (zöldségek, rizs) a fő források közé sorolhatók. Vizsgálatok kimutatták, hogy a szervezetbe került Cd vesekárosodáshoz, csontritkuláshoz és rák kialakulásához is hozzájárulhat (Nawrot et al., 2006;

Jarup & Akesson, 2009; Ali et al., 2012; Musacchio et al., 2016).

Állatkísérletek és humán epidemiológiai vizsgálatok során kimutatták, hogy a Cd megváltoztatja a vérben lévő nemi hormonok – a luteinizáló hormon, progeszteron és tesztoszteron – szintjét (Iavicoli et al., 2009; Chen et al., 2016). Emellett kapcsolatot találtak a Cd-expozíció és a prediabetes, a diabetes, az elhízás és a pajzsmirigy betegségek között, bár ezen eredmények nem következetesek (Padilla et al., 2010; Wallia et al., 2014; Jancic & Stosic, 2014; Nie et al., 2016).

Az emésztőtraktusból történő felszívódása függ az oldhatóságától, a jól oldódó kadmium-sók (kadmium-klorid, kadmium-acetát, kadmium-nitrát, kadmium-szulfát) könnyebben és jobban felszívódnak, míg a kevésbé oldható formák (pl. kadmium-szulfid) felszívódása gyenge (ATSDR,

hiányában emelkedik (Brzoska & Moniuszko-Jakoniuk, 1998; NRC, 2005)), tápanyag és vitamin ellátottsága, valamint az állat kora és neme is befolyásolja (Massanyi et al., 2003). Emellett káros hatással van a hasnyálmirigy β-sejt funkcióra, negatívan befolyásolja a kalcium és a cink felszívódását és anyagcseréjét, és súlyosbítja a kalciumhiány tüneteit (Fullmer et al., 1980; NRC, 2005, El Muayed et al., 2012). Legmagasabb koncentrációban a vesében található meg, ezt követi a máj, a herék, a hasnyálmirigy és a lép. Kiválasztása lassú, főként a vizelettel és a bélsárral történik (NRC, 2005; El Muayed et al., 2012).

A Nemzetközi Rákkutató Ügynökség 1993-ban humán karcinogénként sorolta be a kadmiumot. Ugyanakkor, teratogén a madarakban és az emlősökben is (ATSDR, 1999;

Kertész & Fáncsi, 2003; NRC, 2005).

A szövetekben mérhető Cd mennyisége arányosan növekszik az expozíciós idővel, de elérhetnek egy felső határt, amikor magas az étrendben megtalálható Cd mennyisége. Például kacsákkal 20 mg/kg kadmiummal kevert takarmányt etetve, a friss izomszövetekben mérhető Cd-szint növekedhet 0,006-tól 0,025 mg/kg-ig az első 30 napban, míg ez a következő 30 napban 0,077 mg/kg-ig nőhet, ezután tovább adagolva a 20 mg/kg dózist már nem növekszik tovább (White et al., 1978). Az izomszövetben viszonylag gyorsan (néhány hónap alatt) kialakul ez a felső határ, de ezzel szemben a vesékben és a májban sokkal több idő szükséges ehhez. Miután beáll ez a felső határ, majd kivonják a kadmiumot a táplálékból egy vagy több hónapra, jelentős Cd-csökkenés nem figyelhető meg (White and Finley, 1978; Sharma et al., 1979; Baxter et al., 1982).

A kadmium elhanyagolható mennyiségben juthat a tojásba és a tejbe az anya szervezetéből (Leach et al., 1979; Sharma et al., 1979; Smith et al., 1991; Sato et al., 1997).

A húsban, tojásban és tejben mérhető kadmium mennyisége mindig alacsonyabb, mint a táplálékban mérhető mennyiség, de fontos tudni, hogy ezzel szemben a vesékben és májban mérhető mennyiség szinte mindig magasabb, mint a táplálékban, így azok elfogyasztása kockázattal járhat (Morcombe et al., 1994).

Brojlercsirke mechanikusan csontról lefejtett húsa nem okoz élelmiszer-biztonsági problémát, mivel ezen csirkék 6-7 hetes korukban kerülnek feldolgozásra, és ekkor a vesékben még csak 0,05 mg/kg, míg a húsukban 0,005 mg/kg-nál kisebb mennyiségű kadmium mérhető (Murphy et al., 1979).

A kadmium nem túl hatékonyan szívódik fel, de amint belép a szervezetbe, nagyon lassan ürül ki, és az élettartamnak megfelelően felhalmozódik. A kadmium biológiai hasznosulása többnyire hasonló a különböző takarmánytípusoknál, valamint a takarmányból és a vízből történő felvétel esetén is. A takarmányból vagy a vízből történő nagy mennyiségű felvétel a növekedési ráta csökkenését, vérszegénységet, vesekárosodást, csontritkulást, meddőséget és magas vérnyomást okoz.

A legmagasabb tolerálható kadmium-szint baromfi tápban 10 mg/kg. Vadkacsákkal végzett kísérlet során a táphoz adagolt 20 mg/kg Cd anemiát, emelkedett szérum glutamin-piruvát-transzamináz szintet eredményezett (Cain et al., 1983). Tojótyúkok esetében a 3 mg/kg táphoz adagolt Cd növelte a tojástermelést, viszont a 12 mg/kg már csökkentette a tojásszámot, és a tojáshéj vastagságát is (Leach et al., 1979). A kadmium-szulfátot (25 mg/kg Cd) tartalmazó táp etetése a brojlercsirkéknél a máj gócos zsíros elfajulását, a jejunum nyálkahártyájának hisztiocitás és kötőszövetének limfohisztiocitás beszűrődését, továbbá vesefibrosist okozott (Bokori et al., 1996). További, csirkéken végzett vizsgálatok megállapították, hogy a táplálékhoz adagolt 50 mg/kg Cd hatására csökkent a tojástermelés (Hennig et al., 1968). Japán fürjeknek 10 napos etetéses kísérlet során, a 75 mg/kg Cd is csökkentette a tojások számát (Bokori & Fekete, 1995).