PMC

Před několika desetiletími se v souvislosti s hojnou dostupností různých chemických materiálů překvapivě zvýšila míra intoxikace (1, 2). Lidé mohou některé léky a chemické látky používat nesprávným způsobem, v důsledku čehož se mohou úmyslně nebo náhodně otrávit (3, 4). Těžké kovy podobně jako jiné jedovaté chemické látky z přírodních nebo průmyslových zdrojů mohou vážně ohrozit lidský život (5). Kadmium (Cd, atomové číslo 48, atomové hmotnostní číslo 112, teplota tání 321 °C a teplota varu 765 °C) je prvek s měkkými, tvárnými, stříbřitě bílými s namodralou barvou, lesklými a elektropozitivními vlastnostmi. Nemá žádný zápach ani chuť a je velmi jedovatý. Cd má osm stabilních izotopů: 106 Cd, 108 Cd, 110 Cd, 111 Cd, 112 Cd, 113 Cd, 114 Cd a 116 Cd. Nejběžnějšími izotopy jsou 112 Cd a 114 Cd (6). Kadmium také tvoří řadu komplexních organických aminů, komplex síry, chlorokomplexy a cheláty. Ionty Cd tvoří rozpustné soli uhličitanů, arzeničnanů, fosforečnanů a sloučeniny ferrokyanidů. Doprovodná výroba zinku může být vyráběna v různých komerčních formách. Používá se jako slitina při galvanickém pokovování (automobilový průmysl) a při výrobě pigmentů (síran kademnatý, selenid kademnatý), podobně jako stabilizátory pro polyvinylové plasty a v bateriích (dobíjecí Ni-Cd baterie) (6, 7).

Epidemiologie: Přes dramatickou celosvětovou produkci, spotřebu a uvolňování sloučenin Cd do životního prostředí se ukazuje, že neexistuje žádný účinný způsob jejich recyklace. V souladu s tím může expozice člověka sloučeninám Cd vytvářet vážný zdravotní problém. Kadmium se používá v nikl-kadmiových bateriích, jako pigment při výrobě barev, rovněž při galvanickém pokovování a výrobě polyvinylchloridových plastů. Kromě toho je kadmium přítomno ve většině potravin a v závislosti na stravovacích návycích se jeho obsah značně liší.

Kadmium se značně vyskytuje v životním prostředí, a to v důsledku lidské činnosti, jako je používání fosilních paliv, spalování kovových rud a spalování odpadů. Únik čistírenských kalů do zemědělské půdy může způsobit přenos sloučenin kadmia adsorbovaných rostlinami, které mohou hrát významnou roli v potravním řetězci a hromadit se v různých lidských orgánech. Dalším velkým zdrojem expozice kadmiu je také cigaretový kouř. Když se měřilo kadmium ve vzorcích krve kuřáků, ukázalo se, že mají 4-5krát vyšší hladiny cd v krvi než nekuřáci (8).

V průběhu minulého století byla zaznamenána expozice kadmiu mnoha různými způsoby. Poškození plic u pracovníků vystavených Cd bylo zaznamenáno již ve 30. letech 20. století. V dalších desetiletích byly navíc popsány některé případy toxicity kostí a ledvin v důsledku expozice kadmiu. Po druhé světové válce, v 60. a 70. letech 20. století, trpěli Japonci různou mírou znečištění. Jedním z těchto stavů byla nemoc itai-itai způsobená chronickou kontaminací rýžových polí kadmiem. Počet pacientů postižených touto nemocí se v letech 1910 až 2007 odhadoval na přibližně 400 pacientů (9).

Další mezinárodní společná studie v 16 evropských zemích zjistila, že množství kadmia u párů matka-dítě překročilo tolerovatelný týdenní příjem. V této studii mělo Polsko ve srovnání 16 zemí nejvyšší hladinu Cd v moči, zatímco Dánsko vykazovalo nejnižší hladinu (10). Ve Spojených státech se ročně vyrobí přibližně 600 tun sloučeniny Cd a 150 tun se dováží z jiných zemí (11).

Na většině území Íránu je každodenní základní potravinou rýže a pšenice. Íránští zemědělci při dosahování vysoké kvality plodin mohli použít obrovské množství fosfátových hnojiv a odpadních kalů, které následně obsahují vyšší koncentraci kadmia. To může zvýšit absorpci Cd prostřednictvím konzumace potravin produkovaných v plodinách.

Na základě pravidel FAO/WHO je povolený obsah kadmia v rýži 0,2 mg/kg (12). Výsledek ukázal, že íránské vzorky rýže měly vyšší obsah Cd, než je povolená koncentrace. Kromě toho se riziko zvýší konzumací dalších zdrojů, jako jsou zemědělské produkty (zelenina) a mořské potraviny (ryby atd.), pokud dojde ke kontaminaci kadmiem (13).

V současné době se expozice kadmiu v mnoha zemích snížila (14), ale má velmi dlouhý biologický poločas rozpadu (10-30 let) (10) a lidské činnosti spojené s kadmiem by měly být omezeny na minimální nebo žádnou škodlivou úroveň (10).

Je třeba připravit základní informace o otravě kadmiem a navrhnout vzdělávací a profylaktický plán, který by podstatně snížil výskyt jeho toxicity. Tento přehled může být informativní a užitečný pro dosažení účelu zvládnutí všech aspektů otravy sloučeninami kadmia.

Mechanismus toxicity: Kadmium ovlivňuje proliferaci, diferenciaci a apoptózu buněk. Tyto aktivity interagují s mechanismem opravy DNA, tvorbou reakčních forem kyslíku (ROS) a indukcí apoptózy (15). Kadmium se váže na mitochondrie a při nízké koncentraci může inhibovat buněčnou respiraci i oxidativní fosforylaci (16).

V buněčných liniích vede k chromozomálním aberacím, výměně sesterských chromatid, zlomům řetězců DNA a příčným vazbám mezi DNA a proteiny. Kadmium potenciálně způsobuje mutace a chromozomální delece (17). Jeho toxicita zahrnuje vyčerpání redukovaného glutathionu (GSH), váže sulfhydrylové skupiny s proteiny a způsobuje zvýšenou produkci reaktivních forem kyslíku (ROS), jako jsou superoxidové ionty, peroxid vodíku a hydroxylové radikály. Kadmium také inhibuje aktivitu antioxidačních enzymů, jako je kataláza, mangan-superoxid dismutáza a měď/zinek-dismutáza (18). Metalothionein je protein koncentrující zinek, který obsahuje 33 % cysteinu. Metallothionein může také působit jako vychytávač volných radikálů. Odstraňuje hydroxylové a superoxidové radikály (19). Obecně jsou buňky, které obsahují metalothioneiny, odolné vůči toxicitě kadmia. Na druhou stranu buňky, které nemohou syntetizovat metalothioneiny, jsou citlivé na intoxikaci kadmiem (20). Kadmium může v buňkách modulovat buněčnou hladinu Ca2+ a aktivitu kaspáz a dusíkem aktivovaných proteinkináz (MRPK), přičemž tyto procesy nepřímo způsobují apoptózu (21).

Zatímco P53 způsobuje buněčnou smrt přímou vazbou na proteiny mitochondriální membrány. Exprese B-cell lymphoma-extra-large (Bcl-xl), což je transmembránová molekula v mitochondriích, potlačuje apoptózu zprostředkovanou mitochondriemi a posiluje rakovinné buňky. Abychom se vypořádali s výzvou k předloženému pozorování; vazba P53 na Bcl-xl může inhibovat proteinovou a apoptotickou buněčnou smrt (22).

Kadmium může indukovat produkci ROS a vést k oxidačnímu stresu. Tento mechanismus může vyjadřovat roli kadmia v orgánové toxicitě, karcinogenitě a apoptotické buněčné smrti (obr. 1).

Klinické projevy: Různé formy sloučenin kadmia mají různé klinické projevy a toxické účinky, které byly podrobně vysvětleny níže.

Kadmium v kostech a nemoc Itai-itai: Několik studií uvádí, že kadmium může ovlivnit kosterní systém. Expozice kadmiu způsobila demineralizaci skeletu, přičemž může přímo interagovat s kostními buňkami, snižovat mineralizaci, také inhibovat prokolagen C-proteinázy a produkci kolagenu (22). Klinické nálezy spojené s osteoporózou zahrnují bolest, fyzické postižení a sníženou kvalitu života. Kromě toho snížená hustota kostí znamená zvýšené riziko zlomenin. Osteoporotické zlomeniny jsou nejčastější u žen po menopauze, což může vést k invaliditě. Mohou se vyskytnout i pseudofraktury po osteomalacii a závažné dekalcifikaci skeletu (23).

Při vyšší expozici kadmiu klesá hladina PTH v séru, což může vyvolat uvolňování vápníku z kostní tkáně (24). Kadmium může interagovat s metabolismem vápníku, vitaminu D3 a kolagenu. Proto může být při opožděných projevech těžké otravy kadmiem pozorována osteomalacie nebo osteoporóza (22).

Itai-itai nemoc je nejzávažnější formou chronické intoxikace kadmiem. Poprvé byla rozpoznána u řeky Jinzu v prefektuře Toyama v Japonsku (25). Pro vysvětlení kostní léze byly navrženy dvě hypotézy. Přímé působení kadmia na kost zahrnuje; vymizení metafyzárních trabekul a zkrácení epifyzárních chrupavek, u nichž kadmium způsobilo osteoporózu, ale nepozoruje osteomalacické změny prostřednictvím radiografických kontrol. Nepřímé účinky kadmia na kost zahrnují; ztenčení kostní kůry, úbytek trabekulární kosti, navíc dochází ke snížení počtu osteocytů a kyselých mukopolysacharidů v epifyzární chrupavce (25). Intoxikace kadmiem způsobuje v počátečním projevu bolesti stehenní kosti a bederní páteře, dále se bolesti šíří do dalších oblastí těla. Kromě toho mohou deformity skeletu způsobit zlomeniny kostí (26).

Poškození ledvin při toxicitě kadmia: Kadmium se převážně hromadí v ledvinách a játrech, ale může se vyskytovat i v dalších tkáních, jako jsou kosti a placenta. Bylo zjištěno, že profesní a environmentální expozice kadmiu se podílí na poruše funkce ledvin (27). Expozice kadmiu může vykazovat časné známky poškození ledvin, proteinurii, ztrátu vápníku a tubulární léze. Analýza moči může pomoci prokázat časné známky poškození ledvin (16). Obecně se sníží rychlost glomerulární filtrace (GFR) a rezervní filtrační kapacita a těžká toxicita kadmia může vyvolat nefrotoxicitu s komplikacemi, jako jsou; glykosurie, aminoacidurie, hyperfosfaturie, hyperkalciurie, polyurie a snížená pufrovací kapacita (28). Poškození buněk a funkční integrity v proximálních tubulech má za následek ztrátu vápníku, aminokyselin, enzymů a zvýšení bílkovin v moči. Na druhé straně snížená tubulární reabsorpce málo molekulárních proteinů vede k tubulární proteinurii. Nejčastějšími proteiny v moči jsou beta 2-mikroglobulin, retinol-vázající protein a alfa 1-mikroglobulin (29).

Kadmium a reprodukční systém: Několik předchozích studií zjistilo, že kadmium má potenciál ovlivnit reprodukci a vývoj u několika druhů savců, a nedávné studie tato zjištění rovněž potvrdily (30). Ve srovnání se studiemi na zvířatech se tvrdí, že kadmium snižuje hustotu, objem a počet spermií a zvyšuje nezralé formy spermií (31). Na tyto problémy navazuje porucha spermatogeneze, kvality spermií a sekrečních funkcí přídatných žláz. Kromě toho snižuje libido, plodnost a hladinu testosteronu v séru (32). V ženském reprodukčním systému může dojít k inhibici funkce vaječníků a vývoje oocytů. Steroidogeneze je při toxicitě Cd snížena a může docházet ke krvácení a nekróze vaječníků (30). Bylo zjištěno, že se zvyšuje počet spontánních potratů a doba těhotenství a snižuje se počet živě narozených dětí (31).

Kadmium a kardiovaskulární systém: Studie in vitro naznačily podíl kadmia na dysfunkci endotelu i na tloušťce intimy a média karotid (IMT). Kromě toho podporovalo tvorbu aterosklerotických plátů in vivo (33). Po intoxikaci kadmiem může dojít k endoteliální dysfunkci na počátku kardiovaskulárního onemocnění (KVO), ztrátě struktury endoteliálních buněk způsobující buněčnou smrt a trombogenním příhodám. Tyto výsledky podporují hypotézu o účasti kadmia na kardiovaskulárních onemocněních a infarktu myokardu (34). Epidemiologické studie prokázaly souvislost expozice kadmiu s rizikem vysokého krevního tlaku (systolický a diastolický krevní tlak).

Kadmium může inhibovat endoteliální syntázu oxidu dusnatého a potlačovat acetylcholinem indukovanou cévní relaxaci, což vede k hypertenzi (35). Může stimulovat produkci cytokinů a vyvolávat poškození endotelu. Tyto mechanismy způsobují aterogenezi a dlouhodobá expozice může zvýšit výskyt periferního arteriálního onemocnění (36). Toxická expozice kadmiu může zvýšit kardiovaskulární úmrtnost (37).

Kadmium a jiné systémy: Nedávno byla popsána akutní centrální a periferní neurotoxicita kadmia (38). Kadmium může také vyvolat buněčné poškození a peroxidaci lipidů v mozku. Jeho vliv na monoaminoxidázu (MAO) je zodpovědný za oxidační deaminaci monoaminových neurotransmiterů (38). Kadmium zvyšuje produkci volných radikálů v CNS a snižuje buněčnou obranu proti oxidaci (39) . Obecně jsou důsledkem tohoto mechanismu poruchy čichu, neurobehaviorální defekty v oblasti pozornosti, poruchy psychomotoriky a paměti (40). Otrava může vést k neurodegenerativním poruchám, jako je Parkinsonova, Alzheimerova a Huntingtonova choroba provázená ztrátou paměti a změnami chování.

Nedávná studie prokázala možný podíl kadmia na plicních onemocněních, jako je chronická obstrukční choroba a emfyzém (41). Studie na zvířatech ukázaly, že chlorid kademnatý může snížit vitální kapacitu plic a zvýšit tloušťku alveolární stěny. Inhalace kadmia ve formě par za nepřítomnosti antioxidantů a za podmínek oxidačního stresu může vést k plicnímu zánětu a emfyzému (41). Podle návrhu Agentury pro registraci toxických látek a nemocí (ATSDR); kadmium je možným karcinogenem plic u lidí (41).

Kadmium se vstřebává gastrointestinálním traktem (GIT). Jeho rozpustnost a absorpci ovlivňuje žaludeční a/nebo střevní pH. Kadmium totiž reaguje s HCl a vytváří chlorid kademnatý. To může vyvolat zánět GIT. H2 blokátory mohou zvýšit žaludeční pH, což způsobuje snížení rozpustnosti a inhibici absorpce kadmia (42). Několik studií prokázalo, že kadmium může v akutní fázi vyvolat poškození jater. Dlouhodobé perorální požití kadmia může v chronické fázi způsobit Itai-itai disease (43).

Omezené výzkumné studie u otravy kadmiem s kožními projevy ukázaly hyperkeratózu a akantózu, doprovázené občasnými vředovými změnami, a zvýšení mitotického indexu kožních buněk (44).

Kadmium a karcinogenita: Sloučeniny kadmia byly Mezinárodní agenturou pro výzkum rakoviny (IARC) klasifikovány jako karcinogenní pro člověka (45). Může být považováno za karcinogen plic, také za induktor rakoviny prostaty nebo ledvin . důležitým bodem je, že kadmium může narušit produkci testosteronu a vyvolat hyperplazii intersticiálních buněk varlat (46). Některé zprávy naznačují, že kadmium se může podílet na vzniku malignit jater, hemotopoitického systému, močového měchýře a žaludku (47). Kromě toho může být kadmium potenciálním rizikovým faktorem rakoviny prsu. Jiná studie naznačuje, že expozice kadmiu se může podílet na vzniku rakoviny slinivky břišní, protože vyvolává zvýšené riziko neoplazie (47).

Buněčné a molekulární mechanismy, které se podílejí na karcinogenitě kadmia, zahrnují aktivaci protoonkogenů, inaktivaci tumor supresorových genů, narušení buněčné adheze a inhibici oprav DNA (48). Poškození řetězce DNA nebo porucha příčných vazeb mezi DNA a bílkovinami mohou ve skutečnosti zcela způsobit inhibici buněčného růstu. Souhrnně se předpokládá, že expozice kadmiu může ovlivnit buněčnou proliferaci, diferenciaci, apoptózu, buněčnou signalizaci a další buněčné aktivity. Tyto aktivity by mohly mít přímý nebo nepřímý vliv na karcinogenezi (47).

Diagnostické hodnocení: Hladiny kadmia ve vzorcích krve, moči, vlasů a nehtů se často stanovují v paraklinických laboratorních testech.

Moč: Ledviny jsou hlavním orgánem, který je při dlouhodobé expozici kadmiu postižen (49). Crinnion navrhl; koncentrace kadmia v moči rovná nebo vyšší než 0,5 µg/g kreatininu je spojena s poškozením ledvin, také koncentrace vyšší než 2,0 µg/g kreatininu se mohou projevit rozsáhlým poškozením (50).

Tubulární dysfunkce následovaná nefrotoxicitou kadmia zvyšuje vylučování nízkomolekulárních proteinů močí, jako je ß2-mikroglobulin, α1-mikroglobulin, protein vázající retinol, enzymy jako N – acetyl – ß – glukosaminidáza a vápník (51). V této situaci mohou být pozitivní citlivé testy (nízkomolekulární proteinurie) a může se objevit smíšená proteinurie (vylučování nízkomolekulárních a vysokomolekulárních proteinů močí) (28).

Krev: Dlouhý poločas rozpadu kadmia (30 let) může být způsoben dlouhodobou akumulací kadmia v těle, ale krátký poločas rozpadu kadmia v krvi (tři až čtyři měsíce) mohl být důsledkem nedávné expozice. Mez detekce pro koncentraci kadmia v krvi je 0,3 µg/l (52). Kadmium v krvi bylo měřeno dvěma technikami: buď elektrotermickou atomovou absorpční spektrofotometrií, nebo hmotnostní spektrometrií s indukčně vázaným plazmatem. Na základě výzkumných studií provedených v rámci National Health and Nutrition Examination Surveys (NHANES) jsou hodnoty na hranici detekce kadmia nebo pod ní u všech účastníků následující: V letech 1999-200: 0,3 µg/l; 2003-2004: 0,14 µg/l; 2005-2010: 0,2µg/l; (53).

Vlasy-nehty a sliny: Stanovení obsahu stopových prvků ve vlasech a nehtech je předmětem zájmu biomedicínských věd (54). Stopové prvky, které se v těle dlouhodobě hromadí, mohou v průběhu času ovlivňovat biomedicínské a metabolické procesy (55). Kromě toho je odběr, přeprava a skladování vzorků vlasů a nehtů snadné a proveditelné a analýza stopových prvků ve vzorcích je levná a rychlá (55).

Kadmium se v těle akumuluje po dlouhou dobu a jeho koncentrace se může postupně zvyšovat několik let po expozici .hladiny kadmia ve vlasech mají různé referenční hodnoty různých zemí, např. v Itálii je 0,03 mg/kg, v Anglii 0,11 mg/kg a v Japonsku 0,05 mg/kg(55). Dále se uvádí, že jinde je množství kadmia ve vlasech 0,61±1,13 µg g-1 a v nehtech 1,11±0,83 µg g-1 (56). Analýza slin může být vynikající metodou pro dlouhodobé zjišťování kontaminace těžkými kovy. Průměrná hladina kadmia ve slinách s tolerovatelným standardním limitem v lidském těle je nižší než 0,55 µg/l (57).

Použití nanomateriálu v diagnostice otravy kadmiem: Nanomateriály mají různé aplikace, jako je tkáňové a orgánové inženýrství, lékařské nástroje, podávání léčiv, hodnocení diagnózy, prevence a léčba (58). Využití nanotechnologií pro diagnostiku a eliminaci toxických kovů, jako je kadmium, může pomoci zvládnout intoxikaci kadmiem a zvýšit bezpečnost životního prostředí (59).

K diagnostice bylo použito několik nanočástic. Jednou z těchto nanočástic jsou kvantové tečky (QD). QDs jsou vyrobeny z fluorescenčních značek selenidu kademnatého nebo sulfidu zinečnatého. Při otravě kadmiem se uvolňuje a vstupuje do buněk obsahujících ionty zinku. Pokrytí QDs ZnO účinně zabraňuje tvorbě kadmia a dosahuje se lepšího krytí materiálu. Ke stanovení tohoto povlaku pomohl test genové exprese (60).

Léčba otravy kadmiem

Nejbližší úvahy: Po zhodnocení dýchacích cest, dýchání a oběhu je nutná ochrana a péče. GIT by měl být proplachován, aby se odstranily roztoky obsahující kadmium. Akutní nebo chronické požití solí kadmia je vzácné, ale může vést ke smrti. Nejnižší smrtelná dávka Cd je 5 gr u 70 kg vážícího muže. Pokud nedošlo k emesi, provede se brzy výplach žaludku. Musí být použita malá nazogastrická sonda (61). Aktivní uhlí nedokáže účinně absorbovat kov.

Hospitalizace může pomoci pacientům vystaveným kadmiu pro zhodnocení rozsahu poškození jater, gastrointestinálního, močového a respiračního traktu, proto doporučujeme podpůrnou léčbu (61).

Přírodní a chemická dekontaminace: Při průmyslové a důlní činnosti se mohou uvolňovat ionty kadmia do odpadních vod. Přírodní dekontaminaci lze zavést pomocí některých léčivých rostlin. K čištění vody byla použita semena Moringa oleifera, podzemnice olejné (Arachis hypogaea), hrachu kravského (Vigna unguiculata), urad (Vigna mungo) a kukuřice (Zea mays). Tato semena mohou absorbovat a neutralizovat koloidní kladné náboje. Tento účinek způsobuje pohlcování záporně nabitých nečistot a kovů v odpadní vodě (62).

Některé rostliny se používají pro fytomediaci k extrakci a detoxikaci některých znečišťujících látek. Mají schopnost akumulovat ve svých tkáních těžké kovy, jako jsou: Cd, Cr, Pb, Co, Ag, Se a Hg. Například Cleome Gynandra se používá jako fytooriginální detoxikační prostředek (63). Fytochelatační aktivita má důležitou roli v detoxikaci kovů prostřednictvím sekvestrace Zn a Cd (64).

Odstraňování těžkých kovů z kontaminované půdy zahrnuje; 1) promývání, loužení, proplachování chemickými prostředky, 2) přidávání některých netoxických materiálů ke snížení rozpustnosti těžkých kovů 3) elektromigraci, 4) překrytí původních polutantů čistými materiály, 5) míchání znečištěných materiálů s čistými materiály na povrchu a pod povrchem ke snížení koncentrace těžkých kovů a 6) fytoremediaci pomocí rostlin (65). Výtěžnost absorpce závisí na různých faktorech, jako jsou: pH prostředí, iontová síla a koncentrace kovů v roztoku nebo biomase. Tyto faktory mohou ovlivnit biologické ukládání, biogeochemickou migraci a toxické vlastnosti těžkých kovů (66).

Chelační činidla

Kyselina ethylendiamintetraoctová (EDTA): EDTA významně zvýšila vylučování kadmia močí. Důležitým bodem je, že EDTA může zvýšit obsah Cd v ledvinách a může zvýšit riziko renální dysfunkce (67). Obvyklá dávka EDTA je 500 mg Ca2+ EDTA v kombinaci s 50 mg/kg glutathionu (GSH) intravenózní infuzí během následujících 24 hodin a opakovaně během 12 po sobě následujících dnů (68). Renální dysfunkci lze zvrátit, pokud je její počáteční koncentrace kadmia v moči <10 µg/gr kreatininu. Koncentrace kadmia v moči vyšší než 10 µg/gr kreatininu může vyvolat nevratné poškození ledvin (67).

Penicilamin (DPA): Penicilamin používaný ke snížení toxických koncentrací expozice rtuti a olova není při předávkování kadmiem účinný (69).

Dimerkaprol: Dimerkaprol je účinné antidotum při otravě těžkými kovy (70). BAL a jejich analogy meso-2, 3-dimerkaptosukcinová kyselina DMSA a 2, 3-dimerkapto-1-propansulfonová kyselina DMPS se používají jako antidota při léčbě otravy těžkými kovy.

BAL musí být podán během prvních 4 hodin po otravě. Doporučuje se hluboká intramuskulární injekce v dávce 3-4 mg/kg do gluteálního svalu. Podává se každé 4 hodiny po dobu prvních dvou dnů a dvakrát denně po dobu následujících 10 dnů (71). Bylo zjištěno, že komplex kadmium-BAL má více nefrotoxických účinků než samotné kadmium (28) a již dříve bylo zmíněno, že kombinace nepomáhá (72) a doporučuje se léčit nebo zvládat aktuální expozici jedu jinými způsoby léčby. Je možné, že léčba BAL může zvýšit riziko nefrotoxicity (73). Kromě toho BAL zvyšuje zátěž ledvin a jater kadmiem, může snižovat přežití a zvyšuje nefrotoxicitu. Z těchto důvodů se při intoxikaci kadmiem nepodává.

Dithiokarbamáty: Dithiokarbamátové deriváty (obr. 2) se používají v mnoha oblastech, např. v zemědělství, výrobě a lékařství (74). N- tetramethylen dithiokarbamát (ATC) je jedním z derivátů dithiokarbamátů s chelatačním účinkem. Zvyšuje vylučování kadmia močí a žlučí, snižuje také vedlejší účinky a celkové příznaky otravy. Může být užitečný pro primární diagnostické hodnocení účinnosti chelatačních látek (75). Účinnost dithiokarbamátů byla potvrzena při snižování toxicity kadmia ve studiích na zvířatech (61). Je nutné, aby podávání těchto chelatačních látek u lidí bylo zdokumentováno.

Kyselina meso 2, 3-dimerkaptosukcinová (Succimer, DMSA): Jedná se o ve vodě rozpustný analog BAL s chemickým vzorcem C4H6O4S2 (76). Tolerovatelná dávka DMSA je10 mg/kg, třikrát denně (61), ale není to intracelulární chelátor. Kadmium se pevně váže na metalothionein a ukládá se v játrech a ledvinách. V důsledku toho se zdá, že DMSA nemůže být lékem volby při otravě kadmiem (16).

2, 3- dimerkapto-1-propansulfonová kyselina (Unithiol, DMPS): Jedná se o ve vodě rozpustný analog BAL s chemickým vzorcem C3H7O3S3Na. Je k dispozici v různých lékových formách jako perorální, intravenózní, rektální nebo lokální (76). DMPS je transportován do intracelulárního prostoru. Nebyly u něj prokázány závažné nežádoucí účinky (77). DMPS se oxiduje na disulfidickou formu. Nejméně 80 % DMPS je oxidováno během prvních 30 min a 84 % celkového DMPS je vyloučeno ledvinami do 96 hodin (78). Dávka: 5 mg/kg intravenózně 4 hodiny po dobu 24 hodin a v případě potřeby může být zvýšena na 100 mg dvakrát denně.

Nové analogy DMSA: Mono a diestery DMSA jsou účinnější a bezpečnější antidota pro otravu těžkými kovy ve srovnání se samotným DMSA (79). Z těchto monoesterů se jako účinný při předávkování olovem, kadmiem, rtutí a arsenidem galia ukázal monoisoamyl DMSA (MiADMSA), rozvětvený alkyl monoester C5 (obr. 3) (80). MiADMSA je lipofilní chelatační činidlo rozpustné ve vodě. Může vstupovat intracelulárně a přistupovat k různým endogenním ligandům. V důsledku toho je MiADMSA výhodnější než jeho mateřská sloučenina (80).

MiADMSA může vstupovat do buňky a vázat intracelulární kadmium. Vzhledem k účinkům antioxidantů je oxidativní stres vyvolaný kadmiem díky přítomnosti MiADMSA zpomalen (79).

Monomethyl DMSA (MmDMSA) a monocyklohexyl DMSA (MchDMSA) jsou další analogy DMSA (obr. 4). Jsou to lipofilní sloučeniny a mohou pronikat do buněk. Jsou účinné po perorálním podání a mohou snížit hladinu kadmia v celém těle po jeho předávkování (79).

Kombinační terapie s chelatačními činidly a jinými látkami: Kombinovaná terapie je účinnou cestou v léčbě toxicity těžkých kovů (3). Optimálního účinku terapie chelatačními látkami lze dosáhnout při podávání kombinace DMSA a MiADMSA (77). Při akutním perorálním podání kadmia byla účinně použita kombinace DMSA a kalcium trisodium diethylen triaminepentaacetátu (CaDTPA). Tyto dvě látky snižují koncentraci kadmia a jeho toxický účinek v organismu (81). Bylo zjištěno, že N-acetyl cystein (NAC) a DMPS snižují kadmiem indukovaný jaterní a ledvinový metalothionein Také NAC může zvýšit účinnost DMPS (82).

Některé zprávy ukázaly, že antioxidanty, jako je vitamin C a vitamin E, mají ochranný účinek proti toxicitě vyvolané kadmiem u různých pokusných zvířat (83). Kombinace kyseliny askorbové, alfa-tokoferolu a selenu může být účinná proti toxicitě kadmia u potkanů. Výsledkem bylo zvýšení peroxidace lipidů a snížení hladiny glutathionu ve střevě potkanů. Tato kombinace prokázala ochranný účinek kombinace proti toxicitě kadmia ve střevě (84). Vitamíny A, C, E a selen mohou skutečně zabránit nebo snížit mnohé toxické účinky kadmia na některé orgány a tkáně, jako jsou játra, ledviny, kostra a krev. Dalšími prvky jsou zinek a hořčík s mnoha klinickými aplikacemi. Předpokládá se, že zinek usnadňuje funkci imunitního systému a zabraňuje vzniku volných radikálů. Hořčík je nezbytným kofaktorem pro aktivaci mnoha enzymových systémů u člověka. Zn a Mg mohou zvrátit renální toxicitu vyvolanou Cd-. Toxicita kadmia způsobuje pokles antioxidačních enzymů, produkuje reaktivní formy kyslíku a peroxidaci lipidů. Ve skutečnosti mohou Zn a Mg čelit reaktivním formám kyslíku a peroxidaci lipidů(85). V současné době probíhají práce na chelatačních látkách pro otravu kadmiem, které mohou přinést novou látku, která bude dostupná, bezpečná a účinná, aniž by zhoršovala stav koncových orgánů. Celkově neexistují důkazy, které by ospravedlňovaly použití jakéhokoli chelátoru, pokud jde o léčbu toxicity kadmia.

Použití nanočástic v léčbě otravy kadmiem: Kadmium může být adsorbováno nanočásticemi Al2O3. Obecně jsou nanočástice Al2O3 vhodné pro odstraňování Zn a Cd ze systémů roztok/sorbent. Nanočástice Al2O3 s nízkou koncentrací citrátu se používají k odstranění Cd a Zn z kontaminovaných roztoků (86). Uhlíkové nanotrubičky (CNT) odstraňují ionty kovů z vodných roztoků (87). Kadmium lze z odpadních vod odstranit pomocí nanočástic TiO2 (88).

Výměna plazmy-hemodialýza-plazmaferéza: Výměna plazmy mohla být zahájena 24-36 hodin po objevení klinických příznaků, kdy došlo k život ohrožující toxicitě a zdravotnický tým nemohl zvolit žádnou alternativní léčbu. Výměna plazmy musí být použita pouze v naléhavých situacích. Proto může být potenciálně užitečná při toxicitě těžkými kovy (89).

Hemoperfuze a hemodialýza nejsou při léčbě otravy kadmiem užitečné. Kadmium se navíc eliminuje velmi odlišně, má velmi nízkou reziduální funkci ledvin a neúčinné odstraňování kadmia dialýzou. Při těžkém poškození ledvin má hemodialýza přínos v nahrazení funkce ledvin (90). Některé toxické látky se mohou silně vázat na plazmatické bílkoviny a nelze je odstranit hemodialýzou. Plazmaferéza je praktická a smysluplná pro odstranění těžkých kovů vázaných na bílkoviny v plazmě. Nicméně neexistují žádné kontrolované studie o plazmaferéze u specifických intoxikací (91).

Závěrem: Otrava sloučeninami kadmia vede ke škodlivým účinkům na různé orgány a systémy. Je považována za potenciální celosvětovou hrozbu pro životní prostředí a člověka. Přenáší se vzduchem, vodou, půdou a potravním řetězcem atd. Expozice sloučeninám kadmia představuje riziko pro lidské zdraví. Intoxikace kadmiem vyžadují dekontaminaci prostřednictvím irigace GIT, podpůrnou péči a chemickou dekontaminaci, použití nanočástic, tradičních a nových chelatačních látek a kombinovanou terapii.

Doporučuje se identifikovat osoby vysoce citlivé na expozici kadmiu a zajistit případnou kontaminaci zemědělské půdy, pitné vody a potravinového řetězce. Je třeba věnovat pozornost zacházení se sloučeninami kadmia a následně se navrhuje odhalit kontaminovaná místa a navrhnout vzdělávací a osvětové programy pro potenciální ohrožené obyvatelstvo s cílem minimalizovat toxicitu kadmia.