Влияние кадмия на организм человека. Хватает ли кадмия вашему организму: в чем польза микроэлемента, как выявить нехватку или переизбыток

Очищенный кадмий представляет собой светлый металл с серебряным отблеском, легко поддающийся ковке и сплавлению с другими металлами. Этот металл образуется во время процесса переработки и очистки цинковой руды. В металлургии используется для сплавов легких металлов, для изоляции швов сварки и покрытия поверхностей защитным слоем. Кадмий, содержащийся в почве, проникает в грунтовые воды и колодцы с питьевой водой, его без труда впитывают корни растений, выращиваемых людьми для еды. Микроэлемент кадмий может быть причиной тяжелого отравления не только через желудок (после поедания продуктов, содержащих переизбыток этого металла), но и через легкие – при вдыхании пыли с частичками кадмия. Именно поэтому настоятельно рекомендуется избегать проживания в той местности, где находятся предприятия металлургического направления или заводы по переработке нефтепродуктов — там загрязнена почва и воздух. В одной пачке сигарет (20 шт.) кадмий достигает количества 3-4 мкг, из которых 1 мкг задерживается в организме курящего человека надолго. До 50 лет тело человека может накопиться кадмий в количестве от 30 мг до 50 мг — это зависит не только от общего веса человека, но и от того, сколько этого металла ежегодно попадало в организм. Кадмий также содержит кофе и чай, рафинированные зерна, краски для картин на основе цинка.

Кадмий и его роль в организме человека

Микроэлемент человека исполняет роль малоактивного вещества, нужного для некоторых внутренних процессов. этот микроэлемент оказывает своеобразное влияние на обмен углеводных веществ в организме. Под его влиянием иногда вырабатываются ферменты, активируемые цинком. Кадмий является составной частью белка тинтина, выводящего тяжелые металлы из организма и не дающего им накапливаться до опасного уровня. Кадмий участвует в процессе метаболизма таких микроэлементов как кальций, железо , медь и цинк . Также эти микроэлементы препятствуют накоплению усвоению кадмия. В здоровой печени вырабатывается гиппуровая кислота, поступающая в любой организм вместе с растительной пищей и выводящаяся через почки с мочой. Кадмий является вспомогательным элементом в сложном процессе синтеза и дальнейшего выведения гиппуровой кислоты.

Суточная потребность организма в кадмии

Минимальная суточная потребность организма в кадмии определена в количестве от 0,5 мкг до 1 мкг, максимально безопасное количество – 5 мкг. Этот микроэлемент, поступивший в организм в количестве, превышающем 50 мкг, может нарушить солевой обмен — дисфункция работы почек, повышение артериального давления из-за накопления жидкости в организме. Ухудшается усвоение других микроэлементов (медь, магний, железо, кальций, цинк).

Нехватка кадмия в организме

Нехватка кадмия в организме встречается не часто. Основным симптомом нехватки этого микроэлемента является прекращение роста, но это можно заметить только на детях или подростках. У взрослых нехватка кадмия в организме определяется только при помощи лабораторных анализов. Чаще встречается переизбыток кадмия.

Переизбыток кадмия в организме человека

Переизбыток кадмия в организме человека возникает постепенно, на протяжении десятка лет симптомы могут быть схожими с симптомами других болезней. При этом возникают боли в мышцах по всему телу, внутренние органы работают с нарушениями. Кадмий максимально накапливается в фильтрах организма – печени и почках, поэтому нарушение в работе этих органов замедляет выведение кадмия из организма с мочой. Кадмий с годами накапливается и возрастает риск возникновения и развития злокачественных опухолей. Кадмий взаимодействует с костными тканями, вымывая из них кальций, что заметно деформируется скелет и приводит к переломам костей.

Острое отравление кадмием

Острое отравление кадмием наблюдается при поступлении с пищей или водой большого количества этого металла – от 5 мг до 10 мг и более (до 30 мкг). Отравление кадмием характеризуется такими симптомами как сильная головная боль, внезапные приступы рвоты, судорожные боли в желудке, возникают печеночные колики. Наиболее опасно это вещество при вдыхании его паров или пыли с кадмием, так как через легкие этот металл в организм проникает непосредственно в кровеносную систему, обходя стороной фильтрацию организма через желудок, печень и почки. При этом возникает отек легких, лихорадочное состояние (дрожь, озноб), рвота или диарея, слабость до потери сознания. В редких случаях, при неоказании медицинской помощи, подобные отравления приводили к смерти.

В тяжелых случаях, при острых отравлениях кадмием, назначают препараты, которые содержат такие микроэлементы как цинк, медь, железо, селен, а также употребляют пищу наиболее богатую на эти микроэлементы и витамины. Заметно уменьшает токсичность кадмия и выведение его из организма введение внутривенно большого количества витаминов.

Больше всего кадмия аккумулируется в почках, в двенадцатиперстной кишке и в печени. Кадмий, поступающий с пищей, практически не усваивается (в тонком кишечнике и примерно 5%), гораздо лучше организм усваивает этот микроэлемент из воздуха. Помогает усваиваться кадмию цинк, кальций, медь и клетчатка. Скорость выведения кадмия очень низкая, поэтому количество этого тяжелого металла в организме с годами только увеличивается, что может привести к проблемам со здоровьем. Кадмий относится к тяжелым и очень токсичным металлам.
Металлургия и нефтеперерабатывающая промышленность отравляют кадмием воду и почву, они, в свою очередь, отравляют растения и животных, а соответственно и людей. Канцерогенное действие никотина усиливается именно наличием кадмия.

Роль кадмия в организме человека:
Особой необходимости в поступлении кадмия с пищей в организм человека нет. Но конечно же есть некоторые процессы, в которых он принимает участие.
активация некоторых цинк-зависимых ферментов (при этом ферменты, активируемые только кадмием, пока не найдены);
входит в состав белка тинтина, который, в свою очередь, способен связывать и транспортировать тяжелые металлы;
принимает участие в метаболизме цинка, железа, меди и кальция;
в печени синтезируется гиппуровая кислота, а кадмий играет в этом процессе небольшую роль;
оказывает некоторое влияние на углеводный обмен.

Суточная потребность в кадмии:
По некоторым источникам установлено, что оптимальная доза кадмия в сутки может составлять от 1 до 5 мкг.

Симптомы недостатка кадмия:
При недостаточном поступлении кадмия в организм (менее 0,5 мкг/сутки) может развиться его дефицит.
Основным, и возможно единственным, проявлением недостатка кадмия является замедление роста. Оно наблюдалось при искусственном дефиците кадмия у лабораторных животных.

Симптомы избытка кадмия:
Кадмий является довольно токсичным микроэлементом. Даже при низкой концентрации (от 3 до 330 мг) может проявляться его негативное воздействие на человеческий организм. Токсичной для человека считается доза в 30 мкг в сутки. Количество кадмия в размере от 1 до 9 г можно считать дозой с летальным исходом.
К симптомам избытка относят:
повышенное артериальное давление;
нарушение функции почек;
нарушение функции легких;
снижение уровня активности ферментов;
анемия (снижение концентрации гемоглобина в крови);
увеличивается возможность развития сердечно-сосудистых заболеваний;
возрастает риск развития злокачественных образований;
неожиданные переломы костей, так как кадмий вымывает кальций;
длительное время не возможно зачать ребенка, от полугода;
в редких случая потеря обоняния;
болезнь итай-итай (сопровождается очень сильной болью в суставах и позвоночнике, почечной недостаточностью и остеомаляцией – размягчение костей; деформации костей скелета, уменьшение минерализации костного вещества).

В каких продуктах содержится кадмий:
Морепродукты: в основном устрицы и мидии;
Листовые (зеленые) овощи: все виды капусты, шпинат и щавель, базилик, петрушка и укроп;
Злаки: зерновые культуры.

Возьмем рисовое растение, которое предрасположено вытягивать из почвы и воды арсен и аккумулировать его. Ядовитый полуметалл встречается в природе, но может и проникнуть в пищевые продукты из-за загрязнения их. Тяжелый металл кадмий естественным путем попадает в зерновые культуры, правда в маленькой концентрации.Анорганический арсен является канцерогенным, т.е. способен вызвать раковое заболевание. То же самое относится к акриламиду, образующемуся в продуктах из углеводов под влиянием высоких температур (фритирование картофеля, рисовые вафли итд). Кадмий становится вреден почкам и в форме ингаляции становится канцерогенным для организма.

Несколько лет назад, как пишет Эко-тест в за сентябрь 2009 года, был обнаружен нелегальный генетически манипулируемый рис в русских рисовых продуктах, который не был даже допущен до употребления. Поскольку рис все-же находят при рутинном контроле пищевых продуктов, по указанию Эко-теста были проведены в лабораториях исследования на наличие генно — манипулируемых продуктов. В тех странах, где выращивают рис влажно и тепло и потому у грибков плесени идеальные условия для размножения. Поэтому проверяют и на ядовитые продукты обмена веществ этих грибков. Определенной дозы допущения границы присутствия арсена в рисе или подобных продуктах пока нет. Для опасного тяжелого металла как кадмий имеются ограничения для риса или зерна в количестве 0,2 мг/кг.

Также для акриламида нет указаний в смысле верхней границы его присутствия в продуктах или дозе его толерирования организмом. Но это вещество настолько вредно, что его следует и дальше сознательно минимизировать — меньше поджаривать картошку, хрустящие хлебцы, рисовые вафли, кексы итд. Помню, одна из медсестер сознательно ела, нравившиеся ей обгорелые концы белого хлеба в тостере и слушать не хотела о вреде.

Кадмий опаснее чем предполагали?!

Кадмий может угрожать здоровью и потому в продуктах питания не желателен. В России многие продукты загрязнены кадмием, т.е. его в большем количестве содержится в продуктах моря (кроме рыбы), внутренностях, диких грибах. В основном в зерновых и овощах через продукты питания мы получаем их с пищей и особенно вегетарианцы, которые много употребляют овощей и зерновых. В течении долгого времени употребляемые продукты с высоким содержанием кадмия ведут у поражению почек, деминерализации костей (остеопороз), а также кадмий является канцерогенным, т.е. может вызвать раковое заболевание у людей.

То же самое касается содержания ртути в морских продуктах, например в рыбе. Органические соединения хлора как диоксины попадают к нам в организм почти исключительно через употребление жирных животных продуктов.

Употребление свыше нормы кадмия не означает непременную угрозу здоровью каждому потребителю. Дело в том, что оно дает о себе знать в последующих годах, ближе к старости. Согласно последним данным все-же следует предпринять все мероприятия чтобы все слои населения, а не только вегетарианцев охранить от опасности загрязнения кадмием и снизить его содержание в продуктах питания. Например, посредством уменьшения его присутствия в удобрениях или употреблении таких растений, которые меньше всего накапливают в себе кадмий.

Я хочу признаться, что давно уже покупаю некоторые продукты исключительно в магазинах биологически чистых продуктов, потому что у меня нет своего огорода и я живу в центре города. Экологически чистые картофель и пшеница содержат меньше кадмия из-за отказа от него в удобрениях, но не всегда, потому что кадмий находится в воде, почве, в воздухе. Лучше выбирать продукты с меньшим количеством этого яда. Так, например, рожь содержит в среднем на 80% меньше, чем пшеница. Овсяная крупа также полезна. Растения с большими листьями как шпинат и сельдерей наоборот особенно много вытягивают из почвы кадмия.

Что касается вегетарианцев, то доктор Markus Keller, участник ученого Совета Союза Вегетарианцев советует больше употреблять экологически чистые продукты. Продукты из цельного зерна полезны, хотя как-раз в их верхнем слое и в зародыше накапливается кадмий, но их полезное действие больше чем риск накапливания этого вещества. Ученый советует вегетарианцам оптимировать употребление цинка, железа и кальция ведет к накапливанию кадмия в кишечнике организмом . Особенно вегетарианцы должны больше принимать кальций!

Кадмий в основном попадает из-за загрязнений воздуха на сельско-хозяйственные угодья и из-за металлостроения. В минеральных удобрениях он попадает в почву и кроме того каждый год примерно 400 тонн химиката из батарей проникает в почву и окружающую среду. По показаниям учреждения по окружающей среде только треть всех батарей корректно утилизируется, а остальная часть исчезает в мусоре, который выносится из квартиры и другими путями. Я собираю батареи и приношу в дрогерею, куда хожу за покупками и где стоят специальные цистерны для батарей, отслуживших свой срок.

Кадмий (Cd)

Убийца иммунитета или стимулятор роста?

Кадмий относится к токсичным (иммунотоксическим) ультрамикроэлементам , являясь одним из основных поллютантов окружающей среды . Его отрицательное действие на организм человека проявляется уже при очень низких концентрациях (3–300 мг в сутки). А при дозе 1–9 г возможны случаи с летальным исходом. Но в то же время кадмий относится к группе «новых» микроэлементов и ультрамикроэлементов (кадмий, ванадий, олово, фтор) и в низких концентрациях способен стимулировать рост некоторых животных.

Суточная потребность организма человека – 1–5 мкг. Дефицит кадмия в организме может развиться при недостаточном поступлении этого элемента (0,5 мкг/сутки и менее).

В организм взрослого человека в течение суток поступает 10–20 мкг кадмия. В тонком кишечнике абсорбируется менее 5% кадмия, поступившего с пищей. На всасывание кадмия существенно влияет присутствие других биоэлементов и пищевых веществ, таких как кальций, цинк, медь, пищевые волокна и др. Кадмий, поступающий в организм с вдыхаемым воздухом, усваивается значительно лучше (10–50%).

В организме человека кадмий накапливается в основном в почках, печени и двенадцатиперстной кишке. С возрастом содержание кадмия в организме увеличивается, особенно у мужчин. Средняя концентрация кадмия у мужчин и женщин составляет соответственно в почках – 44 и 29 мкг/г, печени – 4,2 и 3,4 мкг/г, в ребрах – 0,4–0,5 мкг/г.

Кадмий выводится из организма преимущественно через кишечник. Среднесуточная скорость выведения этого элемента очень незначительна и составляет, по некоторым данным, не более 0,01% от общего количества кадмия, содержащегося в организме. Эстрогены усиливают выведение кадмия, что может быть связано с активизацией обмена меди.

Обмен кадмия в организме характеризуется следующими основными особенностями: отсутствием эффективного механизма гомеостатического контроля; длительным удержанием (кумуляцией) в организме с очень длинным периодом полувыведения (в среднем – 25 лет); преимущественным накоплением в печени и почках; интенсивным взаимодействием с другими двухвалентными металлами как в процессе всасывания, так и на тканевом уровне.

Биологическая роль в организме человека . Физиологическая роль кадмия изучена недостаточно. Предполагается, что кадмий влияет на углеводный обмен, активирует ряд ферментов, играет роль в синтезе в печени гиппуровой кислоты , участвует в обмене в организме цинка, меди, железа и кальция. Также кадмий обнаруживается в составе так называемого «металлотионеина » – белка, для которого характерно высокое содержание сульфгидрильных групп и тяжелых металлов. Функция металлотионеина заключается в связывании и транспортировке тяжелых металлов и их детоксикации . In vitro кадмий активирует несколько цинк–зависимых ферментов: триптофан–оксигеназу, ДАЛК–дегидратазу (дегидратазу дельта–аминолевулиновой кислоты), карбоксипептидазу. Однако ферментов, которые активировались бы исключительно кадмием, не обнаружено.

Основные проблемы, связанные у человечества с кадмием, обусловлены техногенным загрязнением окружающей среды, и его токсичностью для живых организмов уже при низких концентрация х.

Признаки недостаточности кадмия : при экспериментальном дефиците кадмия у лабораторных животных наблюдается замедление роста.

Кадмий относится к иммунотоксическим элементам . Многие соединения кадмия ядовиты.

При избыточном поступлении кадмия в организм , особенно длительном, развивается хронический кадмиоз, при котором, в первую очередь, поражаются мочевыводящая и половая системы. Наблюдаются протеинурия, глюкозурия, аминоацидоурия, β2–микроглобулинурия, появление в моче белка, связывающего ретинол и лизоцим, простатопатия с риском развития новообразований и некроза яичек. Поражение бронхолегочной системы сопровождается фиброзными изменениями и повышением риска развития эмфиземы. Развивается анемия, связанная со снижением всасывания железа в кишечнике и с лизисом эритроцитов. Повышается артериальное давление. Отмечаются остеопластические и остеопорозные изменения костной ткани, что связано с нарушением абсорбции кальция в кишечнике и эндокринными расстройствами (иначе говоря, кадмий «вымывает» кальций из костей).

Выкуривание всего одной сигареты увеличивает поступление кадмия в организм на 0,1 мкг (т.е. существенно повышает риск интоксикации кадмием). Доказана роль кадмия в индукции рака легких и рака почек у курящих , а также развития патологии предстательной железы .

От токсического действия кадмия плод во время беременности защищает плацента, а новорожденного – грудное молоко.

Причины избытка кадмия : избыточное поступление (например, с табачным дымом, при производственном контакте), дефицит цинка, селена, меди, кальция, железа.

Основные проявления избытка кадмия : простатопатия; кардиопатия, гипертония; эмфизема легких, остеопороз, деформация скелета (утиная походка); нефропатия; анемия; развитие дефицита цинка, селена, меди, железа, кальция.

Кадмий необходим : при нарушениях ростовых процессов.

Соединения кадмия, и особенно его оксиды, являются токсичными веществами. Сам элемент имеет свойство накапливаться в организме, постепенно его отравляя. Относится к иммунотоксичным элементам.

В то же время, недавние исследования на крысах позволили ученым сделать вывод, что дефицит элемента у подопытного животного замедляет процессы роста.

Описание и характеристика

Кадмий является элементом 12-й подгруппы периодической системы. Относится к переходным металлам, порядковый номер - 48. Цвет металла - серебристо-белый. Из физических свойств можно выделить мягкость и тягучесть.

Обладает очень низкой температурой плавления - 321 °С. Данное качество элемента используют для снижения температуры плавления различных сплавов. В периодической системе находится между ртутью и цинком, поэтому имеет с данными элементами некоторые схожие свойства.

Знаете ли вы? Кадмий назван в честь Кадма - героя древнегреческой мифологии, основателя древнегреческого города Фивы и внука Посейдона.

Достаточно 300 мг суточной дозы вещества для развития заболеваний, связанных с избытком металла. В случае, если доза достигает 1–9 г, очень велика вероятность летального исхода.

Функции и роль в организме

Элемент присутствует в организме практически любого живого существа. На 1 кг массы тела морского обитателя приходится до 3 мг кадмия. У остальных животных и птиц нашей планеты этот показатель - около 0,5 мг. В теле здорового взрослого человека содержится от 30 до 50 мг кадмия.

Органы основного скопления металла - почки и печень. Как уже было сказано, металл имеет свойство накапливаться (хотя он частично выводится через кишечник), и по этой причине больше всего вещества содержится в организме пожилых людей.

Важно! С возрастом концентрация кадмия в организме увеличивается.

Полной ясности роли данного элемента в нашем организме не существует. Наиболее вероятное объяснение - вещество выполняет важные функции в ферментации белков. Возможно, металл является ингибитором действия некоторых ферментов, связывая тиольную группу в белках. В ферментах, содержащих цинк, кадмий его замещает. Также благодаря своим физико-химическим свойствам может заменять кальций в костях.

В чем содержится кадмий: продукты-источники

Главные источники поступления в организм - различные морепродукты, особенно много вещества содержится в мидиях и устрицах. Щавель, капуста, шпинат и салат также богаты металлом. Довольно большое количество вещества содержится в грибах. Ну, и не следует забывать о табакокурении.

Есть ли суточная потребность

Для человека нормой является потребление 0,01–0,035 мг ежесуточно.

Дефицит и переизбыток: причины и симптомы

Дефицит элемента развивается в том случае, когда уровень суточного поступления падает ниже 0,005 мг. В тонком кишечнике усваивается чуть более 4 % кадмия, попавшего туда с пищей. На то, насколько хорошо усваивается металл, влияет содержание в организме следующих элементов:

• кальций;
• медь;
• цинк.

Тот кадмий, который попадает к нам из атмосферного воздуха при дыхании, усваивается гораздо лучше (до половины всей массы). Скапливается вещество в печени, почках и кишечнике.

Знаете ли вы? В природе в цинксодержащих минералах всегда присутствует кадмий.

Организм мужчин содержит большее количество вещества, нежели женский. Среднее содержание вещества в почках:

• мужчины - 0,045 мг/г;
• женщины - 0,03 мг/г.

В печени:

• мужчины - 0,0042 мг/г;
• женщины - 0,0034 мг/г.

В ребрах:

• мужчины - 0,0004 мг/г;
• женщины - 0,0005 мг/г.

Выводится металл из организма очень медленно. Считается, что обычная скорость выведения составляет примерно, 0,01 % в сутки от общей массы вещества.

Женский половой гормон эстроген способствует выведению благодаря усилению эндокринных процессов, связанных с медью.

Характерные особенности кадмиевого обмена:

1. Не существует нормальной системы гомеостатического контроля.
2. Металл имеет свойство накапливаться, выводится очень медленно. Примерный период полувыведения - четверть века.
3. Большей частью собирается в печени и почках.
4. Нарушение эндокринных процессов, связанных с обменом цинка, меди, железа, селена и других элементов.

Нехватка

Дефицит элемента, вероятно, препятствует нормальному росту. Исследования в данной области проводились только на лабораторных животных, достоверных данных относительно человека нет.

Важно! Одна сигарета увеличивает содержание в организме кадмия на 0,0001 мг. Учитывая количество сигарет, выкуриваемых среднестатистическим курильщиком, можно сделать вывод, что курение действительно убивает.

Излишек

1. Хронический кадмиоз - болезнь, которая развивается при чрезмерно высоком уровне кадмия. Болезнь поражает мочеполовую систему.
2. Велика вероятность заболеваний, связанных с нарушением углеводного обмена, а также болезней, при которых неправильно усваивается белок. В результате глюкоза или белок оказываются в моче, что может привести к некрозу яичек.
3. Возможны заболевания бронхов и легких. Из-за плохого всасывания кишечником железа может развиться малокровие.
4. Повышение АД может привести к гипертонической болезни.
5. Дегенеративные процессы в костях и суставах из-за того, что кадмий замещает кальций, вытесняя его из костей.
6. Проблемы с обонянием, болезни носовой полости.
7. Угроза онкологических заболеваний, связанная со злоупотреблением табакокурением.

Взаимодействие с другими веществами

1. Активно взаимодействует с редкоземельными и двухвалентными металлами.
2. Цинк и медь способствуют выведению металла из организма.
3. Сера, селен, медь и цинк - вещества, способствующие медленному всасыванию металла в кишечнике.
4. Растительная клетчатка также замедляет усвоение вещества.

Жившему в XVI веке алхимику и врачу Парацельсу приписывают знаменитые слова: «Все есть лекарство, все есть яд, и дело только в дозе». Являлся ли знаменитый швейцарец автором этих строк в действительности, нам уже не узнать никогда. Но то, что данное утверждение как нельзя более точно описывает действие кадмия на наш организм - сомнения не вызывает.